山羊絨粗紡針織物起毛起球特性

王 衛(wèi)，胡錦健，周彩琴，李 龍

(1.西安工程大學(xué)科技處，陜西 西安 710048；2.西安工程大學(xué)紡織科學(xué)與工程學(xué)院，陜西 西安 710048；3.江蘇丹毛紡織股份有限公司，江蘇 鎮(zhèn)江 212351)

0 引言

從20世紀50年代起，紡織科技工作者就開始研究織物起毛起球。山羊絨針織物的起毛起球是相關(guān)企業(yè)最關(guān)注的課題，我國紡織行業(yè)“十四五”發(fā)展綱要在紡織行業(yè)“十四五”科技攻關(guān)及產(chǎn)業(yè)化項目中已經(jīng)把羊絨針織品抗起球性研究作為高品質(zhì)天然纖維制品加工技術(shù)的一項關(guān)鍵技術(shù)?？椢锲鹈鹎蜈厔萦扇酌?、糾纏、脫落的速度決定。纖維之間的摩擦以及纖維的彎曲剛度是影響茸毛形成的重要因素。毛球的脫落決定于纖維的耐磨性與強力[1]?？椢锲鹈鹎蛐阅艿臏y定有圓軌跡法、改型馬丁代爾法、起球箱法、隨機翻滾法。中國國家標準GB/T4802.3-2008-起球箱法規(guī)定毛粗紡織物的箱體轉(zhuǎn)動數(shù)目7200轉(zhuǎn)(轉(zhuǎn)速60r/min)，毛精紡織物的箱體轉(zhuǎn)動數(shù)目14400轉(zhuǎn)(轉(zhuǎn)速60r/min)，或者箱體的轉(zhuǎn)動數(shù)目按照顧客的要求決定[2]。ISO12945-1標準說，沒有測試預(yù)測適于所有類型紡織物，因此有必要約定特定織物結(jié)構(gòu)起球測試的箱體轉(zhuǎn)動數(shù)目[3]。由于山羊絨纖維的特性，山羊絨針織物起毛起球是羊絨業(yè)界共性研究話題。有關(guān)山羊絨針織物起毛起球研究，一些研究者[4-7]報道后整理方法對羊絨織物進行抗起毛起球處理。降低染色溫度與縮短染色時間有利于提高山羊絨織物的起球等級[8]；防縮處理的山羊絨針織物起毛起球等級高于未處理山羊絨針織物的起毛起球等級[9]；走錠紡紗方法加工的山羊絨紗的針織物起毛起球等級高于環(huán)錠紡紗加工的山羊絨紗針織物的起毛起球等級[10]。服裝的起毛起球是服用過程中織物受到各種摩擦作用所造成的。如果在一定時間內(nèi)從織物上磨掉的茸毛與毛球速率大于新生成的茸毛與毛球速率，毛球在服裝存在的幾率就會降低，這與纖維材料、紗線與織物組織結(jié)構(gòu)、摩擦條件等有關(guān)。本文采用起球箱法探討5h內(nèi)山羊絨針織物的起毛起球等級、磨掉纖維量以及織物表面毛球形態(tài)變化。

1 原料與性能測試

1.1 原料

山羊絨粗紡針織物由常用的三種紗線號數(shù)制作，針織物為平針組織。紡紗原料、紗線性能與織物參數(shù)見表1，其中山羊絨紗通過走錠紡紗方法加工。

表1 織物試樣參數(shù)

1.2 性能測試

織物起毛起球等級:按照標準GB/T 4802.3-2008方法測試，實驗設(shè)計不同的測試時間，采用5級評價方法對測試后試樣的起毛起球等級進行評價。

織物表面形態(tài):織物試樣用滾箱式起球儀測試一定時間后，采用顯微鏡觀察織物試樣表面的形態(tài)。

磨掉纖維量:織物試樣用滾箱式起球儀測試一定時間后，停止起球儀轉(zhuǎn)動，從箱體中收集磨掉的茸毛與毛球，用電子天平稱其重量。

2 結(jié)果與分析

2.1 滾箱式織物起毛起球過程

在箱式起球過程中，箱體內(nèi)放置的四個織物試樣之間發(fā)生摩擦，并且試樣與箱體內(nèi)襯摩擦，在試樣表面不斷形成茸毛，其中部分低強力茸毛纖維因摩擦脫落進入箱體，其它茸毛纖維在織物表面糾纏形成毛球，當因摩擦導(dǎo)致固著纖維斷裂時毛球脫落(見圖1)，否則毛球仍留在織物表面?？椢锲鹈鹎蚴且粋€動態(tài)過程，茸毛與毛球在織物表面不斷生成，同時一些毛茸與毛球也從織物表面脫落。

圖1 起球箱法起毛起球過程示意圖

2.2 試樣起毛起球等級

設(shè)計試樣起毛起球測試時間分別為1h，2h，3h，4h和5h，織物試樣起毛起球測試結(jié)果見表2。對6個織物試樣，測試時間從1h增加到5h，起毛起球等級降低，說明隨著測試時間延長，試樣表面新生成的茸毛和毛球速率大于脫落的茸毛和毛球速率。雖然6個織物試樣所用的纖維長度有差異，測試時間2h時，試樣的起毛起球等級沒有明顯差異。測試時間5h時，較長纖維的織物試樣起毛起球等級高于較短纖維織物試樣的起毛起球等級。因為隨著測試時間延長，織物試樣受摩擦次數(shù)增加，造成較短纖維構(gòu)成的紗線表面的纖維端不斷增多，在織物試樣表面生成的茸毛和毛球速率增大，較短纖維織物試樣起毛起球等級降低。

表2 不同測試時間試樣起毛起球等級結(jié)果

圖2為測試時間1h～5h試樣3＃表面外觀狀態(tài)。由圖2看到，5小時內(nèi)織物試樣表面不斷形成新的茸毛和毛球，且從織物試樣上磨掉的茸毛和毛球速率小于摩擦中新生成的茸毛和毛球速率，試樣表面上茸毛和毛球增多。由于毛球的固著纖維沒有斷裂，隨著時間延長試樣上毛球與周圍茸毛再糾纏，導(dǎo)致試樣表面上毛球外觀形貌變大、結(jié)構(gòu)緊密。

圖2 不同測試時間內(nèi)試樣3＃的外觀

2.3 磨掉纖維量

起毛起球時間1h到5h，6個織物試樣分別磨掉纖維(茸毛和毛球)量的測試結(jié)果見圖3。從圖3得到，測試時間從1h增加到5h，從織物試樣上磨掉的纖維量呈現(xiàn)增加趨勢。結(jié)合上頁表2實驗結(jié)果，隨著時間延長，不僅試樣表面生成大量毛茸、毛球，而且從試樣表面磨掉的毛茸與毛球量也較多。對于6個試樣，磨掉的纖維量(y，mg)與起毛起球測試時間(x，h)的關(guān)系如下，其中R為相關(guān)系數(shù):

圖3 不同測試時間磨掉的纖維量

試樣1＃，y＝1.7383x1.8933，R＝0.9999；

試樣2＃，y＝2.2139x1.7239，R＝0.9974；

試樣3＃，y＝1.5176x2.0192，R＝0.9967；

試樣4＃，y＝1.8493x1.776，R＝0.9985；

試樣5＃，y＝4.8248x1.4884，R＝0.9906；

試樣6＃，y＝1.6698x1.8341，R＝0.9989

在起毛起球測試時間5h內(nèi)，6個織物試樣磨掉的纖維量(y)與測試時間(x)均呈乘冪關(guān)系，且相關(guān)系數(shù)R＞0.99.

在試樣起毛起球測試時間5h內(nèi)，設(shè)計相同時間間隔1h，每間隔1h從箱體內(nèi)收集從磨掉的毛茸與毛球并稱量，結(jié)果見圖4。由圖4可知，在起始的1h內(nèi)，從織物試樣上磨掉的毛茸與毛球較少，但是在隨后的每1h內(nèi)，從試樣上磨掉的毛茸與毛球量依次遞增。

圖4 時間間隔1h磨掉的纖維量

3 結(jié)論

測試時間1h，織物試樣起毛起球等級無明顯差異，試樣表面毛茸增多。在起毛起球測試初期的1h所磨掉的茸毛和毛球量小于起毛起球后期的1h所磨掉的茸毛和毛球量。測試時間延長，從織物試樣上磨掉的茸毛與毛球量增加，織物試樣表面存在的茸毛和毛球也增多。說明起球過程中隨著時間增加，織物試樣中的紗線因摩擦產(chǎn)生更多的纖維端，導(dǎo)致織物試樣表面茸毛生成的速率不斷增加。雖然時間延長磨掉的茸毛和毛球量也增加，但是從織物試樣上磨掉茸毛和毛球的速率小于試樣表面新生成茸毛和毛球的速率，造成試樣表面茸毛和毛球積累。