基于布面毛羽特征變化的織物燒毛效果評(píng)價(jià)

敖利民，郁崇文，李春鋼

(1.嘉興學(xué)院材料與紡織工程學(xué)院，浙江嘉興 314000;2.東華大學(xué)紡織學(xué)院，上海 201620;3.萊州元茂儀器有限公司，山東萊州 261400)

印染加工前的坯布表面有許多毛羽，這是由于經(jīng)緯紗毛羽暴露在布面上形成的，同時(shí)織造時(shí)的摩擦也可能將部分纖維頭端拉到布面，使毛羽增多［1－2］。坯布表面上過(guò)多的毛羽不僅會(huì)使織物的光潔度變差，易沾染塵土，還會(huì)給后續(xù)染整加工帶來(lái)一系列的問(wèn)題，如絨毛落入絲光堿液，會(huì)使堿液含雜增加，影響絲光效果和堿液回收的質(zhì)量;落入印花漿料中，會(huì)造成拖漿、拖刀、花紋輪廓不清;較多的布面毛羽，也會(huì)使絲光和軋光光澤不良;對(duì)于化纖純紡、混紡織物，如不去除布面毛羽，還會(huì)造成起毛起球，影響外觀質(zhì)量。

燒毛是用高溫火焰或熾熱金屬對(duì)織物表面進(jìn)行處理，燒除布面毛羽，改善織物的印染加工性能，同時(shí)使織物表面紋路清晰，整潔光滑，不易起毛起球，提高最終產(chǎn)品的外觀質(zhì)量和服用性能，因此在前處理加工中燒毛是較重要的工序［3－4］。

目前生產(chǎn)實(shí)際中對(duì)于燒毛質(zhì)量的評(píng)價(jià)仍普遍沿用目測(cè)法，即根據(jù)目光觀察毛羽的去除程度來(lái)評(píng)定燒毛效果。評(píng)定時(shí)，將燒毛后的織物置于明亮處，將織物折疊，迎著光線觀察凸邊處絨毛分布情況(視線與折疊處布面平行)，并按下列標(biāo)準(zhǔn)［5］進(jìn)行評(píng)級(jí):1級(jí)—原坯布未經(jīng)燒毛;2級(jí)—長(zhǎng)毛較少;3級(jí)—基本上沒(méi)有長(zhǎng)毛;4級(jí)—僅有較整齊的短毛;5級(jí)—燒毛潔凈。

由于主觀評(píng)價(jià)方法本身的缺陷，如對(duì)評(píng)價(jià)人員的經(jīng)驗(yàn)要求高，評(píng)價(jià)結(jié)果一致性、可重復(fù)性差等，導(dǎo)致評(píng)價(jià)結(jié)果的可靠性不理想。由于燒毛效果的評(píng)價(jià)是制定燒毛工藝的重要依據(jù)，提高燒毛效果評(píng)價(jià)的可靠性是工藝精細(xì)化管理的必然要求，客觀評(píng)價(jià)方法是燒毛效果評(píng)價(jià)的發(fā)展方向。燒毛效果的客觀評(píng)價(jià)目前大都以圖像處理技術(shù)為手段，對(duì)布面或試樣折疊凸起處的織物圖像進(jìn)行處理，進(jìn)行布面毛羽數(shù)量、長(zhǎng)短等的評(píng)價(jià)［6－7］。但圖像處理法測(cè)試周期長(zhǎng)，且要求測(cè)試人員具備相關(guān)的圖像處理專業(yè)知識(shí)，其工程實(shí)用性還沒(méi)有實(shí)現(xiàn)。

織物表面的毛羽特征可通過(guò)單面壓縮測(cè)試的方法進(jìn)行測(cè)試，以毛羽長(zhǎng)度、分界壓力、壓縮功和壓縮比功等指標(biāo)進(jìn)行多指標(biāo)表征［8－9］。本文研究基于布面毛羽的測(cè)試與表征，對(duì)燒毛前后織物毛羽各項(xiàng)指標(biāo)的變化情況進(jìn)行分析比較，建立客觀表征燒毛質(zhì)量的指標(biāo)體系，實(shí)現(xiàn)燒毛效果的客觀評(píng)價(jià)。

1 燒毛前后布面毛羽特征的變化

1.1 實(shí)驗(yàn)部分

本文所用樣品為8種燒毛前后的棉型織物，規(guī)格如表1所示?？椢餆绞骄鶠閮烧环?，即正面燒2次，反面燒1次。除4#織物采用氣體燒毛外，其他均采用電熱輥筒燒毛，燒毛速度為85 m/min。

表1 織物規(guī)格和編號(hào)Tab.1 Specification and number of samples

儀器:織物單面壓縮測(cè)試儀(儀器原理及表征指標(biāo)體系介紹詳見(jiàn)文獻(xiàn)［7－8］)，測(cè)試參數(shù)設(shè)定為:壓縮速度20 mm/min;壓縮動(dòng)程(即總壓縮位移)10 mm;織物支撐架上升到最高位置時(shí)停置時(shí)間為1 s?？椢镌嚇釉谶M(jìn)行單面壓縮測(cè)試時(shí)，施加的張力均為200 cN。

從每種織物燒毛前后的布樣上裁取300 mm×75 mm試樣各20塊，其中10塊用于織物正面的單面壓縮測(cè)試，10塊用于織物反面的單面壓縮測(cè)試，每塊試樣測(cè)試1次，由于本文實(shí)驗(yàn)旨在探討方法的可行性，所以對(duì)實(shí)驗(yàn)環(huán)境未作具體要求。實(shí)際測(cè)試環(huán)境溫度為25℃，濕度為58%。

1.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

各試樣燒毛前后布面毛羽特征參數(shù)的測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表2。

從表2可看出，燒毛前后各織物的壓縮性能指標(biāo)均發(fā)生了一定的變化，不同織物不同指標(biāo)的變化存在一定的差異性。分別對(duì)上述8種織物燒毛前后的各指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行T檢驗(yàn)［10］，來(lái)觀察差異顯著性，檢驗(yàn)結(jié)果如表3所示?？煽闯?，除個(gè)別織物的個(gè)別指標(biāo)外(6#織物反面燒毛的分界壓力、壓縮功和壓縮比功及8#織物反面燒毛的壓縮比功)，各指標(biāo)的漸進(jìn)顯著性指標(biāo)P值都小于顯著性水平0.05，這表明燒毛前后這些特征指標(biāo)均發(fā)生了顯著的變化。從這4個(gè)指標(biāo)的物理意義可知，燒毛作用必然會(huì)造成毛羽長(zhǎng)度的縮短，但分界壓力、壓縮功和壓縮比功等3個(gè)指標(biāo)，除受毛羽長(zhǎng)度的影響外，還受到布面毛羽軸向壓縮、彎曲剛度的影響。布面毛羽受燒毛作用致使毛羽長(zhǎng)度縮短，但纖維長(zhǎng)度縮短后，其所能承受的壓縮、彎曲作用的載荷反而會(huì)有所增大，這就造成分界壓力、壓縮功、壓縮比功等指標(biāo)未必會(huì)象毛羽長(zhǎng)度那樣顯著減小。需要指出的是，由于燒毛作用能燒除大部分毛羽，這幾個(gè)指標(biāo)還是會(huì)減小的，只是減小的幅度并不一定如毛羽長(zhǎng)度那樣顯著。當(dāng)然指標(biāo)變化是否顯著，主要取決于燒毛工藝，所有指標(biāo)變化不顯著均出現(xiàn)在反面燒毛試樣，由于試樣反面只燒毛1次，所以各指標(biāo)值的差異相對(duì)于正面2次燒毛而言，出現(xiàn)不顯著的可能性就大。

表2 織物燒毛前后布面毛羽特征參數(shù)的測(cè)試結(jié)果Tab.2 Testing results of characteristic parameters of fabric hairiness with before and after singeing

表3 織物各毛羽特征參數(shù)的漸進(jìn)顯著性P值Tab.3 Progressive significance P value of fabric hairiness parameters

2 燒毛效果客觀表征指標(biāo)的建立

2.1 客觀評(píng)價(jià)指標(biāo)的建立

從上述織物試樣燒毛前后各指標(biāo)的變化情況可知，織物經(jīng)過(guò)燒毛后，布面毛羽的特征參數(shù)均會(huì)發(fā)生不同程度的變化，因此可通過(guò)對(duì)燒毛前后布面毛羽各特征參數(shù)的變化率對(duì)織物燒毛效果進(jìn)行客觀化表征，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)燒毛效果的客觀評(píng)價(jià)。相應(yīng)的指標(biāo)如下:

式中:Lc為毛羽長(zhǎng)度變化率;L前為燒毛前毛羽長(zhǎng)度;L后為燒毛后毛羽長(zhǎng)度;Pc為分界壓力變化率;P前為燒毛前分界壓力;P后為燒毛后分界壓力;Wc為壓縮功變化率;W前為燒毛前壓縮功;W后為燒毛后壓縮功;Wrc為壓縮比功變化率;Wr前為燒毛前壓縮比功;Wr后為燒毛后壓縮比功。

2.2 各評(píng)價(jià)指標(biāo)的分析

毛羽長(zhǎng)度變化率:毛羽長(zhǎng)度指布面毛羽的長(zhǎng)度(高度)，毛羽長(zhǎng)度的變化率準(zhǔn)確地反映了燒毛前后布面毛羽長(zhǎng)度的變化，毛羽長(zhǎng)度變化率越大，說(shuō)明燒毛后毛羽長(zhǎng)度減小越顯著，燒毛效果越好。對(duì)于燒毛效果的評(píng)定主要依據(jù)是燒毛前后毛羽的燒除程度，而毛羽長(zhǎng)度的變化率最能直觀地描述出毛羽減少的程度，可作為織物燒毛效果評(píng)價(jià)的第一判據(jù)。

分界壓力變化率:分界壓力與毛羽數(shù)量和毛羽的壓縮、彎曲性質(zhì)有關(guān)。分界壓力越大，說(shuō)明毛羽數(shù)量越大，或毛羽的抗彎剛度越大，或二者兼之。在燒毛過(guò)程中，由于毛羽數(shù)量的顯著減少，致使分界壓力下降，盡管毛羽變短后，軸向壓縮、彎曲的剛度會(huì)有所增加。分界壓力的變化率越大，說(shuō)明燒毛效果越好。

壓縮功的變化率:毛羽長(zhǎng)度的顯著減小會(huì)使壓縮功減小，盡管短毛羽承受壓縮、彎曲的能力較之長(zhǎng)毛羽有所增加，但其效果遠(yuǎn)不及毛羽顯著縮短的影響。壓縮功變化率越大，說(shuō)明燒去的毛羽長(zhǎng)度越多，燒毛效果越顯著。

壓縮比功的變化率:壓縮比功為壓縮功與壓縮動(dòng)程之比，影響壓縮比功的因素與壓縮功類似，但與壓縮功相反，毛羽長(zhǎng)度越短，毛羽部分壓縮動(dòng)程也越短，壓縮功變小，但由于壓縮動(dòng)程減小，壓縮比功卻未必同等程度減小。毛羽燒除效果好，部分毛羽被較徹底燒除，壓縮比功也會(huì)有所減小，而且減小越多，表明燒毛效果越好。

綜上所述，燒毛前后4個(gè)毛羽特征指標(biāo)的變化率均可用來(lái)表示燒毛效果，但由于分界壓力、壓縮功和壓縮比功受毛羽長(zhǎng)度及纖維彎曲性能等多種因素影響，變化規(guī)律相對(duì)復(fù)雜，所以可優(yōu)先采用毛羽長(zhǎng)度變化率表征燒毛效果，其他指標(biāo)可用于燒毛后布面毛羽特征的深入分析。

3 應(yīng)用實(shí)例

采用上述方法對(duì)實(shí)驗(yàn)所用8種織物試樣的燒毛效果進(jìn)行評(píng)價(jià)，各指標(biāo)變化率的計(jì)算結(jié)果如表4所示。各試樣的燒毛效果可根據(jù)燒毛前后毛羽長(zhǎng)度的變化率進(jìn)行量化表達(dá)。結(jié)合主觀評(píng)價(jià)的描述和生產(chǎn)實(shí)際，可嘗試根據(jù)毛羽長(zhǎng)度變化率建立燒毛效果的客觀評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)如表5所示。在實(shí)際生產(chǎn)中，燒毛可能會(huì)對(duì)織物主體造成一定的損傷，為盡可能減少這種損傷，一般織物燒毛要求達(dá)3～4級(jí)即可，質(zhì)量要求高的織物要求達(dá)4級(jí)，在燒毛后不可能真正出現(xiàn)燒毛凈的效果。根據(jù)表5所擬定的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)實(shí)驗(yàn)中8種織物的燒毛效果進(jìn)行客觀評(píng)價(jià)，見(jiàn)表6。從表6可看出，以毛羽長(zhǎng)度變化率為評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)對(duì)8種織物的燒毛效果進(jìn)行評(píng)判，其燒毛質(zhì)量等級(jí)均在3～4之間，均符合要求，評(píng)價(jià)結(jié)果與企業(yè)作出的主觀評(píng)價(jià)結(jié)果也相吻合。

表4 燒毛前后織物毛羽指標(biāo)變化率計(jì)算結(jié)果Tab.4 Calculation results of changing rates of fabric hairiness indexes before and after singeing %

表5 織物燒毛效果的客觀評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)Tab.5 Objective evaluation criterion of fabric singeing effect

表6 織物燒毛效果的客觀評(píng)價(jià)結(jié)果Tab.6 Objective evaluation results of fabric singeing effect

4 結(jié)論

采用織物單面壓縮測(cè)試的方法對(duì)燒毛前后毛羽各特征參數(shù)的變化情況進(jìn)行比較分析，結(jié)合燒毛效果的主觀評(píng)價(jià)方法，建立了客觀表征織物燒毛效果的評(píng)價(jià)方法。經(jīng)過(guò)燒毛處理后，布面毛羽各特征參數(shù)均會(huì)不同程度地減小，減小的顯著性受燒毛工藝和布面初始毛羽特征影響。織物的燒毛效果，可用燒毛前后布面毛羽各特征參數(shù)的變化率進(jìn)行客觀評(píng)價(jià)，其中毛羽長(zhǎng)度變化率可作為第一判據(jù)。

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