第十四章纺织品的服用性能

第十四章纺织品的服用性能1.外观性能2.手感3.耐用4.卫生、安全第一节纺织品的外观性能一、光泽1、概念织物光泽是指织物在一定的背景与光照条件下，织物表面的光亮度以及与各方向的光亮度分布的对比关系和色散关系的综合表现。它与织物表面的反射光以及反射光光强分布有密切联系。织物的光泽感是指在一定的环境条件下，织物表面的光泽信息对人的视觉细胞产生刺激，在人脑中形成的关于织物光泽的判断，是人对织物光泽信息的感觉和知觉。织物的光泽是正反射光、表面散射反射光和来自内部的散射反射光的共同贡献。正反射光：符合反射定律的光线称为正反射光，又称镜面反射。它的强弱与物质的反射率有关，还与织物表面状态有关。表面散射光：织物的表面复杂，不是理想镜面，因而会产生光的漫反射，故又称漫射光。漫反射与纤维表面形态和粗糙度相关，反射光谱也与入射光谱一致。内部反射光：光线折射进入织物后，由内部反射重新进入原介质（空气）。织物的内部反射光受纤维的内表面和纤维内部层状结构影响，还与纤维内部结构的不均匀有关。光的色散：不同频率的光在同一物质中折射时，折射率是不同的，会依其频率产生分离现象，这就是色散。色散现象会影响织物的光泽，即使是白色纤维织物，也会隐约可见彩色的晕光，这就是纺织材料的彩度。2、评价与测量通常采用客观评定。可测量织物表面反射光强；反射光的分布及方向；反射光中各种不同类型反射光组份的比例。分别可用镜面光泽度和对比光泽度来表达。3、影响织物光泽的因素纤维的表面形态、表层结构和截面形状会影响织物的光泽。当纤维表面平滑一致，纤维彼此平行排列时，投射的光线，将在一定程度上沿一定角度被反射，反射光较强，纤维集合体的光泽就强。如果纤维表面粗糙不平，纤维排列紊乱，反射光就以不同角度向各个方向漫射，纤维集合体的光泽就暗。纤维具有层状结构（如蚕丝），则会在纤维表层的各结构层发生多次反射与折射，光泽柔和均匀。纤维截面形状是三角形，则会有微区全反射现象，产生较强的点光泽，为“闪光”。织物是纤维、纱线的集合体，表面的毛羽、纱线的屈曲起伏与纱线的捻向、组织点的分布以及集合体各单元和总的排列与紧密度，都对光泽产生影响。通常织物表面光滑、纱线捻度高，织物的正反射光就强；织物表面毛羽多，纱线结构松，织物表面粗糙不平，则光散射强，光泽柔和、暗。二.织物颜色及色调1、织物颜色织物的颜色可按色彩学分解为色泽、亮度和色度。色泽决定于染料和纤维表面特征，亮度基本决定于染色浓度，色度大体由染料决定。纱线和织物的结构在某种程度上也影响色泽，这种影响主要表现为对光的散射。2、色的表示色的表示简称表色，分为显色系统和混色系统两大类。显色系统根据色的三属性：色相、明度、彩度，将色样的色彩进行测量。混色系统，是以分光光谱为基础的表色系统，其代表是国际照明协会（CIE）的表色系统。根据分光分析，求三刺激值XYZ。3、色彩的测量利用光学系统进行测量，最为广泛的是用可见光分光光度计测定分光光谱和三刺激值XYZ。国际照明协会（CIE）的三刺激值XYZ，即dxPK780380dyPK780380dzPK780380X=Y=Z=三、折皱回复性和褶裥保持性1、抗皱性织物被搓揉挤压时发生塑性弯曲变形而形成折皱的性能，称为折皱性。织物抵抗此类折皱的能力称为抗皱性。2、抗皱性的测量及指标（1）折叠法折叠法是将织物折叠后释放，测量其折皱角的回复，来表达其抗皱性。依据试样放置分为水平法和垂直法。水平（放置）法如图所示，是将“凸”形试样沿折叠线处180°对折，平放于试验台的夹板内，加上一定重压，并经一定时间后释去压力，由仪器上的量角器读出试样对折面间的张角θ，此角度称之为折痕（皱）回复角。θθ垂直（放置）法是为了克服织物重力的影响而采用的。织物为条形样，折叠处理同水平法。然后试样竖直夹持于一水平刻度盘上，迅速释放，并测读织物的夹角θ，也可以读出θi和θr。或者读数盘竖直放置，如图（b），释放折叠试样后，不断转动刻度盘，使悬挂试样段与表盘的中心垂直线保持重合，测得织物的折皱回复角θ，包括θi和θr。θ(a)180170160150140130120110100908070605040302010（b))弹簧夹试样夹10试样刻度盘θ所得折皱回复角因测量都取180°折叠，可以直接对比，也可用相对百分率表示：或100180R100180iiR100180rrR折皱回复角的测量，可对试样正、反折叠，表示织物面的不对称性；可以织物不同方向折叠，反映织物折皱回复性的各向异性。（2）揉搓拧绞法。该方法更接近实用效果，以搓揉或拧绞方式使织物起皱，采用样板对照或图像处理法进行评价。样板对照法是将试样与免烫样照对比，样照分为五级，“5级”样照免烫性最好，“1级”最差，取三块试样的平均值作为评级结果。图象处理法是对折皱处理后的试样进行摄像和图像处理，进而提取织物表面折皱高低、大小、纹理等信息，以定量评价织物的抗皱性。3、影响织物抗皱性的原因及主要因素折皱是织物高曲率的弯曲，故影响织物弯曲性的因素就是影响织物抗皱性的因素。而抗皱性的表征主要是织物弯曲后的回复性。因此导致纤维本身的塑变和纤维间、纱线间不易（或高能耗）滑移的机制就是织物折皱回复性差的本质因素。具体分析可从纤维、纱线、织物及环境条件几个方面进行。（1）纤维性状①纤维几何形态：纤维愈粗，折皱回复性愈好；圆形截面比异形截面纤维的折皱回复性要好；纵向光滑的纤维要比纵向粗糙的纤维抗皱性要好。②纤维弹性：纤维弹性越好，织物折皱回复性越高。③纤维的摩擦性质：纤维的摩擦性质是抗皱的第二要素，纤维间摩擦系数小，织物的折皱回复性越高。（2）纱线结构纱线的捻度适中时，织物抗皱性好。这是因为捻度过低时，纱线中纤维易发生滑移耗能，纤维的变形能不足，故织物的折皱不易回复；捻度过高时，纤维已有变形，再加折痕弯曲变形，会引起塑性变形，且纤维一旦滑移，回复阻力又大，故抗皱性也差。（3）织物几何结构织物厚度对折痕回复性的影响显著，厚织物的折痕回复性较好。针织物为线圈结构，故弹性好、蓬松、质地厚，抗皱性优于机织物。机织物三原组织中，平纹交织点最多且薄，外力释去后，织物中纱线不易作相对移动而回复到原来状态，故织物的折痕回复性较差；缎纹组织交织点最少，织物折痕恢复性较好；斜纹织物介于两者之间。织物密度、紧度、体积分数或经、纬密对织物折痕回复性影响的一般规律是：随着这些表达织物填充性大小指标的增加，织物中纤维间切向滑动阻力增大，外力释去后，纤维不易作相对移动，织物折痕回复性有下降的趋势。（4）环境条件当温湿度增加时，纤维材料更具有塑性，纤维间的摩擦阻力也会变得更大。这都会导致织物的抗皱性的降低。如棉、毛、麻、丝织物在热湿环境下易起皱。这一现象甚至被用来定形和织物的保养回复处理。4、改善抗皱性的方法改善织物抗皱性的方法应该遵循抗皱的两个基本机制，即纤维的高弹性化和纤维间的低摩擦或弹性联结。就如同弹性纤维的结构，变形段无阻力，可变形蓄能，刚性段保持纤维间稳定，不产生不可回复的滑移。如树脂整理增加纤维间的不可滑移但弹性的固定；如采用氨纶包芯纱、弹性长丝或弹性短纤维的交织、混纺织物，以增加纤维本身的弹性和织物变形后的回复；又如棉织物的液氨整理，增加纤维的弹性和圆整度，增加织物的蓬松性等。5、织物的褶裥保持性（1）织物褶裥保持性的一般概念织物经熨烫形成的褶裥（含轧纹、折痕），在洗涤后经久保形的程度称为褶裥保持性。褶裥保持性与裤、裙及装饰用织物的折痕、褶裥、轧纹在服用中的持久性直接相关。大多合成纤维是热塑性高聚物，故在一定温度和外力作用下，强迫织物变形，可获得褶裥。其原理是热、力作用使纤维内部分子链间的部分价键拆开并在新的位置上重建、或交联、或结晶，使纤维及其集合体得到定形。（2）褶裥保持性的测量及指标通常采用目光评定法测试织物褶裥保持性。基本程序是：织物→折叠→熨烫→洗涤→对比样照→褶裥保持性评价。其中熨烫条件和洗涤方式与条件，会对结果产生影响。样照评价为5级，5级最好，1级最差。（3）影响褶裥保持性的主要因素影响织物褶裥保持的本质因素是定形后纤维结构的稳定性和纤维间结构的稳定。前者体现为纤维的高结晶、高弹性和高模量，以及弯曲形态的稳定；后者体现为纤维间的高摩擦阻力和不可滑移性。而产生褶裥，则要求纤维具有可变形性，即通常所指的热塑性。纤维的热塑性越好，热定形后的结构越规整和有序，纤维分子间的作用越强，纤维的玻璃化温度越高。则纤维褶裥的成形越好、越稳定，织物的褶裥保持性越强。显然，涤纶织物在不考虑纤维间作用时，是褶裥保持性最好的。纤维间、纱线间的作用越强，即摩擦和机械锁结作用越大，织物的结构越稳定，褶裥产生后的变化可能性就越小，则褶裥保持性越强。相对应地，纱线捻度越大，织物紧密性越高，织物越厚实，熨烫成形后的褶裥保持性越好。熨烫条件，如温度、压强和时间，对褶裥定形的完整性和有效性影响很大，进而影响褶裥保持性。实验表明，压强在6~7kPa，130~150°下，10~30s可获得较好的褶裥。织物含水较高时，会影响熨烫温度，使折痕效果降低。（4）改善织物褶裥保持性的方法提高褶裥保持性的最好的方法是加大褶裥处的织物紧密度和纤维间的联结。即纤维应该膨胀，纤维间应该产生点粘结。这也是目前针对性树脂整理和热熔粉末永久性褶裥加工的原理。当然，可以采用热塑性好，能交联和再结晶特性的纤维，以改善织物褶裥的稳定。但如此大的织物，仅为此一条“美观线”而进行整体纤维的调整，显得得不偿失。（5）抗皱性与褶裥保持性的相互关系抗皱与褶裥保持机制的差异对抗皱来说，不仅要求纤维具有高的弹性，而且要求纤维间存在机械锁结部分（不产生滑移）和滑移部分（低或无摩擦阻力）。滑移部分纤维的特征是高弹性伸长率、高抗弯模量、高弹性回复率；织物的特征是纤维间和纱线间膨松、多孔、可压缩和较厚的织物。但纤维间和纱线间必须存在弹性无滑移的联结点或联结区域。对褶裥保持来说，不仅要求纤维具有热塑性和热定形后的高模量及稳定形态，而且要求纤维间无滑移。由此，纤维的特征是较高的玻璃化转变温度、定形后的较高结晶度、高模量和形态不变性；织物的特征是纤维间、纱线间机构紧密稳定、不可滑移，织物厚实。显然两者仅在织物厚度和纤维或纱线间的相互作用上有相同之处，在作用机制和性能要求上存在本质的区别。因此，可以用其间差异进行各自性能的提高和改善，达到两者的同时优化。两者的相互关系从力学作用角度上看，一个是将平的织物弯曲后看其是否能恢复平整状态的性质；一个是将弯曲后织物扯平后看其是否能恢复到原有弯折状的性能。本质上都是材料在外力、热、湿作用下形态保持不变的性能。因此，从纤维角度上说，要求是一致的，只是抗折皱较多地需求高弹性以适应大变形；褶裥保持性较多地需求高模量以防止变形。但织物是纤维集合体，这种形态的保持又引入了纤维间和纱线间的作用，而纤维间的滑移对集合体来说是塑性变形，对两者来说都是不能允许的。只是抗皱性的弯曲允许纤维间的无阻力滑移来减少纤维的大变形、塑变和回复时的阻力；褶裥不允许任何滑移来改变其形状。这当中的维系点是“变形”，前者需要变形，后者无需变形。四、织物的起毛起球性织物在实际穿用与洗涤过程中，不断经受摩擦，使织物表面的纤维端露出于织物，在织物表面呈现许多毛茸，既为“起毛”；若这些毛茸在继续穿用中不能及时脱落，就相互纠缠在一起，被揉成许多球形小粒，通常称为“起球”。1、起毛起球机理（1）织物起毛起球的过程(a)毛羽(b)起毛(c)纠缠(d)成团(e)收紧成球(f)脱落（2）起毛起球的机理起毛起球从以上生成过程可知，起球的前提是织物表面的毛羽，即“起毛”。起毛来源于各种摩擦与钩挂，如织物与织物间，织物与其他物质间，使纤维发生抽拔、位移、断裂而产生毛茸。这些毛茸在外力的作用下会发生弯曲或相互缠绕和更有利于握持的拔出，加速