起毛起球的外观疵点在羊毛织物出现时就已存在，而且随着合成纤维的出现及广泛应用，织物起毛起球的问题更为人们所关注¨。21，由此产生了多种评价指标与测量方法¨叫1、因素分析¨1和理论模型哺q]。其中最有代表的是Hearl教授∽。1钊的模型与因素的表达，但遗憾的是未能提供足够和完整的数据验证及检验其理论的准确性。

起球(pilling)或者“起毛起球”(fuzzing andpilling)并非纤维材料的必然现象，如棉织物起毛但不起球；麻织物可有毛羽但根本不起球；丝织物可钩丝起圈，但几乎无起球；虽然毛织物又起毛又起球，但同类的头发、毛皮、地毯、竖绒和密集的毛丛(羊毛毛被)却不起球。由此现象导致了近年来对羊毛织物起球问题的较多相关研究，如起毛起球与羊毛纤维的卷曲¨叫和表面摩擦性质¨21直接相关；起球与纤维间的纠缠概率¨纠和织物对纤维的握持作用¨4。相关。

故本文选择100％羊毛单面纬平针织物，从织物起球的宏观表现人手，即毛织物摩擦后表面毛球数与实时脱落毛球数特征，探讨全羊毛针织物的起球行为，并进一步完善起毛起球的机制。

 

1 实验部分

1．1实验材料

试样选用100％羊毛针织物，其起毛起球的等级适中，约为3级，以避免织物受摩擦起毛起球程度过于严重或过轻。试样参数见表1。

1．2实验方法

1．2．1全毛针织物的起球行为测试

实验仪器选用YG401 E改型马丁代尔耐磨仪，参照GB／T 4802．2—2008《纺织品织物起毛起球性能的测定第二部分：改型马丁代尔法》进行摩擦实验。织物的总摩擦次数为20 000，每隔200次，点数织物上残留的毛球数J7v，和实时脱落的毛球数Ⅳ¨二者的简单加和得到总的起球数Ⅳ。，共做5次实验，求出均值，以此获得织物起球行为曲线。

1．2．2起球平台区形态测量

取平台区中摩擦次数n为13 000～13 550，间隔为50，得出织物上毛球的数量、体积、质量与密度的变化，以探索平台区产生的原因及毛球的动态变化。

1)毛球数。点数面积为2 cm×2 cm织物上的毛球数，得到平台区毛球数的变化；使用数码相机拍照，将拍摄的照片采用Photoshop软件进行处理，以便更清晰地看到平台区毛球的位置变化和形态。

2)毛球体积。使用体视显微镜放大10倍拍摄在织物上随机选取的5个毛球。拍照时将织物对折，使毛球的直立方向与体视显微镜镜面平行。然后用测量工具分别测出各毛球的高度h和直径d，求出毛球的平均高度元和平均直径a。将毛球抽象为理想化的圆柱体，由各毛球的高度h、直径d和圆柱体体积公式V=1／4,rid2h得出各毛球的体积，并求出毛球的平均体积y。

3)毛球质量与密度。将面积为2 cm×2 cm织物上的毛球一一剪下，采用电子天平称量3次毛球的质量G，并求得平均值，由毛球个数和体积y得出毛球的密度p。

 

2结果与讨论

2．1全毛针织物的起球行为

织物受到外力作用而起毛起球，图1示出全毛针织物的起毛起球行为曲线。

2．1．1 织物上毛球数曲线

从图1可看出，织物上毛球数ⅣF随着摩擦次数玮的增大先增多达到极值口点便开始下降，从b点开始逐渐趋于平稳，平稳区域为平台区。由本实验结果可知：0<n<3 400时，ⅣF先迅速增加，随后稍微减缓；／7,=3 400时Ⅳ，达到极值。点(峰值线f。：，。。。与织物上毛球数曲线的交点)；3 400<／7,<13 000时，Ⅳ，单调线性下降；19,≥13 000时，ⅣF基本呈平稳不变的趋势，即ⅣF为常数。

在摩擦初期，由于织物本身存在的毛羽和易变为毛羽的纤维头端较多，在受外力作用时，纤维头端易露出织物表面形成的毛羽和已有毛羽纠缠形成毛球，毛球数增加迅速。随着摩擦的进行，一方面新生毛羽不断产生，但会出现饱和态势；另一方面，在脱落毛球数曲线(脱落的毛球数N。)与峰值线f。：㈣。的交汇处偏前，产生的毛球和握持不良的毛羽将开始出现脱落，尤其是毛球的脱落。二者共同的作用使得织物产生的毛球数继续增多达到极值口点。而在。点之前，随着摩擦次数的增多，既有新毛球的相继产生，又有原毛球的发展壮大，但无毛球脱落。

摩擦次数n为3 400～13 000时，由于毛球不断脱落，织物上毛球数Ⅳ，逐渐下降。b点(平台区起始线f川圳。与织物上毛球数曲线的交点)之后，织物上毛球体积和紧密度达到一定程度，固定纤维数增多，毛球附着力大，这一点可从后面毛球变大、变紧得到证实。虽摩擦时受到的外力有所增大，但毛球还不至于脱落，即Ⅳ，不发生明显变化。而织物上毛球数曲线F上伴有小幅度抖动，尤其是Ⅱ点之后，这是由于织物摩擦表面毛羽数与长度的微小变化引起的：在外力作用下，新产生的小毛球较松散，易解聚成为新的毛羽，这样毛球数略微减少，毛羽量增加；反之织物表面毛羽量和长度的增加又致使形成新的松散小毛球，毛球数又有小幅度增加。

2．1．2脱落毛球数曲线

脱落的毛球数曲线大致为两端被拉平的s形光滑曲线，即脱落的毛球数Ⅳ。随着摩擦次数／'1-的增多先不变、后增大，最后缓慢增加。在0<n<3 400时，在外力作用下，毛羽不断纠缠成球和毛球不断发展壮大，其固定纤维数增多，固着力增大，毛球基本上不脱落。毛球的脱落由固定纤维的断裂和抽拔的双重作用而致。在摩擦次数3 d00<凡<13 000时，固定纤维在外力的不断作用下产生弯曲扭转疲劳，直至全部断裂，毛球脱落；随着纤维不断抽拔和断裂，织物结构松散，毛球易被抽拔而脱落。二者使得毛球脱落且速度变快。在n≥13 000时，织物上残留的毛球继续发展壮大，而此时脱落的毛球大都为原纤化的毛羽纠缠形成的小毛球，其固定纤维的强力弱，毛球易于脱落，故Ⅳ，继续缓慢增加。

2．1．3实际起球数曲线

实际起球数J7、，。为织物上毛球数Ⅳ，与脱落的毛球数Ⅳ。．的简单加和，即N。=N，+Ⅳ¨在凡≤3 400时，毛球基本不脱落，或仅仅是开始。实际起球数』、r。曲线与织物上毛球数曲线基本重合；在n>3 400时，Ⅳ。不仅一直增加，而且出现明显的饱和值，即曲线实际起球数与峰值线f。：，。。。的交点处。这说明织物真实起球曲线类似于屈服特征的曲线。至于发生屈服点的机制尚不明确，有待进一步研究和讨论。

由脱落的毛球数曲线的s形行为特征得知，其与实际起球数曲线在n≥13 000时的线性互补特征是造成／'t≥13 000时织物上毛球数曲线为平台区的本质原因，即脱落毛球数和新生毛球数达到平衡一致，织物表面毛球数Ⅳ，为常数。这从测量角度上说，最为特征的值是Ⅳ胁。，最为稳定准确和实用的测量值应该是N，(n≥13 000)。因为前者是织物上表观毛球最大存在值，不同织物获得Ⅳn岫，的摩擦次数凡是不同的；后者是实用中的Ⅳ，(凡≥13 000)稳定值，若测量时间允许或在实用加工中应用，将是很理想的表征点和后处理条件。

2．2起球的平台区发展

平台区是指织物上毛球数曲线的下降阶段中毛球数ⅣF不发生明显变化的区域，即该曲线上平台区起始线f。：㈣。。或b点之后的部分，如图1所示。

2．2．1 平台区毛球数的变化

图2示出平台区织物上单位面积(4 cm2)内毛球数Ⅳ，随着摩擦次数n的变化情况。由此可明显看出4 enl2内毛球数基本保持在15，相邻统计点最大变化值为2，可看作平台区中毛球数．7v，基本无变化，即Ⅳ，与n无关。造成这种现象的形式有2种：

1)新生毛球的产生和毛球的脱落基本同步，二者均衡发展；

2)较少毛球脱落和较少新生毛球的产生，但原毛球变大或变紧。

经过Photoshop软件处理后的数码照片见图3。

由图可明显看出4 cm2内毛球数和其大部分毛球的位置基本无变化，与图2共同说明：

1)平台区中织物上单位面积内的毛球数基本为定值；

2)残留在织物上的毛球基本不脱落或很难脱落，且在外力作用下，毛球的倾斜方向发生随机性的改变；

3)平台区脱落的毛球数很少，发生在此面积区域内的概率小；

4)平台区脱落的毛球大都为由原纤化的毛羽新形成的小毛球，很快脱落，且脱落的毛球数与新生毛球数基本相等且数量较少。这与实验观察相一致。

2．2．2平台区毛球体积的变化

图4示出放大倍数为10时体视显微镜拍摄的毛球照片。由此测得各毛球的高度和直径，得到毛球的平均高度无、平均直径a和平均体积矿，结果见表2。

由表可看出平台区毛球平均高度h随摩擦次数n有先减小后增大的趋势，毛球的平均直径h有减小的趋势，但二者总的变化不是很大。总之，在外力作用下毛球高度和直径的变化没有必然的联系。但从表中数据看来，毛球的平均体积y先减小后增大的趋势比较明显。在外力作用下，固定纤维的不断抽拔使得毛球自身的纠缠作用变大，体积减小；随着固定纤维的继续抽拔，体积继而增大。

2．2．3平台区毛球质量与密度的变化

图5示出平台区毛球质量和密度的变化曲线。

 

由图可看出，4 om2内毛球的质量和密度一直在增加。这说明抽拔生长的力增大，毛球自身的毡化或者纠缠作用变大。纤维纠缠成球和毛羽、毛球的脱落造成织物质量的丢失，织物结构松散，固定纤维抽拔变得更加容易，毛球应该变松，但实验结果表明毛球的密度p一直增加，这可能与织物内纤维的锁结有很大关系。

 

3 结 论

织物起球包括宏观的毛球数量及大小的变化和微观的毛球形态和密度的变化。虽过程复杂，影响因素众多，但其织物上表面起球数Ⅳ，和脱落的毛球数Ⅳ。的测量，可如实、准确地提供全毛针织物起球行为特征。由马丁代尔n次摩擦的实测结果表明：

1)织物上毛球数N，(n≤3 400)先增加的主要原因是新生毛球的增多与发展，而毛球的脱落还未能产生或很少产生；后期(n≥13 000)N，衰减并趋于平稳的主要原因是脱落毛球数Ⅳ。．与新生毛球数达到一致。

2)脱落毛球数曲线大致成两端被拉平的S形光滑曲线，即Ⅳ。先缓慢增加再快速增加，最后又缓慢增加。

3)实际起球数Ⅳ。为织物上毛球数Ⅳ，与脱落的毛球数Ⅳ。的简单加和，其值单调上升，但有明确的饱和点。

4)最后的平台区中织物上毛球数Ⅳ，基本不变，而毛球体积呈先下降后增大的趋势，毛球的质量和密度一直增加。