防紫外线低碳时尚休闲面料的开发
第一章绪论
1.1 休闲面料的流行趋势
随着人类文明的高度发展，人们不再单单讲究服装的基本保护作用，服装渐渐成为了一种文化，一种艺术。人们都在不断的追求新的个性时尚，个人的服饰打扮成了人们充分向外界展示自我、体现自我的表现手段。于是，设计师们慢慢的把目光投向了服装最基础的材质——面料上来。许多大师直接从面料上寻求灵感，通过巧妙运用面料的各种肌理质感、色彩以及服用性创造出一轮新的时尚。
[1]艺术与技术前所未有地如此紧密地结合在一起，面料在功能化、个性化、趣味化和易制作整理等方面带来了众多的变化。[3]此时，面料已不再只是服装的一种简单材质，而渐渐演化成为服装的一个主体灵魂支柱。[1]从产品风格、产品设计、工艺技术、艺术美感诸方面综合来看，新世纪纺织面料的流行趋势可概括为轻质、舒适、闪光、透明、花色、质感、复合、功能、绿色、保健这二十个字。[2]休闲服装是最受人们欢迎的服饰之一，它穿起来舒适、随意、自由、简洁，大方。[1]那么对休闲面料的设计开发就显得尤为重要，具有一定功能的休闲面料更是惹人喜爱。
1.2 紫外线的概述
1.2.1 紫外线的分类及作用
太阳光中的紫外线对人们既有有利的方面，又有有害的方面。[5]紫外线(UV)是波长为200～400 nm 的电磁波．按波长范围区分，紫外线又可分为紫外线A(UVA)，波长为400～320 nm；紫外线B(UVB)，波长为320～290 nm；紫外线C(UVC)，其中波长为290-200 nm。紫外线C被臭氧层(距地面1O～5Okm)吸收，无法到达地面。紫外线B虽然也会被臭氧层吸收，但有一部分会到达地面．到达地面的主要为紫外线A。[4]紫外线A具有较高的能量，紫外线能诱发皮肤病，促进白内障，降低免疫功能等[5]。
1.2.2 防紫外线辐射机理及生产方法
紫外线照射到织物上，一部分被吸收，一部分被反射，一部分透过织物。
图1-1 紫外线照射到织物上的作用
透过的紫外线对皮肤产生影响。在一般情况下，紫外线的透过率+反射率+吸收率=100%。因此为减少紫外线对皮肤的伤害，从纺织品方面来说，必须减少紫外线透过织物的量；也就是说照射在织物上紫外线的反射和吸收越多，透过织物的紫外线就越少，对紫外线的防护性能就越好，对皮肤的伤害就越小。
紫外线的防护原理就是采用紫外线屏蔽剂对纤维、纱线或织物进行处理，从而达到防紫外线的目的。织物防紫外线的能力，主要取决与植物本身屏蔽紫外线的能力。[11]影响因素有：植物组织结构；纤维原料，纱线配置及织物色泽等。但是，有研究认为，户外活动人体衣着的紫外线透过率须在10％以下，其中皮肤易被晒红的人其衣着紫外线透过率须在5％以下，而对紫外线过敏的人，其衣着的紫外线透过率须在1％以下[4]。因此单凭织物本身屏蔽紫外线能力是不够的，涤纶、羊毛、蚕丝对波长300mm以下的光有很强的吸收性，棉织物却是紫外线容易通过的原料[5]。
改善纺织品防紫外线效果的途径有两种，一是使用防紫外线纤维，一是采用功能性整理。前者仅限于化学纤维；后者适用范围广、工艺简单[11]。防紫外线面料可以采取后整理与紫外线遮断纤维两种途径。后整理得到的防紫外线面料一般是在织物表面涂敷一层防紫外线物质．紫外线遮断纤维是在成纤聚合物中添加反射与吸收紫外线的陶瓷粉。如TiO2(粒经0.02～0.10 m)和超细ZnO(粒经0.01～0.04／zm)具有吸收紫外线的能力；滑石、高岭土、碳酸钙具有反射紫外线的能力，通常是将这几种材料组合使用[4]。对织物施加紫外线屏蔽剂时，可将屏蔽剂与染色同浴进行，紫外线吸收剂分子像染料分子一样溶于纤维内部；也可将紫外线屏蔽剂通过浸轧或涂层的方法固着在织物的表面；或者采用微胶囊技术，制成大分子紫外线吸收剂与其他功能合并，开发多功能的新产品[5]。
1.2.3防紫外线的测试方法
目前国内外采用较多的纺织品防紫外线性能测试方法主要有两种：直接法和仪器法。[13]
直接法包括人体照射法和变色退色法。
（1）人体照射法：在同一皮肤相近部位，以一块或几块织物覆盖皮肤，用
紫外线直接照射,记录和比较出现红斑的时间以进行评定，时间越长说明其防护效果越好。
（2）变色退色法：将试样覆盖于耐晒牢度标准卡上，距试样50cm 处，用紫外线灯照射，测定耐晒色牢度标准卡到一级变色时的时间。所用时间越长，说明遮蔽效果越好。
纺织品通过防紫外线整理加工后获得的防护效果，可用整理品的遮蔽率和未整理品的遮蔽率之差表示。整理效果也可以用通过量的减少率来表示，即：
通过量的减少率 %
100)(?-=
A
C B A ……
1.1）
式中：B 为未整理品的紫外线透过率(％)；
C 为整理品的紫外线透过率(％) 。
直接法的特点是操作简单，但不够客观，准确率低可重复性差。 仪器法包括紫外分光光度计法和紫外线强度累计法。
（1）紫外分光光度计法即采用紫外线分光光度计，测定紫外线某波长区域内或若干个有代表性的特定波长内试样紫外线透过率。这种方法是目前国际上流行和通用的方法。澳大利亚／新西兰标准、英国标准、美国AATCC 标准、欧盟标准以及国际标准化组织的最新标准提案均采用分光光度计法。我国于2003年2月1日起实施的GB ／T18830—2002《纺织品防紫外线性能的评定》也采用了这种方法。这种方法评定紫外线性能的指标主要有：紫外线透射比、紫外线遮挡率、紫外线防护系数和穿透率。[13]
①UVR 透射比：有试样时的紫外线透射辐射通过量与无试样时的紫外线透射辐射通过量之比，常分为UVA(315～400nm)透射比和UVB(280～315nm)透射比。
②UVR 遮挡率(或阻断率)：遮挡率=1-透射比。
③紫外线防护系数(UPF)：UPF 是紫外线对未防护皮肤的平均辐射量与经测试的织物遮挡后紫外线辐射量的比值。即某防护品如服装等被穿用后，紫外辐射使皮肤达到某一损伤的临界剂量所需要的时间值与不用其时达到同样伤害程度的时间之比。
表1-1 UPF 的数值及防护等级：
UPF 值 效果 紫外线透过率（%）
UPF 等级 15～24 较好 6.7～4.2 15，20 25～39
非常好
2.6～4.1
25，30，35
40～50 优异 ≤2.5 40，45，50，50+
由上表可知，UPF 值越大其防紫外线效果越好，其计算公式为：
??=
λ
λ
λλλλλd T S E d S E UPF 400280
400
280 …………………………（式1.2）
其中：λE ——由紫外线反射而引起的损伤程度；
λS ——紫外线区域的光谱辐射能（21W m nm --??）；
λT ——在某一波长的物体的紫外透射率（%）
； λ ——波长。
④穿透率：UPF 值的倒数。
目前，国内外的标准对纺织品的防紫外线性能一般都使用UPF 值，即紫外线防护系数值进行评定。UPF 值是紫外线对未防护的皮肤的平均辐射量的比值，UPF 值越大，表明防紫外线性能越好。即将出台的国家标准规定：只有当UPF ＞30时，并且UVA 的透过率小于5％时，才能称为防紫外线产品，防护等级标识为UPF30＋；而当UPF ＞50时，则表明该产品的紫外线防护性能极佳，防护等级标识为UPF50＋。
（2）紫外线强度累计法：将被测试样放在紫外线灯和紫外线累计仪器的传感器之间，对被测试样按给定时间进行照射，测定紫外线通过试样的紫外线累计量Q s (J ／cm 2)，同时在未放试样的情况下，测定相同给定时间内紫外线灯的照射累计量Q K (J ／cm 2)，并通过计算得出紫外线透过率和紫外线遮蔽率：
…………………………………（式
1.3）
%100)1(?-
=K
S
Q Q 紫外线遮蔽率 ………………………………（式1.4）
除以上方法外，以色列Ramat —Gan 的Shenkar 学院发明了一种可以简单、快速测试纺织品防紫外线性能的方法。这种方法是使用辐射测试仪来测量试样在紫外波谱内的平均光传播量，从而确定织物的防紫外线性能。这一方法可以用于工业和实验试制阶段，预先评估在任何研究或生产阶段的纺织品防紫外线性能。
1.2.4 防紫外线纺织品的现状与前景
%100?=K
S Q Q 紫外线的透过率
目前防紫外线的纺织品包括衬衫、运动服、工作服、制服、窗帘以及遮阳伞等，其紫外线遮挡率可达95％以上[4]。这种纺织品还具有一定的局限性，即防紫外线添加剂引入纤维后易挥发，难长久保持防晒降温的功能。随着现代人类越来越重视对紫外线的防护以及新助剂的研发，使得具有这一功能的纺织品有着非常广阔的前景[5]。
1.3 低碳理念
1.3.1 低碳经济形成的背景及定义
近年来，随着全球人口和经济规模的不断增长，能源使用带来的环境问题及其诱因不断地为人们所认识，不止是烟雾、光化学烟雾和酸雨等的危害，大气中二氧化碳（CO2）浓度升高带来的全球气候变化也已被确认为不争的事实。在此背景下，低碳经济应运而生。所谓低碳经济，是指在可持续发展理念指导下，通过技术创新、制度创新、产业转型、新能源开发等多种手段，尽可能地减少煤炭石油等高碳能源消耗，减少温室气体排放，达到经济社会发展与生态环境保护双赢的一种经济发展形态（即低能耗、低污染、低排放为基础的经济模式）。[10]作为具有广泛社会性的前沿经济理念，低碳经济也已涉及到纺织服装领域。
1.3.2 低碳纺织品实现途径
伴随着低碳浪潮到来，各发达国家低碳环保服装的开发速度、新产品开发比重、新产品生产速度日益加大，其实现途径已发展到：
（1）采用生产过程无污染或少污染的纤维．有机天然纤维(即指在生长过程中不接触任何化学品的作物，而且种植这种作物的田地在种植前至少已有3年未使用化品)。以其良好的吸湿、透气、生物捃容性深受精费者青睐。麻织物作为薄型夏季衣物，利汗、轻薄、透风而舒适；丝织物柔软、保暖、透湿舒适而多用作春夏季面料，贴身穿着具有保健功能；羊毛富于弹性，吸湿性好，织物丰满而保暖；棉纤维细而柔软，价格低廉，适用于各季内外衣。而据一项调查显示全国80％的消费者喜欢购买天然纤维面料服装，其中纯棉占47.87％，所占比例最大。因此．开发天然纤维面料是生产低碳环保服装的重要一步[6]。除了较为常见的棉、麻、丝、毛品种外，一些较为稀少但各具特色的品种也被开发利用起采。如彩色棉纤维、彩色毛纤维、甲壳素纤维、罗布麻纤维、木浆纤维等。
（2）在染整加工中利用生物酶实现少污染、无污染的工艺。无水染色技术，
如涤纶超临界二氧化碳无水染色技术。采用天然矿物色素、天然植物染料染色[6]。如用纤维素酶水解，除去棉及其混纺织物上毛羽和微纤以替代烧毛工序，节约了能源，且无粉尘及废气污染等．采用淀粉酶退浆，免除了酸、碱和氧化剂退浆所产生的化学品污染。用果胶酶、脂肪酶、蛋白酶等酶处理替代传统的棉及其混纺织物的精炼，以减少污染源。用色素酶替代传统的次氯酸钠或双氧水化学漂白剂的漂白．尽量废弃能致癌和过敏的染料，选择能被酶解的染料染色和印花，以便使污水中的残余染料易被酶解而脱色。
（3）生产可生物降解的纤维，如Tencel纤维、大豆蛋白纤维及各种可降解合成纤维。废弃物的处理要符合环保标准。
（4）利用光线折射形成多种彩色纤维，如日本东京工业大学开发的多层复合纤维．复合层间距为0.8纳米左右，白光经该纤维折射后，会发出清新的亚马逊蝴蝶的彩色，不用染色，十分高雅。[4]
1.4 时尚的定义
“时尚”这个词现在已是很流行的了，英文为fashion，几乎是经常挂在某些人的嘴边，频繁出现在报刊媒体上。追求时尚似已蔚然成风。可时尚是什么呢？
时尚就是在特定时段内率先由少数人尝试、预认为后来将为社会大众所崇尚和仿效的生活样式。简单地说，顾名思义，时尚就是“时间”与“崇尚”的相加。在这个极简化的意义上，时尚就是短时间里一些人所崇尚的生活。这种时尚涉及生活的各个方面，如衣着打扮、饮食、行为、居住、消费、甚至情感表达与思考方式等。
具有一定功能和符合低碳理念的休闲面料已完全体现了时尚的要求。但是休闲面料本身的开发与设计目的在于开拓思路，发散思维，迎合消费者的穿着舒适、个性化理念设计出创新型面料，给产品带来更高的附加值，同时也给公司再次创利的机会，并带来一定的社会经济效益。
1.5 面料性能及影响因素
休闲面料服装的舒适性能包括热舒适性能和湿舒适性能[3]。它是通过人体与周围环境的热交换过程来实现的，主要是人体与环境热传导、热辐射、热对流和人体的蒸发散热。人体最舒适的感觉环境是：温度T=32℃±1；相对湿度￠=50%
±10%；气流速度V=25±15cm/s[9]。一般的棉麻织物基本都有良好的舒适性能。
在面料开发过程中，影响面料的外观、手感、使用性能的因素很多，包括：纤维原料；纱线结构、组织与其色彩等配合；织造加工技术；面料的机械后整理方式；面料的织物组织；经纬组合、交织等。[7]
综上所述．面料开发中设计织物的方法是多种多样的。上述几种方法每一种都可以形成大量的品种，如果几种方法之间相互混用组合成品种．那么理论上的品种是接近无限的。而本次设计就是以多种方法混合开发的一款防紫外线低碳时尚休闲面料。
1.6 课题的目标与意义
目前在防紫外线辐射面料开发的技术方面已比较成熟，一些化学纤维和服装生产企业相继研究开发出高性能的防紫外线面料和服饰。随着经济的发展，人们对于健康日用品的关注也在提升。再加上全球气候变暖对人类生存和发展的严峻，使得“低碳”热潮迅速蔓延。但对于具有防紫外线照射的低碳纺织品的开发还很少。因此，开发一款具有防紫外线功能的低碳时尚休闲面料将具有明显的经济效益。
第二章设计方案
2.1 总体构思
该款面料是作服装用，适用季节为春秋季。由于其具有防紫外线的功能，因此它的使用对象须为长期在户外工作的人，如：导游、沙滩管理员、登山爱好者和高原工作人员等。所设计出的面料风格应为坚固挺括，手感平滑爽适，条干均匀，布面匀整。
要设计出这种面料，我打算从纤维原料的选择、纱线设计、织物组织的选用、
经纬纱线组合与密度配合及染整工艺加工几个方面着手。
2.2 原料选择
要想使休闲服装具有很好的舒适性，就要合理选择原料。原料的特性直接影响穿着的舒适性。休闲面料都具备手感柔软，具有良好的透气性，舒适性强，而且具有良好的悬垂性、易洗干等。[1]棉纤维细长柔软，吸湿性好，耐强碱，耐有机溶剂，耐漂白剂以及隔热耐热。可进行各种染色和纺织加工，但其弹性和弹性恢复性较差，不耐强无机酸，易发霉，易燃。棉纤维制品吸湿和透气性好，柔软而舒适，染色性好，色泽鲜艳。同时棉织物的防紫外线能力相对其他纤维较差，是紫外线最易透过的织物。因此从防紫外线功能方面看，单选棉纤维是不能满足要求的。
麻纤维中间多有沟状空腔，管壁多孔隙的结构使得它有其他纤维难以比拟的优势：具有良好的吸湿散湿与透气的功能，传热导热快、凉爽挺括、出汗不贴身、质地轻、强力大、手感挺爽、防虫防霉、静电少、织物不易污染、色调柔和大方、粗犷、适宜人体皮肤的排泄和分泌。它的屏蔽紫外线功能和抑菌功能均为我国权威机构所测试鉴定。但由于其弹性差，抗皱性及耐磨性差，有刺痒感等，使麻类纤维的品种开发一直受到局限。但随着各种前处理和后加工技术的发展，它的一些天然缺陷得到了极大的完善[12]。而棉／麻混纺可更好的改善休闲面料服用性能。
为了达到低碳的要求，对于所选棉、麻纤维的生产过程也须严格控制，即在生长过程中不接触或尽量少接触化学品。为了减少污水的产生和化学药剂的污染，所选麻纤维的脱胶应为微生物脱胶。
2.3 纱线设计
纱线是面料的直接材料，纱线材质风格直接影响着面料的材质风格与肌理。因此，面料效果的实现是纱线运用手法在面料上的体现，其形式为，面料效果=(纱线+组织+工艺)* 纱线运用手法，即以纱线为基础，通过思维将纱线、组织、工艺有机结合并有侧重的将其表达形成效果 [8]。棉麻交织布多为棉作经、麻作纬的交织物，质地坚牢爽滑，手感软于纯麻布。麻棉混纺交织织物多为轻薄型，适合夏季休闲服装[12]。
纱线细度的大小与纱线的物理机械性能有关，直接影响织物的风格、质地、用途等。为达到面料所须的风格，对于纱线初步设计时有两个方案：方案一，经纱：纯苎麻纱 Z捻 27tex；
纬纱：纯棉纱 Z捻 27tex，
方案二，经纱：纯苎麻纱 Z捻 27tex；
纬纱：纯苎麻纱 Z捻 27tex。
经纬纱均为Z捻纱时，经纬纱间缠合性好，不易滑移。由于实验室没有Z捻27tex的纯棉纱，因此将方案一中该纱线换为Z捻21s的55/45麻棉混纺纱。
2.4 织物组织设计
影响经纬密度配置的因素很多，主要是原料细度、织物组织、产品风格特征等[4]。
为使面料有较好的麻型风格，选用织物组织为方平组织。织物越紧密，越厚实，防紫外线辐射性能越好，因此经纬纱密度不宜太小。
注意织物组织与所用综框的结合，尽可能使用最少综框来达到布料所需要的外观效果，以便工人穿综和上机织造，适合工业大生产[1]。因而用四页综。
经纱密度：440 根/10cm；
纬纱密度：280 根/10cm。
2.5 织造工艺流程
方案一：
经向：纱线→浆纱→穿经→织造。
纬向：纱线→浆纱→穿经→织造。
方案二：
经向：纱线→浆纱→穿经→织造。
纬向：纱线→浆纱→穿经→织造。
2.6 织物颜色的选择
色彩是面料风格的重要组成部分，直接影响面料的外观特征。要想设计出受
白色
浅绿 绿色 淡红 紫色 深绿 藏青 红色 黑 0
10
20
大众欢迎的面料，就一定要有新颖的配色来吸引人们的眼球。注意颜色的搭配，注意主色、衬色、点缀色的配合。还有颜色层次的变化，层次使织物具有立体感，使人们感受到和谐、有条理。还可以运用不同原料颜色差异的原理，使用不同的经纬纱线或不同织物组织中用不同经纱等，在染色位将会使提花花纹更加明显
[1]
。
该款面料主要是做休闲服用，颜色可以是丰富多彩的，但色泽不宜太过暗淡、
深沉。通常，纺织品色泽越深，紫外线透过率越小，紫外线辐射防护性能越好。
因此，综合考虑具体颜色选为红色。
2.7 织物染整加工
染整加工的目的在于根据纤维材料的特性，提高坯布的服用性能和使用价值，满足人民生活的衣着装饰以及工、农业和国防建设的需要，为国家积累资金和创收外汇。
染整加工主要是用过化学方法用各种机械设备，对纺织物进行处理的过程。其基本内容包括预处理（练漂）、染色和功能整理。为实现低碳经济，本次设计采用新方法，将织物的染色和功能整理同时进行，达到节能减排的目的。
2.7.1 预处理
预处理亦称练漂，它的目的是去除纤维上所含的天然杂质，以及在纺织加工中施加的浆料和沾上的油污等，使纤维充分发挥其优良品质，并使织物具有洁白的色泽、柔软的性能和良好的渗透性，为染色、印花、整理提供合格的半成品。
图2-1色泽与紫外线透过率的关系
练漂工序为：烧毛→退浆→煮练→漂白。由于实验室没有小样烧毛机，因此试织小样的烧毛为人工烧毛。退浆根据上浆的种类和性质，选择淀粉酶退浆工艺；漂白采用双氧水漂白工艺。
2.7.2 染色、功能整理
（1）染色
染色是把纤维制品染上颜色的加工过程，是借染料与纤维发生物理或化学的结合，或者用化学的方法在纤维上生成颜色，使整个纺织物成为有色物体。染色是在一定温度、时间、pH值和所需染色助剂等条件下进行的。各类纤维制品的染色都有各自适用的染料和适应的工艺条件。
染色的方法主要分浸染和轧染两种。浸染是将染品反复浸渍在染液中，使织物和染液不断相互接触，经过一定时间把织物染上颜色的方法。它适合散纤维、纱线和小批量织物的染色。轧染是先把织物浸渍染液，然后使织物通过压辊的压力，把染液均匀压入织物内部，再经过汽蒸或热处理的染色方法。适用于大批量织物的染色。
根据原料为纤维素纤维，选用活性红染料浸染。活性红染料不含甲醛，无毒、安全。
（2）功能整理
织物整理就广义而言，是指织物下机后所经过的一切为改善其品质而进行的加工过程，包括纺织厂的织物修补和印染厂的染整加工全过程。从狭义来说，仅指织物在练漂、染色或印花以后的加工过程。
本次设计的整理是狭义上的整理。主要做柔软整理和防紫外线功能整理。防紫外线整理剂为特殊纳米材料分散液。该分散液具有优异的提高日光牢度和良好的光吸收、紫外线吸收能力。可用于任何纤维，不会损伤纤维。适用于任何染料，可有效提高染料日晒牢度。安全、无毒、无味，对皮肤没有刺激性，稳定性好，高温下不变色，不分解，不变质。使用简单，成本低廉。任何工艺均可采用。
（3）工艺
采用的方法是染色、柔软、防紫外线整理同裕法，即以一定浴比，将染料、柔软剂和防紫外线整理剂同时加入染缸制成配液，按染色浸染工艺加工处理。
第三章实验
3.1 原纱参数测试
纱线的质量直接影响织物的外观与手感。因此需对原纱各项指标进行测试，待织物完成后各性能指标有所对比、依据。
3.1.1 原纱捻度测试
短纤维通过加捻才能制成无限长的、具有一定物理机械性能的纱线。长丝为了提高单丝间的紧密度，便于加工和改善织物性能，往往也须加捻。所谓加捻，就是将平行伸直的纤维与须条轴向呈一定夹角的一种加工。根据纱线表面纤维倾斜的方向（即捻向）分Z捻和S捻。加捻程度对纱线的结构、物理机械性能和织物风格，如拉伸性能、直径、刚柔性、毛羽、织物外观和手感等有很大影响。
捻度：纱线单位长度内的捻回数，即纱线绕其自身轴向的旋转度。
下面在学校实验室测试的结果：
实验仪器：Y331A纱线捻度仪
实验室温度：27.5℃相对湿度：95% ；
遵照GB2543.2-89，选用退捻加捻法，z捻，试样长度：250mm，允许伸长：2.5mm；预加张力：5.5cN；试验次数：5次。
实验数据：
表3-1 纱线的捻回数单位：捻回数实验次数 1 2 3 4 5 平均麻棉混纺纱261.3 283.1 274.6 281.7 279.3 276.0 纯苎麻纱393.7 377.7 381.3 400.3 376.9 386.0
由捻度计算公式：捻度=捻回数/2*0.4(单位：捻/10cm)
故：麻棉混纺纱：捻度=174.7/2*0.4=55 (捻/10cm)
纯苎麻纱：捻度=77 (捻/10cm)
3.1.2 原纱条干均匀度测试
纱线的条干不匀，是指纱线沿长度方向的粗细不匀性。纱线的细度不匀不仅会产生纱疵，影响纱线的外观和强度，而且会造成织造时的断头和停机。因此，纱线细度均匀度成为纱线质量评价的最重要的指标之一。
细度不匀率的测试方法有：目测检验法（又称黑板条干检测法）；测长称重法；电子条干均匀度测试法；光电子条干均匀度测量法。
本次实验采用的是电子条干均匀度测试法。其原理为：当纱线以一定速度连续通过平板式空气电容的极板时，纱线线密度的变化引起电容量的变化，经过一系列的电路转换和运算处理，将最终信息分别输入积分仪、波普仪、记录仪和疵点仪，就可得到纱线的不匀率数值、不匀率曲线、波普图及粗结、细节、棉结等测试结果。
下面在学校实验室测试的结果：
实验仪器：YG136型条干均匀度测试分析仪。
试验参数：测试速度：100 m/min；测试时间：1分00秒；槽号：4槽；刻度：0.25m/div；测试环境: 温度27oC，相对湿度80%；测试次数：每种纱线测试5次。
试验结果：
表3-2 27tex纯苎麻纱线条干性能指标
No. CV
% V
%
CV
5m
AF 细节
（-50%）
粗节
（+50%）
棉结
（+200%）
1 27.28 20.24 3.2
2 99.79 99 264 384
2 27.46 19.98 3.61 100.81 9
3 270 400
3 27.09 20.11 2.52 100.42 10
4 268 387
4 27.60 20.4
5 2.89 98.30 108 281 426
5 27.05 19.99 3.87 100.68 105 260 399 Mean 27.30 20.15 3.23 100.00 1078/km 2686/km 3992/km CVb 0.78 0.88 15.27 0.92 14.55 2.64 3.71 Q95% 0.22 0.19 0.52 0.97 16.47 7.44 15.57 表3-3 21s55/45麻棉混纺纱线条干性能指标
No. CV
% V
%
CV
5m
AF 细节
（-50%）
粗节
（+50%）
棉结
（+200%）
1 21.83 17.01 2.94 100.1
2 52 102 71
2 20.78 15.97 2.71 101.01 29 119 92
3 20.86 16.16 3.66 103.12 39 112 69
4 22.49 17.52 3.73 98.21 78 134 66
5 22.69 17.51 3.21 97.54 5
6 144 79 Mean 21.73 16.83 3.25 100.00 508/km 1222/km 754/km
CVb 3.66 3.89 12.26 2.00 32.74 12.34 12.40
Q95% 0.83 0.69 0.42 2.10 17.46 15.83 9,82
通过表3-2和表3-3可以看出所采用的原料（苎麻纱和棉麻纱）的条干不匀率
都比较大。细节，粗节，棉结的粒数均比较多。其中苎麻纱尤甚。
3.1.3 原纱强力测试
纱线的拉伸断裂性能是纱线品质评定的重要检测项目之一。其主要指标包括：断裂强力、断裂强度、断裂伸长、断裂伸长率、断裂时间、断裂功等。
本次实验采用的是定速拉伸法。其原理：在一定试验条件下，将单根纱线拉
伸至断裂，仪器自动显示并输出有关拉伸断裂指标。单纱断裂强力：拉断单根纱线所需要的力，叫单纱强度或单纱强力，单位是牛（N），厘牛（CN）。单纱断裂
强度：单纱断裂强力P与纱线特数Ntex之比单位是Km或cN/tex。断裂伸长:纱线拉伸至断裂时的伸长率，单位为mm。单纱断裂时间：指从纱线开始拉伸至断裂时所需的时间。
下面在学校实验室测试的结果：
实验仪器：YG061FQ\PC型电子单纱强力仪
实验参数：温度：27°C；相对湿度：80%；夹持长度（隔距）：500mm；
拉伸速度：500mm\min; 修正系数：1；实验次数：5次。
实验数据：
表3-4 27tex纯苎麻纱线强力指标
次数断裂强力cN 断裂强度cN/tex 断裂伸长mm 断裂伸长率% 断裂时间s 001 636 23.555 17.1 3.42 2.052 002 508 18.814 15.77 3.154 1.892 003 509 18.851 14.915 2.983 1.789 004 638 23.629 18.43 3.685 2.211 005 532 19.703 16.245 3.249 1.949
平均值564.6 20.91 16.492 3.298 1.978
最大值638 23.629 18.43 3.685 2.211
最小值508 18.814 14.915 2.983 1.789 CV(%) 11.829 11.829 8.121 8.121 8.138
详表见附录一
表3-5 21s55/45麻棉混纺纱线强力指标
次数断裂强力cN 断裂强度cN/tex 断裂伸长mm 断裂伸长率% 断裂时间s 001 365 13.272 23.655 4.731 2.838 002 363 13.2 24.7 4.94 2.964 003 417 15.163 25.46 5.092 3.055
004 344 12.509 22.325 4.464 2.679 005 386 14.036 22.61 4.522 2.713
平均值375 13.636 23.75 4.749 2.849
最大值417 15.163 25.46 5.092 3.055
最小值344 12.509 22.325 4.464 2.679 CV(%) 7.411 7.411 5.641 5.641 5.635
详表见附录二
通过表3-4和表3-5可知，纯苎麻纱的强力要大于棉麻纱。
3.1.4 原纱毛羽测试
纱线毛羽是指伸出纱线主体的纤维端或圈。毛羽在纱线上呈空间分布，毛羽的性状（长短、形态）比较复杂，随纤维特性、纺纱方法、纺纱工艺参数、捻度、纱线线密度等而异。纱线的作用根据纱线用途而论。毛羽是影响纱线及其最终产品外观、手感和使用性能的重要因素。毛羽指数即单位长度纱线内，单侧面上伸出长度超过某设定长度的毛羽累计数来表示。
本次实验采用的是光电检测法，原理：利用光电原理，检测并统计纱线一侧超过规定设定长度的毛羽指数。电机驱动胶辊牵引纱线通过检测槽，毛羽遮挡光线产生投影并转换成信号，经计算机处理后最后显示和打印出统计报表。
实验仪器：YG173型毛羽测试仪
实验参数：温度：26°C 相对湿度：75%；走纱速度：30m\min 测试次数：5次
片段长度：10m
实验数据：
表3-6 27tex纯苎麻纱线毛羽性能指标
1mm 2mm 3mm 4mm 5mm 7mm 10mm 12mm 毛羽值
（H）
1/1 1423 878 490 306 295 165 49 36 0.00 2/1 1385 867 415 294 269 119 52 40 0.00 3/1 1503 985 509 323 320 149 49 29 0.00 4/1 1567 1014 514 286 264 138 52 34 0.00 5/1 1511 968 532 338 330 186 81 59 0.00 平均值1477 942 492 309 295 151 56 39 0.00 毛羽指147.78 94.24 49.20 30.94 29.56 15.14 5.66 3.96 ------
数
极差182.00 147.00 117.00 52.00 66.00 67.00 32.00 30.00 0.00
72.99 66.01 45.57 21.21 29.52 25.58 13.72 11.55 0.00 标准差
（s）
CV% 4.94 7.00 9.26 6.85 9.99 16.90 24.24 29.16 0.00
表3-7 21s55/45麻棉混纺纱线毛羽性能指标
1mm 2mm 3mm 4mm 5mm 7mm 10mm 12mm 毛羽值
（H）1/1 2016 935 463 262 240 97 41 24 0.00 2/1 1770 778 379 200 182 72 20 18 0.00 3/1 1840 806 394 221 171 80 29 17 0.00 4/1 1798 796 369 211 167 83 30 16 0.00 5/1 1790 834 442 277 242 107 38 32 0.00 平均值1842 829 409 234 200 87 31 21 0.00 184.28 82.98 40.94 23.42 20.04 8.78 3.16 2.14 ------ 毛羽指
数
极差246.00 157.00 94.00 77.00 75.00 35.00 21.00 16.00 0.00 100.13 62.20 41.02 33.49 37.47 14.02 8.26 6.69 0.00 标准差
（s）
CV% 5.43 7.50 10.02 14.30 18.70 15.97 26.15 31.28 0.00 通过表3-6和表3-7可知，苎麻纱和麻棉纱的毛羽均比较多。其中1mm内的麻棉纱的毛羽要多于苎麻纱，其他长度内的苎麻纱毛羽多于棉麻纱。
3.2 浆纱工艺
苎麻纤维分子结构排列整齐,结晶度和取向度较高,纤维长度整齐度较差。在成纱过程中,苎麻纤维转移频率较低,不易抱合,使得纯苎麻纱的毛羽多,且硬而长。在织造过程中,苎麻纤维易从纱体中离析出来,与相邻毛羽互相缠绕 ,造成开口不清,增加织造中的断头,易形成织疵,影响织造效率,也影响织物的手感风格、布面光洁及织物的服用性能。麻棉纤维的毛羽虽较之纯苎麻纱少，但也很多，易影响织造。
为了充分软化、贴伏长而多、长而硬的毛羽，提高纱线的平滑性、柔韧性，增强纱线的耐磨性能，对所选的苎麻纱和麻棉纱进行上浆处理。
3.2.1 实验仪器与设备
GA391型单纱上浆机；调浆设备（电磁炉、调浆锅、搅拌器、回流装置、磁力搅拌器等）；温度计（200℃以上量程）； WY080T掌上型折光仪、天平、电子秤；PH试纸、烧杯及量筒；DNJ-79型旋转式粘度计；化学助剂（如退浆用烧碱等）、浆料（复合变性淀粉XR-SB）
3.2.2 浆液配方
苎麻纱的强度高、条干好、刚性大、弹性差、毛羽长、湿强高于干强，浆纱配方如下：
纺织浆料XR-SB（复合变性淀粉）：90%
纺织浆料XR-PL（固体丙烯料）：10%
柔软剂0.5% 甘油：0.2%
3.2.3 实验过程
（1）上浆前2个小时，打开浆纱机，将浆纱机的浆槽温度控制在60度以上，防止浆液倒入浆槽中时起皮。烘箱温度控制在80度以上，浆泵里加入100℃的热水对浆纱机进行预热。将粘度仪中灌满水加热，以便浆液煮好后测量粘度。
（2）同时确定浆液为6﹪的含固率，配制浆液。先打开电磁炉，将电磁炉预热，称取420g的变性淀粉浆料。先量取2500ml的冷水倒入调浆锅，再把浆料放入，边加浆料边加水（4080ml），充分搅拌使水与淀粉充分搅拌均匀。将调好的浆液放入蒸锅上水浴加热1小时30分钟，并用搅拌器高速搅拌均匀。最后浆液再闷煮30分钟，即可上浆。在浆液煮至达90度时，测其PH值为7。
（3）浆液煮好后，测量浆液的粘度和含固率。粘度的测量：先用清水调零，保证测量精度。倒掉清水再放入浆液进行测量，其中温度为85度时，浆液的粘度为7。含固率：先用清水调零，擦干后再滴上浆液，测量含固率为6%，与设定时一样。符合上浆要求。
（4）上浆。浆液温度为50℃。浆槽温度为55℃。烘房温度为60℃。上浆压力为25mm。
（5）退浆。落轴时取全副纱样100米，放入密封的铁桶中。
①浆纱回潮率测试：在电光天平上称湿重（W2）将纱样放入电烘箱中烘燥（105℃，
1.5小时）。将纱样迅速放入玻璃干燥器中冷却15分钟。称退浆前干重W 1. 浆纱回潮率（％）=
21
1
100%W W W -? ………………………………
（式3.1） 式中：W 1——浆纱烘干前重量（g ） W 2——浆纱烘干后重量（g ） ②退浆测试： a.实验处方与工艺条件
浴比：1：50 试剂：烧碱(10g/l) 温度：100℃ 时间：30min
b.实验步骤：根据纱线干重配NAOH 和水的含量。将烧杯放在电炉上加热至水沸腾，再将纱样放入烧杯进行退浆，退浆过程中要用玻璃棒不断搅拌纱样，目的是：保证退浆均匀；将气泡释放以避免烧杯爆裂。在退浆过程中用稀碘液指示剂滴在纱样上，如颜色呈蓝黑色或蓝色，说明浆料未退净，如颜色变为橙色（稀碘液本身的颜色）说明浆液已经退净。由于蒸发作用，退浆过程应补充水和纯碱液。将退净浆的纱样用水不断冲洗以去除残留的碱液，用pH 试纸检测纱样的酸碱性，如不变色即为清洗干净。将湿纱样放入电烘箱烘至恒重（105℃，2.5小时），将纱样取出，迅速放入玻璃干燥器中冷却15分钟。退浆后干重W 0
③毛羽损失率测试：试验毛羽损失率的原纱在原机上剪取，长约100米，经与退浆试验相同方法烧煮后，按下式计算：
毛羽损失率C=01
1
100%X X X -? ………………………………（式
3.2）
式中：X 0——原纱煮洗前干重（g ）
X 1——原纱经煮洗后干重（g ） ④计算退浆率：
上浆率= 10
1W F W ?- ………………………………………（式
3.3）
式中：F ——毛羽损失率系数=1-毛羽损失率
3.2.4 测试上浆后各品种纱线性能
(1)上浆后纱线的毛羽性能测试
实验仪器：YG173型纱线毛羽仪
实验参数：温度：26°C 相对湿度：75%；走纱速度：30m\min 测试次数：5次
片段长度：10m
实验数据：
表3-8 27tex纯苎麻纱线上浆后毛羽性能指标
1mm 2mm 3mm 4mm 5mm 7mm 10mm 12mm 毛羽值
（H）1/1 19 5 4 2 1 2 0 0 0.00 2/1 16 5 2 2 1 0 0 0 0.00 3/1 21 8 4 2 3 0 0 0 0.00 4/1 14 4 1 0 0 0 0 0 0.00 5/1 11 3 1 0 0 0 0 0 0.00
平均值16 5 2 1 1 0 0 0 0.00
1.62 0.50 0.24 0.12 1.10 0.04 0 0 ------ 毛羽指
数
极差10.00 5.00 3.00 2.00 3.00 2.00 0 0 0.00
3.96 1.87 1.52 1.10 1.22 0.89 0 0 0.00
标准差
（s）
CV% 24.46 37.42 63.19 91.29 122.47 223.61 0 0 0.00
s
1mm 2mm 3mm 4mm 5mm 7mm 10mm 12mm 毛羽值
（H）1/1 132 43 17 8 5 1 0 0 0.00 2/1 128 28 6 3 0 0 1 0 0.00 3/1 148 38 15 5 3 2 0 0 0.00 4/1 101 31 7 5 4 0 0 0 0.00 5/1 91 27 8 4 1 1 0 1 0.00 平均值120 33 10 5 2 0 0 0 0.00 毛羽指12.00 3.34 1.06 0.50 0.26 0.08 0.02 0.02 ------
数
极差57.00 16.00 11.00 5.00 5.00 2.00 1．00 1.00 0.00
23.42 6.88 5.03 1.89 2.07 0.84 0.45 0.45 0.00 标准差
（s）
CV% 19.52 20.59 47.45 37.42 79.76 104.58 223.61 223.61 0.00 由表3-8和表3-9可知，上浆后，纱线毛羽明显减少。由于此次上浆配方主要是针对苎麻纱而言，因此上浆后麻棉纱的毛羽多于苎麻纱。
(2)上浆后纱线的毛羽性能测试
实验仪器：YG061FQ\PC型电子单纱强力仪
实验参数：温度：27°C；相对湿度：80%；夹持长度（隔距）：500mm；拉伸速度：500mm\min; 修正系数：1；实验次数：5次。
实验数据：
表3-10 27tex纯苎麻纱线上浆后强力指标
次数断裂强力cN 断裂强度cN/tex 断裂伸长mm 断裂伸长率% 断裂时间s 001 818 30.296 12.065 2.413 1.447 002 828 30.666 11.4 2.28 1.368 003 808 29.925 12.35 2.47 1.482 004 774 28.666 9.5 1.9 1.14 005 762 28.222 10.07 2.014 1.208
平均值798 29.555 11.077 2.215 1.329
最大值828 30.666 12.35 2.47 1.482
最小值762 28.222 9.5 1.9 1.14
CV(%) 3.584 3.584 11.241 11.241 11.237
详表见附录三
表3-11 21s55/45麻棉混纺纱线上浆后强力指标
次数断裂强力cN 断裂强度cN/tex 断裂伸长mm 断裂伸长率% 断裂时间s 001 446 16.218 16.34 3.268 1.96 002 458 16.654 15.58 3.116 1.869 003 501 18.218 17.385 3.477 2.086 004 516 18.763 17.86 3.572 2.143 005 507 18.436 17.86 3.572 2.143
平均值485.6 17.657 17.005 3.401 2.04
最大值516 18.763 17.86 3.572 2.143
最小值446 16.218 15.58 3.116 1.869 CV(%) 6.47 6.47 5.938 5.938 5.951
详表见附录四
通过表3-10和表3-11对比上浆前强力可知，上浆后，纯苎麻纱和棉麻纱强