CN102305764A - 一种用于纱线摩擦起毛起球的装置与方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于纱线摩擦起毛起球的装置和方法，所述的用于纱线摩擦起毛起球的装置，其特征在于，包括依次设置于纱线卷绕方向的纱管支架、导纱辊、移动导纱机构和卷绕机构，卷绕机构的上侧设有摩擦盖板，摩擦盖板连接移动摩擦机构。本发明的优点是：不用织片，可直接对纱线测试，且更贴近于实时织物的起毛起球情况，操作简单、便于观察。

Description

一种用于纱线摩擦起毛起球的装置与方法

技术领域

本发明涉及一种用于纱线摩擦起毛起球的装置与方法，属于纺织品品质评价与测试技术领域。

背景技术

起毛起球是织物的一大外观疵点，是在穿着使用中逐渐暴露的。已有的起毛起球性能测量装置有：随机翻滚毛球测试仪(Random Tumble Pilling Tester）、箱式起毛起球仪(ICI Pill Box）、弹性衬垫法（Elastomeric-Pad method）、马丁代尔起毛起球及耐磨仪（Martindale Abration Tester）、毛刷海绵型耐磨试验仪（Brush and Sponge Pilling Tester）、加速型耐磨试验仪（Accelerotor）、充气模式耐磨试验仪（Inflated Diaphragm Tester）、外观保持性试验仪（Appearance Retention method）、往复式试验仪（Reciprocating-table Tester）和HATRA起球测试法（HATRA Pill Tester）。目前，在工业界和检测部门比较常用的方法为随机翻滚毛球测试仪、箱式起毛起球仪和马丁代尔起毛起球及耐磨仪，但它们都是针对织物的检测。

其中，随机翻滚毛球测试仪和箱式起毛起球仪的原理相同，是不受压力情况下起球程度的测试方法，适用于大多数织物尤其是毛针织物。它们都是按规定方法和试验参数，把织物试样套在聚氨酯塑料管上，放进能转动的衬有橡胶软木的六面体木箱内自由滚动。摩擦一定时间后取出，在规定光照条件下，将滚动过的试样对比标准样照，评定起球等级。马丁代尔起球试验适合机织物尤其是毛机织物，是受压力情况下起球程度的测试方法。圆形试样与同样材料织物在给定的压力下，以李莎如图形运动轨迹进行磨擦，达到规定的转数后，评定试样起毛起球等级。

由于是对织物进行测评，所以必须要将纱线织成样片，也就是说实验室必须准备工业化用的织造机械，对针织采用横机，占用空间还能承受，机织就只能去生产工厂直接制样或取样。另一方面，仪器摩擦时间长，试验用织片面积小，试样的代表性差，摩擦之后无论是定性的目测法还是定量的切割称重法误差都比较大。除此之外，对于起球箱法，目前，有机硅大量用于织物后整理，带有有机硅的织片与滚筒内的软木板摩擦后容易沾污软木板，使木板很快变得光滑，失去摩擦力，严重影响测试的准确性。

由于现有的起毛起球评级都是针对织物或服装，因此是滞后检测，不仅花时长，而且随机干扰大。起毛起球主要发生在毛和化纤织物，特别是这类纤维的针织物产品，若将起毛起球的判定提前到制成织物的纱线，不仅可以有效地选择原料和确定纺纱工艺，而且能为后到织造整理加工提出要求及克服减少这种疵点的发生率。

现有技术中，对纱线类物质的摩擦有一些专利和文献报导，如专利CN20070129935.X中提供了一种纱线绳带耐磨，针织绒线起球，雪尼尔纱脱绒测定仪。通过可以更换的摩擦介质座，放置软木棍、橡胶辊、纱辊、毛毡辊、钢针等来模拟生产过程或服用过程。利用光电探头组的耐磨、脱绒、起球三档实现不同功能。对于起球档而言，其工作原理是通过对纱线来回摩擦，使平行伸直排列的10根纱线磨毛、起球，当起球达到一定大小后，挡住了进入接收器的光线，从而计数器停止计数，直到10根纱试样计数器全部停止。此装置只是沿纱轴的平磨，真实使用情况存在重大差异，且只适用于较粗的绒线。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种快速、稳定、能真实模拟使用情况且适合工业化应用和理论研究的用于纱线摩擦起毛起球的装置与方法，便于直接对纱线抗起毛起球性能进行评价。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种用于纱线摩擦起毛起球的装置，其特征在于，包括依次设置于纱线卷绕方向的纱管支架、导纱辊、移动导纱机构和卷绕机构，卷绕机构的上侧设有摩擦盖板，摩擦盖板连接移动摩擦机构。

优选地，所述的纱管支架包括架台，架台上设有支架杆和固定导纱钩，支架杆上设有纱管。

优选地，所述的导纱辊包括一对压力导纱辊和一对输出导纱辊，压力导纱辊与输出导纱辊之间设有摄像系统和电容极板。

优选地，所述的摄像系统包括照明光源和CCD摄像头，照明光源和CCD摄像头设于同一光轴上。

优选地，所述的摄像系统、电容极板、卷绕机构和移动摩擦机构皆连接数据处理系统，数据处理系统包括数据采集器，数据采集器连接计算机。

优选地，所述的移动导纱机构包括移动导纱钩，移动导纱钩固定于移动纱架上，移动纱架连接移动步进电机。

优选地，所述的卷绕机构包括卷纱筒支架，卷纱筒支架上设有卷纱筒，卷纱筒连接步进电机。

优选地，所述的摩擦盖板包括从外到内依次设置的盖板层、连接层和磨料层，盖板层上设有摆动销和砝码定位销，砝码定位销上设有加压砝码。

优选地，所述的移动摩擦机构包括摆杆，摆杆的一端通过定位销固定，另一端连接摩擦盖板，摆杆的中部连接偏心凸轮，偏心凸轮连接凸轮步进电机。

本发明还提供了一种用于纱线摩擦起毛起球的方法，其特征在于，采用上述用于纱线摩擦起毛起球的装置，具体步骤为：

第一步：将纱管支架上的纱线经过导纱辊后导入移动导纱机构；

第二步：将经过移动导纱机构的纱线固定于卷绕机构上，匀速横向移动移动导纱机构，使纱线均匀地卷绕在卷绕机构上，卷满后将纱线剪断，将纱头固定于卷绕机构上；

第三步，放上摩擦盖板，启动移动摩擦机构，使摩擦盖板作往复移动，同时卷绕机构带动纱线作来回旋转运动，实现李莎茹曲线模式的摩擦，使纱线起毛起球；

第四步，移去摩擦盖板，观察卷绕机构上的纱线起毛起球状态。

本发明所述的用于纱线摩擦起毛起球的装置适于纱线起毛起球试样的制备和摩擦后纱样的起毛起球目测评价。

与现有的织物摩擦起球装置相比，本发明具有明显的优势：（1）不用织片，节省投资，节约占地，节省人工；（2）直接对纱线测试，快速、干扰少、可以目测、对照评价，亦可与起毛起球等级评估装置搭配使用，客观评价纱线的起毛起球特征；（3）试验者可以一目了然地看到起毛起球过程，而不是目前通用的放在滚筒里看不见摩擦起毛起球，这对确定实验条件、提高测量精度、获得多参数的评价提供了可能和方便；（4）测试可根据不同的试验要求设定，操作简单，使适用性更广；（5）重复性和再现性优良。（6）作李莎茹曲线摩擦，更为贴近于实时织物的起毛起球，而且同步测量纱线的毛羽、粗细等基本特征值。

附图说明

图1为用于纱线摩擦起毛起球的装置结构示意图；

图2为摩擦盖板结构示意图；

图3为加压砝码结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例来具体说明本发明。

实施例

如图1所示，为用于纱线摩擦起毛起球的装置结构示意图，所述的用于纱线摩擦起毛起球的装置由纱管支架1、导纱辊2、摄像系统3、电容极板4、移动导纱机构5，卷绕机构6、摩擦盖板7、移动摩擦机构和数据处理系统9组成。

所述的纱管支架1由架台11、支架杆12和固定导纱钩13组成。架台11上有支架杆12和固定导纱钩13，二者高度相同，它们的横向距离稍大于纱管长度，固定导纱钩13的孔中心与支架杆12同轴，且纱管套装在支架杆12的水平端，纱线经固定导纱钩13引出，方便纱线退绕。

所述的导纱辊2包括一对压力导纱辊21和一对输出导纱辊22。压力导纱辊21设于纱管支架1与摄像系统3之间，输出导纱辊22设于电容极板4和移动导纱机构5之间。压力导纱辊21对纱线施加压力后，使得毛羽分布于扁平状纱线的两侧边缘，与摄像观察的方向垂直，便于正确记录纱条毛羽量和长度。并且，其与输出导纱辊22组合使用，以保证纱线的伸直平行运行，便于摄像系统3的聚焦和图像采集。

所述的摄像系统3包括照明光源31和CCD摄像头32。二者竖直同轴排列，摄像器内部有自动对焦系统，可以自动拍摄清晰图片，得到纱条粗细、毛羽长度及分布等参数。

所述的电容极板4为一对金属极板。通过电容极板可以测纱线的线密度不匀。线密度是单位长度的质量，当密度一致时，表示纱线的粗细不变。

所述的移动导纱机构5由移动导纱钩51，移动纱架52和移动步进电机53组成。移动导纱钩51固定在移动纱架52上，移动纱架52由移动步进电机53驱动作匀速横向移动，并与卷纱筒61的转速相匹配，保证纱线以一定间隔均匀地卷绕在卷纱筒61上。

所述的卷绕机构6由卷纱筒61、驱动卷纱筒61的步进电机62和卷纱筒支架63组成。卷纱筒支架63支撑卷纱筒61，步进电机62作为纱线卷绕的动力源使卷纱筒61作单向旋转，并与移动导纱钩51的移动相匹配，将纱管上的纱线转移卷纱至卷纱筒61上。步进电机62的另一功能是作正反往复式转动实现纱沿纱轴方向（X轴向）的移动，使纱线被摩擦盖板7摩擦。

如图2所示，为摩擦盖板结构示意图，所述的摩擦盖板7包括盖板层71，连接层72，磨料层73，摆动销74，砝码定位销75和加压砝码76。摩擦盖板7有三层，从外向内依次为：盖板层71，连接层72，磨料层73。其中磨料层设有尼龙毛刷，或砂纸，或织物三种磨料，分别对应模拟洗涤摩擦，接触摩擦，穿着摩擦等不同情况，测试时可以根据纱线性能和用途的不同要求进行更换。盖板层71外侧中部有摆动销74与移动摩擦机构8的摆杆82一端相套；盖板层71外侧两端对称排列着两个砝码定位销75，可以放置不同重量的加压砝码76，亦可以空置不放。如图3所示，为加压砝码结构示意图。

所述的移动摩擦机构8包括定位销81，摆杆82，偏心凸轮83和凸轮步进电机84。摆杆82的支点是定位销81，凸轮步进电机84驱动偏心凸轮83运转，进而推动摆杆82完成来回摆动，实现摩擦盖板7的沿卷纱筒61轴线方向（Y轴向）的往复移动。其与卷纱筒61的来回转动（X轴向）相配合，完成李莎茹曲线模式的摩擦。另外，可以通过调节偏心凸轮83的转动轴到定位轴的间距，来改变摩擦盖板7的摆动幅度；可以通过改变凸轮步进电机84的转速，来调节摩擦盖板7的摆动速度，以改变摩擦速度；同时还可以调节卷纱筒61的步进电机62的来回转角和转速，来改变X轴向的摩擦长度和摩擦速度，以此与摩擦盖板7的Y轴向的摆幅和摆速相匹配，改变李莎茹曲线轨迹，以达到更快更稳定地摩擦起毛起球。

数据处理系统9由数据采集器91和计算机92组成，数据采集器91连接计算机92，摄像系统3、电容极板4、卷绕机构6中的步进电机62，和移动摩擦机构8中的凸轮步进电机84皆连接数据处理系统9中的数据采集器91，数据采集器91主要采集的数据是：由摄像系统3采集的纱线图像以获得纱线粗细及不匀度，纱线毛羽量等参数；由电容极板4采集的纱条不匀曲线；采集实时的各步进电机转速与转角；以及控制摄像系统3的照明光源31的亮度。计算机92上运行有数据处理软件，其可以对电容极板4采集的纱条不匀曲线计算得到纱条线密度不匀率；可通过计算机92设定不同摩擦轨迹的李莎茹曲线；设定凸轮步进电机84的转速和步进电机62 的转速与正反转动频率。

计算机92上运行有控制软件，其主要控制压力导纱辊21与输出导纱辊22的速度匹配，以保证纱线的伸直平行和低振动；控制移动导纱机构5的速度和卷纱筒61的步进电机62的转动速度，以达到均匀等张力的卷绕成形；控制凸轮步进电机84的转速和步进电机62 的转速与正反转动频率，以达到不同轨迹的李莎茹曲线。

采用上述装置进行纱线摩擦起毛起球的方法如下：

首先，将纱线从纱管上退绕下来依次穿过固定导纱钩13，压力导纱辊21，摄像系统3，电容极板4，以及输出导纱辊22。纱线在压力导纱辊21和输出导纱辊22的控制下水平伸直运行，通过CCD摄像头32观察纱条粗细、毛羽长度与分布；通过电容极板4测量纱条线密度等不匀参数。

然后，将纱线头穿过卷绕支架上的移动导纱钩5，固定在卷纱筒61上；启动卷纱筒61的步进电机62使卷纱筒61转动；同步启动移动步进电机53，使移动导纱钩51作匀速横向移动，形成对卷纱筒61的均匀间隔地绕纱。卷绕结束时剪断纱线，并将其头端固粘于卷纱筒61上，完成卷绕纱样的成型。 

最后，放上摩擦盖板7，确定加压砝码76的重量并放在砝码定位销75上，启动移动摩擦机构8，使摩擦盖板7往复移动；同步启动步进电机62使卷纱筒61作来回旋转运动，实现对所卷绕纱线的李莎茹曲线模式的摩擦，使纱线起毛起球。通过调整凸轮步进电机84的转速控制偏心凸轮83转速进而控制摩擦7的摆动速度；设置驱动卷纱筒61转动的步进电机62转速和转角控制卷纱筒61的转动的速度和角度，以达到要求的摩擦作用，一定时间后，停止摩擦，移开摩擦盖板7，即可主观目测或对照样卡评价纱线的起毛起球程度。

Claims (10)

1.一种用于纱线摩擦起毛起球的装置，其特征在于，包括依次设置于纱线卷绕方向的纱管支架（1）、导纱辊（2）、移动导纱机构（5）和卷绕机构（6），卷绕机构（6）的上侧设有摩擦盖板（7），摩擦盖板（7）连接移动摩擦机构（8）。

2.如权利要求1所述的用于纱线摩擦起毛起球的装置，其特征在于，所述的纱管支架（1）包括架台（11），架台（11）上设有支架杆（12）和固定导纱钩（13），支架杆（12）上设有纱管。

3.如权利要求1所述的用于纱线摩擦起毛起球的装置，其特征在于，所述的导纱辊（2）包括一对压力导纱辊（21）和一对输出导纱辊（22），压力导纱辊（21）与输出导纱辊（22）之间设有摄像系统（3）和电容极板（4）。

4.如权利要求3所述的用于纱线摩擦起毛起球的装置，其特征在于，所述的摄像系统（3）包括照明光源（31）和CCD摄像头（32），照明光源（31）和CCD摄像头（32）设于同一光轴上。

5.如权利要求3所述的用于纱线摩擦起毛起球的装置，其特征在于，所述的摄像系统（3）、电容极板（4）、卷绕机构（6）和移动摩擦机构（8）皆连接数据处理系统（9），数据处理系统（9）包括数据采集器（91），数据采集器（91）连接计算机（92）。

6.如权利要求1所述的用于纱线摩擦起毛起球的装置，其特征在于，所述的移动导纱机构（5）包括移动导纱钩（51），移动导纱钩（51）固定于移动纱架（52）上，移动纱架（52）连接移动步进电机（53）。

7.如权利要求1所述的用于纱线摩擦起毛起球的装置，其特征在于，所述的卷绕机构（6）包括卷纱筒支架（63），卷纱筒支架（63）上设有卷纱筒（61），卷纱筒（61）连接步进电机（62）。

8.如权利要求1所述的用于纱线摩擦起毛起球的装置，其特征在于，所述的摩擦盖板（7）包括从外到内依次设置的盖板层（71）、连接层（72）和磨料层（73），盖板层（71）上设有摆动销（74）和砝码定位销（75），砝码定位销（75）上设有加压砝码（76）。

9.如权利要求1所述的用于纱线摩擦起毛起球的装置，其特征在于，所述的移动摩擦机构（8）包括摆杆（82），摆杆（82）的一端通过定位销（81）固定，另一端连接摩擦盖板（7），摆杆（82）的中部连接偏心凸轮（83），偏心凸轮（83）连接凸轮步进电机（84）。

10.一种用于纱线摩擦起毛起球的方法，其特征在于，采用权利要求1所述的用于纱线摩擦起毛起球的装置，具体步骤为：

第一步：将纱管支架（1）上的纱线经过导纱辊（2）后导入移动导纱机构（5）；

第二步：将经过移动导纱机构（5）的纱线固定于卷绕机构（6）上，匀速横向移动移动导纱机构（5），使纱线均匀地卷绕在卷绕机构（6）上，卷满后将纱线剪断，将纱头固定于卷绕机构（6）上；

第三步，放上摩擦盖板（7），启动移动摩擦机构（8），使摩擦盖板（7）作往复移动，同时卷绕机构（6）带动纱线作来回旋转运动，实现李莎茹曲线模式的摩擦，使纱线起毛起球；

第四步，移去摩擦盖板（7），观察卷绕机构（6）上的纱线起毛起球状态。

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