基于灰關聯(lián)的竹炭面料性能客觀評價

沈 岳，唐 虹

(南通大學 紡織服裝學院，江蘇 南通 226007)

基于灰關聯(lián)的竹炭面料性能客觀評價

沈 岳，唐 虹

(南通大學 紡織服裝學院，江蘇 南通 226007)

為了客觀評價竹炭面料性能，織造了7種竹炭混紡面料。通過實驗測試竹炭面料典型的性能參數(shù)：負離子發(fā)射數(shù)、苯吸附性、透氣量、保暖率、傳熱系數(shù)，采用灰關聯(lián)方法確定竹炭面料性能權重：保暖率(0.24)、負離子發(fā)射數(shù)(0.21)、苯吸附率(0.19)、傳熱系數(shù)(0.21)、透氣量(0.15)，客觀評價了7種竹炭面料的性能。提出的客觀評價方法對竹炭面料性能評價更科學、更準確，也為開發(fā)性能更好的竹炭面料提供科學指導。

竹炭面料性能；灰色關聯(lián)度；權重；評價

竹炭面料不僅具有保溫性、透氣性，還具有發(fā)射負離子，對苯有很強的吸附作用，被廣泛地用于內(nèi)衣褲、襯衫、運動休閑裝、功能服裝、家紡和空氣清新及平衡保濕材料等多個領域[1-4]。為此，對竹炭面料性能的研究就顯得尤為重要。

竹炭面料性能受到多個參數(shù)的影響，各參數(shù)具有關聯(lián)性、不確定性和模糊性，它們之間的重要程度不一樣，對面料性能綜合效果有很大的影響。因此，科學地確定各參數(shù)權重能夠反映竹炭面料性能各參數(shù)所占有的地位，為更好地評價竹炭纖維面料提供參考依據(jù)。竹炭纖維面料性能評價應該建立在客觀分析的基礎上，運用定量分析方法來解決。但是目前對面料性能評價問題的研究，主要通過層次分析法[5-7]評價。該方法具有主觀性和忽視因素之間關聯(lián)性，不能十分客觀反映實際情況，結果可能不正確。因此，本研究運用鄧氏關聯(lián)度客觀評價竹炭面料性能，從而降低人為因素的影響，使評價更科學、更準確，也為開發(fā)性能更好的竹炭面料提供科學指導。

1 試 驗

1.1 試樣織造

試樣為竹炭混紡織物，經(jīng)、緯紗線規(guī)格分別為14.6 tex和14.7 tex，采用同一織造參數(shù)，使用江蘇華業(yè)紡織有限公司的豐田JAT710-190噴氣織機，經(jīng)紗密度357 根/10cm，緯向從150根/10cm開始，每次增加40根/10cm，直到390 根/10cm，通過改變竹炭纖維紗線密度，織成7種不同規(guī)格平紋竹炭面料。取試樣大小為30 cm×30 cm。

1.2 試驗內(nèi)容

在標準大氣壓、溫度(20±2)℃、相對濕度(65±2)%條件下[8]，選擇7種不同規(guī)格面料分別使用AIC1000負離子濃度測試儀(量程為±2 000)測試發(fā)射負離子個數(shù)；選用甲苯分析純藥品，使用一個有蓋子的密閉鐘罩、8個有蓋子的密閉小鐘罩和Y802烘箱測試苯分子吸附率；YG461型織物中壓透氣測試儀測試透氣量；YG606型平板式保暖儀測試竹炭面料保暖率和傳熱系數(shù)。試樣均測試3次，算出平均值。

1.3 試驗結果

各種竹炭面料性能試驗測試結果如表1所示。

表1 竹炭面料性能測試數(shù)據(jù)Tab.1 The Test Data of the Performance of Bamboo Charcoal Fabric

2 竹炭面料性能灰色關聯(lián)分析

灰色關聯(lián)分析是灰色系統(tǒng)理論的主要內(nèi)容之一，它可在不完全信息中,對于要分析研究的各因素,通過一定的數(shù)據(jù)處理，在隨機的因素序列間找出它們的關聯(lián)性,從而找到主要影響因素[9]，對分析竹炭纖維面料性能十分適用。因此，本研究采用灰關聯(lián)方法，對竹炭纖維面料性能關聯(lián)度分析，提取“最具關聯(lián)”因素。

2.1 灰關聯(lián)矩陣建立的步驟

對關聯(lián)度的研究目前有鄧氏關聯(lián)度、絕對關聯(lián)度、T型關聯(lián)度、斜率關聯(lián)度等，本研究選用最適合對竹炭纖維面料性能關聯(lián)度進行分析的鄧氏關聯(lián)度[10]，其建模的基本步驟如下。

2.1.1 無量綱化

對單位不同或初值不同的數(shù)列進行處理，使之無量綱化、歸一化。

式(1)中：x0(k)為目標參數(shù)原始數(shù)據(jù)；xi(k)為第k個比較參數(shù)在第i行的原始數(shù)據(jù)；x'0(k)為目標參數(shù)變換后的新數(shù)據(jù)；x'i(k)表示第k個比較參數(shù)在第i行變換后的新數(shù)據(jù)；n表示數(shù)據(jù)樣本量的大小；N表示數(shù)據(jù)樣本參數(shù)的含量。

2.1.2 求兩級差Δ(k)

目標參數(shù)新數(shù)據(jù)x'0(k)與比較參數(shù)新數(shù)據(jù)x'i(k)在第k點的絕對差：

2.1.3 求關聯(lián)度矩陣εi(k)

式(3)中：ρ為分辨系數(shù)，ρ＜[0，1]，ρ越小，分辨率越高，一般取ρ＝0.5；εi(k)為比較參數(shù)新數(shù)據(jù)x'i(k)關于目標參數(shù)新數(shù)據(jù)x'0(k)的灰色關聯(lián)度。

2.2 竹炭面料性能灰關聯(lián)矩陣的建立

根據(jù)表1竹炭面料性能實驗測試數(shù)據(jù)，得竹炭面料目標性能參數(shù)最佳組合x0(1 568、4.32、3 362、44.1、16.3）。

根據(jù)式(1)和(2)，求得竹炭面料目標性能參數(shù)與各比較性能參數(shù)兩級差：

M＝0.837，m＝0

根據(jù)式(3)，求得關聯(lián)度矩陣：

3 竹炭面料性能客觀評價

3.1 權重建立的原理

εi(k)為比較參數(shù)新數(shù)據(jù)x'i(k)關于目標參數(shù)新數(shù)據(jù)x'0(k)的灰色關聯(lián)度矩陣，反映了每個樣本的第k個比較參數(shù)值與目標參數(shù)值的關聯(lián)程度，故所有樣本的第k個比較參數(shù)值的平均值反映了第k個比較參數(shù)在所有參數(shù)中所占的比重，即

將W(k)進行歸一化處理，即

就是各比較參數(shù)的權重。

3.2 竹炭面料性能權重的確定

根據(jù)2.2建立的竹炭面料性能灰關聯(lián)矩陣，結合式(4)和式(5)，得到竹炭纖維面料性能權重w(k)＝(w(1)、w(2)、w(3)、w(4)、w(5))＝(0.21、0.19、0.15、0.24、0.21)，即負離子發(fā)射數(shù)、苯吸附率、透氣量、保暖率、傳熱系數(shù)的權重分別為0.21、0.19、0.15、0.24、0.21。

3.3 竹炭面料性能綜合評價

3.3.1 無量綱化

對單位不同或初值不同的數(shù)列進行處理,使之無量綱化、歸一化。

式(6)中：s0(k)為第k個面料性能參數(shù)中的最大值；si(k)為第k個面料性能參數(shù)在第i行的原始數(shù)據(jù)；s'i(k)表示第k個面料性能參數(shù)在第i行變換后的新數(shù)據(jù)；n表示數(shù)據(jù)樣本量的大小；N表示數(shù)據(jù)樣本參數(shù)的含量。正負號的含義為：當面料性能參數(shù)數(shù)值si(k)越大，對面料性能起到積極作用時，s'i(k)取正值；反之，取負值。故負離子發(fā)射數(shù)、苯吸附率、透氣量、保暖率4個參數(shù)數(shù)值越大，能對面料性能起到積極作用，故s'i(k)取正值；傳熱系數(shù)數(shù)值越大，能對面料性能起到負作用，故s'i(k)取負值。

3.3.2 計算綜合評價值

將表1每種竹炭試樣對應的面料性能實驗測試數(shù)據(jù)按式(6)進行處理，分別和相對應的權重相乘后相加就得到每塊竹炭面料的面料性能綜合評價值，即

根據(jù)式(7)，得到第1～7種竹炭面料性能綜合評價值分別為：0.465 35，0.450 80，0.361 74，0.383 37，0.402 95，0.373 88，0.403 08。

從以上的評價值可以得知，根據(jù)灰關聯(lián)確定的7種平紋竹炭面料綜合性能最好的是由150 根/10cm和190 根/10cm竹炭纖維紗線織成的試樣。從表1可以看出，試樣1和試樣2苯吸附性和透氣性明顯優(yōu)于其他面料，但其他3個性能差距不大，說明該方法具有可信性。

4 結 語

提出運用鄧氏關聯(lián)度分析方法，科學而客觀地評價竹炭面料性能，使這一原來憑主觀評價方法得以客觀化。竹炭面料性能這種多參數(shù)、不全面性和模糊性的特點，利用灰色理論進行分析，增加了研究的可信度，為企業(yè)對竹炭面料評價和開發(fā)提供理論依據(jù)和科學指導。

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The Objective Performance Evaluation of Bamboo Charcoal Fabric Based on the Grey Correlation

SHEN Yue, TANG Hong

(College of Textile and Garment, Nantong University, Nantong 226007, China)

In order to evaluate the performance of bamboo charcoal fabric objectively, seven different fabrics made by bamboo charcoal and cotton were prepared. And the experiment was conducted to test the contribution of various parameters to the typical performance. These parameters included the number of negative ion, the absorbing property of benzene, air permeability, warmth-keeping, and the effect of heat emission. Based on the theory of grey correlation, the weight of each parameter was defined respectively: warmth-keeping (0.24), the number of negative ion (0.21), the absorbing property of benzene (0.19), the effect of heat emission (0.21) and gas permeability (0.15), and objective evaluation of each performance was conducted. The proposed objective evaluation method is more scientific and accurate, which provides reference for developing bamboo charcoal fabric with better performance.

Performance of bamboo charcoal fabric; Grey correlation; Weight; Evaluation

TS101.923

A

1001-7003(2010)09-0021-03

2010-05-20；

2010-06-01

江蘇省科技廳基礎研究計劃項目(BK2009608)；南通大學產(chǎn)學研項目(08C006)；南通大學自然科學研究項目(09B12)

沈岳（1979－ ），男，講師，碩士，主要從事服裝數(shù)字化技術研究。