結(jié)構(gòu)參數(shù)及后整理方式對棉織物懸垂性的影響

楊紅英 康曉佩 曾玲玲 耿彩花 蔣芊求

（1.中原工學(xué)院，河南鄭州，450007；2.魯泰紡織股份有限公司，山東淄博，255100）

織物的懸垂性是指織物因自重而下垂的性能，它是評價織物視覺形態(tài)風(fēng)格和美學(xué)舒適性的重要指標(biāo)之一，關(guān)系到織物使用時能否形成優(yōu)美的曲面造型，以及能否獲得良好的貼附性［1-2］。懸垂系數(shù)是評價織物懸垂性能的重要指標(biāo)，懸垂系數(shù)越小，織物的懸垂性能越好。目前測量織物懸垂性的方法主要有傘式法［3］、圖像處理法［4］和指環(huán)法［5］等。傘式法主要用于測量織物靜態(tài)懸垂性；圖像處理法主要用于測量動態(tài)懸垂性，測量指標(biāo)多、速度快且更加精準(zhǔn)方便；PhabrOmeter織物風(fēng)格儀采用指環(huán)法測量方式，并引進(jìn)了一個新的綜合性參數(shù)（織物線密度）對織物進(jìn)行分類測試，使用K-L變換法（Karhunen-Loeve Transform）對測量結(jié)果進(jìn)行計算，得到織物的懸垂性能指標(biāo)。

影響織物懸垂性能的因素有很多，包括紗線的種類、結(jié)構(gòu)，織物緊度、厚度、單位面積質(zhì)量以及后整理等［6］。后整理是織物加工的最后一道工序，經(jīng)過后整理織物的風(fēng)格才能基本確定，為了提高織物的服用性能，通常會對其進(jìn)行一些特殊整理，如對棉織物采用免燙整理、柔軟整理等，后整理方式對織物的懸垂性能具有重要影響。本研究選取8種不同結(jié)構(gòu)參數(shù)的棉織物分別進(jìn)行柔軟整理（以下簡稱R）、免燙整理（以下簡稱A）、液氨柔軟整理（以下簡稱Q）、液氨免燙整理（以下簡稱AQ）、液氨潮交聯(lián)整理（以下簡稱AH），然后采用灰色關(guān)聯(lián)法分析其各結(jié)構(gòu)參數(shù)對懸垂性能影響的主次順序，再采用相關(guān)性分析，探究后整理織物的結(jié)構(gòu)參數(shù)對其懸垂性能的影響。

1 試驗

試驗材料：選用8種不同結(jié)構(gòu)參數(shù)的平紋棉織物，見表1，分別按照柔軟、免燙、液氨柔軟、液氨免燙和液氨潮交聯(lián)5種工藝進(jìn)行整理加工［7］，共獲得40塊不同結(jié)構(gòu)和整理方式的織物。

表1 棉織物基本結(jié)構(gòu)參數(shù)

測試方法：將40塊棉織物放置于標(biāo)準(zhǔn)恒溫恒濕實驗室，溫度（20±2）℃，相對濕度（65±1）%，平衡24 h以上，然后裁取面積為100 cm2的圓形試樣，分別采用FA 1004型電子天平測試織物的單位面積質(zhì)量，采用YG142LA型織物厚度儀測試織物的厚度，采用PhabrOmeter織物風(fēng)格儀測試織物的懸垂系數(shù)等，每個試樣測試3次，取其平均值為測試結(jié)果［8-9］。

2 數(shù)據(jù)處理及分析

經(jīng)過整理后的各棉織物單位面積質(zhì)量和厚度見表2。利用公式（1）計算織物線密度，計算結(jié)果與所測織物懸垂系數(shù)列入表3。

表2 不同后整理棉織物的單位面積質(zhì)量和厚度

表3 不同后整理棉織物的線密度和懸垂系數(shù)

式中：λ為織物線密度（μg/cm）；W為織物單位面積質(zhì)量（μg/cm2）；T為織物厚度（cm）。

2.1 結(jié)構(gòu)參數(shù)與懸垂系數(shù)的灰色關(guān)聯(lián)分析

（1）確定參考數(shù)列和比較數(shù)列。根據(jù)灰色系統(tǒng)理論，將棉織物的懸垂系數(shù)和結(jié)構(gòu)參數(shù)看作一個灰色系統(tǒng)［10-12］，以表3中不同后整理棉織物的懸垂系數(shù)（A0）作為參考數(shù)列A0=｛a0（k）｝，k=1，2，…，8；以經(jīng)紗線密度（A1）、緯紗線密度（A2）、經(jīng)密（A3）、緯 密（A4）、經(jīng) 向緊 度（A5）、緯向 緊 度（A6）、總緊度（A7）、厚度（A8）、單位面積質(zhì)量（A9）和織物線密度（A10）共計10個結(jié)構(gòu)參數(shù)，作為比較數(shù)列Ai=｛ai（k）｝，i=1，2，…，10。

（2）無量綱化。對單位不同或初始值不同的數(shù)列進(jìn)行處理，使之無量綱化、歸一化。本研究采用均值化法即每個數(shù)列的數(shù)據(jù)都用該數(shù)列的平均值去除，得到一個新數(shù)列Ai′，見式（2）。

式中：ai（k）為第i個結(jié)構(gòu)參數(shù)第k點的原始數(shù)據(jù)；為第i個結(jié)構(gòu)參數(shù)原始序列的平均值，ai′（k）為第i個結(jié)構(gòu)參數(shù)第k點均值變化后的新數(shù)據(jù)。

（4）求關(guān)聯(lián)系數(shù)。根據(jù)灰色系統(tǒng)理論，關(guān)聯(lián)系數(shù)εi(k)公式見式（3）。

式中：ρ為分辨系數(shù)，ρ∈［0，1］之間，ρ越小，分辨率越高，一般情況下取0.5。

根據(jù)上述灰色關(guān)聯(lián)分析方法，分別計算出不同后整理棉織物結(jié)構(gòu)參數(shù)與懸垂系數(shù)的關(guān)聯(lián)度，計算結(jié)果見表4。

表4 結(jié)構(gòu)參數(shù)與懸垂系數(shù)的關(guān)聯(lián)度

由灰色關(guān)聯(lián)理論可知，關(guān)聯(lián)度越大，比較數(shù)列與參考數(shù)列的關(guān)系越為密切。由表4可知，所有織物結(jié)構(gòu)參數(shù)與懸垂性均具有一定的關(guān)聯(lián)性（關(guān)聯(lián)度大于0.7），不同后整理棉織物的結(jié)構(gòu)參數(shù)對懸垂性能影響的主次順序略有不同。但可以看出，單位面積質(zhì)量、厚度、緯向緊度、總緊度和經(jīng)紗線密度等對織物的懸垂性能影響相對較大。

2.2 結(jié)構(gòu)參數(shù)與懸垂系數(shù)的相關(guān)性分析

根據(jù)表4的結(jié)果，進(jìn)一步分析后整理棉織物主要結(jié)構(gòu)參數(shù)與懸垂性能的關(guān)系。以排名在前的4個影響織物懸垂性能的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)為橫坐標(biāo)x，以懸垂系數(shù)為縱坐標(biāo)y作散點圖，液氨柔軟整理棉織物主要結(jié)構(gòu)參數(shù)與懸垂系數(shù)的關(guān)系見圖1。

從圖1可以看出，織物的懸垂系數(shù)基本是隨其厚度、單位面積質(zhì)量呈線性變化。同樣，其他4種整理棉織物也有相類似的情況。計算Pearson相關(guān)系數(shù)，結(jié)果列入表5。

圖1 液氨柔軟整理棉織物主要結(jié)構(gòu)參數(shù)與懸垂系數(shù)的關(guān)系

查相關(guān)系數(shù)臨界值表：r0.05（6）=0.707，r0.01（6）=0.834。由表5可知，不同后整理棉織物的單位面積質(zhì)量、厚度與懸垂系數(shù)的相關(guān)系數(shù)均大于0.834，線性關(guān)系非常顯著。在本試驗樣本數(shù)據(jù)范圍，單位面積質(zhì)量越大、厚度越厚，織物的懸垂系數(shù)越大，懸垂性能變差。此外，經(jīng)紗線密度、緯紗線密度、緯密與懸垂系數(shù)也是顯著線性相關(guān)。事實上，經(jīng)緯紗的線密度和在織物中的排列密度直接決定了織物的厚度和單位面積質(zhì)量。

表5 結(jié)構(gòu)參數(shù)與懸垂系數(shù)的相關(guān)性

灰色關(guān)聯(lián)度分析和線性相關(guān)性分析結(jié)果不盡相同，前者表示關(guān)聯(lián)程度，后者表示線性相關(guān)度。兩種分析結(jié)果在織物厚度和單位面積質(zhì)量上一致，這兩個結(jié)構(gòu)參數(shù)對織物懸垂性的影響較大。

2.3 后整理方式對懸垂性能的影響

將8種平紋棉織物經(jīng)過5種不同后整理加工，各織物懸垂系數(shù)見圖2?？芍?，液氨潮交聯(lián)整理織物的懸垂系數(shù)最小，懸垂性最好，整理效果最優(yōu)。

圖2 織物經(jīng)不同整理后的懸垂系數(shù)對比

3 結(jié)論

（1）本研究所列的織物結(jié)構(gòu)參數(shù)均與懸垂性能相關(guān)，其中以織物的單位面積質(zhì)量、厚度、經(jīng)紗線密度和緯向緊度、總緊度等灰色關(guān)聯(lián)度較大。

（2）不同后整理棉織物的懸垂系數(shù)與單位面積質(zhì)量和厚度線性關(guān)系非常顯著，且均呈線性正相關(guān)。其他條件不變或相近的情況下，單位面積質(zhì)量越重、厚度越厚，織物的懸垂系數(shù)越大，懸垂性能越差。

（3）就整理后棉織物懸垂性而言，液氨潮交聯(lián)整理的棉織物整理效果較好。