申美麗 徐伯俊 劉新金 蘇旭中 曹秀明

摘?要：針對(duì)純棉機(jī)織面料在穿著服用時(shí)因受到外力作用易起皺、縮水等問題，通過測(cè)試由8組不同紗線織制而成的機(jī)織物的抗彎長(zhǎng)度、硬挺度、頂破強(qiáng)力、縮水率、拉伸彈性回復(fù)率以及折皺回復(fù)角，并對(duì)所有指標(biāo)采用模糊數(shù)學(xué)法進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)計(jì)算，用于判別織物的綜合保形性能。結(jié)果表明：當(dāng)純棉機(jī)織物用來做外衣面料時(shí)，織物的保形性能隨紗線捻度的增加而增強(qiáng);當(dāng)純棉機(jī)織物用來做內(nèi)衣面料時(shí)，隨紗線捻度的增加織物的保形性能先增強(qiáng)后減弱。

關(guān)鍵詞：紗線捻度;純棉織物;保形性能;模糊綜合評(píng)價(jià)

中圖分類號(hào)：TS116

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1009-265X（2019）06-0047-05

Abstract：Considering that cotton woven fabric is prone to wrinkle and shrink under external force in wearing， the bending length， stiffness， breaking strength， shrinkage rate， tensile elastic recovery rate and crease recovery angle of woven fabrics made by 8 groups of different yarns were tested. The fuzzy mathematics method is used to evaluate and calculate all the indexes， which can be used to judge the comprehensive shape preserving property of the fabric. The experimental results show that in the event that pure cotton woven fabric is used to make outer garment， the shape preserving property of fabric is enhanced with the increase of yarn twist， and in the even that pure cotton woven fabric is used to make underwear， the shape-preserving property of the fabric is strengthened first and then weakened with the increase of yarn twist.

Key words：yarn twist; cotton fabric; shape preservation; fuzzy comprehensive evaluation

純棉機(jī)織物以其良好的服用性能和獨(dú)特的外觀受到廣大消費(fèi)者的喜愛，在紡織品交易中占有較大的份額。然而純棉織物在生產(chǎn)制作和穿著服用過程中，經(jīng)常受到各種外力的作用而發(fā)生各種各樣的變形，使服裝的外觀造型走樣，從而嚴(yán)重影響了服裝的外觀[1]。目前，對(duì)影響純棉機(jī)織物的保形性能的因素主要有：紗線線密度、織物組織結(jié)構(gòu)、纖維原料等方面[2]，用來評(píng)價(jià)織物保形性能的指標(biāo)有折皺性、懸垂性、硬挺度、尺寸穩(wěn)定性。而對(duì)紗線捻度的對(duì)純棉機(jī)織物的保形性能的影響研究較少，因此本文通過研究紗線的不同捻度對(duì)織物保形性能的影響，同時(shí)運(yùn)用模糊數(shù)學(xué)對(duì)織物進(jìn)行模糊綜合評(píng)價(jià)織物的保形性能，并分析捻度對(duì)織物保形性能的影響原因。

1?實(shí)?驗(yàn)

1.1?織物規(guī)格

采用A、B兩組不同捻度的純棉平紋織物來研究紗線捻度織物保形性能的影響，其中A組是線密度為14.76 tex不同捻度的織物，B組是線密度為11.81 tex不同捻度的織物，文中織物均是在相同的條件下采用小樣織機(jī)織制而成，其織物規(guī)格見表1。

1.2?測(cè)試儀器及方法

織物拉伸彈性回復(fù)性實(shí)驗(yàn)：采用YG026（D）型多功能電子強(qiáng)力儀，參照FZ/T 01034—2008《紡織品織物拉伸彈性試驗(yàn)方法》進(jìn)行測(cè)試[5]。預(yù)加張力2 N，夾持距離100 mm，定速上升速度100 mm/min，下降速度100 mm/min，定伸長(zhǎng)率 5%，10%反復(fù)拉伸次數(shù)5次，上停頓時(shí)間1 min，下停頓時(shí)間3 min。5次反復(fù)循環(huán)結(jié)束測(cè)試試樣長(zhǎng)度。試樣長(zhǎng)200 mm、寬50 mm，每種織物經(jīng)緯向各5塊，實(shí)驗(yàn)結(jié)果取5塊的平均值。計(jì)算方法：

定伸長(zhǎng)彈性回復(fù)率/%=L2-L1L2-L0×100（1）

式中：L0為試樣夾持隔距長(zhǎng)度，mm;L1為試樣回復(fù)至零位停置3 min后再施加預(yù)加張力時(shí)的長(zhǎng)度，mm;L2為試樣拉伸定伸長(zhǎng)時(shí)的長(zhǎng)度，mm。

折皺回復(fù)性能：采用YG541E型織物折皺彈性儀，參照GB/T 3819—1997《紡織品 織物折皺回復(fù)性的測(cè)定 回復(fù)角法》進(jìn)行測(cè)試[5]。試樣回復(fù)翼尺寸為20 mm×15 mm，加壓重量為10 N，壓重時(shí)間為5 min，回復(fù)時(shí)間為5 min，同一樣品經(jīng)緯向不同部位各測(cè)5次取平均值。

長(zhǎng)形試樣的彎曲性能：YG207 型自動(dòng)織物硬挺儀，參照GB/T 18318.1—2009《紡織品 彎曲性能的測(cè)定 第1部分：斜面法》進(jìn)行測(cè)試，經(jīng)緯向各6個(gè)試樣，每個(gè)試樣的尺寸大小為（25±1）mm×（250±1）mm。經(jīng)緯向均取6塊織物，測(cè)試結(jié)果取平均值[5]。

圓形試樣的彎曲性能：Phabrometer織物手感評(píng)價(jià)系統(tǒng)測(cè)試儀，參照美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)AATCC66，采用Phabrometer織物手感評(píng)價(jià)系統(tǒng)測(cè)試，同一樣品取尺寸100 cm2的圓形試樣3塊。圓形試樣的彎曲性能用硬挺度表示，其值越大越挺括，抗彎曲性能越好[5]。

頂破強(qiáng)力：采用HD026N 型電子織物強(qiáng)力儀，參照GB/T 19978—2005《紡織品 頂破強(qiáng)力測(cè)定 鋼球法》進(jìn)行測(cè)試，將面料裁剪成直徑為6 cm的圓形試樣，每種織物取5個(gè)試樣，測(cè)試結(jié)果取平均值[5]。

縮水率：采用Y（B）096D型全自動(dòng)織物縮水率儀，參照GB/T 8628—2001《紡織品 測(cè)定尺寸變化的試驗(yàn)中織物試樣和服裝的準(zhǔn)備、標(biāo)記及測(cè)量》，GB/T 8629—2001《紡織品 試驗(yàn)用家庭洗滌和干燥程序》，GB/T8630—2013《紡織品 洗滌和干燥后尺寸變化的測(cè)定》進(jìn)行試驗(yàn)[5]。試樣尺寸為250 mm×250 mm，分別計(jì)算試樣經(jīng)向、緯向的原始尺寸和洗滌干燥后最終尺寸的平均值（精確至1 mm）及尺寸平均值的百分率（精確至0.1%）。

縮水率/%=L0-L1L0×100（2）

式中：L0為試驗(yàn)前測(cè)量的兩個(gè)標(biāo)記之間的距離，L1為試驗(yàn)后測(cè)量的兩個(gè)標(biāo)記之間的距離，單位均為mm。

2?結(jié)果與分析

織物的保形性能通常是指織物在使用中能保持原有外觀特征、便于使用、易于保養(yǎng)的性能，評(píng)價(jià)織物保形性能好壞的指標(biāo)一般包括：織物的耐折皺性能、織物的懸垂性、織物的起毛起球性以及織物的尺寸穩(wěn)定性等。紗線捻度對(duì)織物保形性能的研究主要從織物抵抗變形的能力和回復(fù)變形的能力兩個(gè)方面進(jìn)行分析?？椢锏挚棺冃蔚哪芰κ侵缚椢锸艿酵饬螽a(chǎn)生變形量的大小及產(chǎn)生變形的難易程度。抵抗變形的能力越強(qiáng)，則織物的保形性能越好，其中抵抗變形能力的指標(biāo)有：抗彎長(zhǎng)度、硬挺度、頂破強(qiáng)力、縮水率;回復(fù)變形的能力是指織物產(chǎn)生的變形在一定時(shí)間內(nèi)回復(fù)原狀的能力。回復(fù)變形的能力越強(qiáng)，則織物的保形性能越好?；貜?fù)變形能力的指標(biāo)有定伸長(zhǎng)彈性回復(fù)率、急/緩總折皺回復(fù)角[6]。不同紗線捻度的織物保形性能結(jié)果測(cè)試見表2。

2.1?抗彎曲性能

從表2抗彎長(zhǎng)度結(jié)果可知，A、B兩組織物的經(jīng)緯向抗彎長(zhǎng)度值都隨捻度的增加而增大，織物的抗彎曲性能隨捻度的增加而增強(qiáng)。這是因?yàn)殡S著紗線捻度增大，紗體中纖維的排列更加緊密，纖維之間相互抱和的力度更強(qiáng)，織物中經(jīng)緯交織點(diǎn)處使得紗線不易滑動(dòng)。且織物中經(jīng)緯向同捻向配置，經(jīng)緯紗交織點(diǎn)接觸面上纖維傾斜方向一致，紗線間產(chǎn)生一定程度的嚙合，使經(jīng)緯紗交織點(diǎn)處切向滑動(dòng)阻力較大，不易松動(dòng)，故織物抗彎長(zhǎng)度較大，織物的保形性能隨捻度的增加而增強(qiáng)。

從表2硬挺度結(jié)果可知，織物的硬挺度反應(yīng)的是圓形織物的抗彎曲性能，其實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果與長(zhǎng)形試樣的抗彎曲性能結(jié)果呈現(xiàn)一樣的趨勢(shì)，由此可見織物長(zhǎng)形試樣和圓形試樣的抗彎曲性能受紗線捻度影響的結(jié)果是一致的，即在一定的捻度范圍內(nèi)，適當(dāng)?shù)脑黾蛹喚€的捻度可以有效地改善織物抵抗彎曲的性能，使得織物的保形性能增加。

2.2?頂破強(qiáng)力

從表2頂破強(qiáng)力結(jié)果可知，A、B兩組織物的頂破強(qiáng)力先是隨著紗線捻度的增加而增加，且增加量有所減小，增加趨勢(shì)趨于緩慢，當(dāng)捻度增大到420再增大捻度強(qiáng)力有所減小。由捻度對(duì)織物拉伸彈性回復(fù)的影響可知，織物的頂破強(qiáng)力與織物的拉伸結(jié)果相似，兩者有著密切的關(guān)系，隨著織物經(jīng)緯向拉伸彈性回復(fù)率的的增加，織物的頂破強(qiáng)力也相應(yīng)的增加。由此可知紗線捻度對(duì)織物頂破強(qiáng)力影響也非常顯著。頂破強(qiáng)力的大小又是體現(xiàn)織物抵抗變形的衡量指標(biāo)，頂破強(qiáng)力越大，織物的保形性能越好。即當(dāng)捻度在360～420時(shí)，隨捻度的增加織物的保形性能增強(qiáng);在420～460時(shí)織物的保形性能有減弱的趨勢(shì)。

2.3?縮水性能

由表2縮水率結(jié)果可知，A、B兩組織物的縮水率均隨紗線捻度的增加而增加，且織物經(jīng)向縮水率遠(yuǎn)大于緯向。這是因?yàn)殡S著紗線捻度的增加，纖維之間的抱和程度越好，紗線的結(jié)構(gòu)更加緊密[7]。越是緊密的紗線所織成的織物在水洗時(shí)紗線中纖維的膨脹會(huì)越大，從而使紗線的膨脹更大，織物中經(jīng)緯向紗線的屈曲波高會(huì)相應(yīng)的增大，紗線在屈曲狀態(tài)下的長(zhǎng)度會(huì)縮短，從而使得織物也收縮，織物的縮水率會(huì)變大。由于織物的縮水率值的大小和織物的保形性能成相反的關(guān)系，即隨著紗線捻度的增大，織物的保形性能減弱。

2.4?拉伸彈性回復(fù)性能

從表2拉伸彈性結(jié)果可知，織物定伸長(zhǎng)為5%和10%的拉伸彈性回復(fù)率均隨著紗線捻度的增加先增大后減小，且定伸長(zhǎng)為5%的彈性回復(fù)率遠(yuǎn)大于定伸長(zhǎng)為10%的彈性回復(fù)率。在一定的捻度范圍內(nèi)紗線捻度的增加紗線的彈性回復(fù)率有所增大，從而使得織物的彈性回復(fù)率也有所增加。當(dāng)紗線捻度達(dá)到一定值再增加時(shí)，過大的捻度會(huì)使的紗線中纖維的產(chǎn)生很大的扭轉(zhuǎn)變形，塑性變形增加纖維間被束縛的非常緊密，纖維間的相對(duì)滑移較小，當(dāng)外力去除后，纖維間做相對(duì)移動(dòng)而回復(fù)的程度降低，織物的拉伸回復(fù)性能反而會(huì)變差。因?yàn)榭椢锢旎貜?fù)性能越好織物的保形性能越好，所以織物的保形性能隨紗線捻度的增加先增強(qiáng)后減弱。

2.5?折皺回復(fù)性能

從表2急彈性回復(fù)角結(jié)果可知，隨紗線的捻度越大，織物的折皺回復(fù)角越大，織物的抗折皺回復(fù)性能越好。在捻度較低時(shí)隨紗線捻度的增加織物折皺回復(fù)角增加的量較大，當(dāng)捻度較大時(shí)，織物折皺回復(fù)角增加的量逐漸減小。這是因?yàn)楫?dāng)紗線的捻度較低時(shí)，紗線中的纖維松散，當(dāng)受到外力作用時(shí)，紗線中的纖維容易發(fā)生較大的滑移，而且這種滑移大多不能再回復(fù)，而使織物的表面形成折皺。隨著紗線捻度適當(dāng)?shù)脑黾樱喚€彈性回復(fù)率增大，織物彈性回復(fù)增大，從而抗皺性提高。由織物的抗折皺回復(fù)角越大，織物的保性能越好可知，在一定的捻度范圍內(nèi)織物的保形性能隨紗線捻度的增加而增強(qiáng)。

3?不同紗線捻度機(jī)織物保形性能模糊綜合評(píng)價(jià)

要對(duì)不同紗線捻度的純棉織物保形性能進(jìn)行模糊綜合評(píng)價(jià)，首先要確定評(píng)判矩陣。目前在紡織行業(yè)中，評(píng)判矩陣的確定最常用的3種方法是模糊概率法、隸屬函數(shù)轉(zhuǎn)換計(jì)算法、測(cè)試值經(jīng)規(guī)格化或標(biāo)準(zhǔn)化后直接代入法[8-9]。本文采用測(cè)試值經(jīng)規(guī)格化或標(biāo)準(zhǔn)化后直接代入法，不同紗線捻度純棉機(jī)織物的各項(xiàng)保形性能指標(biāo)測(cè)試如表2所示。

由于評(píng)價(jià)織物的各個(gè)指標(biāo)的單位不同，數(shù)量級(jí)也有一定的差異性，如果對(duì)上述的原始數(shù)據(jù)直接進(jìn)行計(jì)算和分析，可能會(huì)使某些指標(biāo)作用顯示有一定偏差，因此為了避免不同指標(biāo)的單位不同，數(shù)量級(jí)不同對(duì)評(píng)判結(jié)果造成影響，先對(duì)織物各性能的測(cè)試結(jié)果進(jìn)行歸一化[10]。此處采用極差規(guī)格化的方法進(jìn)行。極差標(biāo)準(zhǔn)化公式為：

在棉織物的保形性能評(píng)價(jià)指標(biāo)中織物的頂破強(qiáng)力、急/緩彈性折皺回復(fù)角、彈性回復(fù)率均是值越大越好，采用式（1）計(jì)算，而織物縮水率是越小越好，采用式（2）計(jì)算。不同用途的服裝對(duì)布料的抗彎長(zhǎng)度、硬挺度的要求不同，當(dāng)做外衣面料時(shí)要求外形挺括，抗彎長(zhǎng)度、硬挺度其值越大越優(yōu)。此處外衣是指穿在人身體最外面的衣服，也稱其為外罩、外套。外衣有時(shí)候也具有一定的身份象征，比如制服等等。通常的外衣有西裝外衣、牛仔外衣、罩衫外衣、風(fēng)衣、夾克、鋪棉外衣等形式，有棉、皮、羊毛、單寧布、羽絨等材質(zhì);當(dāng)做內(nèi)衣使用時(shí)要求柔軟貼身，抗彎長(zhǎng)度、硬挺度越小越優(yōu)。因此，此處分別對(duì)不同紗線結(jié)構(gòu)純棉織物的保形性能進(jìn)行評(píng)價(jià)。此處內(nèi)衣是指貼身穿的衣物，包括背心、汗衫、短褲、抹胸、胸罩等，通常是直接接觸皮膚的服裝。

3.1?外衣面料的綜合評(píng)判

3.1.1?評(píng)判矩陣的確定

不同紗線捻度的純棉機(jī)織物被用作外衣時(shí)，抗彎長(zhǎng)度、硬挺度的值越大越好，織物的保形性能綜合評(píng)價(jià)如下。將表2中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)經(jīng)過式（3）和式（4）規(guī)格化處理后等到評(píng)判矩陣R1。

3.1.2?權(quán)重系數(shù)的確定

其次是權(quán)重向量的確定，權(quán)重系數(shù)的確定有很多方法，通常有經(jīng)驗(yàn)方法、多因素統(tǒng)計(jì)法、分類中心值法、離差最大化法等。本文采用離差最大化法計(jì)算織物各種指標(biāo)的權(quán)重系數(shù)，計(jì)算公式為：

式中：Aj表示第j個(gè)織物指標(biāo)的得權(quán)重系數(shù)。各種指標(biāo)的權(quán)重系數(shù)總和為1，Aj向量屬于歸一化的向量[11]。將向量R中的織物各項(xiàng)指標(biāo)規(guī)格化處理后的值代入式（3）進(jìn)行計(jì)算，得到各種指標(biāo)權(quán)重系數(shù)的矩陣A1為：

3.1.3?評(píng)判結(jié)果B1的計(jì)算

模糊數(shù)學(xué)中常用的綜合評(píng)判函數(shù)有幾何平均型、加權(quán)平均型、單因素決定型、主因素突出型，與歸一化權(quán)向量對(duì)應(yīng)的評(píng)判函數(shù)為前項(xiàng)，即加權(quán)平均型和幾何平均型，本文采用加權(quán)平均型函數(shù)來綜合評(píng)判函數(shù)，得到最終評(píng)判結(jié)果B1為：

B1=0.278 50.501 50.590 50.655 60.263 30.514 50.611 20.637 8A1A2A3A4B1B2B3B4

當(dāng)純棉織物被用做外衣時(shí)，由綜合評(píng)判結(jié)果B1可知，A、B兩組織物綜合評(píng)判結(jié)果值為A4>A3>A2>A1、B4>B3>B2>B1，織物的綜合評(píng)判值隨捻度的增加而增加，隨紗線捻度的增加織物的保形性能的增強(qiáng)。由A、B兩組織物中相鄰兩織物的綜合評(píng)判值可知，隨著織物中紗線捻度的增大，織物的綜合評(píng)判值先是以較大的幅度增加而后趨于緩慢，這說明紗線捻度較小時(shí)，增加紗線的捻度，織物的保形性能改善的會(huì)比較明顯，當(dāng)紗線捻度達(dá)到一定大時(shí)，再增加紗線捻度，織物的保形性能可能不會(huì)太顯著。即在一定的捻度范圍內(nèi)可以通過改變紗線的捻度來提高織物的保形性能。

3.2?內(nèi)衣面料的綜合評(píng)判

當(dāng)不同紗線捻度的純棉機(jī)織物被用做內(nèi)衣面料時(shí)，抗彎長(zhǎng)度、硬挺度為值越小越好，按前面的步驟進(jìn)行求解，求得評(píng)判矩陣R2、權(quán)重向量A2和最終的評(píng)判結(jié)果B2，織物的保形性能綜合評(píng)價(jià)如下：

當(dāng)純棉織物被用做內(nèi)衣面料時(shí)，由綜合評(píng)判結(jié)果B2可知，A、B兩組織物綜合評(píng)判結(jié)果值為A2>A3>A4>A1、B2>B3>B4>B1，由此可知隨紗線捻度的增加織物保形性能的綜合評(píng)判值先增大后減小，當(dāng)紗線的捻系數(shù)為390時(shí)織物的綜合評(píng)判值達(dá)到最大，即織物的綜合保形性能達(dá)到最優(yōu)。這是因?yàn)楫?dāng)純棉織物被用做內(nèi)衣時(shí)，織物要求柔軟舒適，紗線的捻度不宜過大;但同時(shí)也要有一定的形狀保持能力，即紗線捻度又不能過小，因此可以適當(dāng)?shù)脑龃蠹喚€的捻度來提高織物的保形性能，使內(nèi)衣織物既有服用的舒適性又能擁有良好的形狀保持性能。

4?結(jié)?論

通過紗線捻度對(duì)純棉機(jī)織物保性能的影響研究，得出了以下結(jié)論：隨紗線捻度的增加，織物的拉伸回復(fù)性能和織物的頂破性能均先變強(qiáng)后減弱的趨勢(shì)，織物保形性能先增強(qiáng)后減弱;隨紗線捻度的增加織物的抗折皺回復(fù)性能、抵抗彎曲變形的性能均增強(qiáng)，織物的保形性能越好;隨紗線捻度的增加，織物的抵抗縮水的變形能力逐漸變?nèi)?，織物的保形性能減弱。當(dāng)織物做外衣面料時(shí)，織物的綜合性保形性能隨紗線捻度的增加而增強(qiáng);織物做內(nèi)衣面料時(shí)，隨紗線捻度的增加織物的綜合性保形性能先增強(qiáng)后減弱。

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