韓燕娜

摘要： 織物彎曲性和懸垂性是影響服裝外觀的重要性能，其測(cè)試目前是分開(kāi)進(jìn)行的，文章旨在尋找可將其合二為一的方法。首先測(cè)試25塊織物的彎曲長(zhǎng)度和懸垂系數(shù)，然后用自行設(shè)計(jì)的M形測(cè)試法提取新的指標(biāo)，并將其與彎曲長(zhǎng)度和懸垂系數(shù)進(jìn)行對(duì)比。研究表明：新方法中的指標(biāo)均與彎曲長(zhǎng)度具有較好的相關(guān)性，相關(guān)性由大到小依次是柔懸系數(shù)、橫向投影寬度和縱向投影高度，且柔懸系數(shù)與懸垂系數(shù)也具有較好的相關(guān)性。新方法可同時(shí)測(cè)試織物彎曲性和懸垂性，即利用1塊試樣可得到2組數(shù)據(jù)，且可表達(dá)織物在任意一個(gè)方向上的懸垂性，尤其適合風(fēng)衣、休閑褲等有方向性要求的織物。

關(guān)鍵詞： 織物性能;彎曲性;懸垂性;測(cè)試方法;柔懸系數(shù)

中圖分類號(hào)： TS101.923.1 ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A ? ?文章編號(hào)： 1001-7003（2019）04-0030-05 ? 引用頁(yè)碼： 041106

Abstract： Fabric bending and draping behaviors are important properties that influence apparel appearance， and until now they are tested separately. This paper aims to find out a method that can combine them into one. First of all， the bending length and draping coefficients of 25 fabrics were tested. Then the self-designed M-shaped method was used to obtain the new indexes which were compared with bending length and draping coefficients. Results showed that the indexes gained by the new method all had good correlations with the bending length， and the correlations from large to small were soft & draping coefficient， horizontal projection width， and vertical projection height. Moreover， the soft & draping coefficient also had a good correlation with the draping coefficient. Thus， the new method can test fabric bending & draping behaviors . In other words， 2 groups of data can be gained by one sample. In addition， the new method could express the fabric draping performance in any direction， especially suitable for wind coat， slacks and other fabrics which have specific requirements.

Key words： fabric property; bending behavior; draping behavior; test method; soft & draping coefficient

彎曲性也稱為硬挺度或剛?cè)嵝?，是影響和體現(xiàn)服裝外觀、手感及穿著舒適性的重要因素[1]，內(nèi)衣面料需要有較好的柔性;而外衣面料則要具有一定的剛性。懸垂性是面料自然下垂形成優(yōu)美光滑曲面的能力，一般裙子、窗簾、桌布及寬松的服裝等對(duì)懸垂性有較高的要求[2]。這兩種性能表面看上去有所不同，但其實(shí)有很多共性[3]，都是體現(xiàn)服裝外觀造型的指標(biāo)，都是影響織物服用性能好壞的重要屬性，且易彎曲的面料通常懸垂性較好，同樣懸垂性差的面料也通常不容易彎曲。因此，國(guó)內(nèi)外的學(xué)者及紡織科技工作者對(duì)其展開(kāi)了多方面的研究[4-5]。如利用粘彈理論[6]、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)[7]等預(yù)測(cè)織物彎曲性;利用仰視投影法[8]、3D掃描技術(shù)[9]、三維人體形態(tài)[10]測(cè)試織物懸垂性等。

從上述研究可以發(fā)現(xiàn)，彎曲性和懸垂性這兩種性能的研究和檢測(cè)基本是分開(kāi)進(jìn)行的，即針對(duì)彎曲性的檢測(cè)方法只適用于彎曲性，不能得到懸垂性結(jié)果，反之亦然。但是這二者存在較多共性之處，因此本文嘗試探索可同時(shí)檢測(cè)織物彎曲性和懸垂性的方法。

1 實(shí) 驗(yàn)

1.1 試樣的選取與儀器

試樣：選擇彎曲性和懸垂性有較大差別的常見(jiàn)機(jī)織物共25種作為研究對(duì)象，具體規(guī)格如表1所示。表1中9#織物和11#織物原料和組織相同，且前者經(jīng)密和緯密較小，由于所用紗線較粗，所以平方米質(zhì)量和厚度均較大。同理，9#織物比11#織物的紗線粗，因而面密度和厚度也稍大。

儀器：YG（B）022D型織物硬挺度儀、YG811型光電式織物懸垂儀（溫州大榮紡織儀器有限公司）。

1.2 測(cè)試彎曲性

參照GB/T18318—2001《紡織品 織物彎曲長(zhǎng)度的測(cè)定》，用YG（B）022D型織物硬挺度儀，檢測(cè)以上25塊織物的經(jīng)向和緯向的彎曲長(zhǎng)度（mm），并在本文中將這一方法簡(jiǎn)稱為懸臂梁法。

1.3 測(cè)試懸垂性

參照GB/T 23329—2009《紡織品 織物懸垂性的測(cè)定》，用YG811型光電式織物懸垂儀，檢測(cè)以上25塊試樣的懸垂系數(shù)，并在本文中將這一方法簡(jiǎn)稱為圓臺(tái)法。

1.4 M形測(cè)試法檢測(cè)織物彎曲性和懸垂性

1.4.1 測(cè)試方法簡(jiǎn)介

M形測(cè)試法的原理是將長(zhǎng)方形織物試條放置于呈倒三角形設(shè)置的3枚大頭針上（最下端的大頭針位于織物上端），如圖1所示。置于大頭針之上的織物在重力的作用下，兩端自然下垂形成M形，故此將其命名為M型測(cè)試法。

圖2是3枚大頭針的設(shè)置位置，經(jīng)過(guò)多次實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)水平兩枚大頭A與B之間的距離是6cm，且第3枚大頭針C位于水平兩枚大頭針連線的垂直平分線往下2cm時(shí)，測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性最高。判斷依據(jù)是M形測(cè)試結(jié)果與懸臂梁法所得結(jié)果的相關(guān)性高低，相關(guān)系數(shù)高則準(zhǔn)確性高。此時(shí)將長(zhǎng)條試樣沿長(zhǎng)度方向的中心置于第3枚大頭針下方，左右兩邊分別置于水平兩枚大頭針的上方，織物在重力及大頭針的共同作用下，就會(huì)形成如圖1所示的M形。試樣兩條邊緣的投影寬度和投影高度，則可由圖1中帶有刻度的背景墻直接讀出。需要說(shuō)明的是，圖1中水平兩枚大頭針都要置于刻度0點(diǎn)，且兩條水平箭頭表示橫向刻度增加的方向，豎直兩條箭頭表示縱向刻度增加的方向，因此兩條試樣邊緣的投影寬度和投影高度便可直接讀數(shù)得到。

1.4.2 試樣準(zhǔn)備

為了與國(guó)標(biāo)GB/T18318—2001《紡織品 織物彎曲長(zhǎng)度的測(cè)定》中規(guī)定的織物尺寸相一致，將織物裁成200mm×25mm，且一種織物準(zhǔn)備12個(gè)角度（每隔15°）的試樣：即0（織物經(jīng)向）、15°、30°、45°、60°、75°、90°（織物緯向）、105°、130°、145°、165°。由于機(jī)織物具有左右對(duì)稱性，且180°和0是同一個(gè)方向，因此180°～360°的角度就不再重復(fù)測(cè)量，每個(gè)角度準(zhǔn)備3塊試樣求平均用。

1.4.3 實(shí)驗(yàn)流程

1）將準(zhǔn)備好的試樣沿長(zhǎng)度方向的中心畫(huà)一條平行于試樣寬度邊的記號(hào)線，且按照1.4.1中的方法放置于3枚大頭針之上;

2）待試樣形狀穩(wěn)定1min之后，從帶有刻度的背景墻上分別讀出兩條布邊下垂的橫向距離及縱向下垂距離;

3）計(jì)算柔懸系數(shù)（由于該系數(shù)既能表明剛?cè)嵝?，又能說(shuō)明織物懸垂性，故將其簡(jiǎn)稱為柔懸系數(shù)）α=YX，其中Y為投影高度，X為投影寬度，且α越大，說(shuō)明織物越柔軟，同時(shí)懸垂性也越好;

4）將同一試樣兩條下垂端求得柔懸系數(shù)，再求平均，作為該試樣的最終結(jié)果。

2 結(jié)果與分析

2.1 懸臂梁法與M形法所測(cè)指標(biāo)間的關(guān)系

M形測(cè)試法所得的指標(biāo)與懸臂梁法所得的彎曲長(zhǎng)度之間的關(guān)系如圖3—圖5所示。由于1.2中測(cè)試了織物經(jīng)緯兩個(gè)方向的彎曲長(zhǎng)度，為了便于結(jié)果的對(duì)比，M形測(cè)試法的數(shù)據(jù)也為經(jīng)緯兩個(gè)方向的所測(cè)結(jié)果，所以圖中共有50個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)。

從圖3可以看出，彎曲長(zhǎng)度與投影寬度之間的關(guān)系式為：Y1=5.3124X1+8.5165，R2=0.8629，其中X1為投影寬度（cm），Y1為彎曲長(zhǎng)度（mm），二者為正相關(guān)關(guān)系，即懸臂梁法測(cè)得的彎曲長(zhǎng)度越小的織物，用M形測(cè)試法得到的投影寬度也越小。分析認(rèn)為，彎曲長(zhǎng)度越小，即越柔軟的織物，用M形測(cè)試法實(shí)驗(yàn)時(shí)，試樣條兩端的橫坐標(biāo)越小，即織物很容易垂下來(lái)。

圖4顯示了投影高度與彎曲長(zhǎng)度之間的關(guān)系，二者的關(guān)系式是：Y1=-10.498X+55.465，R2=07917，其中X為投影高度（cm），Y1為彎曲長(zhǎng)度（mm），二者呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。表明投影高度越大的織物，即越柔軟越易彎曲的織物，用懸臂梁法測(cè)得的彎曲長(zhǎng)度越小。

另外，比較圖3和圖4的相關(guān)系數(shù)R可以發(fā)現(xiàn)，投影寬度與彎曲長(zhǎng)度的相關(guān)性大于投影高度。

圖5是懸臂梁法所測(cè)的彎曲長(zhǎng)度與M形測(cè)試法所得的柔懸系數(shù)之間的關(guān)系，具體關(guān)系式為：Y1=08061X32-8.4302X3+33.162，R2=0.9271，其中X3為柔懸系數(shù)，Y1為彎曲長(zhǎng)度（mm）。

從圖5可以看出，二者呈較顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系，即彎曲長(zhǎng)度越小的織物，M形測(cè)試法所得的柔懸系數(shù)越大，換句話說(shuō)，越柔軟的織物，M形測(cè)試法所得投影高度越大，投影寬度越小，因而其比值，即柔懸系數(shù)也就越大。圖5中柔懸系數(shù)接近原點(diǎn)代表非常硬挺的織物，其投影高度很小，投影寬度很大，即掛在3枚大頭針上之后布條的兩端幾乎不怎么下垂，因而其彎曲長(zhǎng)度值也就很大。反之，柔懸系數(shù)越遠(yuǎn)離原點(diǎn)的織物，則代表投影高度遠(yuǎn)大于投影寬度，即很柔軟很易變形的織物，用懸臂梁法測(cè)得的彎曲長(zhǎng)度則很小。從相關(guān)系數(shù)的大小可以看出，柔懸系數(shù)比投影寬度和投影高度更能表征織物的柔軟程度。從圖5的擬合曲線還可以看出，隨著柔懸系數(shù)的繼續(xù)增加，懸臂梁法中的彎曲長(zhǎng)度有趨于穩(wěn)定的趨勢(shì)，這是因?yàn)樗x的試樣均為用作日常服裝的常規(guī)面料，柔軟性達(dá)到一定程度后，便漸趨穩(wěn)定，不會(huì)無(wú)限制的柔軟。由于二次多項(xiàng)式均呈拋物線形狀，因而趨于穩(wěn)定的散點(diǎn)擬合出來(lái)的曲線似有上翹的趨勢(shì)，實(shí)際上是并不意味著柔懸系數(shù)大到一定程度，彎曲長(zhǎng)度反而增大。

與傳統(tǒng)的斜面懸臂梁法相比，M形測(cè)試法還具有以下優(yōu)點(diǎn)：能同時(shí)測(cè)得一塊試樣兩端的3個(gè)彎曲指標(biāo)，即6個(gè)硬挺度指標(biāo)，且讀數(shù)非常方便，測(cè)試裝置也極為簡(jiǎn)單。

2.2 圓臺(tái)法與M形法所測(cè)指標(biāo)間的關(guān)系

圓臺(tái)法所測(cè)的懸垂系數(shù)與M形測(cè)試法所得的柔懸系數(shù)之間的關(guān)系如圖6所示。圖6中的柔懸系數(shù)為1.4.2中12個(gè)方向測(cè)得的柔懸系數(shù)的平均值，因?yàn)檫@一方法的試樣為長(zhǎng)條形，故只能表明某一個(gè)織物方向的懸垂程度;而傳統(tǒng)的圓臺(tái)法測(cè)試原理為圓形試樣在圓形支撐臺(tái)上受自身重力的作用而自然下垂，因此能表達(dá)織物各個(gè)方向綜合的懸垂能力。為了使本文的研究結(jié)果與圓臺(tái)法相對(duì)應(yīng)，以使研究更具有科學(xué)性，將12個(gè)方向的柔懸系數(shù)求取平均，因此，與前面的圖3—圖5中有50個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)不同的是，圖6中共有25個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)。

圖6中，懸垂系數(shù)與柔懸系數(shù)的具體關(guān)系式是：Y2=-0.1483X42+0.7297X4-0.0467，R2=0.9372，其中X4為12個(gè)方向的平均柔懸系數(shù)，Y2為懸垂系數(shù)。圖6表明，二者基本規(guī)律為懸垂系數(shù)越大的織物，用M形測(cè)試法所得的柔懸系數(shù)越小。因?yàn)閼掖瓜禂?shù)越大和柔懸系數(shù)越小都代表不容易下垂的織物，可以說(shuō)，這二者都可以表達(dá)織物的下垂能力大小。不同之處在于，圓臺(tái)法表示的是織物多方向綜合的懸垂性，而M形測(cè)試法則可以表示織物某一方向的懸垂能力。前者更適合用于測(cè)試圓形試樣，如喇叭裙或臺(tái)布等的懸垂能力，而M形測(cè)試法則在用作表征風(fēng)衣、休閑褲等有具體方向性要求的織物時(shí)，更具優(yōu)勢(shì)。

3 結(jié) 論

本文用自行設(shè)計(jì)的M形測(cè)試法得到了25塊織物的新指標(biāo)——投影寬度、投影高度和柔懸系數(shù)，并將其與彎曲長(zhǎng)度和懸垂系數(shù)相對(duì)比，研究表明：

1）新指標(biāo)與彎曲長(zhǎng)度的相關(guān)性較好，且由大到小依次是懸柔系數(shù)、投影寬度和投影高度。其中與彎曲長(zhǎng)度為正相關(guān)的是投影寬度，負(fù)相關(guān)的是投影高度，懸柔系數(shù)與彎曲長(zhǎng)度的具體關(guān)系式為：Y1=08061X32-8.4302X3+33.162，R2=0.9271，其中X3為柔懸系數(shù)，Y1為彎曲長(zhǎng)度（mm），由此關(guān)系式可以根據(jù)柔懸系數(shù)預(yù)測(cè)織物的彎曲長(zhǎng)度。

2）M形測(cè)試法中的柔懸系數(shù)與圓臺(tái)法所測(cè)的懸垂系數(shù)也具有較好的相關(guān)性，具體關(guān)系式為：Y2=-0.1483X42+0.7297X4-0.0467，R2=0.9372，其中X4為12個(gè)方向的平均柔懸系數(shù)，Y2為懸垂系數(shù)，由此關(guān)系式可以根據(jù)平均柔懸系數(shù)預(yù)測(cè)織物的懸垂系數(shù)。

3）新方法將織物彎曲性和懸垂性測(cè)試合二為一，不僅可以減少時(shí)間和材料成本，還能利用1塊試樣得到2組數(shù)據(jù)6個(gè)指標(biāo)，從而彌補(bǔ)懸臂梁法一次只能測(cè)試一塊試樣的不足，同時(shí)還可以表達(dá)織物任意一個(gè)方向的懸垂性，特別適合風(fēng)衣、休閑褲等有方向性要求的織物。

采用新的測(cè)試方法，還可以有效評(píng)價(jià)織物結(jié)構(gòu)參數(shù)，經(jīng)緯密、面密度、厚度等對(duì)懸垂性的影響關(guān)系，這也是接下來(lái)進(jìn)一步研究的方向。

參考文獻(xiàn)：

[1]LIN H， STYLIOS G K. Prediction of post-buckling deformation in fabric drape [J]. Journal of the Textile Institute， 2009， 100（1）： 35-43.

[2]FARAJIKHAH S， MADANIPOUR K， SAHARKHIZ S， et al. Shadow moiré aided 3-D reconstruction of fabric drape [J]. Fibers and Polymers， 2012， 13（7）： 928-935.

[3]劉成霞， 周澳. 利用十字交叉法測(cè)試織物彎曲懸垂性[J]. 紡織學(xué)報(bào)， 2018， 39（6）： 42-46.

LIU Chengxia， ZHOU Ao. Measurement of fabric bending and draping properties using crossing method [J]. Journal of Textile Research， 2018， 39（6）： 42-46.

[4]何琦輝， 王正偉. 利用織物實(shí)際彎曲形態(tài)測(cè)試其彎曲性質(zhì)的算法[J]. 紡織學(xué)報(bào)， 2006， 27（12）：52-58.

HE Qihui， WANG Zhengwei. Arithmetic of bending property of the fabric based on its actual bending shape [J]. Journal of Textile Research， 2006， 27（12）： 52-58.

[5]劉成霞， 羅秋霞， 施美琴. 織物多方向硬挺度測(cè)試方法研究[J]. 現(xiàn)代紡織技術(shù)， 2015， 23（2）： 56-59.

LIU Chengxia， LUO Qiuxia， SHI Meiqin. Study on the measuring method of multi-directional fabric stiffness[J]. Advanced Textile Technology， 2015， 23（2）： 56-59.

[6]石風(fēng)俊， 胡金蓮. 織物的彎曲性能[J]. 紡織學(xué)報(bào)， 2005， 26（3）： 15-18.

SHI Fengjun， HU Jinlian. Bending behavior of woven fabrics [J]. Journal of Textile Research， 2005， 26（3）： 15-18.

[7]倪紅， 潘永惠. 基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的織物斜向彎曲性能的預(yù)測(cè)[J]. 紡織學(xué)報(bào)， 2009， 30（2）： 48-51.

NI Hong， PAN Yonghui. Prediction of fabric diagonal bending rigidity by BP neural network [J]. Journal of Textile Research， 2009， 30（2）： 48-51.

[8]劉成霞， 韓永華， 張才前. 基于圖像處理的織物彎曲性能測(cè)試方法[J]. 紡織學(xué)報(bào)， 2013， 34（7）： 52-56.

LIU Chengxia， HAN Yonghua， ZHANG Caiqian. Test method for fabric bending behavior based on image processing[J]. Journal of Textile Research， 2013， 34（7）： 52-56.

[9]王鵬程， 劉基宏. 基于3D掃描技術(shù)的織物懸垂性測(cè)試方法[J]. 絲綢， 2018， 55（6）： 25-30.

WANG Pengcheng， LIU Jihong. Method of fabric drape test based on 3D scanning technology [J]. Journal of Silk， 2018， 55（6）： 25-30.

[10]韓劍虹， 周衡書(shū)， 武世鋒， 等. 基于三維人體形態(tài)的織物立體懸垂測(cè)試方法與表征[J]. 紡織學(xué)報(bào)， 2018， 39（1）： 39-44.

HAN Jianhong， ZHOU Hengshu， WU Shifeng， et al. Test method and characterization of 3-D drape for fabrics based on human body form [J]. Journal of Textile Research， 2018， 39（1）： 39-44.