Coolmax/棉交织物舒适性的灰色聚类分析

陈志华 （南通纺织职业技术学院 江苏南通 226007）

Coolmax纤维横截面有四管沟槽形态，具有吸湿导汗功能，使人体皮肤保持干燥清爽，常用于运动装、职业装中。Coolmax是聚酯纤维，与棉交织优势互补开发衬衫面料深受消费者青睐。本文选用精梳全棉纱作经纱，通过对Coolmax纤维进行减量工艺与精梳全棉纱按不同的排列比例组合作纬纱，设计生产了9种织物并对其透气性能、透湿性能和芯吸效应等舒适性指标进行测试，最后运用灰色聚类法进行综合评价。

1 织物设计

表1 面料试样规格

2 织物性能测试与结果

为了准确地反映织物的性能，缩小所选织物的结构参数差异，对织物进行退浆处理，去除坯布上的浆料及部分杂质，退浆后将布取出用冷水冲洗2次-3次，晾干，然后将织物放在标准大气条件下放置48h以上达到平衡。采用GB/T5453-1997《纺织品 织物透气性的测定》测试面料的透气量，采用GB/T12704.1-2009《纺织品 织物透湿性试样方法 第1部分：吸湿法》测试面料的透湿量，采用FZ/T01071-2008《纺织品 毛细效应试验方法》测试面料的毛细效应。

9种织物的相关性能测试结果见表2所示。

表2 织物性能测试结果

3 运用灰色聚类法综合评价织物性

从表2可以看出，这9种织物的性能指标数互有差异，单一评判标准不能客观评判织物的舒适性能，因此本文以1#-9#织物为聚类对象，以测试结果中的透气率Q、透湿量S、纬向芯吸高度Gw、经向芯吸高度Gj为聚类指标，将织物舒适性能分为好、中、差三档，记为k1、k2、k3，即聚类灰数（s=3）：

（1）构建矩阵

以织物编号为行、相应的指标值为列，将表2中相关数据组成一个9×4的矩阵,如式（1）所示。

（2）无量纲处理

进行无量纲处理，使之影射到[0，1]区域。对于透气量、透湿量、纬向芯吸高度、经向芯吸高度等越大越好的聚类指标，按式（2）处理，从而得到聚类白化矩阵[Xij]9×4。

引领儿童潜心投入，读活文本 从诵读入手，凭借语言文字，形成表象，让学生进入情境，使课文中的人、事、景、物在脑海中活脱脱地浮现，实现“情景再现”，与文中的主人公同欢笑、共悲伤，产生共鸣。这种深入的情感交流和心灵对话，让学生将自己的阅读感受与作者的意图进行比较，为文本的内容和表达创造出新的意义，使阅读成为一种“被引导的创造”。

式中：i——聚类对象编号；

j——聚类指标编号；

Xij——经式（2）处理后的聚类对象i聚类指标j测试值；

Sj、Bj——分别为聚类指标j值域的左、右边界值。

经统计得知，式（1）中面料透气量∈[90，140]，透湿量∈[6000，12000]，纬向芯吸高度∈[60，100]，经向芯吸高度∈[60，90]。将式（1）中的数据按式（2）处理，计算得到式（3）。

Xij∈[0，1]，Xij越大，表明相应面料的指标

性能越好。

（3）确定灰类白化函数

确定灰类白化函数，即确定织物处于某一档次的概率分布函数。在实际生产中，一般可以认为面料舒适性能好、差各占30%，中占40%，定出相应各项指标的灰类白化函数为：k1∈[0.7,1]，k2∈[0.5-ε,0.5+ε]，k3∈ [0,0.3]，则k1灰类白化函数为式（4）：

同理，k2灰类白化函数为式（5）：

同理，k3灰类白化函数为式（6）：

（4）确定标准权系数

根据白化权函数，确定j聚类指标k子类边界值并根据边界值的定义，按式（7）计算出j类指标k典型类别的标准权系数。

（5）确定聚类权系数

对于特征数聚类白化数矩阵[Xij]9×4，根据计算出的值和标准权系数按式（8）得到灰色聚类系数。

（6）构造聚类系数矩阵

根据计算出的灰色聚类系数σkj，构造聚类系数矩阵，见式（9）。

根据聚类系数矩阵评价对象i所属的灰类，式（9）中每一横行的3个数值对应着相应某种面料的舒适性能综合评价属于好、中、差3个灰类的可能性大小，哪个数值最大，则这种面料即属于哪个灰类这3个数值对应着第i种面料的舒适性能综合评价属于好、中、差3个灰类的可能性大小，如果最大，则说明第i种面料舒适性能综合评价为好的一类；如果最大，则说明第i种面料舒适性能综合评价为中的一类；如果最大，则说明第i种面料舒适性能综合评价为差的一类；

4 灰色聚类计算结果分析

通过灰色聚类分析得到，7#、1#、6#面料舒适性能处于第一灰类，达到好的标准，8#、3#、2#面料舒适性能处于第二灰类，达到中的标准，9#、4#、5#面料舒适性能处于第三灰类，其舒适性能较差。

比较织物规格和工艺可得出结论：

（1）经纬密保持不变、Coolmax未减量时，随着织物纬纱中Coolmax含量的增加，面料的舒适性能变好，这主要是因为Coolmax的截面形状独特呈四管状的功能性纤维，纤维的管壁透气透湿性能较好所致。

（2）Coolmax碱减量后，纤维沟槽里的积聚物得到清理，比表面积进一步加大，织物的透气性能、透湿性能、毛细效应提高。由于Coolmax纤维表面受到作用而纤度变细，增加纬密保持织物克重不变，经碱减量处理后的Coolmax纤维的织物7号舒适性能最好。

[1]李焰，段智涌.大麻织物的舒适性能研究[J]. 湖南工程学院学报(自然科学版)，2006，16（02）：92-94.

[2]范立红，尉霞，沈兰萍等.再生竹纤维织物热湿舒适性能的分析[J].上海纺织科技，2007，35（06）：56-58.

[3]范立红，陈美玉，王凤荣等.玉米和丽赛纤维织物热湿舒适性能的对比分析[J].西安工程大学学报，2009，23（01）：1-4.

[4] 王厉冰，胡心怡，齐素祯.灰色聚类分析在纺织材料性能综合评价中的应用[J].天津工业大学学报，2006，25（3）：23-26.

[5] 魏安方，许德生，汪学骞等. Coolmax织物湿舒适性的灰色聚类分析[J].纺织科学研究，2008，（2）：40-54.