蚕蛹蛋白纤维混纺纱织物服用性能模糊综合评价

王 进，刘艳君，王 迪

(西安工程大学纺织与材料学院，陕西西安 710048)



蚕蛹蛋白纤维混纺纱织物服用性能模糊综合评价

王 进，刘艳君，王 迪

(西安工程大学纺织与材料学院，陕西西安 710048)

研究蚕蛹蛋白纤维/天丝的混纺织物服用性能，测试了5种不同组织的透气性、透湿性、保温性、弯曲性、折皱回复性以及顶破强力。运用模糊数学综合评价方法对实验数据进行对比分析，通过对权系数和标准化值的计算得出综合评价值，得到了蚕蛹蛋白纤维/天丝织物综合服用性能优劣的排序。蚕蛹蛋白纤维/天丝混纺织物质地坚牢，折皱回复性好，表面光洁，适合开发高档衬衣、女装裙装和床上用品。

蚕蛹蛋白纤维 折皱回复性 权系数 模糊综合评价

蚕蛹蛋白粘胶短纤维[1-4](以下简称蚕蛹蛋白纤维)是一种由蚕蛹蛋白与天然纤维共混而成的天然生物质纤维，是综合利用生物工程技术、化纤纺丝技术、高分子聚合技术从蚕蛹中提取的全新生物质蛋白纤维，该纤维富含18种氨基酸，具有亲肤、防螨及抗紫外等功能。而由蚕蛹蛋白混纺纱织成的织物轻薄舒适、富有质感、抗菌防螨，具有广阔的市场前景，近年来受到纺织界学者的广泛关注。本文通过对蚕蛹蛋白/天丝纤维混纺纱织物性能进行客观评价，来更好地开发出人们满意的功能性服装，同时扩大绿色功能性针织产品[5-6]在国内外的市场。

1 试验

1.1 试样

以50%的蚕蛹蛋白纤维和50%天丝纺成规格为14.7tex(40s)的混纺纱线为原料，编织出1+1罗纹、纬平针、双鱼鳞、罗纹空气层和罗纹半空气层组织的针织物各5块，为后续测试做准备。五种试样具体规格见表1.

表1 试样规格

1.2 织物性能测试

根据国标GB/T 5453-8测试织物的透气性能，采用YG461E型数字式透气仪进行测试，设置试样测试面积为70cm2，压差13Pa/mmH2O，五种组织试样采用不同的喷嘴号，在测试前进行安装调试，测试5次并计算平均值。

依据国标GB/T 12704-1991测试织物的透湿性能，采用YD501D型透湿试验箱，将直径70mm的织物试样无接触的覆盖在提前干燥好的无水氯化钙上，通过测试同一实验杯的质量差间接计算得出织物的透湿量。计算公式见(1)：

(1)

上式中，WVT—织物透湿量，g/(m2·d)； m —相同实验杯两次质量之差，g；S—试样实验面积，m2；t—实验时间，h。

根据国标GB 11048-1989(A)测试织物的保温性能，采用YG606D型织物保温仪预热30min，每种组织面料各取三块边长为30cm的方形试样。织物的保温性综合值Z根据热传系数、保温率以及克罗值间接计算得出，计算公式见(2)：

(2)

公式中，It—克罗值，U2—传热系数，Q1—保温率。

这里织物的弯曲特性主要是通过测试织物的活络性和刚柔程度来具体体现。

根据FZ/T 01054.4-1999《弯曲性试验方法》中的竖环法来测定弯曲滞后效应和弯曲刚性，选用YG821L型织物风格仪进行测试，弯曲试验速度设定为12min/mm，初始压力2.0cN。

根据国标GB/T 3819-1997，织物折皱恢复性测试采用YG(B)541D-I型数字式织物折皱弹性仪，采用折痕垂直回复法将面料水平放置24h以上，裁剪成凸形试样，测试时每种组织经纬向各取5片试样，根据测得的折皱回复角计算折皱回复率(织物的折皱回复角指其经纬向平均弹性回复角之和)。计算公式见(3)：

折皱回复率(%)=

(3)

根据国标GB/T19976-2005测定织物的顶破强力，将制作好的圆形针织物固定在YG026B型电子织物强力仪上进行测试，多次测试取平均值。

2 测试结果与试验性能综合评价

试样服用性能测试结果如表2所示：

表2 蚕蛹蛋白纤维混纺织纱织物综合评价测试结果

因为所选织物等因素的不确定性，采用模糊数学[7-9]进行分析可以避免评价信息的不完全性，其中加权法是模糊数学评价的方法之一，充分通过测试织物的透气性、透湿性、保温性、弯曲性、耐折皱性和顶破强力来描述织物的综合性能。

2.1 确定模糊集合U、V，权重A

将面料的透气性、透湿性、保温性、弯曲性、折皱回复性和顶破强力性能作为评价指标集U={U1,U2,…,Um}(这里m=6)，即U={透气性，透湿性，保温性，弯曲性，耐折皱性，顶破强力}；评价集分别由五种不同组织的面料代号确定为V={1,2,3,4,5}。

权重指各因素在其所评判领域中的重要程度。本课题中权重的分配反应所选各指标对面料服用性能的影响，所受影响越大，权重系数就越大；反之越小。根据实际调查、相关专家建议及资料查阅分析，确定的权重A=(透气性 透湿性 保温性 弯曲性(活络率 弯曲刚性) 折皱恢复性 顶破强力)(0.2 0.2 0.2 0.2(0.3 0.7) 0.1 0.1)。

2.2 隶属度r与评价矩阵R的计算

进行综合评价时，这里r是反应测试结果在该指标域内的隶属程度，根据不同方法取值，形成不同的模型，其公式为(4)、(5)所示。

rij为R的元素，rij∈[0,1]

(4)

(5)

Ximin：第i项指标的最小值，Xijj：试样第i项指标的测试值；Ximax：第i项指标的最大值。

2.3 综合评价向量B的计算

综合评价向量B计算公式如(2-3)所示：

B=A · R=(b1,b2,…,bm)

(6)

文中涉及到的弯曲度，是表示织物的刚柔程度，主要包括弯曲刚度和活络率两个指标，评价时先对这两个指标进行二级模糊综合评价。评价结果如下：

(0.7135 0.9106 0.5877 0.2202 0.4324)

将R、A、B代入(2-3)进行计算，得综合评价向量B：

B=A·R(0.2 0.2 0.2 0.2 0.1 0.1)

即：

(0.5346 0.5789 0.4568 0.3498 0.3374)

对计算结果归一化处理后得：

(0.2368 0.2564 0.2023 0.1550 0.1495)

2.3 综合评价结果分析

这里综合评价依据的是最大隶属原则，归一化的数值越大，结果与期望值越接近。从计算结果的归一化数值可以看出，数值最大为0.2564，此为蚕蛹蛋白纤维1+1罗纹组织针织物，说明该组织在五种组织中的综合服用性能最好，纬平针组织的服用性能次之，这两种组织都是制作贴身服装面料的合适组织，五种组织综合服用性能优劣程度排序为：1+1罗纹>纬平针>双鱼鳞>罗纹空气层>罗纹半空气层，其中罗纹半空气层组织的服用性能较其它组织相对最差。

3 结束语

蚕蛹蛋白纤维原料来源广泛，利用蚕蛹蛋白纤维开发出的具有综合性能优良的织物，可以用做床上用品、高档内衣面料以及女装裙装等。从综合评价的结果可以看出，同种原料的不同组织具有不同的各项性能，总体而言1+1罗纹最优、罗纹半空气层最差。

模糊综合评判是对受到多重因素影响的对象应用模糊数学做出客观评价的方法，是目前多指标综合评价实践中使用最广泛的方法之一。该方法的实质是依据模糊数学的隶属度将评价对象由定性评价转变为定量评价，从而解决一些非确定问题得到较好的解决。该方法的评价结果具有清晰化、系统性和科学性强的特点，在实际应用中具有重要意义，目前广泛应用于纺织行业中。

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2016-09-28

王进(1991-)，男，硕士研究生，研究方向：功能性纺织品。

刘艳君(1965-)，女，教授，硕士生导师。

TS106

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1008-5580(2017)02-0163-03