结构参数及后整理方式对棉织物悬垂性的影响

杨红英 康晓佩 曾玲玲 耿彩花 蒋芊求

（1.中原工学院，河南郑州，450007；2.鲁泰纺织股份有限公司，山东淄博，255100）

织物的悬垂性是指织物因自重而下垂的性能，它是评价织物视觉形态风格和美学舒适性的重要指标之一，关系到织物使用时能否形成优美的曲面造型，以及能否获得良好的贴附性［1-2］。悬垂系数是评价织物悬垂性能的重要指标，悬垂系数越小，织物的悬垂性能越好。目前测量织物悬垂性的方法主要有伞式法［3］、图像处理法［4］和指环法［5］等。伞式法主要用于测量织物静态悬垂性；图像处理法主要用于测量动态悬垂性，测量指标多、速度快且更加精准方便；PhabrOmeter织物风格仪采用指环法测量方式，并引进了一个新的综合性参数（织物线密度）对织物进行分类测试，使用K-L变换法（Karhunen-Loeve Transform）对测量结果进行计算，得到织物的悬垂性能指标。

影响织物悬垂性能的因素有很多，包括纱线的种类、结构，织物紧度、厚度、单位面积质量以及后整理等［6］。后整理是织物加工的最后一道工序，经过后整理织物的风格才能基本确定，为了提高织物的服用性能，通常会对其进行一些特殊整理，如对棉织物采用免烫整理、柔软整理等，后整理方式对织物的悬垂性能具有重要影响。本研究选取8种不同结构参数的棉织物分别进行柔软整理（以下简称R）、免烫整理（以下简称A）、液氨柔软整理（以下简称Q）、液氨免烫整理（以下简称AQ）、液氨潮交联整理（以下简称AH），然后采用灰色关联法分析其各结构参数对悬垂性能影响的主次顺序，再采用相关性分析，探究后整理织物的结构参数对其悬垂性能的影响。

1 试验

试验材料：选用8种不同结构参数的平纹棉织物，见表1，分别按照柔软、免烫、液氨柔软、液氨免烫和液氨潮交联5种工艺进行整理加工［7］，共获得40块不同结构和整理方式的织物。

表1 棉织物基本结构参数

测试方法：将40块棉织物放置于标准恒温恒湿实验室，温度（20±2）℃，相对湿度（65±1）%，平衡24 h以上，然后裁取面积为100 cm2的圆形试样，分别采用FA 1004型电子天平测试织物的单位面积质量，采用YG142LA型织物厚度仪测试织物的厚度，采用PhabrOmeter织物风格仪测试织物的悬垂系数等，每个试样测试3次，取其平均值为测试结果［8-9］。

2 数据处理及分析

经过整理后的各棉织物单位面积质量和厚度见表2。利用公式（1）计算织物线密度，计算结果与所测织物悬垂系数列入表3。

表2 不同后整理棉织物的单位面积质量和厚度

表3 不同后整理棉织物的线密度和悬垂系数

式中：λ为织物线密度（μg/cm）；W为织物单位面积质量（μg/cm2）；T为织物厚度（cm）。

2.1 结构参数与悬垂系数的灰色关联分析

（1）确定参考数列和比较数列。根据灰色系统理论，将棉织物的悬垂系数和结构参数看作一个灰色系统［10-12］，以表3中不同后整理棉织物的悬垂系数（A0）作为参考数列A0=｛a0（k）｝，k=1，2，…，8；以经纱线密度（A1）、纬纱线密度（A2）、经密（A3）、纬 密（A4）、经 向紧 度（A5）、纬向 紧 度（A6）、总紧度（A7）、厚度（A8）、单位面积质量（A9）和织物线密度（A10）共计10个结构参数，作为比较数列Ai=｛ai（k）｝，i=1，2，…，10。

（2）无量纲化。对单位不同或初始值不同的数列进行处理，使之无量纲化、归一化。本研究采用均值化法即每个数列的数据都用该数列的平均值去除，得到一个新数列Ai′，见式（2）。

式中：ai（k）为第i个结构参数第k点的原始数据；为第i个结构参数原始序列的平均值，ai′（k）为第i个结构参数第k点均值变化后的新数据。

（4）求关联系数。根据灰色系统理论，关联系数εi(k)公式见式（3）。

式中：ρ为分辨系数，ρ∈［0，1］之间，ρ越小，分辨率越高，一般情况下取0.5。

根据上述灰色关联分析方法，分别计算出不同后整理棉织物结构参数与悬垂系数的关联度，计算结果见表4。

表4 结构参数与悬垂系数的关联度

由灰色关联理论可知，关联度越大，比较数列与参考数列的关系越为密切。由表4可知，所有织物结构参数与悬垂性均具有一定的关联性（关联度大于0.7），不同后整理棉织物的结构参数对悬垂性能影响的主次顺序略有不同。但可以看出，单位面积质量、厚度、纬向紧度、总紧度和经纱线密度等对织物的悬垂性能影响相对较大。

2.2 结构参数与悬垂系数的相关性分析

根据表4的结果，进一步分析后整理棉织物主要结构参数与悬垂性能的关系。以排名在前的4个影响织物悬垂性能的主要结构参数为横坐标x，以悬垂系数为纵坐标y作散点图，液氨柔软整理棉织物主要结构参数与悬垂系数的关系见图1。

从图1可以看出，织物的悬垂系数基本是随其厚度、单位面积质量呈线性变化。同样，其他4种整理棉织物也有相类似的情况。计算Pearson相关系数，结果列入表5。

图1 液氨柔软整理棉织物主要结构参数与悬垂系数的关系

查相关系数临界值表：r0.05（6）=0.707，r0.01（6）=0.834。由表5可知，不同后整理棉织物的单位面积质量、厚度与悬垂系数的相关系数均大于0.834，线性关系非常显著。在本试验样本数据范围，单位面积质量越大、厚度越厚，织物的悬垂系数越大，悬垂性能变差。此外，经纱线密度、纬纱线密度、纬密与悬垂系数也是显著线性相关。事实上，经纬纱的线密度和在织物中的排列密度直接决定了织物的厚度和单位面积质量。

表5 结构参数与悬垂系数的相关性

灰色关联度分析和线性相关性分析结果不尽相同，前者表示关联程度，后者表示线性相关度。两种分析结果在织物厚度和单位面积质量上一致，这两个结构参数对织物悬垂性的影响较大。

2.3 后整理方式对悬垂性能的影响

将8种平纹棉织物经过5种不同后整理加工，各织物悬垂系数见图2。可知，液氨潮交联整理织物的悬垂系数最小，悬垂性最好，整理效果最优。

图2 织物经不同整理后的悬垂系数对比

3 结论

（1）本研究所列的织物结构参数均与悬垂性能相关，其中以织物的单位面积质量、厚度、经纱线密度和纬向紧度、总紧度等灰色关联度较大。

（2）不同后整理棉织物的悬垂系数与单位面积质量和厚度线性关系非常显著，且均呈线性正相关。其他条件不变或相近的情况下，单位面积质量越重、厚度越厚，织物的悬垂系数越大，悬垂性能越差。

（3）就整理后棉织物悬垂性而言，液氨潮交联整理的棉织物整理效果较好。