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织物悬垂性研究的追踪与展望 纪峰李汝勤郭永平冯毅力 ( 东华大学纺织学院，上海，2 【】0 0 5 1 ) 摘要：对织物悬垂性的理论研究和指标评价体系的发展进行综述，重点介绍近期国内在这一领域内的进展情况，最后提出进一 步研究的方向和重点。 关键词：织物悬垂性悬垂指标动态悬垂性评价体系综述 中圈法分类号：1 s1 0 l9 2 3 文越标识码：A 悬垂性是影响织物外观美感诸多因素中最重要 的因素之一，具有优良悬垂性的织物容易形成良好 的悬垂效果。织物在力的作用下悬垂下来呈现独特 的三维构型，表明它不同于一般的弹性体、流体以及 柔性材料等，因此对织物悬垂性的研究是一件富有 开拓性和挑战性的工作，它吸引着国内外大量的研 究人员在这一领域内孜孜不倦地探索。 1悬垂性的理论研究及指标评价体系的发展 研究人员都致力于建立织物悬垂与其力学性 能的关系模型。它是以大量精确且有代表性的试验 结果和理论分析为基础的，因此首要问题是要建立 起一套完善的织物悬垂评价体系和评价标准。 1 1 悬垂性的理论研究及进展 蹦一“茵先认识到硬挺性是影响织物悬垂的 主要因素，通过自己设计的仪器，测量出织物在悬垂 轨迹不同点处的悬垂方向角，然后建立起一个非线 性微分方程，得到了悬垂的重要指标：弯曲长度，后 来他又提出了柔性刚度、弯曲模量等力学指标，并结 合织物的厚度对织物的悬垂进行了客观评价。但他 将织物看成是一种板型材料，在织物变形中只考虑 r 弯曲这一指标。 1 9 6 1 年，c u s i c k 等首次提出伞式法测量织物 悬垂，并提出悬垂系数这一指标。虽然今天看来，悬 垂系数并不能够全面描述织物的悬垂特性，但它无 疑是描述织物悬垂特性的重要指标之一。随后许多 学者的研究工作都围绕着悬垂系数与织物的力学机 械性能的关系。例如，s u d I l i k 研究了弯曲长度与悬 垂系数的相关性，进一步证明了弯曲性能在织物悬 垂变形中的重要性。2 0 世纪7 0 年代，K a b a t a 等人 开发了K E s F 织物风格测试系统用来测量小应力 下织物的力学性能。§一F 系统可以给出包括织物 的拉伸、剪切、弯曲、压缩、表面特性五大性质共1 6 个指标，为研究织物力学性能与悬垂性能间的关系 提供了一个很好的桥梁。随后的研究大都集中在研 究织物的悬垂系数与K E S F 系统测试的指标问的 关系。H e a d e 和A 1 1 l i r b a y a t “埘织物变形后形成的复杂 双向弯曲特性进行了研究，提出了织物变形的复杂 性，指出这种复杂的变形与织物的许多力学性能有 关，为以后的研究提供了理论基础。N i w a 等6 筇一次 把织物看成是一种粘弹体，利用弹性力学理论推出 了一个以织物的悬垂系数F 为因变量，( B ) ”、 ( 2 册甲) ”、( G 矿) 1 7 坪口( 2 ，G 矿) “为自变量的方 程( 其中B 为弯曲刚度；2 册为弯曲滞后；c 为剪切 刚度；2 瑚为剪切滞后；形为单位面积克重) 。在 N i w a 等的模型中开始考虑剪切滞后对悬垂的影响。 在前人研究的基础上，J i r d 血H u 等”第一次将织物 的拉伸、弯曲、剪切、压缩以及表面摩擦性能联合起 来，研究了它们与织物悬垂系数之间的关系。通过采 用逐步线性回归法研究了织物力学性能与其悬垂性 问的关系，得出结论：织物的悬垂系数与八个力学指 标有关，其中五个是与弯曲剪切有关的指标，其它为 织物W 、M M D 、I J T 。 圈l织物试样的正面悬垂形态圈2织物试样的侧面悬垂形态 从以上的研究成果来看，对于织物悬垂与其力 学性能关系的研究是在不断完善的。从研究方法上 来看，主要是采用回归分析的方法。理论推导的目的 是为了建立同归方程提供理论依据。考虑到织物本 身材料的复杂性，一般理论模型都是作了很多假设， 所以理论模型与实际织物有很大的偏差。 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the watermark 1 2 对悬垂性的表达和评价指标 程度( c V 。) ，各瓣在圆周上分布的均匀程度( c 列，瓣 随着悬垂性理论研究和测试方法的进展，提出 数( n ) 。其具体定义如图l 、图2 所示。郭永平根据织 了许多表达和评价指标。其中，反映悬垂程度的指标 物悬垂风格的不同将织物分成四个聚类中心n 由于 主要有平面恳垂系数、侧面悬垂系数、悬垂比、摺形 主观评价也是具有模糊特点的，采用基于模糊逻辑 系数；反映悬垂曲面形态的指标主要有形状系数、波 的分析方法更能接近人们的主观评定结果。 纹曲线波氏及波高的总均方差值、悬垂凸条数、折角2 0 0 1 年，宗亚宁等根据悬垂美观性是一种心 数、弯曲刚度、悬垂高度、美度形态要素及悬垂美度、 理感觉量的特点，提出了利用模糊相似优先比方法 美感系数、活泼率、波纹数。 对织物的悬垂性进行分析、评价的思想。首先选择恳 可以看到许多学者对织物悬垂性能的评价已 垂形态较好的织物作为固定试样，然后将样品与 经提出了很多指标体系和指标组。但是，全面表达织 个固定样品相比较，从而选择与固定样品相似程度 物悬垂性特别是织物动态悬垂性的指标尚远不能满 较大者。对于研究悬垂性的各项指标对织物风格的 足当前纺织的需要，尤其是综合性指标尚缺少。 影响程度，模糊相似优先比法无疑提供了一种新的 2悬垂性能研究领域的探索及进展 当前国内在织物悬垂测试领域进行的探索，有 三个明显的特性：1 ) 计算机图像处理技术在获取织 物悬垂形态中的应用；2 ) 悬垂指标评价体系愈加成 熟和完善；3 ) 向织物动态悬垂领域进军。 21 悬垂指标评价体系方面新的思想 我们总结出悬垂指标体系的建立原则：选择有 代表性的指标，且能够用较少的指标，全面地反映织 物的悬垂特性，又避免单一指标带来的片面性和失 真性。 1 9 9 8 年，徐军等”将主因子分析方法应用到织 物形态风格的评价上。他们对织物试样的投影照片 进行处理，得到表达织物悬垂美感的8 个悬垂形态 特征参数：投影面积( A ；) 、投影周长( c ) 、投影等效 圆直径( d 。) 、投影形状因子( P 。) 、长径短径( 列、褶 数( ) 、动态滞后角( 巩) 和变化率( ¨等。通过主因 子分析，将这8 个指标综合为5 个主因子，即悬垂程 度、悬垂动态活泼性、悬垂形态不对称性、悬垂动态 飘逸美感和悬垂形态。这些已基本上能比较全面而 客观地表达织物的悬垂特性及美观程度。他还利用 因子得分对织物进行分类，得到的因子得分图已基 本上能辨别出不同类型的织物。主因子分析法在织 物悬垂特性指标体系中的应用为全面、真实地表达 织物的悬垂美感做了有意义的探索。 2 0 0 0 年，郭永平等“怩出了基于模糊逻辑的织 物悬垂聚类分析法。遵循“保证特征矢量中的每一分 量尽量保持正交”的原则，郭永平选择了7 个属性来 描述织物的悬垂效果，分别是：悬垂系数( F ) ，各瓣 的平均张开角( 口一) ，各瓣悬垂的平均深度( p 。) ，各 瓣纵向尺寸均匀程度c y 。以及各瓣宽度方向的均匀 思路。 2 2 悬垂特性与物理力学指标关系的进一步探索 发现织物特有的悬垂形态与其力学性能之间 的逻辑关系，从而能够根据织物的力学性能去预测 其悬垂形态是许多研究者努力的方向。郭永平“噪 用了基于B P 神经网络的模型，通过织物的力学机 械性能来预测织物的悬垂特性矢量。织物的力学机 械性能是由K E s F 测得的1 6 个指标和表征织物经 纬向力学性能差异的8 个指标组成，通过逐步线性 回归和主成分分析的方法对力学指标做了大幅度约 简，作为神经网络的输入，输出为表征织物悬垂的各 个指标。通过大量的试验结果来比较神经网络的预 测结果和实际测试结果，表明该预测模型是相当成 功的。 2 3 在织物动态悬垂领域进行的探索 1 9 9 6 年，徐军等分析了在织物伞式悬垂中悬垂 样片切割出扇形三角形的弯曲力学性能，建立了本 构方程，通过对本构方程的数学推导，认为旋转速 度对悬垂系数的影响遵从负指数方程，即F = ，。+ A e 。2 0 0 0 年，郭永平”荆用自行设计研制的一套 基于单片机控制的步进电机调速系统来模拟织物的 动态测试环境，由计算机控制得到织物在不同转速 下的悬垂形态。通过分析织物悬垂特性矢量中各分 量与转速的变化曲线，进一步证明悬垂系数与转速 的平方符合指数规律。 3结论 1 对织物悬垂性指标评价体系的研究，虽然方 法多样，但总的趋势都是以精简、全面为目标，这一 方面的理论研究正趋于成熟和完善。对织物动态悬 垂性能的理论研究和测试方法尚处于起步阶段。目 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the watermark D P 整理纯棉织物物理性能的损失 毛志平 ( 东华大学化学与化工学院，上海，2 0 0 0 5 1 ) 摘要：本文总结影响耐久压烫整理棉织物物理性能的因素并就拉伸断裂强力的表述片式表明r 观点。 关麓词：棉织物耐久压霓整理拉伸断裂强力影响 中围法分类号：俗1 9 55 5 文献标识码：A 耐久匿烫整理可改善纯棉织物的折皱回复性， 提高纯棉织物水洗后的平整性，使纯棉织物穿着更 加方便。但是，耐久压烫整理后，棉织物的物理性能 会有很大程度的损失，这是阻碍耐久压烫整理的织 物更广泛应用的主要障碍。为了改善耐久压烫整理 织物的物理性能，降低耐久压烫整理织物的强力损 失，在过去的几十年中，研究工作者做了很多的研 究。根据过去的研究，D P 整理棉织物的物理性能的 损失主要受以下因素的影响：棉纤维的结构；整理 剂；催化剂体系；焙烘方法及温度；添加剂；焙烘时织 物的受力状况。拉伸断裂强力作为棉织物的主要物 理性能指标，D P 整理后其损失的主要原因有两个： ”整理剂在棉纤维内部形成了分子内和分子间交 联，降低了纤维素分子链的移动性，增加了棉纤维基 质的脆性；2 ) D P 整理引起棉纤维分子链的降解。因 此，有研究者将拉伸断裂强力的损失分为交联引起 的强力损失和降解引起的强力损失，另有研究者将 其分为可恢复的强力损失和不可恢复的强力损失。 作者就影响D P 整理棉织物的物理性能的六种因素 作分析，并就拉伸断裂强力的损失该分为交联引起 的强力损失和降解引起的强力损失，还是分为可恢 复的强力损失和不可恢复的强力损失作说明。 1 影响D P 整理织物物理性能的因素 1 1 棉纤维结构的影响 由于丝光处理可改变棉织物的微结构， A 1 。M u r P “y “研究了丝光处理对耐久压烫整理织物 物理性能的影响，A L M u r p h y 发现，棉织物经丝光 处理后再进行D P 整理，其拉伸断裂强力和拉伸断裂 仲长要好于未经丝光的棉织物。T R J g8 等人认 为，如果在每个葡萄糖单元上的交联数相同，则耐久 压烫整理剂在丝光棉织物中所形成的交联长度比在 未丝光棉织物中的要长，丝光效果不同，交联长度也 不同。T R ，J a I L g 等人用u 0 H 、N a o H 、和K O H 作为丝 东华丈学纺织面料技术教育重点实验室访问学者基金资助项目 o o o o o 9 前研究人员对织物动态悬垂的研究仍以大量假设为 前提，如徐军、郭永平等着重研究转速对织物悬垂形 态的影响，距离实际情形仍有一定距离，所以对织物 动态悬垂性的研究还有很长的路要走。 2 随着织物的悬垂性理论研究的日益深入，对 面料以至服装的物理仿真研究已提到日程。仿真工 作的基本方法是首先建立织物的力学结构模型，然 后通过理论推导和数学计算预测出织物的悬垂形 态。织物力学结构模型是建立在对织物悬垂性的大 量、深人的研究基础上的，因此，织物悬垂性理论的 研究和发展为服装面料的仿真提供了坚实的理论基 础。 参考文献 FT 慨r h eG e 吣k h y0 fa o 山s 蛐c h 艚J 1 h h 趾，1 9 3 7 ( 2 8 ) 4 5 昕 2 ( 撕c kG En eR e 出诅n c e0 fF 讪n c s 协S 矩F b 姗s J 1 1 w 、1 9 6 “9 ) ：3 9 5 4 0 6 3 钿d 血MPR 阳硒A s 吣如酬b f fF b b 抽s t l 西n e 够曲d 妇i a t d F 曲五c A 鹧山e 如侧k I 璐t 州，1 9 7 8 ( 6 ) ：1 5 5 一1 5 9 4 Ja 曲3 j ，m 1 kA n a t 咖y0 f B u d 【l i - l go f T 缸h kF a 晡鹪：D r a p ea n d o 粕抽T n 小i l i 呻J1 两妇，1 9 8 9 ( 1 J ：5 1 7 0 5 N M R e k i 明如p 璜w 咖n 印8 日h m y 皿dM 舶c dP I 叩卟 n 档d n b i 船JT e 耐k d I l n 、J 矾，1 9 8 6 ( n ) ：1 6L 1 6 8 ， 6J i I l l i 曲H ¨时dE 舨to fF 砧d cM 赫彻j c 出嘛柑篇0 n n 晰 1 k x e 陆J 1 9 9 8 ( I ) ：5 7 一“ 7徐军等织物形态风格评价的主因子分析法纺织商校基础 科学学掇1 9 9 8 ( 1 ) ：4 6 一s 卜 8 郭永平织物动静态悬垂评价方法研究博士论文，2 0 0 07 9宗亚宁等织物悬垂性的模糊相似优先比研究郑州纺织亡学 院学报，2 0 0 1 ( 9 ) ：7 ，9 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the watermark