紡粘法非織造布舒適性能評(píng)價(jià)

丁偉++張?jiān)?+王海娟

摘要：

本文對(duì)紡粘法非織造布的舒適性能進(jìn)行了評(píng)價(jià)。通過(guò)對(duì)不同克重紡粘非織造布的保暖性、透氣性、透濕性及透水性結(jié)果采用灰色理論進(jìn)行熱濕舒適性的綜合評(píng)判，探討作為一次性服裝材料使用，紡粘法非織造材料的舒適性要求。

關(guān)鍵詞： 紡粘法非織造布；舒適性能；灰色理論

舒適性是一個(gè)很廣泛的概念，它包含諸多因素，有穿著時(shí)的舒適性、手感的舒適性等，在此主要研究的是穿著舒適性?？椢锏拇┲孢m性可分為熱濕舒適性、接觸舒適性等幾個(gè)方面，熱濕舒適性是指織物在人與環(huán)境的濕熱傳遞中能維持人體的體溫穩(wěn)定，為人體正常生理機(jī)能創(chuàng)造良好條件，從而使人體保持舒適的感覺(jué)。濕傳遞性、熱傳遞性和透氣性三種因素對(duì)熱濕舒適性的影響是至關(guān)重要的[1-3]。本文研究對(duì)象為非耐久型紡粘服用非織造材料，主要作為一次性著裝，通常要與人體皮膚直接或間接接觸，因此討論其熱濕舒適性尤為重要。結(jié)合服用材料熱濕舒適性系統(tǒng)的特點(diǎn)，本文選用灰色理論來(lái)對(duì)非織造布進(jìn)行熱濕舒適性的綜合評(píng)判，按照灰色近優(yōu)綜合判定法對(duì)紡粘非織造布的舒適性進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，該方法適用于指標(biāo)間確切因果量化關(guān)系不明確，以及各指標(biāo)之間關(guān)系還缺乏物理模型的情況，利用灰色理論的方法對(duì)灰色系統(tǒng)進(jìn)行最優(yōu)判定。

1 試驗(yàn)部分

1.1 試驗(yàn)材料

實(shí)驗(yàn)所使用的材料為純滌綸紡粘法非織造布，軋點(diǎn)形狀均為方形，其規(guī)格見(jiàn)表1。

表1 紡粘法非織造布規(guī)格

1.2 灰色近優(yōu)綜合評(píng)判方法

灰色近優(yōu)綜合判定設(shè)有研究方案Mj，（j=1，2，3，…，m），考核指標(biāo)Ci，（i=1，2，3，…，n），先將其按相應(yīng)的行列排列，便得到灰矩陣Rn×m。

（1）

是第j個(gè)研究方案的第i個(gè)質(zhì)量指標(biāo)，是灰矩陣的灰元，然后將各個(gè)研究方案的各質(zhì)量指標(biāo)數(shù)據(jù)輸入，也即對(duì)上述灰矩陣及各個(gè)灰元進(jìn)行白化處理，即得到白化灰矩陣。

（2）

是第j個(gè)研究方案的第i個(gè)質(zhì)量指標(biāo)實(shí)測(cè)值（即白化灰元值）。由于上述白化灰矩陣中的各個(gè)白化灰元值不統(tǒng)一，難以進(jìn)行具體的計(jì)算，所以必須進(jìn)行無(wú)量綱處理，即把各個(gè)白化灰元值映射到[0，1]區(qū)間，實(shí)質(zhì)也就是以各個(gè)白化灰元的效果測(cè)度來(lái)取代白化灰元值，即得到?jīng)Q策矩陣或近優(yōu)白化灰矩陣。

（3）

是第j個(gè)研究方案的第i個(gè)質(zhì)量指標(biāo)的效果測(cè)度。效果測(cè)度實(shí)際上就是關(guān)聯(lián)度，從關(guān)聯(lián)度的角度看效果測(cè)度有時(shí)間序列測(cè)度和單點(diǎn)效果測(cè)度。在一般工程領(lǐng)域內(nèi)通常采用單點(diǎn)效果測(cè)度。單點(diǎn)效果測(cè)度又分為上限效果測(cè)度、下限效果測(cè)度和中心效果測(cè)度。對(duì)于越大越優(yōu)型指標(biāo)采用上限效果測(cè)度，越小越優(yōu)型指標(biāo)采用下限效果測(cè)度，而對(duì)適中型指標(biāo)則采用中心效果測(cè)度。各類效果測(cè)度可按下述方法確定：

上限效果測(cè)度： （4）

式中：

下限效果測(cè)度： （5）

式中：

中心效果測(cè)度： （6）

式中：μmax、μmin、μ0分別為指定作為參考的最大值、最小值和適中值。

通過(guò)以上效果測(cè)度的逐一計(jì)算，完成了白化灰元向[0，1]區(qū)間的映射，并獲得近優(yōu)白化灰矩陣。近優(yōu)白化灰矩陣只能對(duì)各個(gè)方案進(jìn)行參數(shù)的近優(yōu)比較，為了進(jìn)行方案的整體比較，則需進(jìn)行近優(yōu)度計(jì)算，并列出近優(yōu)度白化灰元行矩陣：

（7）

將按上式計(jì)算的各方案的近優(yōu)度進(jìn)行排序，近優(yōu)度越接近1，方案越好。由此判定可能的最好方案、次好方案等等。以上是單目標(biāo)近優(yōu)判定，若要對(duì)多目標(biāo)進(jìn)行判定就要采用多目標(biāo)綜合判定問(wèn)題。

解決多目標(biāo)綜合判定的關(guān)鍵問(wèn)題是由N個(gè)單目標(biāo)的效果測(cè)度構(gòu)筑多目標(biāo)的綜合效果測(cè)度，并由N個(gè)單目標(biāo)的近優(yōu)白化灰矩陣構(gòu)筑多目標(biāo)的近優(yōu)綜合白化灰矩陣。

設(shè)

（8）

為第k個(gè)單目標(biāo)的近優(yōu)白化灰矩陣，其中為第k個(gè)單目標(biāo)第j個(gè)研究方案的第i個(gè)質(zhì)量指標(biāo)的效果測(cè)度，且k=1，2，3，…，N，i=1，2，3，…，n，j=1，2，3，…，m。

則綜合效果測(cè)度為： （9）

近優(yōu)綜合白化灰矩陣為：

（10）

相應(yīng)的綜合近優(yōu)度白化灰元行矩陣：

（11）

按上式計(jì)算的多目標(biāo)的各方案的近優(yōu)度進(jìn)行排序，即可得到符合多目標(biāo)要求的最佳方案[4-5]。

用灰色近優(yōu)綜合判定方法，計(jì)算工作量小，無(wú)大樣本要求，也不要求指標(biāo)的權(quán)重，從而避免了對(duì)分析結(jié)果的人為干預(yù)，特別是指標(biāo)數(shù)很多的時(shí)候，更適合使用。

2 紡粘法非織造布的舒適性綜合評(píng)判及分析

本課題研究的薄型紡粘非織造材料主要用作一次性服用產(chǎn)品，因此要具有良好的舒適性，需滿足以下要求：材料具有良好的保暖性或涼爽性，較好的透氣性，良好的透濕性，適度的透水率。

進(jìn)行綜合評(píng)判，選取的評(píng)判指標(biāo)應(yīng)該具有代表性、獨(dú)立性、指標(biāo)可行性，選擇的指標(biāo)體系能綜合反映對(duì)象各方面的特性特征等。而在實(shí)驗(yàn)中，有的表征指標(biāo)具有重復(fù)性，故在此主要選用保溫率、透氣量、透濕量和透水率作為評(píng)判指標(biāo)以便對(duì)非織造材料的靜態(tài)舒適性作出近優(yōu)評(píng)判。

表2為紡粘非織造試樣的評(píng)判指標(biāo)數(shù)據(jù)。

在室溫環(huán)境時(shí)，靜態(tài)舒適性的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)為：保溫率較大為好、試樣非顯汗時(shí)的透氣量適度為好，透濕量較大為好，透水率適度為好，把6種試樣的評(píng)判指標(biāo)數(shù)據(jù)映射到[0，1]區(qū)間，列出相應(yīng)的近優(yōu)白化灰矩陣如下。

然后計(jì)算各試樣指標(biāo)的近優(yōu)度，列出近優(yōu)度白化灰元行矩陣如下。

通過(guò)試樣近優(yōu)度白化灰元從大到小排序，可以得到在室溫環(huán)境下，紡粘非織造布舒適性的優(yōu)劣順序?yàn)椋篠4> S3> S2> S1> S5> S6 。

3 結(jié)論

熱濕舒適性最好的試樣克重為50g/m2。選用紡粘法非織造面料制作一次性服用產(chǎn)品時(shí)，如果僅考慮熱濕舒適性能，那么應(yīng)優(yōu)先選用克重為50g/m2的面料。

參考文獻(xiàn)：

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（作者單位：山東省纖維檢驗(yàn)局）