絹絲混紡織物懸垂系數與KES指標的灰色關聯與相關性分析

牛建濤，胡　綺，李桂景，黃紫娟

(1.蘇州經貿職業技術學院，江蘇蘇州　215009；2.蘇州市纖維檢驗所，江蘇 蘇州　215128；3.昆山出入境檢驗檢疫局，江蘇 昆山　215300)

?

絹絲混紡織物懸垂系數與KES指標的灰色關聯與相關性分析

牛建濤1，胡綺2，李桂景3，黃紫娟1

(1.蘇州經貿職業技術學院，江蘇蘇州215009；2.蘇州市纖維檢驗所，江蘇 蘇州215128；3.昆山出入境檢驗檢疫局，江蘇 昆山215300)

為了探索絹絲混紡織物懸垂性與KES織物風格指標的關系，采用灰色關聯和相關性分析的方法，對10種絹絲混紡織物的靜態、動態懸垂系數與16項KES基本物理性能指標的關系進行了分析。結果灰色關聯分析表明與絹絲混紡織物靜態、動態懸垂系數的關聯度最高的是拉伸線性度LT，其次是平方米質量W、厚度T、壓縮線性度LC、壓縮功回復率RC等因素；相關性分析表明織物靜態、動態懸垂系數與拉伸線性度LT、彎曲剛度B、彎曲滯后量2HB、拉伸比功WT呈極顯著正相關，與拉伸功回復率RT、平均摩擦系數MIU呈現極顯著的負相關。

絹紡；懸垂性；織物風格；KES；灰色關聯；相關性

織物風格的客觀評定主要是通過測試儀器對織物的相關物理機械性能進行測定，然后利用多指標體系、綜合分類的方法對織物的風格進行定量或定性的判定，其常用的測試儀器主要有KES風格儀、FAST系統、YG821測試儀。川端織物風格儀(KES-FB-AUTO)是通過測試織物在低應力作用下拉伸、剪切、彎曲、壓縮、厚重度、表面摩擦等6項基本性能中的16項物理指標評定織物風格[1]。織物懸垂性是指織物因自重下垂的程度，是織物視覺形態風格和美學舒適性的重要內容[2]。靜態懸垂系數和動態懸垂系數是評定織物懸垂性能的最為常用的指標。

一般認為織物的低應力力學性能是決定織物的手感及其成衣加工性能的基礎[1,3]，則織物的懸垂性和織物風格力學性能指標間存在著一定的關聯性。本文通過測試10種絹絲混紡織物的動、靜態懸垂系數和KES-FB織物風格基本物理性能指標，利用灰色關聯理論和相關性分析研究絹絲混紡織物懸垂性與KES物理性能指標間的灰色關聯與相關性。

1　實驗部分

1.1實驗材料

選擇10種不同纖維原料的絹絲混紡織物作為被測織物，其織物規格參數[4]如表1所示。

表1絹絲混紡織物規格參數與懸垂性能測試結果

試樣編號原料成分經紗緯紗線密度/tex經紗緯紗密度/(根/10cm)經密緯密組織結構織物厚重度厚度T/mm平方米質量W/(g/cm2)懸垂系數/%靜態動態A絹絲絹絲16.716.7388.7364.61/1平紋0.291113.89347.3751.51B絹絲絹/棉(60/40)16.717.4375.3367.21/1平紋0.342120.2239.9543.51C絹絲絹/麻(70/30)16.716.7375.3365.21/1平紋0.337108.61343.6946.60D絹絲絹/毛(70/30)16.716.7380.0365.41/1平紋0.303108.02538.8841.83E絹絲絹/粘(70/30)16.716.7380.0365.61/1平紋0.337113.14346.8850.99F絹絲絹/棉/絨(60/30/10)16.716.9378.7365.61/1平紋0.364118.83340.0744.50G絹絲絹/絨(85/15)16.716.7379.3365.21/1平紋0.356128.24548.2351.06H絹絲絹/天絲(75/25)16.716.7396.7372.71/1平紋0.305136.26362.5563.89I絹絲絹/棉(70/30)16.716.7395.7378.62/2右斜紋0.349108.23548.4749.32J絹絲絹/天絲(75/25)16.716.7391.2374.62/2右斜紋0.317106.21344.5145.88

1.2懸垂性能測試

依據國家標準GB/T 23329—2009《紡織品 織物懸垂性的測定》，采用山東紡織研究院生產的YG(L)811-DN型電腦多功能動態懸垂風格儀，測定絹絲混紡織物的靜態懸垂系數和動態懸垂系數，轉速為24r/min。每塊試樣測試3次，取測試結果的平均值。經過測試，各種試樣的懸垂系數如表1所示。

1.3織物風格測試

應用日本KAKO公司生產的KES-FB-AUTO織物風格儀測試10種絹絲混紡織物的拉伸、剪切、彎曲、壓縮、厚重度、表面摩擦等6項基本性能中的16項物理基本指標。經過測試，絹絲混紡織物的KES測定結果[4]如表1、表2所示。

表2絹絲混紡織物KES織物風格測試

試樣編號拉伸性能拉伸線性度LT拉伸比功T/(cN·cm/cm2)拉伸功回復率RT/%剪切性能剪切剛度G/(cN/[cm·(°)])剪切滯后量2HG(cN/cm)剪切滯后量2HG5/(cN/cm)彎曲性能彎曲剛度B/(cN·cm2/cm)彎曲滯后量2HB/(cN·cm/cm)壓縮性能壓縮線性度LC壓縮比功C(cN·cm/cm2)壓縮功回復率RC/%表面摩擦性能平均摩擦系數MIU摩擦系數平均偏差表面粗糙度SMD/μmA0.552511.1054.850.210.0200.0050.04880.02130.2520.10862.080.17930.01254.0492B0.504012.2355.830.260.1500.3400.02860.01990.2240.12754.000.20700.01954.4092C0.51909.1859.980.230.0650.0750.03780.01780.2070.08763.330.21400.01474.6390D0.53058.4862.120.220.0300.0500.02760.01490.2490.10056.160.3030.01453.4935E0.562511.5554.940.210.0050.0250.0380.01820.2350.09375.380.16900.01344.6905F0.497511.4859.020.250.0300.0650.0370.02010.2620.12363.050.17900.01324.4755G0.577015.3552.640.330.1500.5250.0510.03040.2580.15463.760.15600.05483.7650H0.661018.5048.000.250.0050.2750.08520.03720.2530.09469.980.13950.02583.2195I0.54259.5049.710.280.1050.2400.06430.02930.2290.09494.610.18400.01123.0342J0.48758.2553.440.280.0500.1900.04190.01880.2530.10484.070.18180.01042.8333

2　灰色關聯分析

灰色關聯分析是灰色系統理論的主要成果之一，是根據兩個系統因素之間發展趨勢的相似或相異程度[5]，即“灰色關聯度”，作為評價因素間關聯程度的一種方法，其目的就是通過一定的數據處理分析，探索系統中各因素間相互制約、相互依賴的關系，進而找出影響系統目標的主要因素[6]。把影響織物懸垂性的KES物理性能指標作為1個灰色系統，系統中這些不同的因素相互影響、相互制約，存在不確定性[7]。下面就用灰色關聯分析法研究影響絹絲混紡織物懸垂性能的主要因素。

2.1構建數列

根據灰色關聯分析理論，將絹絲混紡織物的靜態、動態懸垂系數，以及KES物理性能指標看作一個灰色系統，以表1中絹絲混紡織物的靜態和動態懸垂系數分別作為參考數列，記：

X0={x0(k)}，k=1,2,3,…,10

(1)

以表2中絹絲混紡織物風格KES-FB-AUTO測試的16項物理性能指標作為比較數列，記：

Xi={xi(k)}，i=1,2,3,…,16

(2)

即X0為靜態或動態懸垂系數，X1為拉伸線性度LT，X2為拉伸比功WT，X3為拉伸功回復率RT，…，X16為表面粗糙度SMD。

2.2原始數據預處理

(3)

(4)

2.3求關聯系數

根據灰色關聯理論，參考數列與各子比較數列在第k點的關聯系數為：

(5)

ρ為分辨系數，一般情況下ρ應大于0.4，通常在0.5～1之間取值[6]，在此取值為0.5。

2.4求關聯度

參考數列與比較數列之間的關聯度為：

(6)

式中:n=10。

分別將表1中的靜態動態懸垂系數和表2中的16項物理基本指標代入式(1)～式(6)，可得到絹絲混紡織物的懸垂系數與KES指標的關聯度ri，如表3所示。

表3絹絲混紡織物懸垂系數與KES指標的灰色關聯度

項目LTWTRTG2HG2HG5B2HBLCWCRCTWMIUMMDSMD靜態0.9470.8540.8710.8650.6060.6250.8470.8600.9000.8350.8780.9010.9130.8560.7640.823動態0.9660.8570.8770.8660.6060.6140.8420.8510.9100.8420.8800.9020.9270.8610.7590.841

2.5分析與討論

在灰色關聯理論研究中，因素的重要性用關聯度表示，關聯度值越大，表示該因素越重要[9]，即KES某項指標與懸垂性關系越密切。若對表3灰色關聯度進行綜合排序，則對靜態懸垂系數影響強弱的主次順序依次是：拉伸線性度LT>平方米質量W>厚度T>壓縮線性度LC>壓縮功回復率RC>拉伸功回復率RT>剪切剛度G>彎曲滯后量2HB>平均摩擦系數MIU>拉伸比功WT>彎曲剛度B>壓縮比功WC>表面粗糙度SMD>摩擦系數平均偏差MMD>剪切滯后量2HG5>剪切滯后量2HG；對動態懸垂系數影響強弱的主次順序依次是：拉伸線性度LT>克重W>壓縮線性度LC>厚度T>壓縮功回復率RC>拉伸功回復率RT>剪切剛度G>拉伸比功WT>彎曲滯后量2HB>平均摩擦系數MIU>壓縮比功WC>彎曲剛度B>表面粗糙度SMD>摩擦系數平均偏差MMD>剪切滯后量2HG5>剪切滯后量2HG。

從排序看，KES基本物理性能指標對靜態、動態懸垂系數的影響強弱次序上有稍微的差別，但是區別不大。這表明對絹絲混紡織物懸垂性能影響最大的是拉伸線性度LT，其次是平方米質量W、厚度T、壓縮線性度LC、壓縮功回復率RC。拉伸曲線的線性度LT表示織物或面料在低應力作用下拉伸曲線的屈曲程度，即織物的柔軟感，懸垂性是反映織物在自重條件下下垂成曲面的性能，因此拉伸線性度LT和懸垂性能是高度相互依賴，相關聯的。織物厚度和克重顯然也是影響織物懸垂性的重要因素[8]，壓縮線性度LC表示面料壓縮曲線的屈曲程度，即織物的松軟感，和織物懸垂系數明顯也有較強的相互關聯性。

3　相關性分析

3.1相關性統計分析

對絹絲混紡織物的靜態、動態懸垂系數與KES織物風格的16項基本物理性能指標作相關性統計分析，其相關系數r的計算方法見式(7)。

(7)

式中:xi、yi分別為兩個變量數列。

具體相關系數統計分析結果如表4所示。

表4懸垂系數與KES基本物理性能指標之間的相關系數

項目LTWTRTG2HG2HG5B2HBLCWCRCTWMIUMMDSMD靜態0.90**0.74**-0.82**0.14-0.250.290.94**0.86**0.18-0.210.35-0.290.64*-0.74**0.30-0.39動態0.92**0.79**-0.77**0.05-0.300.230.90**0.82**0.21-0.170.24-0.290.69*-0.76**0.32-0.25

注：**表示p<0.01，極顯著水平；*表示p<0.05，顯著水平。

3.2分析與討論

由表4可以看出，16項KES織物風格基本物理性能指標與靜態、動態懸垂系數之間的相關程度、相關方向不盡一致。靜態、動態懸垂系數與拉伸線性度LT、彎曲剛度B、彎曲滯后量2HB、拉伸比功WT呈極顯著正相關；與拉伸功回復率RT、平均摩擦系數MIU呈現極顯著的負相關。

這可能是當絹絲混紡織物的拉伸線性度LT值較大時，說明其織物在微小應力作用下的抗應變能力較大，織物相對偏硬；拉伸比功WT大，說明其在拉伸變形時的阻抗高，織物在外力作用下不容易變形[10]，因此則當拉伸線性度LT、拉伸比功WT值較大時，相應的織物懸垂性較差，懸垂系數較大；當絹絲混紡織物的彎曲剛度B、彎曲滯后量2HB值較小時，說明其織物易產生彎曲變形，織物柔軟，此時織物的懸垂性較好，懸垂系數相應較小，因此拉伸線性度LT、彎曲剛度B、彎曲滯后量2HB、拉伸比功WT與懸垂系數呈現出極顯著的線性正相關。當絹絲混紡織物的拉伸功回復率RT較大時，表明在微小應力作用下拉伸變形后恢復較快，此時懸垂性可能較差，懸垂系數較大，拉伸功回復率RT與懸垂系數呈現極顯著的負相關。

由此可見，絹絲混紡織物的懸垂性與織物的拉伸特性、純彎曲特性關系密切，呈現出極顯著的線性相關。

4　結　論

a)采用KES織物風格儀，在16項基本物理性能指標共同作用時對絹絲混紡織物靜態、動態懸垂系數的關聯度進行分析，結果表明：與絹絲混紡織物靜態、動態懸垂系數關聯度最高的是拉伸線性度LT，其次是平方米質量W、厚度T、壓縮線性度LC、壓縮功回復率RC等因素。

b)絹絲混紡織物的拉伸特性、純彎曲特性與織物的懸垂性關系密切，相關性分析表明：織物靜態、動態懸垂系數與拉伸線性度LT、彎曲剛度B、彎曲滯后量2HB、拉伸比功WT呈極顯著正相關，與拉伸功回復率RT、平均摩擦系數MIU呈現極顯著的負相關。

[1] 王革輝.KES與FAST系統測織物低應力力學性能的比較[J].紡織學報,2002(6):30-31.

[2] 杜捷邏.PTT/PET雙組份短纖混紡紗針織物產品的開發和性能研究[D].上海：東華大學,2011.

[3] 段亞峰,姚江薇.竹漿纖維/滌綸/大麻纖維混紡面料的開發及其性能分析[J].紡織學報,2013,34(10):43-47.

[4] 李桂景.絹絲混紡織物的服用性能及風格[D].蘇州：蘇州大學,2010.

[5] 王海軍.基于灰色系統理論的信息隱藏技術研究[D].西安：西北工業大學,2007.

[6] 甘應進,陳東生,雒薇燕.灰色系統理論及其在紡織上的應用[J].吉林工學院學報(自然科學版),1996(1):65-74.

[7] 黃淑平,馬崇啟,周衡書.竹原纖維織物熱濕舒適性的灰色關聯評價模型[J].紡織學報,2009(9):33-36.

[8] 王健.棉織物懸垂性能與織物結構參數的灰色關聯性[J].棉紡織技術,2006(3):19-21.

[9] 申慧芳,李國柱.紅小豆主要農藝性狀的灰色關聯與相關性分析[J].山西農業大學學報(自然科學版),2012(1):1-4.

[10] 羅紀華,馬藝華,黃海珍.天絲苧麻織物風格與服用性能研究[J].中國麻業,2004(4):32-35,47.

(責任編輯：陳和榜)

Analysis of Grey Incidence and Correlation Between Draping Coefficient and KES Indexes of Spun Silk Blended Fabrics

NIUJiantao1,HUQi2,LIGuijing3,HUANGZijuan1

(1.Suzhou Institute of Trade & Commerce, Suzhou 215009, China; 2.Suzhou Institute of Inspection on Fiber, Suzhou 215128, China; 3.Kunshan Entry-Exit Inspection and Quarantine Bureau, Kunshan 215300, China)

In order to explore the relationship between draping property and KES fabric style indexes of spun silk blended fabrics, the grey incidence and correlation method was applied to analyze the relationship between draping coefficient of 10 kinds of spun silk blended fabrics in static & dynamic states and 16 physical property indexes. The analysis of grey incidence shows that linearity of load-extension curve (LT) has the closest correlation with draping coefficient in static & dynamic states, followed by fabric weight (W), fabric thickness (T), linearity of load-compression curve(LC), resilience of compression (RC) and etc. The correlation analysis shows that the drape coefficient of the fabrics in static & dynamic states is significantly and positively correlated with linearity of load-extension curve (LT), bending rigidity (B), bending hysteresis moment (2HB), and tensile work (WT), while significantly and negatively correlated with tensile resilience (RT) and mean friction coefficient (MIU).

spun silk; draping property; fabric style; KES; grey incidence; correlation

2015-09-09

蘇州市產業技術創新專項(SS201512)；蘇州經貿職業技術學院項目(KY-ZR1414)

牛建濤(1980-)，男，河南鄭州人，講師，碩士，主要從事絲綢產品開發與文化傳承方面的研究。

TS101.2

A

1009-265X(2016)04-0039-04