張玉斌，胡玉良，張 威

（1.河北科技大學(xué)紡織服裝學(xué)院，河北石家莊 050018；2.河北省紡織服裝工程技術(shù)研究中心，河北石家莊 050018）

竹纖維是以竹子為原料制成的再生纖維素纖維。其吸濕透氣性能居各纖維之首，被譽(yù)為“會(huì)呼吸的纖維”，用它制成的紡織品被稱(chēng)為“人體的第二肌膚”。此外，竹纖維還具有較好的抗菌性、保健性、抗紫外線性能，被業(yè)內(nèi)專(zhuān)家譽(yù)為“21世紀(jì)最具有發(fā)展前景的健康面料”［1-2］。竹纖維以其優(yōu)越的性能在針織內(nèi)衣和襪子等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。因此，筆者對(duì)以竹纖維、棉纖維和錦綸長(zhǎng)絲為原料的6種不同規(guī)格的緯平織物的冷暖感、熱傳導(dǎo)率、回潮率、透濕量、芯吸高度和透氣量等指標(biāo)進(jìn)行測(cè)試，并采用灰色聚類(lèi)分析的方法明確竹纖維織物與其他材料織物的熱濕舒適性能的差異，為開(kāi)發(fā)竹纖維針織內(nèi)衣面料和襪子以及提高相關(guān)產(chǎn)品的熱濕舒適性能提供重要的技術(shù)參考［3-6］。

1 實(shí) 驗(yàn)

1.1 試樣制備

采用TF-S3F4單面四跑道大圓機(jī)和GD-W805高速電腦襪機(jī)，編織規(guī)格接近的緯平織物，以竹纖維和竹纖維／棉纖維混紡緯平織物作為試樣，采用相同組織的棉纖維和錦綸長(zhǎng)絲織物作為參照試樣，以對(duì)竹纖維緯平織物的熱濕舒適性能做出綜合評(píng)價(jià)。試樣的規(guī)格及結(jié)構(gòu)參數(shù)如表1所示。

表1 試樣規(guī)格及結(jié)構(gòu)參數(shù)Tab.1 Sample specification and structure parameter

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

選擇冷暖感、熱傳導(dǎo)率、回潮率、透濕量、芯吸高度和透氣量6個(gè)指標(biāo)進(jìn)行測(cè)試與分析。在標(biāo)準(zhǔn)空氣狀況下，采用KES織物多功能測(cè)試儀測(cè)試?yán)渑泻蜔醾鲗?dǎo)率；參照GB／T 9995-1997，采用烘箱法測(cè)量回潮率；參照GB／T 12704-1991，采用透濕杯法測(cè)量透濕量；參照FZ／T 01071219995，采用YG（B）871型毛細(xì)管效應(yīng)測(cè)定儀測(cè)量芯吸高度；參照GB／T 5453-1997，采用YG461型織物透氣量?jī)x測(cè)量透氣量?？椢锏臒釢袷孢m性能參數(shù)見(jiàn)表2。

表2 織物的熱濕舒適性能參數(shù)Tab.2 Parameters of fabric thermal-moisture comfort

2 竹纖維織物熱濕舒適性的綜合評(píng)價(jià)

從以上的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，不同織物的熱濕舒適性能各有優(yōu)劣，評(píng)判哪種織物的熱濕舒適性能的好與壞并不直觀。因此，采用灰色聚類(lèi)分析的方法對(duì)上述6種織物的熱濕舒適性進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。這里討論各試樣在夏季的熱濕舒適性能，其冷暖感、熱傳導(dǎo)率、回潮率、透濕量、芯吸高度和透氣量應(yīng)越大越好。

2.1 灰色聚類(lèi)過(guò)程

首先將6種織物記為聚類(lèi)對(duì)象，其6項(xiàng)測(cè)試指標(biāo)記為聚類(lèi)指標(biāo)，將綜合性能分為好、中、差3種，記為k1，k2，k33個(gè)灰類(lèi)，具體聚類(lèi)過(guò)程如下：

1）將所測(cè)得的反映織物熱濕舒適性能的數(shù)據(jù)按式（1）進(jìn)行均值化無(wú)量綱處理，得到聚類(lèi)白化數(shù)矩陣［xij］n×m，其中n為聚類(lèi)對(duì)象數(shù)（n＝6），m為聚類(lèi)指標(biāo)數(shù)（m＝6）。

其中：i＝1，2，3，4，5，6；j＝1，2，3，4，5，6。

2）將n個(gè)對(duì)象關(guān)于聚類(lèi)指標(biāo)j的取值相應(yīng)的分為s個(gè)灰類(lèi)（s＝k1，k2，k3），稱(chēng)為j指標(biāo)子類(lèi)。

綜合性能好的灰類(lèi)區(qū)間為

綜合性能中等的灰類(lèi)區(qū)間為

綜合性能差的灰類(lèi)區(qū)間為

其中：dj為xij的極差；max（xij）為xij的最大值；min（xij）為xij的最小值。

3）根據(jù)灰類(lèi)的定義規(guī)定j指標(biāo)k子類(lèi)的白化權(quán)函數(shù)（·）：

其中：Xj，Yj，Zj為舒適性能好、中、差的灰類(lèi)區(qū)間的中點(diǎn)，且

4）根據(jù)白化權(quán)函數(shù)，定義為j指標(biāo)k子類(lèi)邊界值，并按式（8）計(jì)算j指標(biāo)k子類(lèi)的權(quán)值：

其中：k＝k1，k2，k3。

5）對(duì)于白化矩陣［xij］n×m，根據(jù)白化權(quán)函數(shù)和權(quán)值，按式（9）計(jì)算i對(duì)象屬于k灰類(lèi)聚類(lèi)系數(shù)σki：

根據(jù)聚類(lèi)系數(shù)矩陣評(píng)價(jià)對(duì)象i所屬的灰類(lèi)計(jì)算聚類(lèi)系數(shù)矩陣。

2.2 熱濕舒適性的綜合評(píng)價(jià)

利用Matlab編程，計(jì)算得到聚類(lèi)系數(shù)矩陣：

數(shù)據(jù)由6行3列組成，6行分別代表6種試樣的熱濕舒適性等級(jí)，3列分別代表好、中、差3個(gè)灰類(lèi)區(qū)間，每一行中最大的數(shù)值處于哪一列，就說(shuō)明該種試樣的熱濕舒適性處于哪一個(gè)等級(jí)，且數(shù)值越大，說(shuō)明效果越顯著。

由以上數(shù)據(jù)可以看出，1＃，2＃，3＃和5＃試樣熱濕舒適性綜合評(píng)價(jià)為好，1＃試樣最好；6＃試樣綜合評(píng)價(jià)中等；4＃試樣綜合評(píng)價(jià)較差。即竹纖維織物的熱濕舒適性能的綜合評(píng)價(jià)最好，棉纖維次之，錦綸長(zhǎng)絲的最差。

3 結(jié) 論

根據(jù)緯平織物的熱濕舒適性能指標(biāo)，采用灰色聚類(lèi)分析的方法對(duì)竹纖維等多種緯平織物的熱濕舒適性能進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，得出以下結(jié)論：

1）竹纖維織物具有良好的熱傳遞性能和優(yōu)秀的濕傳遞能力，其純紡和混紡織物的熱濕舒適性?xún)?yōu)于棉織物，而錦綸長(zhǎng)絲織物的熱濕舒適性能最差；

2）在滿(mǎn)足其他服用性能要求的基礎(chǔ)上，盡可能采用竹纖維開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)夏季針織用品，以提高和改善產(chǎn)品的熱濕舒適性能。

／References：

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