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        織物彎曲性與懸垂性測試新方法

        2019-09-10 07:22:44韓燕娜
        絲綢 2019年4期

        韓燕娜

        摘要: 織物彎曲性和懸垂性是影響服裝外觀的重要性能,其測試目前是分開進行的,文章旨在尋找可將其合二為一的方法。首先測試25塊織物的彎曲長度和懸垂系數(shù),然后用自行設計的M形測試法提取新的指標,并將其與彎曲長度和懸垂系數(shù)進行對比。研究表明:新方法中的指標均與彎曲長度具有較好的相關性,相關性由大到小依次是柔懸系數(shù)、橫向投影寬度和縱向投影高度,且柔懸系數(shù)與懸垂系數(shù)也具有較好的相關性。新方法可同時測試織物彎曲性和懸垂性,即利用1塊試樣可得到2組數(shù)據(jù),且可表達織物在任意一個方向上的懸垂性,尤其適合風衣、休閑褲等有方向性要求的織物。

        關鍵詞: 織物性能;彎曲性;懸垂性;測試方法;柔懸系數(shù)

        中圖分類號: TS101.923.1 ? ?文獻標志碼: A ? ?文章編號: 1001-7003(2019)04-0030-05 ? 引用頁碼: 041106

        Abstract: Fabric bending and draping behaviors are important properties that influence apparel appearance, and until now they are tested separately. This paper aims to find out a method that can combine them into one. First of all, the bending length and draping coefficients of 25 fabrics were tested. Then the self-designed M-shaped method was used to obtain the new indexes which were compared with bending length and draping coefficients. Results showed that the indexes gained by the new method all had good correlations with the bending length, and the correlations from large to small were soft & draping coefficient, horizontal projection width, and vertical projection height. Moreover, the soft & draping coefficient also had a good correlation with the draping coefficient. Thus, the new method can test fabric bending & draping behaviors . In other words, 2 groups of data can be gained by one sample. In addition, the new method could express the fabric draping performance in any direction, especially suitable for wind coat, slacks and other fabrics which have specific requirements.

        Key words: fabric property; bending behavior; draping behavior; test method; soft & draping coefficient

        彎曲性也稱為硬挺度或剛柔性,是影響和體現(xiàn)服裝外觀、手感及穿著舒適性的重要因素[1],內衣面料需要有較好的柔性;而外衣面料則要具有一定的剛性。懸垂性是面料自然下垂形成優(yōu)美光滑曲面的能力,一般裙子、窗簾、桌布及寬松的服裝等對懸垂性有較高的要求[2]。這兩種性能表面看上去有所不同,但其實有很多共性[3],都是體現(xiàn)服裝外觀造型的指標,都是影響織物服用性能好壞的重要屬性,且易彎曲的面料通常懸垂性較好,同樣懸垂性差的面料也通常不容易彎曲。因此,國內外的學者及紡織科技工作者對其展開了多方面的研究[4-5]。如利用粘彈理論[6]、神經(jīng)網(wǎng)絡[7]等預測織物彎曲性;利用仰視投影法[8]、3D掃描技術[9]、三維人體形態(tài)[10]測試織物懸垂性等。

        從上述研究可以發(fā)現(xiàn),彎曲性和懸垂性這兩種性能的研究和檢測基本是分開進行的,即針對彎曲性的檢測方法只適用于彎曲性,不能得到懸垂性結果,反之亦然。但是這二者存在較多共性之處,因此本文嘗試探索可同時檢測織物彎曲性和懸垂性的方法。

        1 實 驗

        1.1 試樣的選取與儀器

        試樣:選擇彎曲性和懸垂性有較大差別的常見機織物共25種作為研究對象,具體規(guī)格如表1所示。表1中9#織物和11#織物原料和組織相同,且前者經(jīng)密和緯密較小,由于所用紗線較粗,所以平方米質量和厚度均較大。同理,9#織物比11#織物的紗線粗,因而面密度和厚度也稍大。

        儀器:YG(B)022D型織物硬挺度儀、YG811型光電式織物懸垂儀(溫州大榮紡織儀器有限公司)。

        1.2 測試彎曲性

        參照GB/T18318—2001《紡織品 織物彎曲長度的測定》,用YG(B)022D型織物硬挺度儀,檢測以上25塊織物的經(jīng)向和緯向的彎曲長度(mm),并在本文中將這一方法簡稱為懸臂梁法。

        1.3 測試懸垂性

        參照GB/T 23329—2009《紡織品 織物懸垂性的測定》,用YG811型光電式織物懸垂儀,檢測以上25塊試樣的懸垂系數(shù),并在本文中將這一方法簡稱為圓臺法。

        1.4 M形測試法檢測織物彎曲性和懸垂性

        1.4.1 測試方法簡介

        M形測試法的原理是將長方形織物試條放置于呈倒三角形設置的3枚大頭針上(最下端的大頭針位于織物上端),如圖1所示。置于大頭針之上的織物在重力的作用下,兩端自然下垂形成M形,故此將其命名為M型測試法。

        圖2是3枚大頭針的設置位置,經(jīng)過多次實驗,發(fā)現(xiàn)水平兩枚大頭A與B之間的距離是6cm,且第3枚大頭針C位于水平兩枚大頭針連線的垂直平分線往下2cm時,測試結果的準確性最高。判斷依據(jù)是M形測試結果與懸臂梁法所得結果的相關性高低,相關系數(shù)高則準確性高。此時將長條試樣沿長度方向的中心置于第3枚大頭針下方,左右兩邊分別置于水平兩枚大頭針的上方,織物在重力及大頭針的共同作用下,就會形成如圖1所示的M形。試樣兩條邊緣的投影寬度和投影高度,則可由圖1中帶有刻度的背景墻直接讀出。需要說明的是,圖1中水平兩枚大頭針都要置于刻度0點,且兩條水平箭頭表示橫向刻度增加的方向,豎直兩條箭頭表示縱向刻度增加的方向,因此兩條試樣邊緣的投影寬度和投影高度便可直接讀數(shù)得到。

        1.4.2 試樣準備

        為了與國標GB/T18318—2001《紡織品 織物彎曲長度的測定》中規(guī)定的織物尺寸相一致,將織物裁成200mm×25mm,且一種織物準備12個角度(每隔15°)的試樣:即0(織物經(jīng)向)、15°、30°、45°、60°、75°、90°(織物緯向)、105°、130°、145°、165°。由于機織物具有左右對稱性,且180°和0是同一個方向,因此180°~360°的角度就不再重復測量,每個角度準備3塊試樣求平均用。

        1.4.3 實驗流程

        1)將準備好的試樣沿長度方向的中心畫一條平行于試樣寬度邊的記號線,且按照1.4.1中的方法放置于3枚大頭針之上;

        2)待試樣形狀穩(wěn)定1min之后,從帶有刻度的背景墻上分別讀出兩條布邊下垂的橫向距離及縱向下垂距離;

        3)計算柔懸系數(shù)(由于該系數(shù)既能表明剛柔性,又能說明織物懸垂性,故將其簡稱為柔懸系數(shù))α=YX,其中Y為投影高度,X為投影寬度,且α越大,說明織物越柔軟,同時懸垂性也越好;

        4)將同一試樣兩條下垂端求得柔懸系數(shù),再求平均,作為該試樣的最終結果。

        2 結果與分析

        2.1 懸臂梁法與M形法所測指標間的關系

        M形測試法所得的指標與懸臂梁法所得的彎曲長度之間的關系如圖3—圖5所示。由于1.2中測試了織物經(jīng)緯兩個方向的彎曲長度,為了便于結果的對比,M形測試法的數(shù)據(jù)也為經(jīng)緯兩個方向的所測結果,所以圖中共有50個數(shù)據(jù)點。

        從圖3可以看出,彎曲長度與投影寬度之間的關系式為:Y1=5.3124X1+8.5165,R2=0.8629,其中X1為投影寬度(cm),Y1為彎曲長度(mm),二者為正相關關系,即懸臂梁法測得的彎曲長度越小的織物,用M形測試法得到的投影寬度也越小。分析認為,彎曲長度越小,即越柔軟的織物,用M形測試法實驗時,試樣條兩端的橫坐標越小,即織物很容易垂下來。

        圖4顯示了投影高度與彎曲長度之間的關系,二者的關系式是:Y1=-10.498X+55.465,R2=07917,其中X為投影高度(cm),Y1為彎曲長度(mm),二者呈負相關關系。表明投影高度越大的織物,即越柔軟越易彎曲的織物,用懸臂梁法測得的彎曲長度越小。

        另外,比較圖3和圖4的相關系數(shù)R可以發(fā)現(xiàn),投影寬度與彎曲長度的相關性大于投影高度。

        圖5是懸臂梁法所測的彎曲長度與M形測試法所得的柔懸系數(shù)之間的關系,具體關系式為:Y1=08061X32-8.4302X3+33.162,R2=0.9271,其中X3為柔懸系數(shù),Y1為彎曲長度(mm)。

        從圖5可以看出,二者呈較顯著的負相關關系,即彎曲長度越小的織物,M形測試法所得的柔懸系數(shù)越大,換句話說,越柔軟的織物,M形測試法所得投影高度越大,投影寬度越小,因而其比值,即柔懸系數(shù)也就越大。圖5中柔懸系數(shù)接近原點代表非常硬挺的織物,其投影高度很小,投影寬度很大,即掛在3枚大頭針上之后布條的兩端幾乎不怎么下垂,因而其彎曲長度值也就很大。反之,柔懸系數(shù)越遠離原點的織物,則代表投影高度遠大于投影寬度,即很柔軟很易變形的織物,用懸臂梁法測得的彎曲長度則很小。從相關系數(shù)的大小可以看出,柔懸系數(shù)比投影寬度和投影高度更能表征織物的柔軟程度。從圖5的擬合曲線還可以看出,隨著柔懸系數(shù)的繼續(xù)增加,懸臂梁法中的彎曲長度有趨于穩(wěn)定的趨勢,這是因為所選的試樣均為用作日常服裝的常規(guī)面料,柔軟性達到一定程度后,便漸趨穩(wěn)定,不會無限制的柔軟。由于二次多項式均呈拋物線形狀,因而趨于穩(wěn)定的散點擬合出來的曲線似有上翹的趨勢,實際上是并不意味著柔懸系數(shù)大到一定程度,彎曲長度反而增大。

        與傳統(tǒng)的斜面懸臂梁法相比,M形測試法還具有以下優(yōu)點:能同時測得一塊試樣兩端的3個彎曲指標,即6個硬挺度指標,且讀數(shù)非常方便,測試裝置也極為簡單。

        2.2 圓臺法與M形法所測指標間的關系

        圓臺法所測的懸垂系數(shù)與M形測試法所得的柔懸系數(shù)之間的關系如圖6所示。圖6中的柔懸系數(shù)為1.4.2中12個方向測得的柔懸系數(shù)的平均值,因為這一方法的試樣為長條形,故只能表明某一個織物方向的懸垂程度;而傳統(tǒng)的圓臺法測試原理為圓形試樣在圓形支撐臺上受自身重力的作用而自然下垂,因此能表達織物各個方向綜合的懸垂能力。為了使本文的研究結果與圓臺法相對應,以使研究更具有科學性,將12個方向的柔懸系數(shù)求取平均,因此,與前面的圖3—圖5中有50個數(shù)據(jù)點不同的是,圖6中共有25個數(shù)據(jù)點。

        圖6中,懸垂系數(shù)與柔懸系數(shù)的具體關系式是:Y2=-0.1483X42+0.7297X4-0.0467,R2=0.9372,其中X4為12個方向的平均柔懸系數(shù),Y2為懸垂系數(shù)。圖6表明,二者基本規(guī)律為懸垂系數(shù)越大的織物,用M形測試法所得的柔懸系數(shù)越小。因為懸垂系數(shù)越大和柔懸系數(shù)越小都代表不容易下垂的織物,可以說,這二者都可以表達織物的下垂能力大小。不同之處在于,圓臺法表示的是織物多方向綜合的懸垂性,而M形測試法則可以表示織物某一方向的懸垂能力。前者更適合用于測試圓形試樣,如喇叭裙或臺布等的懸垂能力,而M形測試法則在用作表征風衣、休閑褲等有具體方向性要求的織物時,更具優(yōu)勢。

        3 結 論

        本文用自行設計的M形測試法得到了25塊織物的新指標——投影寬度、投影高度和柔懸系數(shù),并將其與彎曲長度和懸垂系數(shù)相對比,研究表明:

        1)新指標與彎曲長度的相關性較好,且由大到小依次是懸柔系數(shù)、投影寬度和投影高度。其中與彎曲長度為正相關的是投影寬度,負相關的是投影高度,懸柔系數(shù)與彎曲長度的具體關系式為:Y1=08061X32-8.4302X3+33.162,R2=0.9271,其中X3為柔懸系數(shù),Y1為彎曲長度(mm),由此關系式可以根據(jù)柔懸系數(shù)預測織物的彎曲長度。

        2)M形測試法中的柔懸系數(shù)與圓臺法所測的懸垂系數(shù)也具有較好的相關性,具體關系式為:Y2=-0.1483X42+0.7297X4-0.0467,R2=0.9372,其中X4為12個方向的平均柔懸系數(shù),Y2為懸垂系數(shù),由此關系式可以根據(jù)平均柔懸系數(shù)預測織物的懸垂系數(shù)。

        3)新方法將織物彎曲性和懸垂性測試合二為一,不僅可以減少時間和材料成本,還能利用1塊試樣得到2組數(shù)據(jù)6個指標,從而彌補懸臂梁法一次只能測試一塊試樣的不足,同時還可以表達織物任意一個方向的懸垂性,特別適合風衣、休閑褲等有方向性要求的織物。

        采用新的測試方法,還可以有效評價織物結構參數(shù),經(jīng)緯密、面密度、厚度等對懸垂性的影響關系,這也是接下來進一步研究的方向。

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