織物折皺回復角測試方法比較

張 月， 王 蕾， 劉建立， 高衛(wèi)東

(生態(tài)紡織教育部重點實驗室(江南大學)， 江蘇 無錫 214122)

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織物折皺回復角測試方法比較

張 月， 王 蕾， 劉建立， 高衛(wèi)東

(生態(tài)紡織教育部重點實驗室(江南大學)， 江蘇 無錫 214122)

針對現有測量方法存在的測試過程自動化程度低，測量結果精度不高等弊端，以YG541E型全自動激光織物折皺彈性測試儀、SDL-M003A型折皺回復角試驗機和自主研發(fā)基于視頻序列的JN-1型織物折皺回復性能動態(tài)測試儀為測試儀器，將折皺回復角變異系數CV值作為評價指標，對比了3種織物折皺回復角測試方法。結果表明，基于視頻序列的JN-1型織物折皺回復性能動態(tài)測試儀測量結果準確、穩(wěn)定，且具有自動化程度高的特點，可為織物折皺回復性能的測試提供可靠有效的技術手段。

織物； 折皺回復角； 測試方法； CV值

織物的折皺回復性能是指卸除在一定條件下使織物產生折痕的外力后，織物恢復原來狀態(tài)的能力，又稱為織物的抗折皺性。作為考核織物服用性能的重要指標之一，織物折皺回復性直接影響織物的服用性能和美觀，所以對于織物抗折皺性能的研究是非常必要的。目前國內外對其的研究主要有主觀評價法和折皺回復角儀器測量法2種。主觀評價法是采用折皺試樣與標準樣照進行比對，以評判試樣的折皺回復等級[1]。然而，主觀評價法易受外部環(huán)境和人為等多種因素的影響，使得評價結果準確性不高，而且耗時費力?，F在，多采用折皺回復角測量法對織物的折皺回復性能進行評價[2]，折皺回復角法有手工測試和自動測試2種。手工測試通常按照AATCC66—2008《織物折皺回復：回復角法》的標準要求，借助于英國SDL-M003A型折皺回復角試驗機進行測試；自動測試國內通常按照GB/T 3819—1997《紡織品織物折痕回復性的測定 回復角法》的要求[3]，借助于YG541E型全自動激光織物折皺彈性測試儀進行測試。

近20年來，國內外學者對織物折皺回復性能進行了一系列研究，Xu等[4]提出用折皺灰度表面積、陰影面積評定平整度等級；石風俊等[5]分析了織物折皺的力學關系，通過實驗計算出織物的模型參數來獲得折皺回復角；Xia Dong等[6]研究了織物的應變曲線與折皺回復性的關系，建立了二者之間的回歸方程；張曉婷等[7]找出了織物物理性能與折皺回復性之間的線性關系；王蕾等[8]最新研發(fā)出一種基于視頻序列的JN-1型織物折皺回復性能動態(tài)測試儀，運用這種測量方法評價織物的折皺回復性能直觀且精確，更具有研究意義。本文通過采用YG541E型全自動激光織物折皺彈性測試儀、SDL-M003A型折皺回復角試驗機和基于視頻序列的JN-1型織物折皺回復性能動態(tài)測試儀對5種織物試樣進行折皺回復角對比測試，以折皺回復角變異系數(CV)值作為評價指標系統(tǒng)，比較3種測試儀器的精度和數據穩(wěn)定性。

1 織物折皺回復角測試儀器

1.1 自動激光織物折皺彈性測試儀

YG541E型全自動激光織物折皺彈性測試儀上共有10只裝夾試樣的小翻板，每次可測試10個試樣，每個測試位上方都有1個10 N的重錘，由步進電動機驅動上下動作。其采用小車自動定位，自動采樣。試驗時，同時夾入10個布樣，并壓上有機玻璃壓片，每隔15 s依次有1個重錘落下，5 min后重錘依次彈開，小車從左到右移動依次采集10個試樣的急彈和緩彈角度[9]。YG541E型全自動激光織物折皺彈性測試儀工作結構原理如圖1所示。測量裝置的運動由步進電動機控制，下方的激光發(fā)射器向上發(fā)射出激光，上方的接收器隨著發(fā)射器一起往復轉動接收激光，轉動過程中當激光被織物的回復翼擋住，引起接收端光敏電阻的變化，接收器即可接收到變化信號，計算出相應的折皺回復角度。

圖1 YG541E型全自動激光織物折皺彈性 測試儀工作原理圖Fig.1 Working principle of YG541E Automatic Laser Fabric Wrinkle Recovery Tester

1.2 SDL-M003A型折皺回復角試驗機

SDL-M003A型折皺回復角試驗機參照AATCC 66—2008要求，主要由負載壓重裝置和刻有角度的圓盤測量裝置組成，配置有3種負荷規(guī)格[10]：500、1 019、2 000 g。試驗時，沿試樣長度方向對齊折疊，使兩端相連，反面在外為正面折疊，正面在外為反面折疊，用鑷子夾持試樣，避免鑷子外的任何東西接觸試樣，把折疊的布樣放于負載壓重裝置中，立即放上重物，開始計時，壓重(300±5)s后迅速而平穩(wěn)地移去重物，將試樣移到刻度盤的試樣夾上，一翼夾入試樣夾之間，另一翼自由懸垂，使折痕線與刻度盤的軸心點垂直。夾持(300±5)s后，即可人工讀出折皺回復角度數。如果自由翼輕微的扭轉或卷曲，以通過該翼的中心和刻度盤軸心的垂直平面的度數作為基準。

1.3 織物折皺回復性能動態(tài)測試儀

基于視頻序列的JN-1型織物折皺回復動態(tài)測試儀借助Basler工業(yè)相機、OPT-FL130130型面光源和OPT Machine Vision AP1024-2光源控制器，以及GUI界面對織物折皺回復角進行測量和圖像采集(如圖2所示)。采集的圖片大小為640像素×480像素，保存圖像為bmp格式。試驗時，將測量布樣夾入壓重裝置中，負載重物可根據設定時間自動彈開。通過GUI界面自動采集負載彈開后5 min內的每一幀的圖像，并通過MatLab中的程序自動計算出角度[11]，繪制出折皺回復角度隨時間變化曲線。

圖2 視頻序列采集系統(tǒng)Fig.2 Video sequence acquisition system

2 測試結果與分析

2.1 測試條件

選取5種不同的試樣進行測試，在試樣選取時從布面中間選擇先裁剪大小為1 m×1 m的試樣，避免布邊結構的影響。同時，在單個測試試樣裁剪時，選擇織物平整區(qū)域，試樣固定翼平行于經紗或者緯紗，避免試樣裁剪傾斜造成的誤差。其試樣規(guī)格如表1所示。

表1 試樣規(guī)格

表2 3種儀器測試結果對比

將表1中5種不同規(guī)格的布樣分別采用YG541E型全自動激光織物折皺彈性測試儀、SDL-M003A型折皺回復角試驗機和基于視頻序列的JN-1型織物折皺回復性能動態(tài)測試儀進行測試。為了比較3種不同測試儀器測試出的折皺回復角度，試驗前對試驗條件進行統(tǒng)一：試樣尺寸40 mm×15 mm，負載壓重10 N，受壓面積20 mm×15 mm，壓重時間(300±5) s，松弛時間(300±5) s，每種布樣試樣數20個。將布樣統(tǒng)一裁剪成40 mm×15 mm的品字形(如圖3所示)。

圖3 試樣尺寸形狀Fig.3 Size and shape of test sample

2.2 測試結果分析

選取5種棉織物，2種平紋、3種斜紋作為測試布樣，分別標記為1號、2號、3號、4號、5號試樣。每組經向和緯向各取20個試樣，按照圖3所示規(guī)格進行裁剪后，分別在3種儀器上進行測試，卸壓5 min后的緩彈折皺回復角測試結果如表2所示。表中所列數據為20個試樣折皺回復角的平均值和CV值，3種儀器名稱分別縮寫為YG、SDL、JN。

從表2可看出：1)3種儀器測試方法測得織物的經向折皺回復角均大于緯向折皺回復角，這與其組織結構有關，因為選取的5種樣布的經向密度均大于緯向密度。

2)YG541E型全自動激光織物折皺彈性測試儀對試樣經向與緯向測試結果的CV值都是最大，CV值高于其他2種測試儀器6.7%。由表2數據可計算出，由YG541E型全自動激光織物折皺彈性測試儀、SDL-M003A型折皺回復角試驗機和基于視頻序列的JN-1型織物折皺回復性能動態(tài)測試儀3種儀器測試出的5種布樣經向折皺回復角CV平均值分別為6.7%、3.2%、2.1%，緯向折皺回復角CV平均值分別為7.9%、4.4%、2.9%，YG541E型全自動激光織物折皺彈性測試儀與其他2種儀器CV平均值最大相差5.0%，這表明YG541E型全自動激光織物折皺彈性測試儀測試結果穩(wěn)定性最差，數據有效性最低。其原因在于其試驗過程采用激光掃描讀取數據時，回復翼稍有一點扭轉或卷曲，都會導致發(fā)射出的激光無法到達接收器，致使讀出的數據有很大偏差或是無法讀出數據。另外，人工放置玻璃壓片的位置偏差，使織物受壓不勻、受壓面積不同等都會造成測試結果的偏差。

3)基于視頻序列的JN-1型織物折皺回復性能動態(tài)測試儀測量結果與SDL-M003A型折皺回復角試驗機測得結果較為接近，二者最大差值為3.4°，即JN型比SDL型大3.2%，出現在2號試樣經向平均處；二者最小差值為0.4°，即JN型比SDL型大0.6%，出現在3號試樣經向平均處。基于視頻序列的JN-1型織物折皺回復性能動態(tài)測試儀與SDL-M003A型折皺回復角試驗機的測試結果誤差屬于正常差值范圍之內，說明基于視頻序列的JN-1型織物折皺回復性能動態(tài)測試儀同樣符合AATCC66—2008的標準要求。

4)SDL-M003A型折皺回復角試驗機測量出的折皺回復角度略小于基于視頻序列的JN-1型織物折皺回復性能動態(tài)測試儀的測量結果，而CV值略大于后者，CV值最大相差3.0%，出現在1號試樣緯向平均處。由表2數據計算可得，經向CV平均值相差1.1%，緯向相差1.5%。二者相比，基于視頻序列的JN-1型織物折皺回復性能動態(tài)測試儀的測試CV值低，測量數據的穩(wěn)定性更高。原因在于SDL-M003A型折皺回復角試驗機上壓重后，存在人工轉移的過程，在此過程中鑷子會對折疊布樣再次施加一個大小不定的力。此外，讀數時，部分回復翼會有輕微的扭轉或卷曲，致使讀數不準確。

3 結 語

本文采用YG541E型全自動激光織物折皺彈性測試儀、SDL-M003A型折皺回復角試驗機和基于視頻序列的JN-1型織物折皺回復性能動態(tài)測試儀對5種織物進行折皺回復角對比測試。本文測試結果表明：YG541E型全自動激光織物折皺彈性測試儀測試結果波動性最大，數據準確性和一致性最低；SDL-M003A型折皺回復角試驗機測試結果較穩(wěn)定，但人工操作步驟多，耗時長；而基于視頻序列的JN-1型織物折皺回復性能動態(tài)測試儀不僅符合AATCC66—2008的標準要求，且自動化程度高，測量結果準確度高，穩(wěn)定性好，為織物折皺回復性能的研究提供了可靠有效的測試方法。

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Comparison of test methods for fabric wrinkle recovery angle

ZHANG Yue, WANG Lei, LIU Jianli, GAO Weidong

(KeyLaboratoryofEco-Textiles(JiangnanUniversity),Wuxi,Jiangsu214122,China)

Several drawbacks exist in the state-of-art measurements for fabric wrinkle recovery，such as low degree of automation and inaccurate measurement results. In this paper, YG541E Automatic Laser Fabric Wrinkle Recovery Tester，SDL-M003A Wrinkle Recovery Angles Tester and JN-1 Fabric Wrinkle Recovery Dynamic Tester based on video sequences were used as the test equipments, and the wrinkle recovery angle CV value was selected as the evaluation index．Experimental results show that the type of JN-1 Fabric Wrinkle Recovery Dynamic Tester based video sequences is the most accurate and stablest and has a high degree of automation. It provides a reliable and effective technique for the test study of fabric wrinkle recovery performance.

fabric; wrinkle recovery angle; test method; CV value

10.13475/j.fzxb.201501006005

2013-11-29

2014-09-19

國家自然科學基金青年科學基金項目(61203364)；教育部博士點基金項目(20120093130001)；江蘇省2012年度普通高校研究生科研創(chuàng)新計劃項目(CXZZ12_0748)

張月(1990—)，女，碩士生。研究方向為基于機器視覺的織物折皺回復性能。高衛(wèi)東，通信作者，E-mail: gaowd3@163.com。

TS 107.4

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