織物透氣率、透濕量、毛細(xì)效應(yīng)與懸垂系數(shù)的灰色關(guān)聯(lián)性研究

馬順彬，蔡永東

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織物透氣率、透濕量、毛細(xì)效應(yīng)與懸垂系數(shù)的灰色關(guān)聯(lián)性研究

馬順彬，蔡永東

（江蘇工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 南通 226007）

設(shè)計(jì)生產(chǎn)6款織物，對(duì)其透氣率、透濕量、經(jīng)向毛細(xì)效應(yīng)、緯向毛細(xì)效應(yīng)、動(dòng)態(tài)懸垂系數(shù)和靜態(tài)懸垂系數(shù)進(jìn)行測(cè)試。然后用灰色系統(tǒng)理論對(duì)其關(guān)聯(lián)性進(jìn)行研究，研究結(jié)果表明：影響動(dòng)態(tài)懸垂系數(shù)的主次順序?yàn)椋和笟饴?、?jīng)向毛細(xì)效應(yīng)、緯向毛細(xì)效應(yīng)和透濕量；影響靜態(tài)懸垂系數(shù)的主次順序?yàn)椋和笟饴?、?jīng)向毛細(xì)效應(yīng)、緯向毛細(xì)效應(yīng)和透濕量；透氣率與懸垂系數(shù)之間的線性關(guān)系顯著。

透氣率；透濕量；毛細(xì)效應(yīng)；懸垂系數(shù)；灰色系統(tǒng)理論

灰色系統(tǒng)理論是鄧聚龍教授提出的，該理論已廣泛應(yīng)用于社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、科技、農(nóng)業(yè)、生態(tài)、生物等各個(gè)領(lǐng)域[1]。汪學(xué)騫等采用灰色關(guān)聯(lián)度評(píng)價(jià)，排列出對(duì)比試樣的濕熱舒適性的優(yōu)劣[2]。王健應(yīng)用灰色系統(tǒng)理論，得出了棉織物結(jié)構(gòu)參數(shù)與懸垂系數(shù)的關(guān)聯(lián)度，對(duì)其進(jìn)行了排序，認(rèn)為影響棉織物懸垂性能的最主要三個(gè)結(jié)構(gòu)參數(shù)依次是緊度、平方米重量及厚度[3]。王瑄運(yùn)用灰色系統(tǒng)控制理論方法，對(duì)金屬纖維混紡電磁波屏蔽織物服用性能影響因素進(jìn)行灰色關(guān)聯(lián)的優(yōu)勢(shì)分析[4]。馬順彬?qū)?5種竹漿/棉交織物的拉伸性能、撕破性能、耐磨性能等進(jìn)行了測(cè)試，利用灰色聚類分析對(duì)其力學(xué)性能做了綜合評(píng)價(jià)[5]。劉海運(yùn)用灰色系統(tǒng)理論對(duì)繭絲綢價(jià)格指數(shù)進(jìn)行了分析與預(yù)測(cè)[6]。黃紫娟等應(yīng)用灰色系統(tǒng)理論，得出了毛織物結(jié)構(gòu)參數(shù)與懸垂系數(shù)的關(guān)聯(lián)度[7]。本文研究了6款滌棉混紡織物透氣率、透濕量、毛細(xì)效應(yīng)與懸垂系數(shù)的關(guān)聯(lián)性。

1 試驗(yàn)織物

織物規(guī)格與結(jié)構(gòu)參數(shù)見表1。為了使試驗(yàn)結(jié)果更加具有可比性，采用GA708型噴氣織機(jī)織造，組織為平紋、2/2斜紋，采用14.6tex滌/棉65/35混紡紗做經(jīng)紗，緯紗采用14.6tex純棉紗，經(jīng)密均為220根/10cm，僅改變緯密（緯密分別為180、190、200根/10cm）。對(duì)滌/棉混紡織物的透氣率、透濕量、毛細(xì)效應(yīng)和懸垂系數(shù)進(jìn)行了測(cè)試。

表1 織物規(guī)格與結(jié)構(gòu)參數(shù)

2 試驗(yàn)儀器及測(cè)試方法

試驗(yàn)儀器及測(cè)試方法見表2所示。

表2 試驗(yàn)儀器及測(cè)試方法

3 灰色關(guān)聯(lián)分析

織物透氣率、透濕量、經(jīng)向毛細(xì)效應(yīng)、緯向毛細(xì)效應(yīng)與懸垂系數(shù)的測(cè)試結(jié)果見表3。影響織物懸垂性能的因素很多，如經(jīng)緯紗線密度、經(jīng)緯密度、平方米重量、厚度、緊度等，而受諸多因素影響的織物懸垂性可視為一個(gè)“部分信息已知、部分信息未知”的灰色系統(tǒng)，充分利用數(shù)量不多的數(shù)據(jù)和信息尋求相關(guān)因素自身與各因素之間的數(shù)學(xué)關(guān)系。

表3 織物透氣率、透濕量、經(jīng)向毛細(xì)效應(yīng)、緯向毛細(xì)效應(yīng)與懸垂系數(shù)的測(cè)試結(jié)果

3.1 確定參數(shù)數(shù)列和比例

根據(jù)灰色系統(tǒng)理論，將織物的透氣率、透濕量、經(jīng)向毛細(xì)效應(yīng)和緯向毛細(xì)效應(yīng)視為一個(gè)灰色系統(tǒng)，以表3中的織物的懸垂系數(shù)作為參考數(shù)列，記為0={0()}，=1，2，3，4，5，6；以表3種的4個(gè)參數(shù)作為比較數(shù)列，記為x={x()}，=1，2，3，4。即0為懸垂系數(shù)，1為透氣率，2為透濕量，3為經(jīng)向毛細(xì)效應(yīng)，4為緯向毛細(xì)效應(yīng)。

3.2 無量綱化

對(duì)不同單位或不同初值的參考數(shù)列和比較數(shù)列進(jìn)行處理，使其無量綱化。本文對(duì)每一個(gè)數(shù)列的所有數(shù)據(jù)采用均值化處理，得到一個(gè)新的數(shù)列。

x()為第個(gè)參數(shù)第點(diǎn)的原始數(shù)據(jù)，為第個(gè)比較數(shù)列的原始序列的平均值，表示第個(gè)比較數(shù)列第點(diǎn)均值變化后的新數(shù)據(jù)。無量綱化后的新數(shù)據(jù)見表4所示。

表4 無量綱化后的新數(shù)據(jù)

3.3 求兩級(jí)差

參考數(shù)列0與比較數(shù)列x在第k點(diǎn)的絕對(duì)值：

兩級(jí)差數(shù)據(jù)見表5所示。

表5 兩級(jí)差數(shù)據(jù)

對(duì)于一個(gè)參考數(shù)列0，有好幾個(gè)比較數(shù)列1、2、3、4的情況，可用下述關(guān)系表示被比較數(shù)列與參考數(shù)列在各點(diǎn)（時(shí)刻）的差。

表6 動(dòng)態(tài)關(guān)聯(lián)系數(shù)

表6 動(dòng)態(tài)關(guān)聯(lián)系數(shù)

i=1i=2i=3i=4 k=10.840.601.000.98 k=20.640.560.740.67 k=30.570.440.480.39 k=40.520.360.390.37 k=50.821.000.790.65 k=61.000.750.711.00

表7 靜態(tài)關(guān)聯(lián)系數(shù)

表7 靜態(tài)關(guān)聯(lián)系數(shù)

i=1i=2i=3i=4 k=10.810.591.000.86 k=20.580.520.630.60 k=30.530.420.430.37 k=40.490.340.350.35 k=50.751.000.680.59 k=61.000.770.721.00

3.5 求取關(guān)聯(lián)度r

所謂關(guān)聯(lián)度是指參考數(shù)列對(duì)比較數(shù)列關(guān)聯(lián)系數(shù)的均值，其計(jì)算公式如下：

式中是比較數(shù)列x對(duì)參考數(shù)列0的關(guān)聯(lián)度。

織物的透氣率、透濕量、經(jīng)向毛細(xì)效應(yīng)、緯向毛細(xì)效應(yīng)與懸垂性能的關(guān)聯(lián)度如表8所示。

表8 懸垂系數(shù)的關(guān)聯(lián)度

按灰色關(guān)聯(lián)分析原則，關(guān)聯(lián)度大的對(duì)比數(shù)列與參考數(shù)列關(guān)聯(lián)最為密切，反之疏遠(yuǎn)。根據(jù)表8可得出關(guān)聯(lián)順序?yàn)椋簞?dòng)態(tài)懸垂系數(shù)：1＞3＞4＞2，即影響動(dòng)態(tài)懸垂系數(shù)的主次順序?yàn)椋和笟饴省⒔?jīng)向毛細(xì)效應(yīng)、緯向毛細(xì)效應(yīng)和透濕量；靜態(tài)懸垂系數(shù)：1＞3＞4＞2，即影響靜態(tài)懸垂系數(shù)的主次順序?yàn)椋和笟饴省⒔?jīng)向毛細(xì)效應(yīng)、緯向毛細(xì)效應(yīng)和透濕量。

4 測(cè)試結(jié)果分析

從上述結(jié)果可知透氣率對(duì)織物動(dòng)態(tài)懸垂系數(shù)和靜態(tài)懸垂系數(shù)影響比較大。這主要是因?yàn)榭椢锏耐笟饴嗜Q于織物中空隙大小及多少。[8]在織物纖維性狀、紗線性狀、織物幾何結(jié)構(gòu)和后整理工藝等一定的情況下，織物空隙越大、越多，織物紗線間的相互作用力和單位面積重量也越小，織物越柔軟，懸垂時(shí)能構(gòu)成半徑較小的波狀屈曲，懸垂性較好?，F(xiàn)就透氣率與懸垂系數(shù)的相關(guān)性進(jìn)行探討。透氣率與動(dòng)態(tài)懸垂系數(shù)的關(guān)系如圖1所示，透氣率與靜態(tài)懸垂系數(shù)的關(guān)系如圖2所示。

圖1 透氣率與動(dòng)態(tài)懸垂系數(shù)的關(guān)系

圖2 透氣率與靜態(tài)懸垂系數(shù)的關(guān)系

由圖1、圖2可知，隨著透氣率的增加，織物的動(dòng)態(tài)懸垂系數(shù)和靜態(tài)懸垂系數(shù)均減小，將織物的透氣率作為自變量，懸垂系數(shù)作為因變量，建立回歸方程。透氣率與動(dòng)態(tài)懸垂系數(shù)的回歸方程為：= -0.008+ 57.63，相關(guān)系數(shù)平方值為0.711，透氣率與靜態(tài)懸垂系數(shù)的回歸方程為：= -0.008+ 59.36，相關(guān)系數(shù)平方值為0.693。透氣率與懸垂系數(shù)之間的線性關(guān)系顯著。

5 結(jié)論

（1）影響動(dòng)態(tài)懸垂系數(shù)的主次順序?yàn)椋和笟饴省⒔?jīng)向毛細(xì)效應(yīng)、緯向毛細(xì)效應(yīng)和透濕量；

（2）影響靜態(tài)懸垂系數(shù)的主次順序?yàn)椋和笟饴省⒔?jīng)向毛細(xì)效應(yīng)、緯向毛細(xì)效應(yīng)和透濕量。

（3）透氣率與懸垂系數(shù)之間的線性關(guān)系顯著。

[1] 鄧聚龍．灰理論基礎(chǔ)[M]．武漢：華中科技大學(xué)出版社，2002．

[2] 汪學(xué)騫，朱浩，王賓．織物濕熱舒適性能的測(cè)試與灰色評(píng)價(jià)[J]．紡織學(xué)報(bào)，1987，8（3）：37-39.

[3] 王?。椢飸掖剐阅芘c織物結(jié)構(gòu)參數(shù)的灰色關(guān)聯(lián)性[J]．棉紡織技術(shù)，2006，34（3）：19-21.

[4] 王瑄．電磁波屏蔽織物服用性能影響因素的灰色優(yōu)勢(shì)分析[J]．紡織學(xué)報(bào)，2009，30（8）：50-53.

[5] 馬順彬．竹漿/棉交織物力學(xué)性能的灰色聚類分析[J]．現(xiàn)代絲綢科學(xué)與技術(shù)，2011，26（3）：84-86．114．

[6] 劉海．灰色系統(tǒng)理論的繭絲綢價(jià)格指數(shù)分析與預(yù)測(cè)[D]．蘇州：蘇州大學(xué)，2012．

[7] 黃紫娟，王天曉，諸葛祥碩．毛織物懸垂性能與織物結(jié)構(gòu)參數(shù)的灰色關(guān)聯(lián)性[J]．現(xiàn)代絲綢科學(xué)與技術(shù)，2014，29（5）：174-176．

[8] 姜懷．紡織材料學(xué)[M]．北京：中國紡織出版社，1987．

Grey Correlation between Air Permeation Rate, RH Transmission Rate, Capillary Effect and Drape Coefficient

MA Shun-bin, CAI Yong-dong

(Jiangsu College of Engineering and Technology, NanTong Jiangsu 226007, China)

Six kinds of fabrics with different specification were designed and woven，air permeation rate，RH transmission rate，capillary effect and drape coefficient of fabrics were tested，then study their correlation by using grey system theory. The results show that: The primary and secondary sequence that influence dynamic drape coefficient were air permeation rate, warp capillary effect, weft capillary effect and RH transmission rate；The primary and secondary sequence that influence static drape coefficient were air permeation rate, warp capillary effect, weft capillary effect and RH transmission rate；the linear relationship between air permeation rate and drape coefficient was significant.

air permeation rate；RH transmission rate；capillary effect；drape coefficient；grey system theory

TS101.192

A

2095－414X(2016)06－0032－05

馬順彬（1978-），男，副教授，研究方向：紡織科學(xué)與工程.

江蘇省先進(jìn)紡織工程技術(shù)中心項(xiàng)目（蘇政辦發(fā)2014[22]號(hào)）；南通市新型纖維材料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（CP12014003）；江蘇高?！扒嗨{(lán)工程”科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)（蘇教師[2014]23號(hào)）；江蘇高等學(xué)校優(yōu)秀科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)（蘇教科[2013]10號(hào)）.