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双点无纺粘合衬的质量检测方法探讨中文摘要 摘要 无纺粘合衬布具有质轻、柔软、适应性强、纤维无定向排列、伸缩性大等特点， 且易与各种面料配伍，因而成为服装领域中应用最多的一种服装衬料。衬布对服装的 质量至关重要，可保持服装结构形状和尺寸的稳定性，并能改善加工性等。对于无纺 布粘合衬而言，目前用的较多的涂层方法是双点涂层中的浆点撒粉涂层法，与之相应 的是要采用低熔点的热熔胶粉。 剥离强度是表示粘合衬与服装面料粘合后牢固程度的指标，它反映粘合衬的质 量，是服装产品内在质量的重要表现。影响剥离强度的主要因素有热熔胶在基布上涂 布量的大小、涂层分布的均匀性、胶粒的转移情况及熔融状态等。因此胶粉的粒度分 布、热熔胶涂布量与涂布均匀性的测量成为质量检测的重要内容。 对于颗粒粒度分布测量，这方面研究的内容比较多，本文将重点放在如何制作分 散性好的试样、采用什么样的光源、多大的放大倍数来采集优质图像的问题上，再通 过m a t l a b 图像处理软件对采集到的胶粉颗粒图像进行图像预处理、边缘分割、形 态学处理等操作。应用图像分析方法能准确得到颗粒的面积、周长、平均径长、圆整 度等多个参数。 文章另一个研究内容是热熔胶在基布上的涂布量与涂布均匀性，对采集到的粘合 衬图像进行处理，提取出热熔胶区域，并对热熔胶在基布上的分布进行研究分析。图 像处理的方法是对服装粘合衬中热熔胶涂布量与涂布均匀性测量结果分析的新的尝 试，该方法与标准检验方法相比，有操作简单，观察直观，节约成本的优点，且不会 造成环境污染。 关键词：粘合衬热熔胶图像处理涂布量涂布均匀性 作者：陆国琴 指导老师：陈庆官 d i s c u s s i o no nd e t e c t i o n m e t h o d a b o u t q u a l i t y o f d o u b l e - p o i n t n o n - w o v e n f u s i b l e i n t e r l i n i n g a b s t r a c t 一 ，一一一一 a b s t r a c t n o n - w o v e nf u s i b l el i n i n gc l o t hh a sc h a r a c t e r i s t i c sa sf o l l o w s ：l i g h tm a s s ，s o f t ，s t r o n g a d a p t a b i l i t y ，a s t a t i ca r r a n g e m e n to ff i b e r ，b i ge l a s t i c i t ya n ds oo n m o r e o v e r , n o n - w o v e n f u s i b l el i n i n gc l o t hi se a s yt om a t c hw i t ha l lk i n d so ff a b r i c s ，s oi t h a sb e c o m eam o s t a p p l i c a t i o na p p a r e li n t e r l i n i n gi na p p a r e li n d u s t r y i n t e r l i n i n gi sv e r yi m p o r t a n tt oa p p a r e l q u a l i t y i tc a nk e e p s t r u c t u r a ls h a p eo fa p p a r e la n ds i z es t a b i l i t y ，a n di m p r o v e p r o c e s s a b i l i t y f o rn o n - w o v e nf u s i b l ei n t e r l i n i n g ，p u l p p o i n t - d u s t i n gc o a t i n gi nd o u b l e - d o t c o a t i n gi sa p p l i e du s u a l l yw i t hu s i n gl o w - - m e l t i n gh o t m e l ta d h e s i v e sa tp r e s e n t p e e ls t r e n g t hi sa l li n d i c a t o rt h a te x p r e s s e sd e g r e eo ff n - m l ya f t e rb o n d i n gb e t w e e n f u s i b l ei n t e r l i n i n ga n df a b r i c i tr e f l e c t sq u a l i t yo ff u s i b l ei n t e r l i n i n ga n dt h ei n h e r e n t q u a l i t yo fa p p a r e lp r o d u c t s t h em a i nf a c t o r s t oi m p a c tp e e ls t r e n g t hh a v eh o tm e l t a d h e s i v ec o a t i n gw e i g h ti nt h ef a b r i c ，c o a t i n gu n i f o r m i t y ，t h et r a n s f e ra n dm o l t e ns t a t eo f h o tm e l ta d h e s i v ep a r t i c l e sa n ds oo i l t h e r e f o r e ，g r a n u l a r i t yd i s t r i b u t i o no fh o tm e l t a d h e s i v ep a r t i c l e s ，h o tm e l ta d h e s i v ec o a t i n gw e i g h ta n dc o a t i n gu n i f o r m i t yb e c o m e i m p o r t a n tc o n t e n to fq u a l i t yi n s p e c t i o n f o rg r a n u l a r i t yd i s t r i b u t i o n ，i ti sm u c hm o r er e s e a r c h e di nt h i sa r e a s ot h ee m p h a s i s i nt h i sa r t i c l ei sh o wt om a k eg o o dd i s p e r s i v i t ys a m p l ea n du s i n gw h a tk i n do fl i g h ts o u r c e a n dm a g n i f i c a t i o nt oa c q u i r eh i g h - q u a l i t yi m a g e a n dt h e na c q u i r e dp a r t i c l e sl r n a g ei s p r o c e s s db yi m a g ep r e p r o c e s s i n g ，e d g ep a r t i t i o na n dm o r p h o l o g i c a lo p e r a t i o nb a s e do i l m a t l a b a p p l i c a t i o no fi m a g ea n a l y s i sm e t h o d c a l la c c u r a t e l yi n s p e c tt h ep a r t i c l ea r e a , p e r i m e t e r ，a v e r a g ed i a m e t e r ，r o u n d n e s s ，a n dm a n y o t h e rp a r a m e t e r s t h eo t h e rr e s e a r c he m p h a s i si nt h ea r t i c l ei sc o a t i n gw e i g h ta n dc o a t i n gu n i f o r mo f h o t m e l ta d h e s i v e si nt h eb a s i cf a b r i c t h eh o t - m e l ta d h e s i v e sr e g i o nw i l lb ee x t r a c t e d f r o mt h ea c q u i r e df u s i b l ei n t e r l i n i n gi m a g eb yi m a g ep r o c e s s i n g ，a n dt h eh o t - m e l t a d h e s i v e sd i s t r i b u t i o ni nt h eb a s i cf a b r i cw i l lb er e s e a r c h e da n da n a l y z e df i n a l l y t h e m e t h o di n t h i s p a p e l i san e wt r y t om e a s u r ec o a t i n gw e i g h ta n dc o a t i n gu n i f o r mo f h o t - - m e l ta d h e s i v e sf o rc l o t h i n gf u s i b l ei n t e r l i n i n g c o m p a r e dw i t ht r a d i t i o n a lm e t h o d ，t h e m e t h o di ss i m p l ef o ro p e r a t i o na n di n t u i t i v ef o ro b s e r v a t i o na n di tc a ns a v ec o s t k e yw o r d s ：f u s i b l ei n t e r l i n i n g ；h o tm e l ta d h e s i v e s ；i m a g ep r o c e s s i n g ；c o a t i n gw e i g h t ； c o a t i n gu n i f o r m w r i t t e nb yl ug u o q i n s u p e r v i s e db yc h e nq i n g g u a n 苏州大学学位论文独创性声明及使用授权的声明 学位论文独创性声明 本人郑重声明：所提交的学位论文是本人在导师的指导下，独立进 行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含 其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果，也不含为获得苏州大学 或其它教育机构的学位证书而使用过的材料。对本文的研究作出重要贡 献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人承担本声明的法律 责任。 研究生签名：珐l 氡叁 日 j 。 学位论文使用授权声明 苏州大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆、清华大学论文 合作部、中国社科院文献信息情报中心有权保留本人所送交学位论文的 复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本 人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文 外，允许论文被查阅和借阅，可以公布( 包括刊登) 论文的全部或部分 内容。论文的公布( 包括刊登) 授权苏州大学学位办办理。 研究生签名： 导师签名： 日期：j 乒止 e t 期：牡乙 双点无纺粘合衬的质量检测方法探讨第一章绪论 第一章绪论 粘合衬是在基布上均匀地涂上热熔胶，制成的一种服装衬料，是继织物衬、浆布 衬及树脂衬之后的第四代产品，也是当今服装衬料中使用最广泛的一种，对服装起到 了造型和保形的作用，使服装更加美观、轻盈( 相对于其它衬) 、舒适，大大提高了服 装的服用性能和使用价值【l 】。粘合衬布质量的检测是粘合衬布生产工艺流程中的一道 重要工序，包括外观疵点与内在质量两个部分。内在质量是检测粘合衬布的关键所在， 服装在应用前需要测试的几项主要内在质量指标有剥离强度、尺寸稳定性、耐洗性等， 其中最重要的是剥离强度。热熔胶粒的分布密度、转移情况、熔融状态、热熔胶的物 化性能、热熔胶涂布量及涂层分布的均匀性都是影响剥离强度的重要因素，因此，热 熔胶粒子的性状跟粘合衬的质量密切相关，必须要对其进行检测。通过检测不仅可以 对产品的质量起着把关作用，还可以分析实际生产中存在的问题与不足，对生产工艺 的改进有着巨大的推进作用。 1 1 本课题研究背景 1 1 1 粘合衬的发展与分类【2 】 采用粘合衬的服装具有挺括、柔软、轻盈的效果，而且粘合技术已能适应服装多 样化生产的要求，并适用于工业化大生产，因此被称为服装工艺的一次革命，它是服 装工业现代化的一个重要标志。粘合衬布的开发起源于欧洲。1 9 5 2 年英国人坦纳 ( k t a n n e r ) 采用聚乙烯为原料，以撒粉的方法涂在织物上制成粘合衬布，聚乙烯粘 合衬耐水洗性能较好，但手感较硬，仅用于衬衫领衬。6 5 年后，德国和瑞士分别研 制成功共聚酰胺热熔胶，随后又研制成粉点涂层设备，使粘合衬布的品种和质量均有 了新的突破。从1 9 6 8 年起粘合衬布在西欧、北美及日本有了较迅速的发展，7 0 年代 后期中国和东南亚地区也开始使用粘合衬。8 0 年代是我国粘合衬生产和应用大发展 时期，粘合衬产品逐渐向系列化、中档化方向发展，与此同时，国产热熔胶的开发也 同步进行，国产涂层设备和压烫设备也纷纷投产。到了9 0 年代，随服装工业的进一 步发展，衬布的需求量也迅速增加，9 5 年后，粘合衬年耗量超过5 亿平方米，每件 型皇查堕整竺型堕垦里笪! ! 互堡堡堕苎二! 苎堡 服装平均用衬量达到00 8 m 2 。进入新世纪后，我国衬布行业丌始向着高新技术产业方 向发展，国内各骨干衬布企_ k 分别开发了薄型高档浆点热轧无纺粘合衬、浆点水刺无 纺粘合衬、免烫衬衫专用粘台 t 及缝编无纺粘合衬等中高档粘台衬。 1 4 娩d 状豳* 搬一 囹删黼辫嫩 断摧状 台膜状 囵”剿慵* i 隧一* 双点无纺粘合衬的质量检测方法探讨第一章绪论 用了国产的优质双点衬布。随着时间的推移，国产优质双点衬布以其优越的手感和良 好的粘合性能和耐洗效果，在欧美服装界占据了越来越多的份额。世界服装潮流趋向 轻质，柔软，舒适，回归自然，制衣业倾向于使用价廉物美的无纺粘合衬，其前景 乐观。 1 1 2 粘合衬的生产工艺 随着人们对服装要求的不断提高，粘合衬的应用越来越广泛，对它的要求也越来 越高，选用粘合衬的时候必须要符合一定原则：衬与面料粘合后能达到一定的剥离强 度；衬子缩水率与热压收缩应与面料相一致；衬与面料的质地要相符合；有较好的透 气性，保证穿着舒适；衬的粘合温度应与面料相符；有良好的可剪性与缝纫性。粘合 衬质量与生产工艺的水平是密切相关的。 粘合衬的生产一般要经过前处理、中检、后处理、质检、测试这几个工艺过程【3 1 。 基布前处理主要包括缝头、起毛、冷漂、氧漂、烘干、染色、水洗、烘干、树脂整理、 焙烘。中检是对前处理后的半成品进行检验，检查外观是否有影响后道生产的疵点， 有无色差，同时测试半制品缩水率、染色牢度等。其目的在于发现不足，及时做出补 救处理，减少损失，否则等到后道涂层后再发现问题就难挽回了。后处理即涂层阶段， 常用的有撤粉涂层法、粉点涂层法、浆点涂层法以及双点法等。织物经后处理后，需 再检验。检验涂层的外观是否均匀，有无疵点，外观评级成卷，同时取样进行下面的 内在品质的测试。测试项目主要包括剥离强度、尺寸变化、耐洗性、纬纱密度、染色 牢度、断裂强力、涂布量等。最后，综合内外观品质情况，定等包装，完成整个生产 过程。下面将重点介绍与课题有关的粘合衬的涂层方法。 涂层加工有很多种不同的方法，除了涂布的方式不同外，它的加工工艺过程都是 相同的，其工艺流程是：基布_ 涂层一烘干烧结- 冷却轧压_ 打卷。国内常用的涂层 方法有以下几种： ( 1 ) 撒粉涂层法：将粉状热熔胶装在漏斗内，通过刮刀使粉料嵌在针布辊的间 隙内，振动刷使粉料撤在基布上。辐射加热后，热熔胶熔融并渗入基布纤维间，固着 在布面上。( 图1 _ 2 ) 。这种方法，热熔胶分布不均匀，适用于低档衬布和暂时性粘合 的衬布。 3 双点无纺粘合衬的质量检测方法探讨第一章绪论 图l - 2 撒粉法工作原理示意图 ( 2 ) 粉点涂层法：将粉状热熔胶装在漏斗内，经过刮刀使粉粒嵌在雕刻辊的坑 眼内，直至将坑眼填平，雕刻辊本身加热，使粉粒部分熔融而粘结成团。基布经加热 辊加热后通过雕刻辊，由于热转移使粉团粘结到基布上。这样，粉团的大小是一样的， 而且排列是按雕刻辊的花纹排列的，粉点均匀整齐，有较好的粘合效果( 图1 - 3 ) 。它 适合生产中高档衬布，特别是机织物的永久性粘合衬布。 却 筒 图1 - 3 粉点法工作原理示意图 ( 3 ) 浆点法：先将热熔胶加水和助剂调制成浆料，然后用泵输入圆网内，通过 圆网内刮刀和圆网上的孔眼将浆料涂布到基布上，在烘房先将浆料烘干去除水分，然 后再熔融烧结( 图1 4 ) 。浆点法较适用于其他中、高档无纺布粘合衬以及有特殊要求 的机织粘合衬。 图l _ 4 浆点法工作原理示意图 ( 4 ) 双点法：双点法是在以上三种涂层法的基础上发展起来的。其基本原理是考 虑基布纤维与面料纤维组分的不同，因而其粘合性能也不同，故选用两种性能不同的 热熔胶，使其重叠起来，下层与基布粘合，上层与面料粘合，从而获得更为理想的粘 合效果，其粘合状态如图1 - 5 所示。 4 双点无纺粘合衬的质量检测方法探讨第一章绪论 m 压浞 弋7 图1 - 5 双点涂层衬布粘合示意图 双点涂层目前有三种方法，即双粉点法、双浆点法、浆点撤粉法，其形态如图l 击 所示。 双粉 双浆点撒粉浆点 图1 - 6 双点涂层形态示意图 浆点撒粉法是浆点法与撒粉法的结合，也是最常用的双点法生产热熔粘合衬工艺 流程，它是在浆点法的基础上增加了撒粉和吸粉回收装置【4 】。基本原理是根据基布与 面料粘合性能的不同，在基布上叠加两种不同性能的热熔粘合剂，下层与基布粘合， 上层与面料粘合，以获得更为良好的粘合效果。生产时先用圆网涂布浆点，不待浆点 干燥，接着用撒粉法撒上一层热熔胶粉粒，一部分粉粒粘在浆点上，另一部分未经浆 粘上的粉粒通过吸粉回收装置吸走后再回收利用，然后通过烘干、烧结就形成双层涂 层，其工作原理如图1 - 7 所示【5 1 。在浆点撒粉法中，关键是选择好两种浆料的相互粘合 性，一般上层热熔胶粘合剂的热流动性应大于下层热熔胶粘合剂的热流动性。它适合 生产以机织布和中高档非织造织物为基布的轻、薄、软的中高档粘合衬布。浆点撒粉 涂层工艺生产出的粘合衬布不仅手感好、涂层量高，而且能使不同性能的热熔胶原料 进行混合涂层，提高了粘合衬布的综合性能【6 】。 l 浆点：2 _ 撒粉；孓吸粉；4 烘干；5 _ 烧结 图1 - 7 浆点撒粉法( 双点) 工艺流程 5 双点无纺粘合衬的质量检测方法探讨 第一章绪论 双点法适用于生产质量要求较高和面料难粘合的衬布，在双点专用国产基布和双 点专用国产热熔胶的开发方面，已取得重大的进步，超细基布和弹力基布的开发，填 补了我国原有基布的空白，新开发的适合中国双点衬布的专用基浆，为国产双点衬布 手感的改进和提高起到了开拓性的作用。另外，双点衬布对热熔胶的要求也很严格， 近年来，国内的热熔胶专业生产商开发了大量专用胶种，已研制成功适合双点衬布要 求的低熔点、软手感的p a 系列专用胶，特种p e s 胶，并研制 p e s - a 、p e s - - u 等复合 型的专用热熔胶。 以浆点撒粉法生产的双点粘合衬具有它独自的特点1 7 ：无反渗料现象、涂层均匀， 即粘合后剥离强度波动幅度小，粘合强度均一；可用蒸汽压烫；多次压烫，剥离强度 下降少；手感柔软，富有“软而挺”的特性；可用较稀薄基布，热熔胶用量也可减少， 降低成本，同时也可减少污染。双点涂层技术的发展，使中国衬布整体技术得到了提 高。 1 1 3 粘合衬质量的影响因素 粘合衬虽然用作服装衬里，但由于一小块衬布的质量问题都会影响整件服装的使 用价值。因此，粘合衬的质量至关重要。粘合衬质量包括以下几项主要指标：剥离强 度、尺寸稳定性、耐洗性能、手感、渗透性能、随动性能、透气性能、剪切性能和缝 纫性能、抗老化性能等。尺寸稳定性包含干热尺寸变化、水洗后的尺寸变化与粘合洗 涤后的尺寸变化。 剥离强度是指将粘合好的粘合衬与面料重新剥离时所需力的大小。它是反映服装 面料与粘合衬粘合牢固程度的综合性指标，与服装生产中热压加工工艺有密切关系， 并且是服装产品内在质量的重要表现。由于衬布与面料的粘合是靠热熔胶为粘合剂， 它们的粘合过程实际上就是热熔胶与纤维的粘合过程。因此，热熔胶的粘合性能、热 流动性能、粉体性能都会直接影响到剥离强度。为了改善热熔胶性能以及热熔胶在粘 合加工中的工艺条件，提高非织造布粘合衬布的剥离强度，调制热熔胶浆时需将其他 助剂按一定比例混合进行调配。除了高质量的浆料外，在实际生产中，涂层加工技术 对非织造布粘合衬剥离强度也有着决定性的意义，包括涂层量、涂层几何图形、涂层 均匀性。胶粒的熔融状态越好，越有利于胶粉粒的转移，胶粉粒转移得越多，涂布量 就越大。胶粒粒度分布越均匀，在涂布的过程中就越不容易堵网，并且粒度分布得越 6 双点无纺粘合衬的质量检测方法探讨第一章绪论 均匀，粘合强力就越大，越有利于面料与基布的粘合。无纺布粘合衬的剥离强度随涂 布量的增加而增加，但过高的涂布量也会影响手感并产生渗料现象。涂布均匀性是确 定涂布加工质量水平的标志，涂布的不匀直接导致衬布与面料问的剥离强度的降低。 另外，面料与热熔胶粘合均匀与否对剥离强度以及服装的性能有很大的影响，这是因 为，在日常生活中，在穿着及洗涤过程中，衬布的大面积脱胶、起泡现象是很少发生 的，往往是局部小面积的脱胶、起泡现象，而这种现象是粘合不匀造成的【引。 影响剥离强度的主要指标有热熔胶在基布上涂布量的大小、涂层分布的均匀性、 胶粒的转移情况及熔融状态、涂层的几何形状及胶粒的分布密度、热熔胶的物化性能 等。因此，胶粒的大小、形状、粒度分布、热熔胶的涂布量及涂布均匀性的测定对热 熔胶浆生产和衬布生产有着重要的意义。 1 2 粘合衬质量检测内容 1 2 1 胶粉粒度测量 粉体在我们日常生活和农业生产中的应用非常广泛，如面粉、水泥、塑料、造纸、 橡胶、陶瓷、药品及染化料等等。在不同的应用领域中，对粉体特性的要求是各不相 同的，在所有反映粉体特性的指标中，粒度是产品最重要的技术指标之一【9 】，它将直 接影响粉体颗粒处理的效率和产品的质量，因此颗粒粒度的准确测量对于颗粒处理分 析有着极大的实用价值。所谓粒度分布是指不同粒径占粉体总量的百分数，有区间分 布和累计分布两种形式。区间分布又称为微分分布或频率分布，它表示一系列粒径区 间中颗粒的百分含量。累计分布也叫积分分布，它表示小于或大于某粒径颗粒的百分 含量。 目前，颗粒分析技术有许多种，常用的粒度测试方法有筛分离法、沉降法、库尔 特法、激光粒度分析法、显微镜法、测定比表面积透过法及吸附法【1 0 - - 1 2 1 。筛分离方法 是最传统的粒度测试方法，是使颗粒通过不同尺寸的筛孔来测试粒度的。筛分离方法 操作过程费事，分析的结果较粗糙且筛的选择较困难。沉降法是根据不同粒径的颗粒 在液体中的沉降速度不同对粒度分布进行测量的，该方法十分费时，难以实现在线测 量。库尔特法也叫电阻法【1 3 1 ，是美国一个叫库尔特的人发明的一种粒度测试方法，可 测量悬浮液中颗粒的大小和个数。这种方法是根据颗粒在通过一个小微孔的瞬间，占 7 双点无纺粘合衬的质量检测方法探讨第一章绪论 据了小微孔中的部分空间而排开了小微孔中的导电液体，使小微孔两端的电阻发生变 化的原理测试粒度分布的。该方法缺点是容易被颗粒堵塞，介质要求具备严格的导电 特性。激光粒度分析法，是根据激光照射到颗粒后，颗粒使激光产生衍射或散射的现 象来测试粒度分布的。利用该方法可获得较高的测量精度，但其获得的是颗粒尺寸的 二次信息，必须通过转换才能获得颗粒的尺寸信息，且成本较蒯1 4 】。显微镜法是唯一 可以观察和测量单个颗粒粒度的方法，但其测量效率极低，不适于工业生产大规模测 量的要求【1 5 】。其他方法也存在一些局限。近年来，随着颗粒测量技术研究取得很大的 进展，人们通过图像分析和光学显微镜技术来直接获得颗粒的信息，并对颗粒进行形 态分析，这就是显微图像分析法。 显微图像分析法是利用显微镜将颗粒放大，再通过c c d 摄像头和图形采集卡对 放大后的图像进行采集并传输到计算机中，最后利用计算机图形学的知识，将所采集 的信号进行处理和判断，计算出每个颗粒的投影面积，根据等效投影面积原理得出每 个颗粒的粒径，再统计出所设定的粒径区间的颗粒的数量，就可以得到粒度分布了。 在众多的颗粒测量技术中，显微图像分析法以其直观和全面的形态信息，以及容易实 现的优越性得到了很大的重视。国外在这方面做了较多的研究和应用工作，并有相应 的产品相继问世，如德国的图像分析仪，就是利用显微镜对被测颗粒进行成像，然后 通过计算机处理软件完成颗粒粒度的测定。国内对这方面也做了一定的研究工作，东 北大学的苑玮琦，江苏大学的蔡健荣等人分别在水泥生料球、珍珠粉的测量方面做了 相应的工作1 6 7 】。 1 2 2 热熔胶涂布量及涂布均匀性测量 国内目前对热熔胶涂布量与涂布均匀性的测定是采用的中华人民共和国f z t 0 1 0 8 1 - 2 0 0 0 纺织行业标准【l 踟，其原理是利用各种热熔胶在不同溶剂中具有一定的溶 解性这一特性，对某种热熔胶粘合衬的热熔胶，采用合适的有机溶剂，将热熔胶溶解 并与基布分离，再通过一定的计算求出粘合衬热熔胶涂布量与涂布均匀性。因此步骤 繁琐，需要人工计算；因测定周期相对较长，从而影响测量的效率，不利于对涂布量 的实时控制；用于溶解的有机溶剂大都为有毒溶液，因此对人体健康有害且导致污染 环境。图像显微分析法在颗粒的测量应用中比较广泛，但在粘合衬方面的性能研究却 还未曾有人涉及，因此，若能通过显微图像分析法测出热熔胶的涂布量与涂布均匀性， 双点无纺粘合衬的质量检测方法探讨第一章绪论 那对粘合衬的质量检测将有着重要的意义。 1 3 数字图像处理的发展状况 数字图像处理技术( 1 9 】是计算机技术中的- - 1 7 新兴学科，是指利用计算机对数字图 像施加运算和处理，从而达到某种预期的目的。图像处理技术起源于2 0 世纪2 0 年代， 当时通过海底电缆从英国伦敦到美国纽约传输了一幅照片，由于采用了数字压缩技 术，使传输时间从一个星期压缩到3 个小时。1 9 6 4 年美国的喷气推进实验室处理了 太空船“徘徊者七号”发回的月球照片，这标志着第三代计算机问世后数字图像处理概 念开始得到应用。1 9 7 2 年英国e m i 公司工程师h o u s f i e l d 发明了用于头颅诊断的x 射线计算机断层摄影装置，也就是我们通常所说的c t ( c o m p u t e rt o m o g r a p h ) 。c t 的基本方法是根据人的头部截面的投影，经计算机处理来重建截面图像，称为图像重 建。1 9 7 5 年该公司又成功研制出全身用的c t 装置，获得了人体各个部位鲜明清晰的 断层图像。1 9 7 9 年，这项无损伤诊断技术获得了诺贝尔奖，说明它对人类作出了划 时代的贡献。 进入2 0 世纪8 0 年代后，随着计算机技术的高速发展，图像处理在图像通讯、办 公自动化系统、地理信息系统、医疗设备、卫星照片传输及分析和工业自动化领域的 应用越来越多1 2 0 l ，目前已经成为工程科学、计算机科学、信息科学、统计学、物理学、 化学、生物学、医学及社会科学等领域各学科之间学习和研究的对象。随着图像处理 技术的深入研究，数字图像检测技术也有了很大的进步。在显微医学图像、红外成像 检测等，特别是在工业检测方面使用数字图像处理与检测的手段越来越多。 随着计算机的飞速发展，计算机在纺织领域中的应用也日益广泛，纺织生产自动 化已成为一种必然趋势。纺织生产自动化不仅包含纺织设备的自动化，还包括与之相 适应的纺织品设计、分析、检测、分类和识别等许多方面。国内有较多的学者在纤维 形态检测方面作过许多研究：通过提取纤维截面的几何特征进行棉纤维成熟度的测定 和兔毛粘胶腈纶混纺纱中各种纤维的自动识别工作；异形纤维形态特征的图像处理 测定方法；测量v 字形纤维和三叶形纤维异形度的新方法；棉麻纤维的自动识别； 羊毛细度的测定等。此外，在纱线以及织物结构性能的研究方面也有一定进展【2 1 。2 3 1 。 近年来，随着神经网络、人工智能、遗传算法等新方法的引入，图像处理过程更 9 双点无纺粘合衬的质量检测方法探讨第章绪论 接近于人类视觉与思维的作用过程。数字图像处理技术在纺织品检测领域中的应用也 正朝着智能化的方向发展。 1 4 研究的目的与意义 本文是在苏州某工厂提出的关于粘合衬质量问题的基础上进行研究的。该厂主要 是采用双点涂层法中的浆点撒粉法对无纺布基布进行加工的，因此本文就采用浆点撒 粉法的无纺布粘合衬展开研究。 因无纺布以其重量轻、洗涤后不缩水、裁剪后切口不脱散、保形性好、使用方便、 价格便宜等众多优点，成为粘合衬的主要基布。对于无纺布而言，由于合成纤维无纺 布基布在较高温度下产生热收缩，影响产品质量，不适宜用撤粉涂层法或粉点涂层法 加工成粘合衬，所以现在国内外多采用浆点法或浆点撒粉涂层法来d n - r 无纺粘合衬。 而对于纤维组分不同的底布和面料，因其粘合性能不同，必须选用两种性能不同的热 熔胶，故采用采用双点涂层法进行加工。 双点法主要采用聚酰胺系列热熔胶为原料，因为其熔融温度低、熔融范围窄、便 于加工、耐水洗和干洗等特点。由于聚酰胺熔点较高，用作热熔胶时一般将其制成共 聚酰胺，使其具有较低的熔点，聚酰胺热熔胶在其熔点以上呈液态。聚酰胺热熔胶主 要分为三类 2 4 1 ：二聚酸型，即二聚酸与脂肪族二胺的缩聚物；尼龙型，即尼龙6 、6 1 2 、 6 6 6 1 0 等的共聚物2 5 - 2 6 1 ；芳香族二元酸与脂肪族二元胺或脂肪族二元酸与芳香族二 元胺的二元或三元共聚物。常用的是前两类，因为第三类采用的是溶液聚合的制备方 法，溶剂分离的后处理会带来环境污染阳。其中尼龙型聚酰胺即共聚酰胺是由三种或 三种以上不同尼龙单体共聚而成，单体的组分和单体之间比例各有不同，产生的热熔 胶性能也不同，但粘合后均有较好的手感与较高的粘合强度四】。双点衬基础层的作用 是防止反渗，所以选择基础层的热熔胶的原则是熔点高、熔融指数低；粘结层的作用 是与各种面料都容易粘结，所以应选择熔点低、熔融指数高的热熔胶。本课题中的粘 合衬采用的是浆点撤粉工艺涂层，其中，基础层( 基浆) 采用的是聚酰胺，粘合层( 撒 粉) 采用的是共聚酰胺。 在服装的领、襟、前后片等部位的面料内层粘合聚酰胺热熔胶制成粘合衬布后， 服装变得挺括、有弹性、不走形，能提高服装档次。受到圆网孔径的限制，双点涂层 1 0 双点无纺粘合衬的质量检测方法探讨第一章绪论 工艺中，基浆中的热熔胶都是使用小于8 0 9 i n 的细粉，主体最好在5 0 - 6 0 1 a m ，此时 浆料的稳定性和过滤性能比较好，粒度太大会造成堵网。撒粉一般使用8 0 , - 1 6 0 9 m 或者8 0 - - - - 2 0 0 9 m 的中粉，如果热熔胶的颗粒太细会造成涂布量太高，而颗粒太粗会 造成涂布量偏低。 双点生产追求的是完美的涂层质量，高质量的双点粘合衬布表现为涂胶量适中且 均匀，点的形状饱满，无散点、漏点，点的周围无星星点，浆点不易脱落且无渗胶现 象等。而实际生产不可能会完美，总会出现这样那样的情况而导致涂层不良。影响浆 点撒粉涂层工艺的因素主要有浆点的转移、撒粉量的控制、多余热熔胶粉的吸收和烘 干烧结的温度控制。 ( 1 ) 浆点 浆点的涂布量与所选择的圆网规格、浆料的含固量、刮刀的压力、热熔胶粉的质 量等因素有关2 9 】。圆网的选择是根据产品用途、涂布量、织物结构、手感等因素综合 考虑的。圆网的网眼分为规则点( c c ) 与计算机点( c p ) ，c c 后面的数字表示在2 5 4 c m 长的直线上的孔的数目，c p 后面的数字表示l c m 2 内随机分布的点数。因为孔的直径 和点之间的距离是相互变化的，所以仅是参考目数或点数是不够的。通过位置的变化， 可以调节挤压力的大小，控制浆点的涂布量。浆料的含固量过低，一会造成涂布量下 降，二会增加烘干负担；浆料的含固量过高，会造成涂布量过高，同时由于浆料中的 水分过少，浆料的流动性下降，会造成涂布不均匀。刮刀的压力是通过对刮刀的左右 和上下的位置调整，使其对浆料产生一定的挤压力，促使浆料通过圆网的网眼并粘结 在基布上。通过位置的变化，可以调节挤压力的大小，控制浆点的涂布量。为了使热 熔胶能够迅速地转移到基布上，并确保涂布量和涂布均匀，热熔胶应具有适合加工工 艺的颗粒大小、颗粒形状和粒度分布。 ( 2 ) 撒粉 测量撒粉头转速与撒粉量的关系，通过对撒粉头转速的控制调节撒粉的量。转速 过慢，撒粉量偏低，涂布量偏低；转速过快，撒粉量过多，加大吸粉的负担，造成涂 布量过高和吸粉不干净。另外，在撒粉过程中，应保证胶粉沿幅宽均匀分布，保证涂 布的质量。 ( 3 ) 吸粉 双点无纺粘合衬的质量检测方法探讨第一章绪论 吸粉的原理是通过振动或吹风或两者兼备，让多余的热熔胶振荡起来，然后通过 吸收装置，把振荡起来的热熔胶粉吸走。达到良好的吸粉效果的关键是控制振动或吹 风的力度以及吸收装置相对于布面的高度。当然，热熔胶粉的质量与温湿度对吸粉也 有很大的影响，如果胶粉颗粒较大、较重的话，很难被吸走，环境温湿度较大，也会 影响吸粉效果。 ( 4 ) 烘干和烧结 迅速烘干基浆中的水分，然后在一定的温度条件下进行烧结。烧结时间的控制非 常重要，既要保证热熔胶之间及热熔胶与基布之间的粘结牢度，又要确保能形成很好 的饱满的点形，一般在4 5 s 左右。如果时间太短，热熔胶的粘结牢度不够，容易掉粉； 时间过长，点状坍塌，既影响外观又影响粘合效果。烘箱的温度控制同样重要，温度 过高可能会使胶粉渗透到基布背面，并可能损伤纤维；温度过低，粉末又不能充分熔 融，用手摸易脱落 3 0 - 3 1 1 。 通过对浆点撒粉涂层工艺的影响因素进行分析可知胶粉质量及热熔胶的涂布量 与涂布均匀性的测量的重要性。本课题的目的是通过图像处理技术来测定胶粉的粒度 分布及热熔胶的涂布量与涂布均匀性。对于颗粒的粒度分布来说，这方面研究得比较 多，而且也已经有各种图像分析软件诞生，但是目前用于图像处理的图像中颗粒的分 散性不好，而且采集的数量少，本文对胶粉的粒度测量的重点是放在如何采集到优质 的图像上。通过制作分散良好的试样，寻找合适的光源、照射方向与放大倍数，来获 得优质的图像。对于热熔胶的涂布量与涂布均匀性的测量，是根据给定的采用浆点一 撒粉涂层的无纺粘合衬图片( 如图1 8 所示) ，通过图像处理的方法来分割热熔胶与基 布纤维，因为图像背景复杂，对比度低，因此低对比度的图像分割也是本课题的一大 难点。最后，通过图像处理技术( 算法) 对图像进行处理，测定所需的各种特征参数。 最后，对数据进行统计，计算出胶粉的粒度分布、热熔胶的涂布量与涂布均匀性。 1 2 双点无粘。柑的质量榆铡方# 探讨 一章镕论 热熔胶 纤维 幽1 无纺粘合村示意幽 目前对粘台村质量的测量都是用人工的方法，本课题拟对粘台衬质量检测用图像 处理的方法作一新的尝试，相信不久的将来会出现越来越多的不同测量方法，而且会 向全自动化和计算机化发展，测量的精度越来越高，并将可以根据用户对粘合衬质量 的要求，实现对热熔胶涂布量、涂布均匀性等指标的测量及自动反馈控制，并能实现 生产线实时测量和控制，可加快检测的速度，提高检测的质量，降低牛产成本。 15 研究的任务及主要内容 鉴于目前国内粘合村质量检测的研究现状，本文通过图像处理的方法来测量胶粉 粒子的粒度粉分布及热熔胶的涂布量及涂布均匀性。本文的任务主要包括制作台适的 胶粉颗粒试样，选择合适的光源和照射方向、放大倍数采集优质的胶粉颗粒图像与粘 合衬图像，图像处理部分主要是将热熔胶及基布纤维进行分割处理，虽后进行统计得 出胶粉的粒度分布，热熔胶的涂布量与涂布均匀性。论文的各章内容简介如下。 第一章绪皓，主要回顾了国内外的粘台衬发展情况与数字图像处理的发展状况， 介绍了粘台衬的分类、生产工艺，概括了粘合衬质量的影响因素与检测内容，并明确 了本课题的研究意义。 第二章主要介绍了系统的总体设计和功能模块，包括检测系统的软、硬件组成。 第三章主要介绍了与本课题相关的图像处理常用的方法与理论，包括图像预处 理、图像分割、图像匹配、数学形态学等操作，并结合粘台衬图像进行研究探讨。 第四章主要介绍了胶粉颗粒试样的制作以及通过选用合适的放大倍数、光源、照 射方向采集优质的图像并结合第二章图像处理的相关技术对原图像进行处理，得到 1 3 双点无纺粘合衬的质量检测方法探讨第一章绪论 所需要的图像。 第五章将处理得到的粘合衬与胶粉颗粒图像的特征参数提取出来，并分析计算胶 粉粒子与热熔胶的颗粒大小、分布均匀性，并最后对所得数据进行统计。 最后一章，对本论文的研究进行总结，论述了本文的贡献和不足，并提出进一步 研究的建议。 1 4 双点无纺粘合衬的质量检测方法探讨 第二章检测系统的总体设计 第二章检测系统的总体设计 数字图像处理系统通常由图像采集部件、图像处理部件和处理结果输出部件三部 分组成3 2 1 。 ( 1 ) 图像采集系统部件 原始的图像数据是通过图像采集部件进入计算机的，因此，图像采集部件的作用 是采集原始的模拟图像数据，并将模拟信号转换成数字信号。计算机在接收到图像的 数字信号后，将其存入内存储区。常用的图像采集部件有：摄像机、扫描仪和数码相 机等。 ( 2 ) 图像处理部件 在数字图像处理系统中，图像处理工作是由计算机完成的，计算机的扩展槽上插 有带帧存储器的采集卡。计算机中存储器的作用是用来存放数字图像、各种处理程序 和运算时间的中间过程。 ( 3 ) 处理结果输出部件 处理结果的输出是图像处理的最终目的。从广义的角度来讲，图像的输出形式可 以分为两种。一种是根据图像处理的结果做出判断，输出不一定以图像作为最终形式， 而只需做出提示，供人或机器做出选择。另一种则是以图像为输出形式，它包括中间 过程的监视以及结果图像的输出。 一个完整的无纺布粘合衬检测系统一般是由硬件系统和软件系统组成。系统总体 结构如图2 1 所示，其中硬件子系统负责织物图像的获取和监视显示，软件系统负责 图像的转换、增强、信息提取和结果分析等工作。 固一圃 图2 1 无纺粘合衬检测系统示意图 日一l t 纺粘台村的质量榆* 方n 女讨第= 章椅剃系统的总件最计 2 1 系统的硬件组成 系统硬件把被测试样转化成图像信息，以便后续的图像处理软件进行分析处理和 检测。这部分系统的设计原则是：保证足够的图像分辨力，较为清晰的图像对比度， 尽量缩短图像获取时间，其它方面就是还应该使系统工作稳定、抗干扰、成本低等。 现代图像采集系统一般都有光源、c c d 、采集卡等组成，图像采集过程中的主要影响 园素是光源，一般采用光源的目的有：1 、将待测区域与背景明显区分丌；2 、增强待 测目标边缘清晰度：3 、消除阴影；4 、抵消噪光( 影响图像颜色或灰度的杂光) 。在 获取无纺布粘台村图像时，有两种方法一种足背景光法，即被粘台衬试样放置在光 源和c c d 的中间，称为透射式光源图像采集。另一种是前景光法，即被测试样放置 在光源和c c d 的同侧，称为反射式光源采集系统。 2 1 1 反射式光源采集 术系统由光源、图像采集卡、c c d 摄像机、镜头、p c 机和门的应用软件组成。 该系统原理类似于工业视觉检测系统，由c c d 摄像机获取图像，将聚集剑的图像信 号传送给图像采集卡，山图像采集卡给p c 机提供数字图像，在p c 机上进行削像处 理、识别、显示等。其系统主要组成框图如图2 - 2 所示。系统实物图如图2 - 3 所示。 图2 - 2 图像采集系统土要组成框幽 幽2 - 3 凹像采集系统实物酗 】、光源 在目前的图像应用系统中，好的光源与照明方案往往是整个系统成败的关键。光 源与照明方案的配台应尽- 叮能地突出物体特征量，在物体需要检测的部分与那些不重 要部分之间应尽可能地产生明显的区别，增加对比度，同时还应保证足够的整体亮度 双点无纺粘合衬的质量检测方法探讨第二章检测系统的总体设计 尽可能突出所要提取的特征。 光源设备的选择必须符合所需的几何形状、照明亮度、均匀度、发光的光谱特 性，同时还要考虑光源的发光效率和使用寿命。常见的可见光源有白炽灯、日光灯、 水银灯和钠光灯、l e d 等。可见光源存在以下缺点： ( 1 ) 这些光源最大的缺点就是光能不稳定，以日光灯为例，使用到第一个1 0 0 h ， 光能下降1 5 ，随着使用时间的增加，光能将不断下降。 ( 2 ) 环境光将改变这些光源照射到物体上的总光能，使输出的图像数据存在噪 声，一般采用加防护屏的方法，可以减少环境光的影响。 ( 3 ) 某些要求高的检测任务，需要设计特殊的光源和照明方式。 该系统选用的光源为双管卤素光源，是由一个卤素灯泡，在一个装置( 通常称为 灯箱) 中发光，再由光纤导管将卤素灯所产生的强光，转向被测物体进行照明。此光 源为图像处理、医疗仪器、显微镜照明、工业测量等行业专门设计的冷光照明电源。 电源部分采用开关电源，具有体积小、重量轻、效率高以及过流、