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梭织物纰裂分析 中文提要 梭织物纰裂分析 中文提要 织物纰裂性能对织物的使用具有十分重要的影响。随着织物品种的不断变化和纺 织新材料的不断出现，许多织物，特别是具有轻薄、松散结构的织物，作为服装用料 会在缝沓处、腿肘和胳膊肘处，产生裂缝；也会在服装穿着过程中，遇到外界尖锐物 体的作用而出现钩裂。 织物纰裂有多种形态，本文分别采用主观视觉评定和客观仪器评定的方法，对织 物的裂缝形态以及表征指标进行了探讨。在主观评定中，通过多数观察者对不同大小 的裂缝，以及不同染色织物的裂缝，在不同的距离位置进行观察识别，得到了在不同 距离下，织物裂缝大小与人跟可见率的关系。这对于检验者在一定距离观察检验织物 的纰裂提供了依据。 织物出现纰裂现象，是因为织物中具有纱线可移动的空间，通常采用织物密度、 织物紧度来表征织物的松紧度，这是在二维空阆内进行研究的，具有一定的局限性； 通过理论分析和实际测定得知织物填充紧度是比较小的，这为织物受到外力后纱线在 织物中产生滑移创造了充分的条件。 由于织物受到不同豹施加外力，织物纰裂的形式也不同。通过分析和归纳，大致 可分为捏拉纰裂、缝迹纰裂、摩擦纰裂和钩裂等四种方式，前三种测试已有相应的仪 器和方法；为了模拟织物的钩裂方式，本文自制了钩裂装置，利用织物强力机对几种 织物进行了测试分析，使织物纰裂的仪器测定增添了一种新的方法。 本文对织物出现纰裂的形态和原理进行了较为全面的分析，对缝迹纰裂强度、织 物摩擦纰裂强度和织物交织阻力等不同测试方法中指标之间的联系进行了研究。 关键词：织物结构，织物纰裂，交织阻力 作者：张玉惕 指导教师：李栋高 垒! 坐坐! ! ! ! 堕! ! ! ! 塑! 堡垒! ! 塑! ! a n a l y s i so ff a b r i cs l i p p i n g a b s t r a c t t h es l i p p i n gp r o p e r t yo ff a b r i c si n f l u e n c e st h eu s a g eo ff a b r i c s s i g n i f i c a n t l y t h e f a b r i c s ，e s p e c i a l l yt h et h i na n dl o o s ef a b r i c s ，a r ee a s yt os l i pi nt h ep l a c e so fs u t u r e sa n d e l b o w sw h e nt h e ya r eu s e da sg a r m e n tm a t e r i a l s a n dt h eh o o k i n gs l i p p i n gw i l lo c c u ra s t h eg a r m e n t se n c o u n t e rs h a r po b j e c t sd u r i n gw e a r i n g t h e r ea l ed i f f e r e n tk i n d so fm o r p h o l o g i e so ff a b r i cs l i p p i n g a n dt h es l i p p i n gi s r e l a t e dt ot h ef a b r i cs t r u c t u r ea n dt h ew e a v i n gr e s i s t a n c e t h ef a b r i cs t r u c t u r ea n dt h e w e a v i n gr e s i s t a n c ea r ea n a l y s e df i r s ti n t h i sp a p e r a n dt h e nt h em o r p h o l o g i e so ff a b r i c s l i p p i n ga n dt h e i rt o k e ni n d e xa l es t u d i e db yb o t hs u b j e c t i v ea n do b j e c t i v ee v a l u a t i o n m e t h o d s f o rt h ef a b r i c sw i t hd i f f e r e n tc o l o r s ，t h er e l a t i o n s h i p sb e t w e e nt h es i z eo f s l i p p a g ea n d t h ev i s i b i l i t yo fh u m a ns i g h ti nd i f f e r e n to b s e r v a t i o nd i s t a n t a n c ea r eo b t a i n e db yu s i n gt h e v i s u a le v a l u a t i o nm e t h o d f o rd i f f e r e n tk i n d so ff a b r i cs l i p p i n g , i e ，t h es t i t c hs l i p p i n g ，t h ef r i c t i o ns l i p p i n g , a n d t h eh o o k i n gs l i p p i n g ，t h em o r p h o l o g i e so ff a b r i cs l i p p a g ea n dt h ep r i n c i p l e sa r eg e n e r a l l y a n a l y s e db yu s i n gt h ei n s t r u m e n tt e s t i n gm e t h o d a n dt h er e l a t i o n s h i p sb e t w e e nt h et o k e n i n d e xo b t a i n e db yd i f f e r e n tk i n do f m e t h o d sf i r es t u d i e d t h eh o o k i n ge q u i p m e n ti sd e s i g n e db yo u r s e l v e si no r d e rt os i m u l a t et h eh o o k i n g s l i p p i n go ff a b r i c s k e y w o r d s ：f a b r i cs t r u c t u r e ，f a b r i cs l i p p i n g ，w e a v i n gr e s i s t a n c e w r i t t e nb y ：z h a n gy u t i s u p e r v i s e db y ：p r o f e s s o rl id o n g g a o y 7 8 1 3 2 6 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： 毯量拯 日期： 学位论文使用授权声明 o s 譬 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：丛莛蜴 日 导师签名：鸯虹曼盈一日 期：一! ! 梭织物纰裂分析第一章绪论 第一章绪论 随着科学技术的不断进步，纺织原料的多样化以及织造新工艺、新技术的不断出 现，开发出的各种各样纺织产品层出不穷，消费者不但追求产品的风格独特性、花色 的时尚，而且也关心构成产品的织物品质。织物的抗纰裂性是评定织物品质的一个重 要指标，织物的纰裂性能不但影响到织物制品的使用寿命，而且影响织物制品的外观 质量。国家技术监督局于1 9 9 2 年发布了三种测试织物中纱线抗滑移性的国家标准， 在2 0 0 0 年发布的丝绸服装国家标准中，提出了丝绸服装成品主要部位缝口处纰裂的 标准规定。这对具有某些特殊要求的织物不但拟补了原标准中的不足，而且对生产企 业设计产品规格和制定生产工艺提供了标准依据，同时也维护了广大纺织品消费者的 利益。 1 1 织物纰裂研究的背景 通常织物的力学性能主要包括拉伸、压缩、弯曲、剪切、耐磨和悬垂等性能。由 于纺织原料、组织结构、加工工艺和染整后加工技术的不同，织物的性能对纺织最终 制品的影响效果也不尽相同，消费者对织物的力学性能要求因用途而异。对于装饰用 织物、产业用织物和衣着用织物而言，一般对织物纰裂性能的要求应该是有差异的。 由于梭织物的特殊构造形式，织物一般表现为既有一定的抗纰裂性，还应有一定 的可纰裂性。一味追求织物的性能十全十美是不现实的，也是没有必要的，往往会求 此失彼，如果千方百计获得某一个方面的性能，会失去另一个方面的性能，甚至失去 了该产品的原有风格。从经济角度来看，在满足使用要求的基础上，过于追求织物的 某些性能项目，只会导致性能价格比的提高，造成经济上的浪费。 织物在使用过程中，因受到外力拉伸或摩擦与外力的混合作用时，织物经线与纬 线产生相对滑移，造成纱线之间间隔增大，纱线密度减小形成裂缝的现象称为织物“纰 裂”。织物的纰裂性能是织物中纱线的滑移性能，表现的形式足织物表面形成裂缝， 它与织物的破洞在形态上有相似之处，但是，纰裂是指纱线在织物中h ，移形成的裂缝， 梭织物纰裂分析 第一章绪论 而不是纱线因断裂所产生的破洞。 “衣食住行”是人们生活中必不可少的物质条件，人在生活中的一举一动都与纺 织品有直接或间接的联系，每时每刻都离不开纺织品。随着人们消费观念的转交，社 会维护消费者利益的意识提高，就衣着用纺织品而言，对织物的花色、功能和品质的 要求越来越高，除了采用视觉和手感来传递评价织物的外观风格信息外，还会对织物 或服装的某些部位施加外力，检测它们的内在质量。其中作为衣着用织物的纰裂性能 如服装缝合处的缝迹是否纰裂，通常作为必不可少的检测项目。 1 2 国内外关于织物纰裂研究的现状 织物作为服装的主要材料，过去人们对织物的缝迹纰裂强度、织物的交织阻力有 过不少探讨。 根据外界因素对织物的作用方式和纰裂的部位不同，目前，对织物纰裂的研究类 型可分为缝迹纰裂和摩擦纰裂两种：前者主要发生在服装的肩胛缝口肋下缝口、侧缝 口、直裆缝口等部位处：后者主要发生在裤子的臀部、腿肘部，以及上衣的胳膊肘处。 造成织物纰裂的原因，一方面是织物本身结构如织物紧度、织物组织以及构成织 物的原料种类外，还与织物的织造工艺和织物的压整理等；另一方面是外界对织物施 加力的作用形式如服装的穿着方式、不同部位与外界接触方式以及服装的缝纫加工工 艺等。日本在服装面料缝制加工性的测试方法【1 】方面，对服装接缝强度的测定进行了 描述。美国也制定了织物各种接缝形式的机织物抗滑移实验方法标准。国内关于织物 纰裂的测定【2 1 也曾经有专门的探讨，模拟服装接缝形式的不同，对试样条沿宽度方向 采用不同形式的对接缝合，类似于织物强力试验，在拉伸试验仪上等速拉伸。特别是 对于容易产生纰裂的丝织物，关于纰裂的原因、测试方法及防止【3 ，4 】，通常采用的研 究方法都是模拟服装穿着过程中，受到一定的外力而测得裂缝尺寸或纱线滑移一定的 距离而需要的外力大小，即定滑移量法和定负荷法两种。织物纰裂的根本原因是由于 织物中经纬交织点处交织阻力较小而引起的，有关织物交织阻力的分析和测试1 5 】从理 论上也有过叙述，由于织物中经纬纱线相互依存，相互制约，单个交织点的交织阻力 是难以测定的，所以采用从织物巾抽拉一根规定长度纱线的办法，测得所需要的外力 来表示织物的交织阻力。浚方法测行的一定长度纱线的交织m 力与织物缝迹纰裂强度 2 棱织物纰裂分析 第一章绪论 之间存在着一定的关系，在某种程度上都可用来表示织物中经纬纱线间交织力大小。 目前，关于织物纰裂的测定，主要探讨的是如何使织物产生纰裂的。对于织物产 生怎样的裂缝才能定义为纰裂，有人用微机模拟视觉处理技术识别纰裂临界点6 1 ，就 织物临界点的视觉处理过程进行分析，提出了处理纰裂识别的一般途径。 1 3 本文主要研究内容和方法 纱线织物在通常的使用过程中，受到外界的作用力是多种形式的，缝迹纰裂是模 拟服装缝迹处受力而发生的纰裂，因为试样是由平缝线联结而成，所以，该试验可认 为是织物“线状”受力纰裂；摩擦纰裂以及手工捏拉纰裂是模拟在织物两面施加压力 和摩擦力，如两手捏住织物对拉形成的纰裂现象，可认为是织物的“面状”受力纰裂。 除了缝迹纰裂和摩擦纰裂外，还有一种纰裂的形式钩裂，它是由锋利坚牢的物体 插入织物中，沿织物轴向施加作用力，导致织物中纱线的滑移而产生裂缝，也就是通 常在纺缨品使矛过程中的“钩裂”现象。 。织物的纰裂性能不仅影响到服装缝纫加工性以及在穿着过程中缝合处的坚牢程 度，而且影响到织物制品的表面形态。 针对织物纰裂的评价方法，一方面可采用客观方法，使织物在不同的受力条件下 形成裂缝，测得所施加的外力大小或纱线滑移量，用其来表示抗纰裂性，并且对所测 得的有关指标进行相互对比分析，系统的阐述采用客观的机械方法所表征的指标之间 的相互联系。 另一方面织物的纰裂是属于人的视觉判定织物表面形态变化的范畴，因此可以采 用主观视觉评定的方法。 另外，织物的纰裂性能与织物的基本结构和交织阻力等有很大关系。因此，本文 首先分析了织物的基本结构和交织阻力以及它们对纰裂的影响，然后分别采用主观评 定和客观评定的方法对不同织物的纰裂进行了分析。 在主观评定中，由于人眼的辨别能力的差异以及周围环境的不同，对织物表面形 态变化量的辨别敏感程度也是有差异的；另外，由于织物受力方式的不同，织物裂缝 形态千姿百态。本文采用通常较多出现的近似三角形的裂缝形态，设计了几军4 t 通过视 觉观察商接表征织物纰裂的指标，并通过大量视力正常人对不同裂缝、1 ：嗣距离和 棱织物纰裂分析 第一章绪论 颜色的织物进行视觉评价，得到较理想的主观评价的最小裂缝鉴别距离。 在客观评定中，本文对织物的缝迹纰裂、摩擦纰裂和钩裂分别进行了分析，并提 出了测试钩裂的新方法，设计了针式纰裂装置，主要是模拟纺织品在没有对织物表面 正压力的情况下，织物中有一点受到沿织物平面方向的外力，测试织物定裂缝量时的 受力大小或定负荷时的裂缝大小，也可认为是“点状”的受力纰裂。同时，本文对于 采用不同测试方法所采用的指标之间的相互关系进行了分析，并建立了纱线在织物中 的受力情况的力学模型。 参考文献 【1 张亮恭等译校 日 纤维性能评价研究委员会编的纺织测试手册1 9 8 7 年9 月第一 版中国纺织出版社 【2 张玉惕浅谈织物纰裂的测定纺织学报，1 9 9 2 ；1 2 ( 1 ) ：4 3 4 4 3 顾红烽桑蚕丝织物产生纰裂的原因及防止丝绸1 9 9 8 ；9 ；2 2 2 3 【4 周颖等丝织物纰裂的成固及测试方法丝绸1 9 9 8 ；l ；3 8 4 1 5 陈惠兰姚穆织物交织阻力与纰裂性能的分析和测试纺织学报1 9 9 2 ；9 ；1 3 4 一1 4 【6 徐回祥等用计算机模拟视觉处理技术识别纰裂临界点丝绸。1 9 9 9 ；4 ；1 4 - 1 6 梭织物纰裂分析第二章织物纰裂的视觉评定 第二章织物纰裂的视觉评定 2 1 人的视觉系统 人眼的成像光学系统是由角膜、瞳孔、房水、晶状体和玻璃体等组成。 外界光线在眼球内发生折射，最终在视网膜上成像，视网膜具有同神经组织类似 的复杂结构，其中包含有对光刺激高度敏感的锥体和杆体( 视杆和视锥) 细胞，能将外 界光刺激所包含的视觉信息转变成为电信号，并在视网膜内进行初步处理，最后以视 神经纤维电位的形式传向大脑。 在视网膜中心及黄斑区分布着大量的锥体细胞，在视网膜其他区域分布着更多的 杆体细胞。锥体细胞和杆体细胞具有不同的视觉功能，前者是明视觉器官，后者是暗 视觉器官。 杆体细胞对光有高敏感性，能接受微弱光刺激。因此，在比较暗的条件下，由于 它的作用而形成了暗视觉。它只能分辨出纤维材料的形状和明暗，不能分辨纤维材料 的细节和颜色。在光亮条件下，杆体细胞不起作用。 当亮度达到一定水平时，锥体细胞的活动被激发起来，它能精细地接受外界的刺 激，能分辨纤维材料的细节和颜色，因此，由于锥体细胞的作用而形成了明视觉。 对于纤维材料形状研究来说，主要关心的是杆体细胞的功能和暗视觉的作用，而 对于颜色研究来说，是锥体细胞的功能和明视觉的作用。 2 2 人眼的辨别能力 被观察物的大小对人眼形成的张角称为视角。视角的大小决定物体在视网膜上的 像的大小。当人眼睛与物体之间的距离一定时，若物体越大，则视角也大，物体在视 网膜上的像就越大。同一物体，越靠近人的眼睛，则在视网膜上形成的像也越大。其 相互关系是： 1 2 a t a n = 22 d 式中：d 视角； 梭织物绌裂分析第二章织物纰裂的视觉评定 爿物体的大小； d 物体与眼睛之间的距离。 眼睛与物件表面的视角及距离决定了物体表面两点间可分辨的最小角度，称为眼 睛的鉴别力，一般人的眼睛可分辨两点问的鉴别角度约为 0 0 1 6 7 。( 1 6 0 = 0 0 1 6 6 6 6 。) 。眼睛与物件表面的视角及距离决定了物体表面两点间 可分辨的最小角度，称为眼睛的鉴别力，一般人的眼睛可分辨两点间的鉴别角度约为 0 0 1 6 7 。( 1 6 0 = 0 0 1 6 6 6 6 。) 。 一般检验织物时人眼与织物的距离为6 0 8 0 c m ，若为6 0 c m 处人眼分辨织物中纱线 间的最小尺寸为： a = 2 d t a n 竺：2 6 0 0 t a n 旦塑：1 2 0 0 0 0 0 0 1 4 4 8 6 2 ：o 1 7 3 8 3 4 4 m m 22 同理，8 0 c m 处的最小尺寸为0 2 3 1 7 7 9 2 m m 。 普通织物一般都是接近紧密结构，纱线是紧密排列的，当在较远的距离观察织物 轻微纰裂时，主要是织物色彩的变化，即灰度的变化。 2 3 织物中纱线的空间混合 根据加法混色原理，当距离甚近的色彩点或线，距人眼大于视觉距离时，人眼就 不能将其分清或各色点( 线) 频繁交替作用于眼睛的同一部位，也会产生加法混色效 应，此现象称为色彩的空问混合。据测定，若两个直径约1 5 m m 的色点，在距人眼5 m 以上时，它在视网膜上的投影直径小于能感受色彩的感色细胞的直径( 约4 9 u m ) ，则 这两个色点的投影像就落到了同一个感色细胞上，而产生视觉混和的效果。如普通彩 色电视机的画面是由红、绿和蓝三种荧光分排列而成的，荧光粉的点子大约0 。3 r n m ， 即显示屏在l m m 2 内大约有红、绿和蓝各三个共九个点子，在1 5 m 的距离上与人眼所 形成的张角为1 ，小于视网膜上锥体细胞的面积，超出了人眼的分辨能力。所以，从 显示屏上看到的仅仅是三种光混合后的效果。 产生色的空间混和的条件：一是混合色必须是细点、细线，且呈密集状并列排列。 它们愈细密，混合效果愈明显。二是色空间混合的效果与视觉距离有关。距离愈远， 混合效果愈好。 空间混合色的明度为被混合色的明度的平均值，因此空间混合电称中问混合。色 梭织物纰裂分析 墨三兰堡塑丝型堕塑垄堡曼 的空间混合具有以下特点：不同的视觉距离具有不同的混色效果，如今看色彩丰富， 远看色调统一；色彩有掺动感，适于表现光感；可用少套色而获得多色的效果。如彩 色印刷、多色织造等就有这种效果。 2 4 织物裂缝形态 织物在使用过程中i 在外力的作用下会产生各种各样的裂缝形态，各种织物纰裂 形态如图2 一l 所示，裂缝主要形状有矩形如图( a ) 、三角形( b ) 、圆形( c ) 和波纹形( d ) 等。 ( b ) 梭织物纰裂分析第二章织物纰裂的视觉评定 ( c ) ( d ) 试样纰裂形态示意图 由于织物特别是细密纺织纤维的集合体，当织物发生纰裂时，织物中的纱线将产 生紊乱现象，织物中一个系统或两个系统的纱线产生由伸直状态沿织物经向或纬向弯 曲。实际上是织物局部的经密或纬密发生变化，根据织物密度的变化，在织物表面上 可分为正常区和纰裂区，纰裂区又可分为低密区d ( 即裂缝区) 和高密区g 两个区域。 织物高密和低密区域的密度平均值等于正常区域密度，如图2 - 2 所示。 梭织物纰裂分析第二章织物纰裂的视觉评定 图2 - 2织物纰裂区域示意图 人眼鉴别织物裂缝是以织物密度的变化为依据的。织物密度的变化会导致织物表 面纱线形态的变化或色彩的不匀。这对于以视觉效果为主的织物特别是丝织物来讲是 一项十分重要的品质要求，如织物检验中的纬档疵点以及服装的缝迹质量等都是消费 者所关心的质量问题。 当织物形成大的裂缝时，人眼主要观察到的是裂缝的形状提供的信息：而较小的 裂缝主要是色彩的不匀。由于织物中纱线排列的紧密程度不同，有的织物可形成较大 的裂缝，而有的织物只能形成较小的裂缝，否则，滑移至高密区的纱线因集挤在一起 不能再移动，外力会使受力系统的纱线拉断丽成为破洞。 2 5 织物纰裂形态表征方法 织物纰裂形成的裂缝形状有各式各样，织物无论出现何种纰裂的形式，都是纱线 在织物中产生滑移所致。根据受力作用原理，织物纰裂的模型如图2 3 所示。 梭织物纰裂分析第二章织物纰裂的= ! | l 觉评定 图2 3 织物裂缝示意图 根据织物纰裂形态，表征裂缝大小的方法大致有以下几种： 1 、纰裂值h ：是指织物表面加摩擦力和拉伸力，使织物组织点移动产生纱线滑 移的距离h ，单位m m 。 2 、纰裂纱线偏离度c ：它是指纱线受n 争j - 力作用偏离纱线轴的程度，即纱线弯 l 曲变形的高度h 与织物工艺密度的比值，即c = 善1 0 0 = p h 1 0 。尸为织物中 l 纱线的密度，单位为根c m 。 3 、纰裂缝面积s ：根据人眼检测织物的纰裂现象的视觉原理，对纰裂的检验主 要是裂缝的形状大小的变化。 在织物的实际使用过程中，经过调查发现，多数织物裂缝的基本形状为近似三角 形状，如图2 - 3 所示，裂缝的高度为h ，宽度为，人眼对角严重纰裂现象的辨别能 力主要是织物裂缝的大小，也就是裂缝的面积，即s = h 矿。 4 、纰裂纱线弯曲残留率，是指织物中纱线在外力作用下发生弯曲变形s ，卸载 a 1 后一定时间残留弯曲变形为s ，则纰裂残留率为r = ；1 0 0 。 2 6 织物纰裂的日测评定 人们所关心的是织物纰裂至何种程度才能被人眼察觉到，以及观察者和环境是如 何影响织物纰裂的。 梭织物纰裂分析 第二章织物纰裂的视觉评定 2 6 1 织物纰裂的视觉检验条件 检验台板为织物的对比色，与水平夹角为6 5 。，光源采用荧光灯，台面照明为 6 0 0 7 0 0 勒克斯，外部光源应控制在j 5 0 勒克斯以下。 试样正面平摊在台板上，检验人员位于台板的正面，人眼与织物试样中心选择 2 m 、1 5 m 、l m 、0 5 m 、0 3 m 等五个距离等级。 2 6 2 织物纰裂视觉测定方法 在同一块试样上，人为制造大小纬向裂缝若干个，并且随机分布，如图2 - 4 所示。 图2 - 4 人为制造的织物纰裂试样 将各裂缝分别用数码相机拍照，为了观察清楚裂缝真实形态和测量裂缝的尺寸参 数，将织物裂缝通过织物密度镜( 放大倍数为2 0 ) 放大后进行拍摄，输入微机测得裂 缝的尺寸。选择5 0 名检验人员对织物裂缝进行观察鉴别，统计在同一距离对同一织 物裂缝可辨认清楚裂缝的人员比率，用人眼裂缝可见率表示，根据检查人员辨另4 织物 裂缝的记录，计算出在不同距离对不同裂缝大小时人眼的可见率。 试验一：试样为涤丝纺，织物为白色，经密4 0 根c m ，纬密3 5 根c m ，经线直 1 l 援织物纰裂分析 第二章织物纰裂的视觉评定 序裂缝高裂缝宽纰裂纱裂缝面积2 米处1 5 米1 米处0 5 米0 3 米处人 号度度线偏离s 疔n m 2人眼可处人眼人眼可处人眼眼可见率 h h a mw h n m 度见率腻可见率见率可见率胍 c p , 4瞄p 试验二：试样为尼丝纺，织物为红色，经密4 5 c m ，纬密3 0 根c m ，经线、纬线 直径均为0 2 m m ，衬为白色，纬向纰裂。不同距离对各裂缝入眼可见率见表2 2 所示。 表2 - 2 尼丝纺在不同距离时各裂缝的人眼可见率 梭织物纰裂分析第二章织物纰裂的视觉评定 2 6 3 织物纰裂视觉评价结果分析 在表2 1 中，以在1 米处观察织物不同大小裂缝的人眼可见率，采用 二元线性回归方法，试验1 0 次，计算出裂缝可见率x 与裂缝尺寸( 高度) y 的 回归方程是： 由表中测得的数据计算出：；= 0 5 8 7 9 ，y = 8 1 9 0 0 0 ，( x 一；) ( y 一歹) = 2 4 9 7 1 8 ( j 一；) 2 = o 3 5 5 9 ，z o , 一歹) = 2 7 0 6 9 0 0 0 。 引= 专挈= 筹川蜥z a = 一y b x = 8 1 9 0 0 0 5 0 4 7 1 4 x 0 5 8 7 9 = 4 i 0 8 4 9 则纰裂缝大小与裂缝可见率的线性回归方程为：y = 4 1 0 8 4 9 + 7 0 1 6 5 2 x 单相关系数为：r = 0 8 0 4 5 ，自由度为8 ，查表得：0 5 ) = 0 6 3 1 所以，在5 显著水平下，两者的线性相关显著。 裂缝大小与可见率的关系曲线如图2 - 5 所示。 图2 5 裂缝高度与可见率的关系曲线 梭织物纰裂分析 第二章织物纰裂的视觉评定 从图中可见，裂缝高度越大，裂缝可见度越高。人们观察织物裂缝的鉴别能力， 除了与环境等客观因素有关外，还与检验人员对织物检验的经验和主观情绪等有关， 对于个体的人的来讲，这种干扰几乎是不可避免的，随着参加检验人员的增多，采用 多数群体，可适当降低人为主观的影响。 表2 2 所示，试样为染色织物，检验人员对裂缝的可见率有明显的降低，色样纰 裂如图2 6 所示。 圈2 - 6 色样的纰裂图 两个试验所测试的织物为平纹，经纬纱线在织物中所占用的宽度范围为 1 4 棱织物纰裂分析第二章织物纰裂的视觉评定 o 2 0 3 m m ，根据眼睛鉴别力的理论计算公式，人眼能够辨别出试样中相邻纱线的最 大距离范围为6 9 0 3 1 2 1 0 3 5 4 6 8 c m 。 由以上分析得到的裂缝大小与裂缝可见率的线性回归方程可知，在l m 处人眼可 辨别出织物中该纱线的可见率为5 5 1 2 0 , 4 。 两个试样中纱线之间的距离，即工艺密度为o 2 2 0 2 5 m m ；织物一个循环中，由 _ 经纬线形成的基本单元为矩形，面积一般在o 0 4 8 4 0 0 6 2 5 m m 2 。在l m 处该织物的一 个基本单元，小于视网膜上锥体细胞的面积，超出了人眼的分辨能力。从织物表面上 所观察到的仅仅是各种纱线反射光，以及织物背衬透过空隙或透过纱线反射光混合后 的效果。 根据以上分析，对于斜纹织物来讲，在距织物l m 处观察织物，欲达到大多数人 ( 8 0 ) 看清织物纹路清晰的效果，斜路之间的设计间距至少应为o 5 5 4 6 m m 。当然， 织物入射光线的角度对于辨别织物的纰裂是十分重要的。 梭织物纰裂分析 第三章响纰裂性能的织物基本结构分析 第三章影响纰裂性能的织物基本结构分析 织物发生纰裂无论是通过视觉判断还是通过仪器测定，都与织物结构密切相关。 本章简要介绍织物的基本结构知识。 机织物的几何结构，不仅是指织物二维空间内的经纬线之间的尺寸和交织组织规 律，而且是指经纬线在立体空间中的相互关系。经纬线密度、经纬密度、织物组织是 几何结构最基本的要素，织物中纱线的空间弯曲参数也是人们研究的对象。从上世纪 3 0 年代的皮尔斯( f t p e i r c e ) 到5 0 年代的布里莱( s b r i e r l e y ) ，分别开拓了应用 几何结构法和经验回归法研究织物结构的历史。至今，这方面的研究已不再限于纯几 何学的研究。织物的成形力学理论，三维微区几何学的研究都已有所发展【1 i 。 3 1 织物内纱线的几何形态 纱线的横截面有许多形态，最为普通的是近似圆形，但在织物中由于受到经纬交 织压力的作用，会发生压扁变形。该变形的程度一般用压扁系数n 表示。 n ：生 d 2 式中：d 。纱线在织物切面图上垂直布面方向的直径； d 。由公式计算的纱线直径。将纱线视为圆形截面。 t 1 的大小与织物组织、密度、纱线原料、组合和织造工艺等有关，一般为0 8 。 纱线在织物中受力越大，压扁系数就越小。 由于纱线线密度的表示方法常用间接指标来衡量，纱线直接指标( 直径) 与间接 指标( 旦尼尔和特克斯) 的关系是： 。停c 跳 z s 。序湎毗 棱织物批裂分析第三章响纰裂性能韵织物基奉结构分析 式中：d 、n 。分别指纱线旦尼尔数和特数： 6 纱线的体积重量；( m g m m 3 ) 。生丝的5 值为1 1 2 ，绢丝为0 7 5 ，棉纱为 0 8 0 o 8 9 。 上式计算的纱线直径为圆形截面的直径，6 值越大，纱线可压扁程度也越大。 3 2 织物的紧密程度和紧密织物 3 2 1 织物盖覆紧度 织物盖覆紧度是指织物中经纬纱线的盖覆面积占织物总面积的比值( ) 。它是在 二维平面内评价织物紧度的指标，织物盖覆紧度分为经向、纬向和总盖覆紧度三种不 同的表达方式，即： 织物的经向盖覆紧度( ) ：e ，= m d 。 织物的经向盖覆紧度( ) ：= 仇d 织物总盖覆紧度( ) ：e = e j + e 一等 式中：p ，、p 经纬纱线的密度( 根1 0 c m ) ； d ，、d t 一经纬纱线直径( m m ) 。 当织物的经向或纬向达到理论上的最大密度时，称为紧密织物，也就是说织物某 一系统纱线间被另一系统纱线分开的距离等于另一系统纱线的直径。 紧密织物可分为经向紧密织物和纬向紧密织物；若经纬直径之和大于或等于经线 几何密度，即d j + d g j ，如图3 - l 所示， g ，= ( d j + d 。) 2 - h ，2 ，为经向紧密织物： 同理，若经纬直径之和大于或等于纬线几何密度，即d ，十d ，g ，g = ( d ，+ d 。) 2 一 。2 为纬向紧密织物。既不是经向紧密织物也不是纬向紧密织物的，成为非紧密织物。 圈3 - 1缝向紧密织物示意图 棱织物纰裂分析 第三章响纰裂性能的织物基本结构分析 几种炼自真丝织物几何结构参数及紧密织物判别见表3 1 所示。 表3 1 炼白真丝织物几何结构参数及紧密织物判别 岫们垒几堡矍几竺经线直径纬线直径( d j + d w ) 判别紧密 窖 品号品名组织密度密 度d j m 4 m 5 。r a m m m 蕻疡、 号 g j r a m g j m m 2 1 1 1 5 3电力纺平纹 o 1 5 1o 2 3 4o 0 9 7 31 9 0 0 5 斜纹绸 2 20 1 3 1 0 2 2 4 o 1 4 l 4 1 2 1 0 3 5 1 4 5 8 3 61 0 1 0 1 斜纹 双绉平纹 索绉缎5 3 缎纹 乔其平纹 7h 1 7 8 3 和服绸泥地 0 1 6 9 0 0 9 5 0 2 5 8 o 1 9 4 0 1 1 7 0 0 9 0 0 1 1 50 2 1 2 经紧、纬松 0 1 0 2o 2 4 3 经紧、纬紧 0 1 2 4o 2 4 1 经紧、纬松 0 1 1 6o 2 8 4 经紧、纬紧 o 2 2 8o 2 7 5o 0 8 20 0 8 6o 1 6 8经松、纬松 0 0 9 70 1 8 80 1 1 50 1 6 9o 2 8 4 经紧、纬紧 从表中可见，平纹织物的洋纺、乔其为非紧密织物，电力纺和双绉是经向紧密、 纬向非紧密织物，素绉缎和和服绸为缎纹和泥地组织经纬向均为紧密织物。 一般地，在外力作用下，织物结构较松的纱线系统容易使另一系统的纱线产生滑 移纰裂。 3 2 2 纱线的屈曲波高、结构相和支持面 织物内经( 纬) 屈曲的波峰与波谷之间垂直于织物表面方向的距离( 唧) ，称为 经( 纬) 线屈曲波高，用h 。( h 。) 表示。 根据p e i e r 公式有： h 。+ h ，= ( d 。+ d ) r t 式中：n 为纱线的压扁系数。 织物在一定压力下，与某平面接触的面积对织物总面积的比值，称为织物的支持 面。织物的支持面可分为经支持面、纬支持面和同支持面。经支持面织物容易产生纬 向纰裂；相反，纬支持面容易产生经i 却纰裂：同支持面织物，如零结构相或经纬直径 明等时的第7 i 结构姻，耐蜉嚏能较好，织物耐穿耐辩 。 1r 梭织物纰裂分析第三章响纰裂性能的织物基本结构分析 规定经纬屈曲波高每变动1 8 个( d j + d 。) 的几何结构状态，称为变动一个结构相。 对于不同织物的风格特征，都具有相应的几何结构相，如电力纺、府绸等平纹织物， 其h ， h 。它们的结构相位较高，属于经支持面，由经线构成织物表面明显的颗粒效 应。高结构相织物，经线屈曲波高大，需要具有移大的经线密度，织物的经向织缩大， 经向断裂强伸度大，但是容易产生纬向纰裂。 3 2 3 纱线屈曲波高、结构相与织物的盖覆紧度的关系 大多数织物为小i 司支行回织物，丝织物多数为经支持向织物，将织韧经线( 纬线) 高出纬线( 经线) 部分，称为织物纹路深度( 用x 表示) ，或称为屈曲波高差，如图3 - 1 所示，经线纹路深度为x 。现以经支持面、紧密织物为例，分析它们之间的相互关系。 ( 1 ) 屈曲波高与结构相的关系： 经屈曲波高为汕= ( h _ 1 ) 华 纬屈盐波高为：h ：( 9 一h ) 生三生 g 9 生+ 1 或肛蚤 h 。 零结构相有：h j = c k ，h = d j 由上式可见，织物的结构向位越高，经屈曲波高越大，而纬屈曲波高越小。 ( 2 ) 纹路深度与屈曲波高的关系： 对于经支持面织物，经线纹路深度x ，= = 1 ( h ，+ d 。) 一( h ，+ d 。) 对于纬支持面织物，纬线纹路深度x _ = 晏 ( h 。+ d ) 一( h i + d ，) 对于同支持面织物，由于纹路深度x = o ， 则h 。+ d = h ：+ d ， 即h 。一h = d ，一d 。 根据t ：e ，p r 公j i ： 梭织物纰裂分析 第三章 响纰裂性能的织物基本结构分析 h ，+ h 。2 d j + d 。 上两式相加得同支持面织物：h j = d ，h = d ( 3 ) 结构相与织物盖覆紧度的关系： 根据零结构相紧密织物纬向切面匿，如图3 2 所示，一个经线组织循环内经线所 占有的长度l ，( r a m ) 为：设t 。、t ，为经线、纬线在一个组织循环内与纬线、经线的交 错次数，一般为2 ：r ，、r j 为经、纬线循环数。 图3 2 零结构相紧密织物纬向切面图 l ，= t a + b j = 2 a j + b j 铂= 扛了丽 h 1 - ( h - 1 ) 生生 。 8 b j = ( r j t ，) d 。 根据织物盖覆紧度的定义：( 除零结构向外) 经向紧度与结构相的关系为： e ( ) = r ，d j l ，1 0 0 = i o o r ，d j t 扣了历i 面瓦五了万+ ( r 。一t ，) d ， = 8 0 0 r ，d 。 t ，( d 。+ d ，) 历i j 万可+ 8 ( r ，一t ，) d ， = 8 0 0 r ，o , i t 。( d 。十d 。)、厅歹i 面贾而+ 8fr 。一t 。)d 。j i 州理： 梭织物纰裂分析第三章晌纰裂性能的织物基本结构分析 纬向紧度与结构相的关系为： ( ) = 8 0 0 r ，d t ，( dj + d 。) ( 1 7 一h ) ( 日一1 ) + 8 ( r ，一t ，) d 。 一般地t ，= - t 。= 2 ，若d j = d 。= d ，可得不同支持面、紧密织物的盖覆紧度与结构 相之间的关系简式： 则：e j ( ) = 2 0 0 r ，5 4 ( 7 + 日) ( 9 一日) + 2 ( r 。- 2 ) e 。( ) = 2 0 0 r 。 ( 1 7 一h ) ( 日一1 ) + 2 ( 甩一2 ) 1 对于紧密平纹织物：l j = 2 a ，+ 0 2 2 a ，2 得： 同理： 钆5 厄“，22 去 p j 2 ( d j + d ，) 2 - - h 。2 = l ( 1 ) p - 2 ( d j + 出) 2 - - h ： = 1 ( 2 ) h j + h = d j + d - _ 一( 3 ) 紧密织物以上三式应同时满足。 可知，当经纬直径一定时，经密越大( 或经向紧度越大) ，经屈曲波高越大，而 纬屈曲波高越小，纬密应减小。 表3 2 中列出规则组织紧密织物，各结构相时的盖覆紧度值。( d j = d = d ) 表3 2 规则组织紧密织物的结构相与盖覆紧度的关系 梭织物纰裂分析 第三章晌纰裂性能的织物基本结构分析 注：表中数值是假设纱线在织物内部没受任何挤压，截面为圆形的前提下进行计 算的，纱线轴均不产生左右横移，所以极限值为1 0 0 。凡紧度值大于1 0 0 的也用1 0 0 表示，其计算数值列于括号内。 一般地，府绸类织物的经向紧度接近第七结构相，华达呢接近第八结构相，卡其 类织物接近第九结构相。 3 2 4 织物中纱线的填充紧度 若织物为经支持面，非紧密平纹织物，一个组织循环内，织物几何密度为g ，g 交织角为oj 、ew ，如图3 - 3 所示。 梭织物纰裂分析第三章响纰裂性能的织物基本结构分析 一一 滁一- 下一了 淞l ， 盯 f 7 箩 h 一g w r乡 图3 - 3 梭织物结构模型 经线的半波伸直长度2 】为： l 。= 1 。+ 2 l 。= i ，+ 2 。j 圭( d + d ) 一孺 同理：l = 1 + 2 xow 三2 ( d ，+ d ) 。0 砑 。 v 。 该段纱线的体积为： v ：三 。 4 v ：土 4 x x d j 2 x l 3 x x d 2 x l 由于是经支持面平纹织物，所以一个组织循环的总体积为： v = g j g 。t 。：上( h ，+ d 。) p j p ” 可得经线、纬线和纱线的总填充紧度如下： 经线的填充紧度为： 盱等= ( 言nx d j 2 p j 丽) ( h 川。) = ( 三n d j xe j 瓦再) ( h ，+ d ，) 纬线豹填充紧度为： p = 堡v 二= ( 上4 xn 砒2 扎佤虿可) ( h ，圳 v 。 j 。 ：3 棱织物纰裂分析 第三章 响纰裂性能的织物基本结构分析 = ( x x d 。x g ，x 历) ( h j + d ) d v 。 。 经支持面织物的纱线总填充紧度： p = ( v 。+ v ，) v 。南( d ，x e ；x 何万一1 + d x g x 厨河) 由上式，若n = p ，则 ( 1 ) 对于同支持面紧密织物，若h j = h 。= h ，d j = d = d ，e j = e = e ，则 p = 兰f x 而 4 园e = 5 7 8 得p = 5 2 3 ( 2 ) 对于第九结构相，h ，= o ，设d j = d ，= d ，h j = 2 d ， p = ( v j + v ) v = ( 丢n 寺) ( d x g j x 而+ d x = 吾( g j x 4 1 瓦2 + 1 + e ) 若e j = 1 0 0 ，e - = 5 0 p 。卺x ( 1 丽+ 0 5 ) = 5 0 0 9 采用上述方法，可计算出不同结构相的纱线填充紧度值，见表3 - 3 所示为平纹织 物中结构相与盖覆紧度和填充紧度的关系。 表3 3 平纹紧密织物中结构相与盖覆紧度和填充紧度的关系 屈曲波高盖覆紧度，填充紧度， 结构相 h j h 。h j h 。e j e w e p j pw p l 0 02d 5 0 0( o 。) 1 0 0 1 3 0 83 7 o l5 0 0 9 1 0 0 2l 70 2 5d1 7 5d5 0 。3( 1 0 3 ) 0 01 4 8 03 8 0 3 5 2 8 3 1 0 0 梭织物纰裂分析第三章响纰裂性能的织物基本结构分析 从表中可知，织物中经纬纱线所占最大的体积的结构相为第二和第八结构相，随 着织物结构相位的增大，经线所占的体积也增大，而纬线所占的体积减小，至第八结 构相时，经线的填充紧度达到最大，纬线的填充紧度到第九结构相时为最小。同一结 构相的织物，填充紧度值远小于盖覆紧度值，这说明织物中具有较多的空隙，为纱线 在织物中产生滑移创造了充分的条件。 通过测试得到的织物平方米重g ( m g m m 3 ) 和厚度t ( 唧) ，可以计算出纱线在织 物中的体积空间占有量p ( ) 。设织物中经线所占比例为k ，纬线