棉织物弯曲性能与折皱回复角的关系研究

1、棉织物弯曲性能与折皱回复角的关系研究摘要：本文概述了目前主要抗皱评价方法存在的问题，着重介绍了折皱回复角测量方法，以棉织物为例，分析了不同织物的弯曲性能及其与抗皱性的关系。通过数学方法得到织物弯曲刚度、弯曲滞后矩与折皱回复角的线性回归方程。回归方程显示：随着弯曲刚度的增加，折皱回复角线性增大；而随着弯曲滞后矩增加，折皱回复角线性减小，并用其他样本回代检验了回归方程的适用性。关键字：折皱回复角，弯曲刚度，弯曲滞后矩，统计回归Research on relativity between fabrics bending performance and its wrinkle recovery ang

2、leAbstract: In this paper, problems of the widely used evaluation methods of fabrics crease-resistance were summarized, the method of wrinkle recovery angle testing was emphasized. Besides, taking cotton fabric as example, different fabrics bending performance and its relationship with crease-resist

3、ance was analyzed. Linear regression equation with bending rigidity & bending hysteresis moment as independent variables and wrinkle recovery angle as dependent variable was established through mathematical method. The regression equation showed that wrinkle recovery angle increased linearly along w

4、ith the increase of bending rigidity, but decreased with the increase of bending hysteresis moment. Moreover, applicability of the regression equation was proved by the back-substitution.of other samples. Keywords: wrinkle recovery angle, bending rigidity, bending hysteresis moment, statistical regr

5、ession0 前言随着经济的发展和人民生活水平的日益提高，人们对于纺织品的美观性能以及易护理性能提出了更高的要求。织物的抗皱性能直接影响了纺织品的美观特性，同时，也是织物易护理性能的重要评价指标之一。1织物抗皱性能的评价方法目前，对于织物抗皱性能常用的评价方法主要有主观评价方法和客观评价方法两大类。主观评定方法主要采用AATCC 128-1999标准以及GB/T 2660-2008 衬衫标准中关于成品主要部位起皱级差指标的规定，均是将试样与标准样卡在标准光源下通过目测进行比较，评定耐久压烫产品的外观1。由于是主观评定，人为的因素，诸如评级人员观察熟练程度等，使得测试的结果容易产生偏差，影响最

6、终的结果。此外，由于样卡的限制，以及测试过程的繁琐，使得只能在一些大城市的检测中心才能做这样一些测试。一般生产企业很难实施2。客观评价方法，采用的最多的是折皱回复角的测量方法，其操作过程参照国家标准为GB/T 3819-1997，先将试样裁减成规定的“品”字形，按照规定对折织物，在规定的压力下静置一段时间，卸去折痕负荷测量试样回复翼弹回的角度，这个角度叫做折皱回复角，分为急弹性回复角和缓弹性回复角。按照试验要求，测量过程包括经纬方向各10次，取各个方向的平均值作为纪录3。一般意义上讲，折皱回复角越大，则织物的抗皱性能越好。该测试方法比较简单，试验周期较短，适合广大生产企业及科研机构采用。但是，

7、这种方法存在这明显得缺陷，主要体现在织物本身的非均一性上【4】。在实际测试中也发现，由于织物变形，经纬向发生扭曲，品字型试样的回复翼宽窄存在差异等，测试精度不高且波动较大，难以评定折皱的综合情况。2织物的弯曲性能 织物的刚柔性、悬垂性、抗皱性与起拱变形，一般可统称为织物的弯曲性能。织物的弯曲性能对其尺寸稳定性、褶裥耐久性、折皱回复性及服装成形性等具有很大影响。织物在服用过程中会受到弯曲力矩的作用而产生弯曲变形。织物抵抗其弯曲方向形状变化的能力，称为抗弯刚度。而织物的弯曲刚度B是单位宽度的织物所具有的抗弯刚度，它反映织物的身骨。弯曲刚度越大，表示织物越刚硬；反之，表示手感柔软。而弯曲滞后矩2HB

8、表示织物的活络、弹跳性。2HB越小，织物弯曲变形后的回复能力越好4。弯曲性能与织物的抗皱性和变形回复能力有很大的相关性，一般意义上来讲，织物的弯曲刚度越大，弯曲滞后矩越小，则织物的弹性越好，抗皱性能也越好。织物的弯曲性能可以通过KESF系列风格仪测试。KESF系列风格仪由拉伸剪切、纯弯曲、压缩和表面性能四台试验仪组成，测试织物的16个力学、物理性能指标。其中KESF2用来测试弯曲性能【5】。KESF风格仪是精密仪器，操作方便且与人为因素无关，所以如果能将其测试结果与抗皱性评价中的折皱回复角指标联系起来，则有望得到客观、准确的抗皱性评价方法。本文的出发点也正是通过数学回归的方法建立模型，分析织物

9、的弯曲性能与折皱回复角的相关性。3试验测试及分析：31 试样测试为了得到全面的结果，选取12块不同规格的棉织物，分别测试其经纬向弯曲性能和经纬向干折皱回复角（DCRA）。弯曲性能通过KESF风格仪测定，尺寸为20cm20cm；折皱回复角则按照国标GB/T 3819-1997在经纬向各取十个试样进行测试，然后求平均值。经纬向差异也是折皱性的影响因素，为了方便回归将其进行归一化，经向表示为1纬向表示为-1。对抗皱性而言，缓弹性干折皱回复角更具意义，因此，这里只选取缓弹性干折皱回复角作为参考依据。测试结果如下表所示：表1 不同试样的弯曲性能及折皱回复性能试样方向（经纬）B（cNcm2/cm ）2HB

10、(cNcm/cm)DCRA()110.0730.0389128.581-10.03980.0213129.97210.08170.163182.92-10.03610.049108.6111310.16840.181398.263-10.3670.424351.04410.12350.090998.533334-10.04780.040993.98510.2570.296161.72225-10.11350.1177141.42610.18720.168260.276-10.05710.0679112.7471-0.1894-0.102144.917-10.14350.194398.79810

11、.37530.308647.798-10.26090.2314111.48910.08620.0505106.449-10.04930.0389103.281010.03520.023592.6777810-10.02590.021389.71110.04620.047598.111-10.04150.0439107.351210.027990.263446.7612-10.34010.311399.0932 SAS回归分析SAS（Statistical Analysis System，统计分析系统）是当今国际上著名的数据分析软件系统，是目前国内外数据管理和统计分析的首选。SAS的REG，OR

12、THORREG和GLM过程都可以用作回归。其REG过程具有许多功能，例如模型选择、回归诊断等。所以一般情况下总用REG作线性回归【6】。这里我们利用SAS系统，以织物的经纬向、弯曲性能B和2HB为自变量，以其缓弹性折皱回复角为因变量进行统计回归，得到结果表2、表3： 表2 SAS方差分析表SourceDFSum of SquaresMean SquareF ValuePrFModel38266.619892755.539966.310.0035Error208738.59513436.92976Corrected Total2317005表2给出模型和误差的方差分别为 Sr8266.61989

13、，Se8738.59513，也给出其自由度(DF)分别为3和20。则平均平方和(Mean Square)为Sr/3=2755.53996，Se/20=436.92976，并由此得F=2755.53996/436.92976=6.31。在SAS软件ProbF(or ProbH)项，当Prob0.01时，称回归方程高度显著；当0.010.05时（称回归方程不显著。而由上表知，F分布随即变量大于6.31的概率为0.0035|t|Intercept104.162936.1831616.85.0001X1-10.354554.32094-2.400.0265X2158.2737673.985632.14

14、0.0449X3-235.3927075.98063-3.100.0057表3给出了常数项和回归系数分别是104.16293，-10.35455，158.27376和-235.39270；它们的标准误差分别是6.18316，4.32094，73.98563和75.98063。t值为 t0=104.16293/6.18316=16.85， t1= -10.35455/4.32094= -2.40， t2=158.27376/73.98563=2.14， t3= -235.39270/75.98063= -3.10。并给出服从自由度为20的t分布随机变量大于它们的概率是0.0001，0.0265，

15、0.0449 和0.0057，均小于0.05，说明截距、X1、X2和X3的作用均显著。由此得到两个自变量的回归方程：Y=104.16293 10.35455X1158.27376X2235.39270 X3其中，Y为缓弹性干折皱回复角，X1为经纬向，X2为弯曲刚度B，X3为弯曲滞后矩2HB。可以看出，随着弯曲刚度的增加，折皱回复角线性增大；随着弯曲滞后矩的增加，折皱回复角减小。这与我们的常规看法是一致的，说明该回归方程很好的符合了实际情况。33 样本回代检验为了进一步检验该回归方程，另外测定了3块不同棉织物的弯曲性能及折皱回复角，对比由回归方程所得的折皱回复角与实际测得的折皱回复角，结果如下表

16、所示： 表4 试样实测缓弹性折皱回复角与计算值对比试样经纬B（cNcm2/cm ）2HB(cNcm/cm)DCRA()标准差计算值差值110.36750.445645.081.390347.0832.0031-10.19520.281274.43.115679.2204.820210.09810.194359.377.007663.5984.2282-10.02760.0516102.453.9382106.7404.289210.11910.121884.553.826283.988-0.5622-10.09860.118699.092.5963102.2063.116表4中DCRA为实际测

17、试所得的试样干折皱回复角的均值，标准差为该试样十个样本均值的标准差，计算值为代入回归方程所得的结果，差值则是计算值和实际均值之差。由上表可以看出，回归方程所得的计算值与实际测得折皱回复角相比差异不大，其差异与实际测量折皱回复角的标准差大致相当。同时，从实测值标准差可以看出，折皱回复角的测定本身就存在一定的波动性，这也正是折皱回复角测试存在的一个很大的不足之处。基于此，运用上述回归方法来对织物的抗皱性进行评定具有很大的可行性。 4结论：41通过建立以弯曲刚度B和弯曲滞后矩2HB为自变量，以缓弹性折皱回复角为因变量的回归模型，得出它们之间存在着很大的相关性。表现为回归方程Y=104.16293 10.35455X1158.27376X2235.39270 X3即弯曲刚度大，织物的折皱回复角也大，而弯曲滞后矩越小，其弯曲变形后的回复能力越好。42由反向代入检验与实际测试角度的比较，计算值与实测值的差异与实测值标准差大致相当，因此，可以将该回归方程运用于抗皱性评价方面，进行比较客观、准确的预测或考核指标。43其它的压缩性能、拉伸性能及剪切性能指标也有可能影响织物的抗皱性，甚至存在交互作用，有待进一步研究以建立全面综合的回归模型。参考文献：1 AATCC 128-1999，织物折痕回复：外形S.