绢丝混纺织物悬垂系数与KES指标的灰色关联与相关性分析

牛建涛，胡　绮，李桂景，黄紫娟

(1.苏州经贸职业技术学院，江苏苏州　215009；2.苏州市纤维检验所，江苏 苏州　215128；3.昆山出入境检验检疫局，江苏 昆山　215300)



绢丝混纺织物悬垂系数与KES指标的灰色关联与相关性分析

牛建涛1，胡绮2，李桂景3，黄紫娟1

(1.苏州经贸职业技术学院，江苏苏州215009；2.苏州市纤维检验所，江苏 苏州215128；3.昆山出入境检验检疫局，江苏 昆山215300)

为了探索绢丝混纺织物悬垂性与KES织物风格指标的关系，采用灰色关联和相关性分析的方法，对10种绢丝混纺织物的静态、动态悬垂系数与16项KES基本物理性能指标的关系进行了分析。结果灰色关联分析表明与绢丝混纺织物静态、动态悬垂系数的关联度最高的是拉伸线性度LT，其次是平方米质量W、厚度T、压缩线性度LC、压缩功回复率RC等因素；相关性分析表明织物静态、动态悬垂系数与拉伸线性度LT、弯曲刚度B、弯曲滞后量2HB、拉伸比功WT呈极显著正相关，与拉伸功回复率RT、平均摩擦系数MIU呈现极显著的负相关。

绢纺；悬垂性；织物风格；KES；灰色关联；相关性

织物风格的客观评定主要是通过测试仪器对织物的相关物理机械性能进行测定，然后利用多指标体系、综合分类的方法对织物的风格进行定量或定性的判定，其常用的测试仪器主要有KES风格仪、FAST系统、YG821测试仪。川端织物风格仪(KES-FB-AUTO)是通过测试织物在低应力作用下拉伸、剪切、弯曲、压缩、厚重度、表面摩擦等6项基本性能中的16项物理指标评定织物风格[1]。织物悬垂性是指织物因自重下垂的程度，是织物视觉形态风格和美学舒适性的重要内容[2]。静态悬垂系数和动态悬垂系数是评定织物悬垂性能的最为常用的指标。

一般认为织物的低应力力学性能是决定织物的手感及其成衣加工性能的基础[1,3]，则织物的悬垂性和织物风格力学性能指标间存在着一定的关联性。本文通过测试10种绢丝混纺织物的动、静态悬垂系数和KES-FB织物风格基本物理性能指标，利用灰色关联理论和相关性分析研究绢丝混纺织物悬垂性与KES物理性能指标间的灰色关联与相关性。

1　实验部分

1.1实验材料

选择10种不同纤维原料的绢丝混纺织物作为被测织物，其织物规格参数[4]如表1所示。

表1绢丝混纺织物规格参数与悬垂性能测试结果

试样编号原料成分经纱纬纱线密度/tex经纱纬纱密度/(根/10cm)经密纬密组织结构织物厚重度厚度T/mm平方米质量W/(g/cm2)悬垂系数/%静态动态A绢丝绢丝16.716.7388.7364.61/1平纹0.291113.89347.3751.51B绢丝绢/棉(60/40)16.717.4375.3367.21/1平纹0.342120.2239.9543.51C绢丝绢/麻(70/30)16.716.7375.3365.21/1平纹0.337108.61343.6946.60D绢丝绢/毛(70/30)16.716.7380.0365.41/1平纹0.303108.02538.8841.83E绢丝绢/粘(70/30)16.716.7380.0365.61/1平纹0.337113.14346.8850.99F绢丝绢/棉/绒(60/30/10)16.716.9378.7365.61/1平纹0.364118.83340.0744.50G绢丝绢/绒(85/15)16.716.7379.3365.21/1平纹0.356128.24548.2351.06H绢丝绢/天丝(75/25)16.716.7396.7372.71/1平纹0.305136.26362.5563.89I绢丝绢/棉(70/30)16.716.7395.7378.62/2右斜纹0.349108.23548.4749.32J绢丝绢/天丝(75/25)16.716.7391.2374.62/2右斜纹0.317106.21344.5145.88

1.2悬垂性能测试

依据国家标准GB/T 23329—2009《纺织品 织物悬垂性的测定》，采用山东纺织研究院生产的YG(L)811-DN型电脑多功能动态悬垂风格仪，测定绢丝混纺织物的静态悬垂系数和动态悬垂系数，转速为24r/min。每块试样测试3次，取测试结果的平均值。经过测试，各种试样的悬垂系数如表1所示。

1.3织物风格测试

应用日本KAKO公司生产的KES-FB-AUTO织物风格仪测试10种绢丝混纺织物的拉伸、剪切、弯曲、压缩、厚重度、表面摩擦等6项基本性能中的16项物理基本指标。经过测试，绢丝混纺织物的KES测定结果[4]如表1、表2所示。

表2绢丝混纺织物KES织物风格测试

试样编号拉伸性能拉伸线性度LT拉伸比功T/(cN·cm/cm2)拉伸功回复率RT/%剪切性能剪切刚度G/(cN/[cm·(°)])剪切滞后量2HG(cN/cm)剪切滞后量2HG5/(cN/cm)弯曲性能弯曲刚度B/(cN·cm2/cm)弯曲滞后量2HB/(cN·cm/cm)压缩性能压缩线性度LC压缩比功C(cN·cm/cm2)压缩功回复率RC/%表面摩擦性能平均摩擦系数MIU摩擦系数平均偏差表面粗糙度SMD/μmA0.552511.1054.850.210.0200.0050.04880.02130.2520.10862.080.17930.01254.0492B0.504012.2355.830.260.1500.3400.02860.01990.2240.12754.000.20700.01954.4092C0.51909.1859.980.230.0650.0750.03780.01780.2070.08763.330.21400.01474.6390D0.53058.4862.120.220.0300.0500.02760.01490.2490.10056.160.3030.01453.4935E0.562511.5554.940.210.0050.0250.0380.01820.2350.09375.380.16900.01344.6905F0.497511.4859.020.250.0300.0650.0370.02010.2620.12363.050.17900.01324.4755G0.577015.3552.640.330.1500.5250.0510.03040.2580.15463.760.15600.05483.7650H0.661018.5048.000.250.0050.2750.08520.03720.2530.09469.980.13950.02583.2195I0.54259.5049.710.280.1050.2400.06430.02930.2290.09494.610.18400.01123.0342J0.48758.2553.440.280.0500.1900.04190.01880.2530.10484.070.18180.01042.8333

2　灰色关联分析

灰色关联分析是灰色系统理论的主要成果之一，是根据两个系统因素之间发展趋势的相似或相异程度[5]，即“灰色关联度”，作为评价因素间关联程度的一种方法，其目的就是通过一定的数据处理分析，探索系统中各因素间相互制约、相互依赖的关系，进而找出影响系统目标的主要因素[6]。把影响织物悬垂性的KES物理性能指标作为1个灰色系统，系统中这些不同的因素相互影响、相互制约，存在不确定性[7]。下面就用灰色关联分析法研究影响绢丝混纺织物悬垂性能的主要因素。

2.1构建数列

根据灰色关联分析理论，将绢丝混纺织物的静态、动态悬垂系数，以及KES物理性能指标看作一个灰色系统，以表1中绢丝混纺织物的静态和动态悬垂系数分别作为参考数列，记：

X0={x0(k)}，k=1,2,3,…,10

(1)

以表2中绢丝混纺织物风格KES-FB-AUTO测试的16项物理性能指标作为比较数列，记：

Xi={xi(k)}，i=1,2,3,…,16

(2)

即X0为静态或动态悬垂系数，X1为拉伸线性度LT，X2为拉伸比功WT，X3为拉伸功回复率RT，…，X16为表面粗糙度SMD。

2.2原始数据预处理

(3)

(4)

2.3求关联系数

根据灰色关联理论，参考数列与各子比较数列在第k点的关联系数为：

(5)

ρ为分辨系数，一般情况下ρ应大于0.4，通常在0.5～1之间取值[6]，在此取值为0.5。

2.4求关联度

参考数列与比较数列之间的关联度为：

(6)

式中:n=10。

分别将表1中的静态动态悬垂系数和表2中的16项物理基本指标代入式(1)～式(6)，可得到绢丝混纺织物的悬垂系数与KES指标的关联度ri，如表3所示。

表3绢丝混纺织物悬垂系数与KES指标的灰色关联度

项目LTWTRTG2HG2HG5B2HBLCWCRCTWMIUMMDSMD静态0.9470.8540.8710.8650.6060.6250.8470.8600.9000.8350.8780.9010.9130.8560.7640.823动态0.9660.8570.8770.8660.6060.6140.8420.8510.9100.8420.8800.9020.9270.8610.7590.841

2.5分析与讨论

在灰色关联理论研究中，因素的重要性用关联度表示，关联度值越大，表示该因素越重要[9]，即KES某项指标与悬垂性关系越密切。若对表3灰色关联度进行综合排序，则对静态悬垂系数影响强弱的主次顺序依次是：拉伸线性度LT>平方米质量W>厚度T>压缩线性度LC>压缩功回复率RC>拉伸功回复率RT>剪切刚度G>弯曲滞后量2HB>平均摩擦系数MIU>拉伸比功WT>弯曲刚度B>压缩比功WC>表面粗糙度SMD>摩擦系数平均偏差MMD>剪切滞后量2HG5>剪切滞后量2HG；对动态悬垂系数影响强弱的主次顺序依次是：拉伸线性度LT>克重W>压缩线性度LC>厚度T>压缩功回复率RC>拉伸功回复率RT>剪切刚度G>拉伸比功WT>弯曲滞后量2HB>平均摩擦系数MIU>压缩比功WC>弯曲刚度B>表面粗糙度SMD>摩擦系数平均偏差MMD>剪切滞后量2HG5>剪切滞后量2HG。

从排序看，KES基本物理性能指标对静态、动态悬垂系数的影响强弱次序上有稍微的差别，但是区别不大。这表明对绢丝混纺织物悬垂性能影响最大的是拉伸线性度LT，其次是平方米质量W、厚度T、压缩线性度LC、压缩功回复率RC。拉伸曲线的线性度LT表示织物或面料在低应力作用下拉伸曲线的屈曲程度，即织物的柔软感，悬垂性是反映织物在自重条件下下垂成曲面的性能，因此拉伸线性度LT和悬垂性能是高度相互依赖，相关联的。织物厚度和克重显然也是影响织物悬垂性的重要因素[8]，压缩线性度LC表示面料压缩曲线的屈曲程度，即织物的松软感，和织物悬垂系数明显也有较强的相互关联性。

3　相关性分析

3.1相关性统计分析

对绢丝混纺织物的静态、动态悬垂系数与KES织物风格的16项基本物理性能指标作相关性统计分析，其相关系数r的计算方法见式(7)。

(7)

式中:xi、yi分别为两个变量数列。

具体相关系数统计分析结果如表4所示。

表4悬垂系数与KES基本物理性能指标之间的相关系数

项目LTWTRTG2HG2HG5B2HBLCWCRCTWMIUMMDSMD静态0.90**0.74**-0.82**0.14-0.250.290.94**0.86**0.18-0.210.35-0.290.64*-0.74**0.30-0.39动态0.92**0.79**-0.77**0.05-0.300.230.90**0.82**0.21-0.170.24-0.290.69*-0.76**0.32-0.25

注：**表示p<0.01，极显著水平；*表示p<0.05，显著水平。

3.2分析与讨论

由表4可以看出，16项KES织物风格基本物理性能指标与静态、动态悬垂系数之间的相关程度、相关方向不尽一致。静态、动态悬垂系数与拉伸线性度LT、弯曲刚度B、弯曲滞后量2HB、拉伸比功WT呈极显著正相关；与拉伸功回复率RT、平均摩擦系数MIU呈现极显著的负相关。

这可能是当绢丝混纺织物的拉伸线性度LT值较大时，说明其织物在微小应力作用下的抗应变能力较大，织物相对偏硬；拉伸比功WT大，说明其在拉伸变形时的阻抗高，织物在外力作用下不容易变形[10]，因此则当拉伸线性度LT、拉伸比功WT值较大时，相应的织物悬垂性较差，悬垂系数较大；当绢丝混纺织物的弯曲刚度B、弯曲滞后量2HB值较小时，说明其织物易产生弯曲变形，织物柔软，此时织物的悬垂性较好，悬垂系数相应较小，因此拉伸线性度LT、弯曲刚度B、弯曲滞后量2HB、拉伸比功WT与悬垂系数呈现出极显著的线性正相关。当绢丝混纺织物的拉伸功回复率RT较大时，表明在微小应力作用下拉伸变形后恢复较快，此时悬垂性可能较差，悬垂系数较大，拉伸功回复率RT与悬垂系数呈现极显著的负相关。

由此可见，绢丝混纺织物的悬垂性与织物的拉伸特性、纯弯曲特性关系密切，呈现出极显著的线性相关。

4　结　论

a)采用KES织物风格仪，在16项基本物理性能指标共同作用时对绢丝混纺织物静态、动态悬垂系数的关联度进行分析，结果表明：与绢丝混纺织物静态、动态悬垂系数关联度最高的是拉伸线性度LT，其次是平方米质量W、厚度T、压缩线性度LC、压缩功回复率RC等因素。

b)绢丝混纺织物的拉伸特性、纯弯曲特性与织物的悬垂性关系密切，相关性分析表明：织物静态、动态悬垂系数与拉伸线性度LT、弯曲刚度B、弯曲滞后量2HB、拉伸比功WT呈极显著正相关，与拉伸功回复率RT、平均摩擦系数MIU呈现极显著的负相关。

[1] 王革辉.KES与FAST系统测织物低应力力学性能的比较[J].纺织学报,2002(6):30-31.

[2] 杜捷逻.PTT/PET双组份短纤混纺纱针织物产品的开发和性能研究[D].上海：东华大学,2011.

[3] 段亚峰,姚江薇.竹浆纤维/涤纶/大麻纤维混纺面料的开发及其性能分析[J].纺织学报,2013,34(10):43-47.

[4] 李桂景.绢丝混纺织物的服用性能及风格[D].苏州：苏州大学,2010.

[5] 王海军.基于灰色系统理论的信息隐藏技术研究[D].西安：西北工业大学,2007.

[6] 甘应进,陈东生,雒薇燕.灰色系统理论及其在纺织上的应用[J].吉林工学院学报(自然科学版),1996(1):65-74.

[7] 黄淑平,马崇启,周衡书.竹原纤维织物热湿舒适性的灰色关联评价模型[J].纺织学报,2009(9):33-36.

[8] 王健.棉织物悬垂性能与织物结构参数的灰色关联性[J].棉纺织技术,2006(3):19-21.

[9] 申慧芳,李国柱.红小豆主要农艺性状的灰色关联与相关性分析[J].山西农业大学学报(自然科学版),2012(1):1-4.

[10] 罗纪华,马艺华,黄海珍.天丝苎麻织物风格与服用性能研究[J].中国麻业,2004(4):32-35,47.

(责任编辑：陈和榜)

Analysis of Grey Incidence and Correlation Between Draping Coefficient and KES Indexes of Spun Silk Blended Fabrics

NIUJiantao1,HUQi2,LIGuijing3,HUANGZijuan1

(1.Suzhou Institute of Trade & Commerce, Suzhou 215009, China; 2.Suzhou Institute of Inspection on Fiber, Suzhou 215128, China; 3.Kunshan Entry-Exit Inspection and Quarantine Bureau, Kunshan 215300, China)

In order to explore the relationship between draping property and KES fabric style indexes of spun silk blended fabrics, the grey incidence and correlation method was applied to analyze the relationship between draping coefficient of 10 kinds of spun silk blended fabrics in static & dynamic states and 16 physical property indexes. The analysis of grey incidence shows that linearity of load-extension curve (LT) has the closest correlation with draping coefficient in static & dynamic states, followed by fabric weight (W), fabric thickness (T), linearity of load-compression curve(LC), resilience of compression (RC) and etc. The correlation analysis shows that the drape coefficient of the fabrics in static & dynamic states is significantly and positively correlated with linearity of load-extension curve (LT), bending rigidity (B), bending hysteresis moment (2HB), and tensile work (WT), while significantly and negatively correlated with tensile resilience (RT) and mean friction coefficient (MIU).

spun silk; draping property; fabric style; KES; grey incidence; correlation

2015-09-09

苏州市产业技术创新专项(SS201512)；苏州经贸职业技术学院项目(KY-ZR1414)

牛建涛(1980-)，男，河南郑州人，讲师，硕士，主要从事丝绸产品开发与文化传承方面的研究。

TS101.2

A

1009-265X(2016)04-0039-04