织物折皱回复角测试方法比较

张 月， 王 蕾， 刘建立， 高卫东

(生态纺织教育部重点实验室(江南大学)， 江苏 无锡 214122)



织物折皱回复角测试方法比较

张 月， 王 蕾， 刘建立， 高卫东

(生态纺织教育部重点实验室(江南大学)， 江苏 无锡 214122)

针对现有测量方法存在的测试过程自动化程度低，测量结果精度不高等弊端，以YG541E型全自动激光织物折皱弹性测试仪、SDL-M003A型折皱回复角试验机和自主研发基于视频序列的JN-1型织物折皱回复性能动态测试仪为测试仪器，将折皱回复角变异系数CV值作为评价指标，对比了3种织物折皱回复角测试方法。结果表明，基于视频序列的JN-1型织物折皱回复性能动态测试仪测量结果准确、稳定，且具有自动化程度高的特点，可为织物折皱回复性能的测试提供可靠有效的技术手段。

织物； 折皱回复角； 测试方法； CV值

织物的折皱回复性能是指卸除在一定条件下使织物产生折痕的外力后，织物恢复原来状态的能力，又称为织物的抗折皱性。作为考核织物服用性能的重要指标之一，织物折皱回复性直接影响织物的服用性能和美观，所以对于织物抗折皱性能的研究是非常必要的。目前国内外对其的研究主要有主观评价法和折皱回复角仪器测量法2种。主观评价法是采用折皱试样与标准样照进行比对，以评判试样的折皱回复等级[1]。然而，主观评价法易受外部环境和人为等多种因素的影响，使得评价结果准确性不高，而且耗时费力。现在，多采用折皱回复角测量法对织物的折皱回复性能进行评价[2]，折皱回复角法有手工测试和自动测试2种。手工测试通常按照AATCC66—2008《织物折皱回复：回复角法》的标准要求，借助于英国SDL-M003A型折皱回复角试验机进行测试；自动测试国内通常按照GB/T 3819—1997《纺织品织物折痕回复性的测定 回复角法》的要求[3]，借助于YG541E型全自动激光织物折皱弹性测试仪进行测试。

近20年来，国内外学者对织物折皱回复性能进行了一系列研究，Xu等[4]提出用折皱灰度表面积、阴影面积评定平整度等级；石风俊等[5]分析了织物折皱的力学关系，通过实验计算出织物的模型参数来获得折皱回复角；Xia Dong等[6]研究了织物的应变曲线与折皱回复性的关系，建立了二者之间的回归方程；张晓婷等[7]找出了织物物理性能与折皱回复性之间的线性关系；王蕾等[8]最新研发出一种基于视频序列的JN-1型织物折皱回复性能动态测试仪，运用这种测量方法评价织物的折皱回复性能直观且精确，更具有研究意义。本文通过采用YG541E型全自动激光织物折皱弹性测试仪、SDL-M003A型折皱回复角试验机和基于视频序列的JN-1型织物折皱回复性能动态测试仪对5种织物试样进行折皱回复角对比测试，以折皱回复角变异系数(CV)值作为评价指标系统，比较3种测试仪器的精度和数据稳定性。

1 织物折皱回复角测试仪器

1.1 自动激光织物折皱弹性测试仪

YG541E型全自动激光织物折皱弹性测试仪上共有10只装夹试样的小翻板，每次可测试10个试样，每个测试位上方都有1个10 N的重锤，由步进电动机驱动上下动作。其采用小车自动定位，自动采样。试验时，同时夹入10个布样，并压上有机玻璃压片，每隔15 s依次有1个重锤落下，5 min后重锤依次弹开，小车从左到右移动依次采集10个试样的急弹和缓弹角度[9]。YG541E型全自动激光织物折皱弹性测试仪工作结构原理如图1所示。测量装置的运动由步进电动机控制，下方的激光发射器向上发射出激光，上方的接收器随着发射器一起往复转动接收激光，转动过程中当激光被织物的回复翼挡住，引起接收端光敏电阻的变化，接收器即可接收到变化信号，计算出相应的折皱回复角度。

图1 YG541E型全自动激光织物折皱弹性 测试仪工作原理图Fig.1 Working principle of YG541E Automatic Laser Fabric Wrinkle Recovery Tester

1.2 SDL-M003A型折皱回复角试验机

SDL-M003A型折皱回复角试验机参照AATCC 66—2008要求，主要由负载压重装置和刻有角度的圆盘测量装置组成，配置有3种负荷规格[10]：500、1 019、2 000 g。试验时，沿试样长度方向对齐折叠，使两端相连，反面在外为正面折叠，正面在外为反面折叠，用镊子夹持试样，避免镊子外的任何东西接触试样，把折叠的布样放于负载压重装置中，立即放上重物，开始计时，压重(300±5)s后迅速而平稳地移去重物，将试样移到刻度盘的试样夹上，一翼夹入试样夹之间，另一翼自由悬垂，使折痕线与刻度盘的轴心点垂直。夹持(300±5)s后，即可人工读出折皱回复角度数。如果自由翼轻微的扭转或卷曲，以通过该翼的中心和刻度盘轴心的垂直平面的度数作为基准。

1.3 织物折皱回复性能动态测试仪

基于视频序列的JN-1型织物折皱回复动态测试仪借助Basler工业相机、OPT-FL130130型面光源和OPT Machine Vision AP1024-2光源控制器，以及GUI界面对织物折皱回复角进行测量和图像采集(如图2所示)。采集的图片大小为640像素×480像素，保存图像为bmp格式。试验时，将测量布样夹入压重装置中，负载重物可根据设定时间自动弹开。通过GUI界面自动采集负载弹开后5 min内的每一帧的图像，并通过MatLab中的程序自动计算出角度[11]，绘制出折皱回复角度随时间变化曲线。

图2 视频序列采集系统Fig.2 Video sequence acquisition system

2 测试结果与分析

2.1 测试条件

选取5种不同的试样进行测试，在试样选取时从布面中间选择先裁剪大小为1 m×1 m的试样，避免布边结构的影响。同时，在单个测试试样裁剪时，选择织物平整区域，试样固定翼平行于经纱或者纬纱，避免试样裁剪倾斜造成的误差。其试样规格如表1所示。

表1 试样规格

表2 3种仪器测试结果对比

将表1中5种不同规格的布样分别采用YG541E型全自动激光织物折皱弹性测试仪、SDL-M003A型折皱回复角试验机和基于视频序列的JN-1型织物折皱回复性能动态测试仪进行测试。为了比较3种不同测试仪器测试出的折皱回复角度，试验前对试验条件进行统一：试样尺寸40 mm×15 mm，负载压重10 N，受压面积20 mm×15 mm，压重时间(300±5) s，松弛时间(300±5) s，每种布样试样数20个。将布样统一裁剪成40 mm×15 mm的品字形(如图3所示)。

图3 试样尺寸形状Fig.3 Size and shape of test sample

2.2 测试结果分析

选取5种棉织物，2种平纹、3种斜纹作为测试布样，分别标记为1号、2号、3号、4号、5号试样。每组经向和纬向各取20个试样，按照图3所示规格进行裁剪后，分别在3种仪器上进行测试，卸压5 min后的缓弹折皱回复角测试结果如表2所示。表中所列数据为20个试样折皱回复角的平均值和CV值，3种仪器名称分别缩写为YG、SDL、JN。

从表2可看出：1)3种仪器测试方法测得织物的经向折皱回复角均大于纬向折皱回复角，这与其组织结构有关，因为选取的5种样布的经向密度均大于纬向密度。

2)YG541E型全自动激光织物折皱弹性测试仪对试样经向与纬向测试结果的CV值都是最大，CV值高于其他2种测试仪器6.7%。由表2数据可计算出，由YG541E型全自动激光织物折皱弹性测试仪、SDL-M003A型折皱回复角试验机和基于视频序列的JN-1型织物折皱回复性能动态测试仪3种仪器测试出的5种布样经向折皱回复角CV平均值分别为6.7%、3.2%、2.1%，纬向折皱回复角CV平均值分别为7.9%、4.4%、2.9%，YG541E型全自动激光织物折皱弹性测试仪与其他2种仪器CV平均值最大相差5.0%，这表明YG541E型全自动激光织物折皱弹性测试仪测试结果稳定性最差，数据有效性最低。其原因在于其试验过程采用激光扫描读取数据时，回复翼稍有一点扭转或卷曲，都会导致发射出的激光无法到达接收器，致使读出的数据有很大偏差或是无法读出数据。另外，人工放置玻璃压片的位置偏差，使织物受压不匀、受压面积不同等都会造成测试结果的偏差。

3)基于视频序列的JN-1型织物折皱回复性能动态测试仪测量结果与SDL-M003A型折皱回复角试验机测得结果较为接近，二者最大差值为3.4°，即JN型比SDL型大3.2%，出现在2号试样经向平均处；二者最小差值为0.4°，即JN型比SDL型大0.6%，出现在3号试样经向平均处。基于视频序列的JN-1型织物折皱回复性能动态测试仪与SDL-M003A型折皱回复角试验机的测试结果误差属于正常差值范围之内，说明基于视频序列的JN-1型织物折皱回复性能动态测试仪同样符合AATCC66—2008的标准要求。

4)SDL-M003A型折皱回复角试验机测量出的折皱回复角度略小于基于视频序列的JN-1型织物折皱回复性能动态测试仪的测量结果，而CV值略大于后者，CV值最大相差3.0%，出现在1号试样纬向平均处。由表2数据计算可得，经向CV平均值相差1.1%，纬向相差1.5%。二者相比，基于视频序列的JN-1型织物折皱回复性能动态测试仪的测试CV值低，测量数据的稳定性更高。原因在于SDL-M003A型折皱回复角试验机上压重后，存在人工转移的过程，在此过程中镊子会对折叠布样再次施加一个大小不定的力。此外，读数时，部分回复翼会有轻微的扭转或卷曲，致使读数不准确。

3 结 语

本文采用YG541E型全自动激光织物折皱弹性测试仪、SDL-M003A型折皱回复角试验机和基于视频序列的JN-1型织物折皱回复性能动态测试仪对5种织物进行折皱回复角对比测试。本文测试结果表明：YG541E型全自动激光织物折皱弹性测试仪测试结果波动性最大，数据准确性和一致性最低；SDL-M003A型折皱回复角试验机测试结果较稳定，但人工操作步骤多，耗时长；而基于视频序列的JN-1型织物折皱回复性能动态测试仪不仅符合AATCC66—2008的标准要求，且自动化程度高，测量结果准确度高，稳定性好，为织物折皱回复性能的研究提供了可靠有效的测试方法。

[1] 刘成霞，徐晶．基于图像处理的织物多方向抗皱性测试方法[J]．纺织学报，2012，33(7)：48-52. LIU Chengxia, XU Jing. Based on image processing multi-directional fabric wrinkle resistance test method [J]. Journal of Textile Research，2012，33(7)：48-52.

[2] 高晓晓，王进美，白娟．织物抗皱性的客观评价法[J]．纺织科技进展，2011(4)：57-58. GAO Xiaoxiao, WANG Jinmei, BAI Juan. Wrinkle resistant fabric objective evaluation method [J]. Progress in Textile Science and Technology，2011(4)：57-58.

[3] 卢雨正，高卫东，王鸿博．织物抗皱性能的评价方法[J]．丝绸，2005(11)：22-23. LU Yuzheng，GAO Weidong, WANG Hongbo. Performance evaluation of fabric wrinkle [J]．Journal of Silk，2005(11)：22-23.

[4] XU B, REED J A． Instrumental evaluation of fabric wrinkle recovery[J]．Journal of the Textile Institute,1995,86(1)：129-135.

[5] 石风俊，聂建斌，李杰，等.织物折皱回复角的计算[J]．毛纺科技，2001(6)：11-15. SHI Fengjun, NIE Jianbin, LI Jie, et al. Crease recovery angle calculation [J]．Wool Textile Journal，2001(6)：12-15.

[6] XIA Dong, ZHANG Jianchun, ZHANG Yan, et al. A study on the relaxation behavior of fabric′s crease recovery angle[J]. International Journal of Clothing Science and Technology，2003，15：47-55.

[7] 张晓婷，高卫东，卢雨正．织物折皱回复角与其物理力学性能的关系[J]．纺织学报， 2008, 29(6): 29-31, 38. ZHANG Xiaoting， GAO Weidong， LU Yuzheng．Relationship between fabris wrinkle recovery angle and its physical and mechanical property[J]. Journal of Textile Research，2008，29(6)：29-31，38.

[8] 王蕾，刘建立，潘如如，等.基于视频序列的织物折皱回复角动态测量[J].纺织学报，2013，34(2)：55-60． WANG Lei, LIU Jianli, PAN Ruru, et al. Based on video sequences crease recovery angle dynamic measurement [J]. Journal of Textile Research，2013，34(2)：55-60.

[9] 蒋颖刚，赵楚楚，眭建华. 织物抗折皱弹性测试评定方法研究[J]. 棉纺织技术，2013，41(4)：215.

JIANG Yinggang, ZHAO Chuchu, SUI Jianhua. Research of fabric anti-crease flexibility assessment method [J]. Cotton Textile Technology, 2013，41 (4)： 215.

[10] 盛爱军，张建祥，耿彩花．折皱回复角测试方法[J]．印染，2007(15)：38-41. SHENG Aijun， ZHANG Jianxiang，GENG Caihua．Testing methods of crease recovery angle[J]．Dyeing & Finishing，2007(15)：38-41.

[11] 张铮，王艳平，薛桂香.数字图像处理与机器视觉[M].北京：人民邮电出版社，2010：295-310. ZHANG Zheng, WANG Yanping, XUE Guixiang. Digital Image Processing and Machine Vision [M]. Beijing: People Post Press，2010： 295-310.

Comparison of test methods for fabric wrinkle recovery angle

ZHANG Yue, WANG Lei, LIU Jianli, GAO Weidong

(KeyLaboratoryofEco-Textiles(JiangnanUniversity),Wuxi,Jiangsu214122,China)

Several drawbacks exist in the state-of-art measurements for fabric wrinkle recovery，such as low degree of automation and inaccurate measurement results. In this paper, YG541E Automatic Laser Fabric Wrinkle Recovery Tester，SDL-M003A Wrinkle Recovery Angles Tester and JN-1 Fabric Wrinkle Recovery Dynamic Tester based on video sequences were used as the test equipments, and the wrinkle recovery angle CV value was selected as the evaluation index．Experimental results show that the type of JN-1 Fabric Wrinkle Recovery Dynamic Tester based video sequences is the most accurate and stablest and has a high degree of automation. It provides a reliable and effective technique for the test study of fabric wrinkle recovery performance.

fabric; wrinkle recovery angle; test method; CV value

10.13475/j.fzxb.201501006005

2013-11-29

2014-09-19

国家自然科学基金青年科学基金项目(61203364)；教育部博士点基金项目(20120093130001)；江苏省2012年度普通高校研究生科研创新计划项目(CXZZ12_0748)

张月(1990—)，女，硕士生。研究方向为基于机器视觉的织物折皱回复性能。高卫东，通信作者，E-mail: gaowd3@163.com。

TS 107.4

A