试验参数对棉织物回复角测试结果的影响

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)



试验参数对棉织物回复角测试结果的影响

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)

为更加快速和准确地测试棉织物的折皱回复角，基于研究室自主研发的JN-1型织物折皱回复性能动态测试仪，以2种棉织物为试样，选取样本容量、施加压力、加压时间和回复时间为试验参数，对织物进行折皱回复角测试并进行对比分析。结果表明，当测试样本容量为10个、施加压力为5 N、加压时间为5 min、回复时间为5 min时，测试结果具有相当高的准确性和稳定性，同时兼顾了试验的工作量和工作效率。

折皱回复角； 样本容量； 施加压力； 加压时间； 回复时间

织物的折皱回复性能一直是评价织物外观性能的重要指标之一。目前，常用折皱回复角法客观评价织物的折皱回复性能，即利用仪器对织物试样折叠释放后的折皱回复角度进行测量[1]，所用测试仪器大都使用英国生产的SDL-M003A型折皱回复角试验机和国产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符合AATCC 66—2008《机织物的折皱回复：回复角法》的检测标准，测试时有500、1 019、2 000 g 3种施压规格可选择，测试结果较稳定，但自动化程度低，用时长，易产生人为误差且无法测得急弹性回复角。YG541E型全自动激光织物折皱弹性测试仪符合GB/T 3819—1997 《纺织品织物折痕回复性的测定回复角法》的要求[2]，压力负荷为10 N，每次可同时测试10个试样，但经多次试验表明，其数据稳定性和准确性较低[3]。鉴于上述情况，本研究室自主研发了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，能更为准确、自动化地测试织物折皱回复角度[4]。

近年来，国内外学者对影响织物折皱回复性能的因素不断进行探索研究。Helge A等[5]通过探究温度和时间对织物洗涤程度的影响，得出溶胀度对织物折皱回复性的影响；张晓婷等[6]分析了织物的力学性能与折皱回复角度之间的关系，并建立了线性参数方程；Merati等[7]提出织物在不同取向角和不同折叠方式的抗皱性能是不同的，并表现出各向异性的特点；邝湘宁等[8]通过对比试验得出加压时间和回复时间与折皱回复角之间的变化关系；蒋颖刚等[9]选取经向、纬向、斜向3项折皱回复角之和作为织物折皱回复性能新的评定指标，提出了增加样本数、扩充测试评定指标的试验改进方案。

注：1—计算机；2—光源控制器；3—光源；4—Basler工业相机；5—电源控制器；6—时间继电器；7—空气压缩机；8—减压阀；9—金属片。图 1 基于视频序列的JN-1型织物折皱回复性能动态测试仪Fig.1 JN-1 Dynamic tester of fabric wrinkle recovery angle by video sequence

上述研究和日常关于织物折皱回复角的检测中，样本容量、施加压力、加压时间、回复时间对织物折皱回复角的测试结果具有决定性的影响，为科学合理地统一测试方法，本文采用基于视频序列的JN-1型织物折皱回复性能动态测试仪，对不同棉织物试样折皱回复角度进行测量，探究分析样本容量、施加压力、加压时间、回复时间与测试结果之间的关系。

1 试验部分

1.1 试验材料

选取2种纯棉织物试样，织物组织分别为平纹和2上1下左斜纹，试样规格如表1所示。

表1 试样规格Tab.1 Parameters of samples

试验前，将试样平铺放置，在温度为(21±1)℃，相对湿度为(65±2)%的环境下调湿试样至少24 h。调湿后将2种不同规格织物分别按0°和90°取向角裁剪成40 mm×15 mm的长方形试样条，取向角为试样折痕与纬纱方向的夹角，0°取向角即为经向折皱回复角，90°取向角即为纬向折皱回复角。

1.2 试验仪器

测试仪器使用本研究室自主研制的基于视频序列的JN-1型织物折皱回复性能动态测试仪，该仪器由Basler工业视频采集组件、折皱回复试验操作台、OPT-FL130130型面光源、OPT Machine Vision AP1024-2光源控制器和GUI测试界面5个部分组成，系统如图1所示。

JN-1型织物折皱回复性能动态测试仪的电源控制器有绿色(表示开始)和红色(表示停止)2个按钮，可实现对织物加压的起始控制；折皱回复试验操作台上的时间继电器可根据试验需要调节试样加压的时间；空气压缩机可将空气压缩后的能量提供给加压的压块；减压阀可调控空气压缩机输送的压力大小；金属片在测试时用来固定试样的固定翼，并防止压块弹开后固定翼与自由翼粘连[10]。测试前，根据试验条件要求，调节减压阀到需要的施加压力大小，将时间继电器调节到所需的试样加压时间。测试时，先将试样的一翼夹持在金属片下，自由翼向固定翼方向对折，同时按下绿色开始按钮，压块自动将自由翼压下，达到设定时间压块自动弹开，同时在计算机的GUI界面上点击开始拍照，Basler相机在光源控制器和光源的协同作用下可拍摄到回复时间内每秒的折皱回复图像，并根据拍摄到的图像，绘制出织物折皱回复角度动态变化曲线图，呈现在GUI界面中。通过MatLab中的程序自动计算出折皱回复角度并存储在计算机中。

2 试验方法与结果分析

为分析各因素对织物折皱回复角的影响，本文采用单因素试验方法对2种试样进行测试，即将样本容量、施加压力、加压时间和回复时间这4个参数中的1个作为变量，其他3个作为定量对2种试样进行试验，确定它们对折皱回复性能的影响。由于在不同条件下所测出的急弹性回复角相差不明显且不利于对比，缓弹性回复角状态更加稳定且能形成明显对比效果，本文中选取缓弹性回复角度进行对比试验。

2.1 样本容量对测试结果的影响

试验选取1号、2号棉织物试样，在施加压力5 N、加压时间5 min、回复时间5 min不变的测试条件下，分别将样本容量定为5、10、15、20个时测试其经向和纬向折皱回复角度，测试结果如表2所示。

由表2可看出，随着样本容量的增加，2种试样的折皱回复角度均值在很小范围内波动，没有明显的变化，CV值呈逐渐减小趋势。将样本容量5个和20个2种情形相比较可发现：试样1经、纬向平均折皱回复角最大相差0.5°，CV值最大相差0.6%；试样2经、纬向平均折皱回复角最大相差0.6°，CV值最大相差0.5%。而将样本容量10个和20个2种情形相比较可发现：试样1经、纬向平均折皱回复角最大相差0.5°，变化率在1%以内；而CV值最大相差0.2%；试样2经、纬向平均折皱回复角最大相差0.4°，变化率也在1%以内；而CV值最大相差0.1%。由此表明：当样本容量为5个时CV值较大，2种试样折皱回复角度波动也较大，不利于对试样回复角的实际值进行精确测定；当样本容量为10个时，CV值下降，仅与样本容量20个的情形相差0.2%，表明所测出的折皱回复角度波动较小。因此，在综合考虑测试结果准确性与试验效率的基础上，选择样本容量为10对棉织物试样的折皱回复角进行测试。

表2 不同样本容量下测试结果Tab.2 Test results at different sample sizes

2.2 施加压力对测试结果的影响

试验过程中，设定样本容量10个、加压时间5 min、回复时间5 min不变,调节减压阀分别至5、10、15、20 N，分别测试1号、2号2种试样的经向和纬向折皱回复角度，测试结果如表3所示。

表3 不同施加压力下的测试结果Tab.3 Test results at different pressure

从表3可看出，随着施加压力的增加，测得的折皱回复角度越小，2种试样在施加压力为5 N时测得的经向与纬向折皱回复角度均大于其他3种压力情况下测得的结果。说明织物受到压力越大，折皱越不易回复，测得的结果也不能完全表征织物的折皱回复性能，这是因为当压力较小时，织物中的纱线产生弹性或者缓弹性变形，随着回复时间的增加，这种变形可完全恢复；当压力较大时，织物中的纱线产生塑性变形，使织物不能得到完全恢复。由于在相同试验条件下，施加压力为5 N时，织物已经被折服，且折皱回复角度最大，表明所选棉织物已接近完全回复状态。在试验时，可确定施加压力为5 N作为试验条件。

2.3 加压时间对测试结果的影响

试验中，保持样本容量10个、施加压力5 N，回复时间5 min不变，改变对试样的加压时间，分别设定为3、4、5 min，测得1号、2号试样经向和纬向的折皱回复角度，结果如表4所示。

从表4可看出，随着加压时间的增长，折皱回复角度依次减小。2种试样在加压时间为3 min时所测得折皱回复角度均大于加压时间为4、5 min时测得的结果，说明受压时间越长，织物折皱越不易回复，但加压时间太短，织物中纱线弯曲不够，不能准确地反映织物的抗折皱性能。考虑到施加压力和加压时间二者有协同效应，从减小棉织物的塑性变形考虑，宜采用较小的施加压力和较长的加压时间。在施加压力为5 N时，加压时间定为5 min较为适宜。

表4 不同加压时间下的测试结果Tab.4 Test results at different pressing time

2.4 回复时间对测试结果的影响

在相同试验条件下，样本容量10个、施加压力5 N，加压时间5 min不变，分别测试1号、2号试样在回复时间为1、2、3、4、5 min时经向和纬向的折皱回复角度，测试结果如表5所示。

表5 不同回复时间下的测试结果Tab.5 Test results at different recovery time

由表5可看出，随着回复时间的增加，测得的折皱回复角逐渐增大。2种试样的经向折皱回复角均大于纬向，这是因为所选取的2种棉织物试样的经向密度均大于纬向密度。当回复时间为1、2、3、4、5 min时，相邻时刻间，2种试样的折皱回复角度逐渐增加，说明试样处在折皱回复阶段。当2种试样回复时间在1～2 min时折皱回复角度增幅最大，试样1的经、纬向平均折皱回复角度分别相差3.5°和4.3°，试样2的经、纬向平均折皱回复角度分别相差3.9°和3.6°。随着时间的增加，2种试样的折皱回复角度增加趋势趋于平缓，但仍存在一定的变化。当回复时间在4 min和5 min时，试样1的经、纬向平均折皱回复角度分别相差1.1°和1.3°，试样2的经、纬向平均折皱回复角度分别相差0.8°和1°。这表明试样在4 min和5 min之间仍有一定的缓弹性变化，但变化趋势明显减小。为提高试验效率，在更加接近2种棉织物真实折皱回复性能的基础上，可确定试验时试样的回复时间为5 min。

3 结 论

本文以基于视频序列的JN-1型织物折皱回复性能动态测试仪为测试仪器，分别对平纹和2上1下左斜纹棉织物进行测试，通过对单因素试验参数分别为样本容量、施加压力、加压时间和回复时间的试验分析，得出了样本容量为10个、施加压力为5 N、加压时间为5 min和回复时间为5 min时，所测得的折皱回复角已能反映棉织物试样的折皱回复性能，折皱回复角度测试数据的精度和稳定性可满足检测评价要求，同时也表明JN-1型织物折皱回复性能动态测试仪对试样的检测效率更高，时间参数控制精确，有助于实现纺织面料折皱回复性能的快速、准确评价。

[1] 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.

[2] 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.

[3] 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.

[4] 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.

[5] HELGE A, HJALMARSSON,HARALD Asnes.Laundering conditions for improved wash-and-wear appearance: part I: influence of physical conditions during laundering on crease formation and crease recovery in fabrics[J]. Textile Research Journal, 1972, 42(7): 398-403.

[6] 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.

[7] ALIAKBAR Merati,HADI Patir. Anisotropy in wrinkle properties of woven fabric [J]. Journal of the Textile Institute, 2011, 102(7):639-646.

[8] 邝湘宁, 胡君伟, 石东亮, 等. 加压时间和回复时间对织物折皱回复性能的影响[J].纺织标准与质量, 2011(1):45-46. KUANG Xiangning, HU Junwei, SHI Dongliang, et al. Pressing time and response time impact on the fabric wrinkle recovery [J]. Textile Standards and Quality, 2011(1):45-46.

[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. Crease resistance elastic test assessment methods [J]. Cotton Textile Technology, 2013, 41 (4):215.

[10] WANG L, LIU J L, PAN R R,et al.Dynamic measurement of fabric wrinkle recovery angle by video sequence processing[J]. Textile Research Journal, 2014, 84(7): 694-703.

Influence of experimental parameters on test results of cotton fabric wrinkle recovery angle

ZHANG Yue, WANG Lei, LIU Jianli, GAO Weidong

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

In this paper, JN-1 fabric wrinkle recovery dynamic tester is developed and used to rapidly and precisely explore the influence of different experimental parameters on the test results of fabric wrinkle recovery property. Two kinds of cotton fabrics are selected as test samples to analyze wrinkle recovery property when the variables are the number of samples, pressure, pressing time and recovery time. The test results show that high veracity and stability occurs when the number of test samples, pressure, pressing time and recovery time are 10, 5 N，5 min and 5 min, respectively, when workload and efficiency are considered.

wrinkle recovery angle; number of sample; pressure; pressing time; recovery time

10.13475/j.fzxb.20140705205

2014-07-23

2014-12-23

教育部博士点基金项目(20120093130001)；国家自然科学基金青年科学基金项目(61203364)；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。主要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