涤/棉混纺阻燃面料服用性能的模糊综合评判

涤/棉混纺阻燃面料服用性能的模糊综合评判*

周祥(江苏工程职业技术学院纺染工程学院，南通,226007)

摘要：对6种不同规格的涤/棉混纺面料进行阻燃整理，并对阻燃整理前后面料的透气性能、透湿性能、悬垂性能、阻燃性能和毛细效应进行测试；采用模糊综合评判方法对测试数据进行处理分析，通过对标准化值和权系数的计算求出综合评判值，得到涤/棉混纺阻燃面料综合服用性能的优劣排序。

关键词：阻燃整理，涤/棉混纺面料，服用性能，模糊综合评判

中图分类号：TS197文献标志码：A

收稿日期：2014-08-20

作者简介：周祥，男，1974年生，副教授。研究方向为纺织品设计及纺织品检测。

随着社会经济的发展、消费者生活水平的提高和安全意识的增强，具有防护功能的纺织品需求日益增加，尤其是阻燃织物逐渐占据市场主导地位。涤/棉混纺面料性能优良，是当今用途较广的纺织产品之一，对涤/棉混纺面料进行阻燃整理并对其各项性能进行研究，对于阻燃纺织品的发展具有重要意义。本文采用模糊综合评判方法，从面料的透气性、透湿性、垂直燃烧损毁长度、悬垂性和毛细效应等方面，对涤/棉混纺面料的服用性能进行客观评价。

1面料规格与结构参数

面料规格与结构参数见表1。为了使试验结果更加具有可比性，面料均采用GA708型喷气织机织造，组织为平纹、2/2斜纹，经纱为14.6 tex涤/棉(65/35)混纺纱，纬纱为14.6 tex纯棉纱，经密均为220根/10 cm，仅改变纬密(分别为180、190、200根/10 cm)。对涤/棉混纺面料阻燃整理前后的透气性、透湿性、垂直燃烧损毁长度、悬垂性和毛细效应进行了测试。

*2014江苏省高等职业院校国内高级访问学者计划资助项目(2014FX019);江苏省先进纺织工程技术中心项目(苏政办发〔2014〕22号)；南通市新型纤维材料重点实验室(CP12014003)；2014年度高校“青蓝工程”科技创新团队项目(苏教师〔2014〕23号)

表1　织物规格与结构参数

为了能够准确地反映阻燃整理对织物性能的影响，尽可能缩小所选织物试样的结构参数差异，采用碱退浆法(非离子精练剂2～5 g/L，氢氧化钠3～6 g/L，浴比1∶30，温度95 ℃，时间60 min)进行退浆，以去除坯布上的浆料及部分杂质，使得测试结果更为准确。退浆后将布取出用冷水冲洗2～3次，晾干，然后将织物放在二级标准大气(即温度20 ℃±2 ℃，相对湿度65%±3%)条件下放置48 h以上，使试样在吸湿状态下达到平衡。将每个编号的织物分为两份，一份进行阻燃整理(阻燃整理剂采用TDBPP和THPC，250 g/L，经过两浸两轧，压余率为70%～80%，烘干温度100 ℃，熔烘温度160 ℃)，另一份作为对照样。

2性能测试及结果

2.1　测试方法

采用YG461D型数字式织物透气量仪，按照GB/T 5453—1997《纺织品 织物透气性的测定》测试面料的透气率；采用YG601-Ⅱ型电脑式织物透湿仪，按照GB/T 12704.1—2009《纺织品 织物透湿性试验方法 第1部分：吸湿法》测试面料的透湿量；采用LFY-45型织物毛细管效应仪，根据FZ/T 01071—2008《纺织品 毛细效应试验方法》测试面料的毛细效应；采用LLY-351型织物动态悬垂仪(伞式法)，根据GB/T 23329—2009《纺织品 织物悬垂性的测定》测试面料的悬垂性能；采用YG815A型织物垂直燃烧仪，根据GB/T 5455—1997《纺织织物 阻燃性能测定 垂直法》测试面料的燃烧性能[1-3]。

2.2　面料性能测试结果

阻燃整理前后12种面料的相关性能测试结果见表2。

表2　面料服用性能测试结果

注：织物编号1#～6#为未阻燃整理的织物，织物编号Z1#～Z6#为阻燃整理后的织物。

3模糊综合评判

3.1　建立因素集

建立因素集U={U1U2U3U4U5U6U7}。其中，U1为透气率，U2为透湿量，U3为经向毛细效应，U4为纬向毛细效应，U5为动态悬垂系数，U6为静态悬垂系数，U7为垂直燃烧损毁长度。

3.2　确定评判集

为便于比较，应将单位、数量级不同的性能指标用公式(1)进行标准化处理，将其压缩到[0，1]闭区间内。

(1)

式中：Ri——经标准化处理后的第i个数据；

Ui——第i个因素数据；

Umin——因素最小值；

Umax——因素最大值。

由于垂直燃烧损毁长度和悬垂系数与织物服用性能呈负相关，所以这两个因素的标准化值为1-Ri。经计算得到的评判矩阵如下：

3.3　权重计算

采用意见加权计算以提高模糊综合评判的准确性和实用性。权系数A为征求15名消费者的意见所得。重要性排在第一计6分，第二计5分，依次类推，排在最后的计1分，具体结果见表3。

表3　面料各项性能得分情况

3.4　综合判定结果

综合判定值B=A·R，由综合判定值B判别出阻燃面料综合性能的优劣情况。

B=A·R=(0.180.140.100.140.140.19)

由上述综合判定值可以看出，12种面料的综合评判结果由优到差依次为：4#、Z4#、1#、5#、Z1#、Z5#、6#、Z6#、2#、3#、Z2#、Z3#。

3.5　结果分析

(1)当面料的组织结构和经密保持不变时，随着纬密的增加面料的服用性能降低。这主要是因为随着纬密的增加，经纬纱的屈曲程度加剧，面料毛细效应的阻力增加，吸水高度下降；面料孔隙减小，透气率降低；面料厚度、紧度增加，水汽透过面料所经过的路径变长，透湿率减小，面料的透湿性降低；交织次数越多，纱线间的空隙越小，纱线之间的氧气饱和度越低，面料的垂直损毁长度越小，面料的阻燃性能越好；面料的紧度也随之增加，纱线松动的自由度变小，阻碍了面料的悬垂，同时纬密增大，面料厚度也增大，其刚性增加，则面料的悬垂性变差。

(2)当面料的经纬密保持不变时，斜纹面料的服用性能优于平纹面料。这是因为平纹面料的交织点多，浮长短，纤维束缚得较紧密，故平纹面料的透气性比斜纹面料差；斜纹组织浮长线长，减小了织物毛细效应的阻力，斜纹面料的毛细效应优于平纹面料；平纹组织的浮长线比斜纹的短且平纹交织更为紧密，孔隙小，所以透湿性降低；平纹面料经纬线交织次数最多，纱线间空隙较小，氧气饱和度也比较小，面料的阻燃性能好；而斜纹面料的经纬纱线交织次数要小于平纹面料，纱线之间的空隙较大，氧气饱和度比平纹面料稍大，斜纹面料的燃烧性能比平纹面料差；平纹的交织次数比斜纹多，平纹面料的静、动态悬垂系数比斜纹面料的大。

(3)当面料的组织结构、经密和纬密相同时，阻燃整理后的面料服用性能降低。这主要是因为阻燃剂固着在面料的表面，而且还渗透至纤维内部，使面料中的交织孔隙和纤维、纱线间的缝隙减小，纱线松动的自由度变小，从而使面料的透气性下降，氧气饱和度也下降；同时阻燃剂在受热时加速纤维的脱水炭化，减少可燃性气体的产生，从而使燃烧时无火焰或者是稍有火焰以达到阻燃的目的，使得面料的毛细效应、透气率、透湿量、垂直燃烧损毁长度降低，阻碍了面料的悬垂。

4结语

(1)4#面料的服用性能最好，Z3#面料的服用性

能最差。

(2)当面料的组织结构和经密保持不变时，随着纬密的增加面料的服用性能降低。

(3)当面料和经纬密保持不变时，斜纹面料的服用性能优于平纹面料。

(4)当面料的组织结构、经密和纬密相同时，虽然面料的阻燃性能增加，但经阻燃整理后面料的服用性能降低。

参考文献

[1]朱进忠.纺织材料学实验 [M].2版.北京：中国纺织出版社，2008.

[2]李栋高，蒋惠钧.丝绸材料学[M].北京：中国纺织出版社，1994.

[3]赵书经.纺织材料实验教程[M].北京：纺织工业出版社，1989.

Fuzzy comprehensive evaluation of polyester/cotton

blended flame retardant fabric wearability

ZhouXiang

(School of Textile and Dyeing Engineering, Jiangsu College of Engineering and Technology)

Abstract:The flame retardant finishing for six polyester/cotton blended fabrics was made. The properties, such as air permeability, moisture permeability, drapability, flame retardant and capillary effect, of twelve polyester/cotton blended fabrics were tested before and after finishing. The method of fuzzy comprehensive evaluation was adopted to analyze the test data. The comprehensive wearability sorting of the twelve polyester/cotton blended fabrics was obtained．

Keywords:flame-retardant finishing, polyester/cotton blended fabric, wearability, fuzzy comprehensive evaluation