基于主成分分析的织物触感性能评价研究

袁昊旻，卢 鸯，何 波，王一薇

（浙江省轻工业品质量检验研究院，浙江 杭州 310018）

0 引言

所谓“衣食住行”衣为先，纺织服装是人们生活的必需品之一。随着时代的发展和进步，人们在选购纺织品时，越来越多地关注使用、服用的舒适性。织物的触感、手感性能关系到织物的质量，一定程度上决定织物的定价。通过研究织物的性能，分析其触感，并依此加强织物成品的设计开发能力，对提高产品的质量和市场竞争力具有重要意义[1]。研究表明，构成织物的纤维种类、织造方法、纱线线密度、织物紧度以及后整理工艺等都会影响织物的触感[2-4]。

织物触感客观评价是依靠仪器测试织物的某些物理性能，并通过具体的力学参数对织物的性能做出一些定性定量的表征。现有研究表明，织物触感与织物的弯曲、表面摩擦、压缩回复以及热导性能等密切相关[5-7]。本研究选取16 块不同纤维成分、不同规格的织物，分别采用FTT 织物触感测试仪测得表征织物触感性能的多个参数指标，通过主成分分析，识别各组分贡献率，获得影响织物触感的特性性能，为产品设计中把握材料的特性提供参考。

1 试验部分

1.1 测试试样选取

选取不同成分、规格的机织面料16 块，规格与成分如表1 所示。

表1 测试面料规格和成分

1.2 测试方法

采用FTT 织物触感测试仪进行测试。从每个试样上裁取边长为330 mm、宽110 mm 的L 型试样2 块，将样品在标准大气中放置至少24h，保持样品表面平整。打开仪器软件，充分预热后，将预处理后样品正面朝上自然平铺至样品台，选择双面模式，进行测试，然后更换另一个样品反面朝上放置，重复测试一次，测试完毕后，保存数据，得到反映该样品正反两面的弯曲性能、压缩性能、表面摩擦性能以及热导性能的9 项指标。

2 结果与讨论

2.1 织物触感性能测试结果

16 块不同机织物面料触感性能相关参数的测试结果见表2。

表2 触感性能相关参数测试结果

表中BAR 表示织物试样弯曲1°圆心角所需要施加的力矩；CRR 为压缩后回复程度；Qmax 为压缩时的最大热导量；SFC 为织物表面动态摩擦系数；SRA 为表面粗糙度振幅。

2.2 主成分分析结果

采用MATLAB 软件编程实现对16 个样品，每个样品分正、反两面，分别测得8 个性能指标总共256 个测试值的主成分。通过MATLAB 中相应的主成分分析函数对原数据进行标准化处理，再进行主成分分析，得到的影响织物触感性能的主成分特征向量值见表3，各主成分方差、贡献率与累计贡献率见表4。

表3 主成分特征向量值

表4 主成分方差、贡献率和累计贡献率

由表3 可知：第一，主成分1 中压缩最大热导量Qmax、经向和纬向的表面动态摩擦系数有较高载荷，说明该主成分与热导和摩擦相关，可定义为“冷热感程度因子”；第二，主成分2 中经向弯曲刚性指标BAR、压缩后回复程度CRR、纬向表面粗糙度振幅SRA 有较高载荷，说明该主成分与弯曲刚性和表面粗糙度相关，可定义为“柔软程度因子”；第三，主成分3中压缩后回复程度CRR、经纬向表面粗糙度振幅SRA有较高载荷，说明该主成分与压缩性能和表面粗糙度相关，可定义为“丰满程度因子”；第四，主成分4 中经、纬向弯曲刚性指标BAR 有较高载荷，说明该主成分与弯曲刚性相关，可定义为“刚性程度因子”；第五，主成分5 中压缩后回复程度CRR、经纬向弯曲刚性指标BAR 有较高载荷，说明该主成分与压缩性能和弯曲刚性相关，可定义为“硬挺程度因子”。

由表4 中累计贡献率可知，前5 个主成分的累计贡献率已达到88.81%,主成分个数提取原则是按照主成分对应的累计贡献率大于85%提取，故而确定主成分值为5。

3 结语

通过主成分分析方法，提取了5 个主成分，将影响织物触感性能的物理性能参数转化为5 个综合指标：冷热感程度因子、柔软程度因子、丰满程度因子、刚性程度因子和硬挺程度因子，可以看出这5 个指标的构成能够比较全面地描述织物触感。