电脑数控智能裁切在色牢度检测上的应用

文/陈茜

数控裁切机就是用数字程序驱动机床运动，利用机床上配备的切割工具对物体进行切割，这种机电一体化切割就被称之为数控裁切机。数控切割机技术从发明到现在，已有近50年的历史，与传统刀具（剪刀）、激光切割和气压切割相比，数控切割具有速度快、精度高、切割范围广、环保无污染、操作安全等特点。就目前而言，国内数控切割机的技术水平和整机性能逐步达到国际先进水平，并广泛用于IT、汽车、轻工、医疗等重要领域，在纺织、皮革等行业也得到一定的应用，但在纺织品检测行业的应用还很少。色牢度是纺织品质量性能重要的评价依据，据了解，目前各大检测机构的色牢度测试均是采用传统的手工取样，本文尝试将数控裁切方式用于纺织品色牢度检测取样过程，通过选取色牢度相关测试中颇具代表性的3种测试项目，研究了数控裁切后对样品耐洗、耐热压、酚黄变3种色牢度项目测试结果及性能的影响，对评价数控裁切方式在纺织品检测行业的应用具有重大意义。

1 测试项目与样品

1.1 测试项目

色牢度常规测试项目从测试状态可分为动态测试和静态测试，动态测试主要包含耐洗、耐干洗、耐氯化水等，静态测试包括耐汗渍、耐水、耐唾液、耐热压，酚黄变等，其中酚黄变的测试原理与其他静态测试原理有所不同，因此在色牢度相关测试项目中，本文选取了耐皂洗色牢度（GB/T 3921—2008）、耐热压色牢度（GB/T 6152—1997）和酚黄变（GB/T 29778—2013）3个测试项目进行研究。

1.2 样品

每个测试项目选取了3个有代表性样品并编号，相关参数见表1。

表1 9种织物基本参数

2 测试结果与分析

2.1 耐洗色牢度

2.1.1 测试原理

纺织品试样与一块或两块规定的标准贴衬织物缝合在一起，置于皂液和无水碳酸钠混合液中，在规定时间和温度条件下进行机械搅动，再经清洗和干燥，以原样作为参照样，用灰色卡或仪器评定试样变色和贴衬织物沾色。

2.1.2 结果与分析

样品经数控裁切和手工取样后的耐洗色牢度测试结果见表2。

表2 数控裁切和手工取样耐洗色牢度结果比较

从表3可以看出，通过数控裁切进行取样的试样与手工取样的测试结果相同，说明数控切割取样对织物的耐洗测试结果没有影响。

表3 数控和手工取样酚黄变级数比较

2.2 酚黄变

2.2.1 测试原理

将各试样和控制织物夹在含有2,6二叔丁基-4-硝基苯酚的试纸中，置于玻璃板间并叠加在一起，用不含BHT（2,6二叔丁基-4-甲基苯酚）的聚乙烯薄膜将其裹紧形成一个测试包，在规定的压力下，放入恒温箱或者烘箱中一定时间。用评定沾色用灰色样卡评定试样的黄变级数，以此评估试样产生酚黄变的可能性。

2.2.2 结果与分析

数控裁切和手工取样对纺织品酚黄变结果见表3。

从表3中可以看出数控切割与普通手工取样的结果一致，但由于该项目的黄变机理，对于取样要求相对严格，手工取样时必须保持双手洁净，不能含有汗液、润肤霜等其他物质，如佩戴一次性手套取样，也需保证手套不含有BHT（2,6二叔丁基-4-甲基苯酚），因此在实际检测中数控切割比手工取样减少了对样品的接触，测试结果的准确性更能得到保证。

2.3 耐热压色牢度（潮压）

2.3.1 测试原理

潮压干试样和一块湿的棉贴衬织物覆盖后，在规定温度和规定压力的加热装置中受压一定时间。评定试验后立即用灰色样卡评定试样的变色和贴衬织物沾色，然后在符合GB/T 6151第10章规定的空气中暴露一段时间后再作评定。

2.3.2 结果与分析

织物经数控和手工取样后的耐热压色牢度测试结果见表4。

表4 数控和手工取样耐热压色牢度级数比较

从表4得出，织物经数控和手工两种方法取样后，测试结果均能完全吻合。

2.4 取样精确度

试样的精确度是衡量多种取样方式的重要评价依据。表5为数控和激光、手工、气压切割样品的平均偏差和偏差均值。

表5 多种取样方式的尺寸偏差（标准要求±2mm）

从表5可以看出，虽然以下4种取样方式的平均尺寸偏差基本均在允差范围内，但是数控切割机产生的偏差和偏差均值比其他3种取样方式小。手工和气压取样的精确度受织物组织影响较大，对于一些易变形的织物，手工和气压取样会受到影响；而激光切割纺织品面料是通过聚焦光斑与展开纺织面料的相对运动来进行的，切割过程中产生的高温造成样品切割边缘出现灼烧和熔融，形成一条泛黄或者是黄褐色的棱边，因此在评定样品变、沾色结果时，易造成视觉上的干扰，从而影响评定结果的准确性；而数控切割全程由系统控制取样的形状和速度，精确度更高，能适用于不同织物组织的样品，数控切割性能更稳定，所以数控切割取样是一种高精度的取样方式。

3 结论

数控和手工切割织物耐洗、酚黄变和耐热压色牢度的结果完全相同，且数控切割的精确度更高。因此数控切割取样可很好地应用于色牢度相关检测中，同时，伴随着物联网和数控裁切技术的发展，随着智慧实验室建设步伐的加快，能更专业面向纺织品、鞋包等检测实验室样品裁剪需求，将检测标准、检测要求与样品裁剪模板标识一一对应，形成IT业务模型和(Auto Cut)数据工作流；实现样品裁剪自动化、智能化的软硬件一体解决方案。