王 進，劉艷君，王 迪

(西安工程大學紡織與材料學院，陜西西安 710048)

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蠶蛹蛋白纖維混紡紗織物服用性能模糊綜合評價

王 進，劉艷君，王 迪

(西安工程大學紡織與材料學院，陜西西安 710048)

研究蠶蛹蛋白纖維/天絲的混紡織物服用性能，測試了5種不同組織的透氣性、透濕性、保溫性、彎曲性、折皺回復性以及頂破強力。運用模糊數(shù)學綜合評價方法對實驗數(shù)據(jù)進行對比分析，通過對權(quán)系數(shù)和標準化值的計算得出綜合評價值，得到了蠶蛹蛋白纖維/天絲織物綜合服用性能優(yōu)劣的排序。蠶蛹蛋白纖維/天絲混紡織物質(zhì)地堅牢，折皺回復性好，表面光潔，適合開發(fā)高檔襯衣、女裝裙裝和床上用品。

蠶蛹蛋白纖維 折皺回復性 權(quán)系數(shù) 模糊綜合評價

蠶蛹蛋白粘膠短纖維[1-4](以下簡稱蠶蛹蛋白纖維)是一種由蠶蛹蛋白與天然纖維共混而成的天然生物質(zhì)纖維，是綜合利用生物工程技術(shù)、化纖紡絲技術(shù)、高分子聚合技術(shù)從蠶蛹中提取的全新生物質(zhì)蛋白纖維，該纖維富含18種氨基酸，具有親膚、防螨及抗紫外等功能。而由蠶蛹蛋白混紡紗織成的織物輕薄舒適、富有質(zhì)感、抗菌防螨，具有廣闊的市場前景，近年來受到紡織界學者的廣泛關(guān)注。本文通過對蠶蛹蛋白/天絲纖維混紡紗織物性能進行客觀評價，來更好地開發(fā)出人們滿意的功能性服裝，同時擴大綠色功能性針織產(chǎn)品[5-6]在國內(nèi)外的市場。

1 試驗

1.1 試樣

以50%的蠶蛹蛋白纖維和50%天絲紡成規(guī)格為14.7tex(40s)的混紡紗線為原料，編織出1+1羅紋、緯平針、雙魚鱗、羅紋空氣層和羅紋半空氣層組織的針織物各5塊，為后續(xù)測試做準備。五種試樣具體規(guī)格見表1.

表1 試樣規(guī)格

1.2 織物性能測試

根據(jù)國標GB/T 5453-8測試織物的透氣性能，采用YG461E型數(shù)字式透氣儀進行測試，設置試樣測試面積為70cm2，壓差13Pa/mmH2O，五種組織試樣采用不同的噴嘴號，在測試前進行安裝調(diào)試，測試5次并計算平均值。

依據(jù)國標GB/T 12704-1991測試織物的透濕性能，采用YD501D型透濕試驗箱，將直徑70mm的織物試樣無接觸的覆蓋在提前干燥好的無水氯化鈣上，通過測試同一實驗杯的質(zhì)量差間接計算得出織物的透濕量。計算公式見(1)：

(1)

上式中，WVT—織物透濕量，g/(m2·d)； m —相同實驗杯兩次質(zhì)量之差，g；S—試樣實驗面積，m2；t—實驗時間，h。

根據(jù)國標GB 11048-1989(A)測試織物的保溫性能，采用YG606D型織物保溫儀預熱30min，每種組織面料各取三塊邊長為30cm的方形試樣?？椢锏谋匦跃C合值Z根據(jù)熱傳系數(shù)、保溫率以及克羅值間接計算得出，計算公式見(2)：

(2)

公式中，It—克羅值，U2—傳熱系數(shù)，Q1—保溫率。

這里織物的彎曲特性主要是通過測試織物的活絡性和剛?cè)岢潭葋砭唧w體現(xiàn)。

根據(jù)FZ/T 01054.4-1999《彎曲性試驗方法》中的豎環(huán)法來測定彎曲滯后效應和彎曲剛性，選用YG821L型織物風格儀進行測試，彎曲試驗速度設定為12min/mm，初始壓力2.0cN。

根據(jù)國標GB/T 3819-1997，織物折皺恢復性測試采用YG(B)541D-I型數(shù)字式織物折皺彈性儀，采用折痕垂直回復法將面料水平放置24h以上，裁剪成凸形試樣，測試時每種組織經(jīng)緯向各取5片試樣，根據(jù)測得的折皺回復角計算折皺回復率(織物的折皺回復角指其經(jīng)緯向平均彈性回復角之和)。計算公式見(3)：

折皺回復率(%)=

(3)

根據(jù)國標GB/T19976-2005測定織物的頂破強力，將制作好的圓形針織物固定在YG026B型電子織物強力儀上進行測試，多次測試取平均值。

2 測試結(jié)果與試驗性能綜合評價

試樣服用性能測試結(jié)果如表2所示：

表2 蠶蛹蛋白纖維混紡織紗織物綜合評價測試結(jié)果

因為所選織物等因素的不確定性，采用模糊數(shù)學[7-9]進行分析可以避免評價信息的不完全性，其中加權(quán)法是模糊數(shù)學評價的方法之一，充分通過測試織物的透氣性、透濕性、保溫性、彎曲性、耐折皺性和頂破強力來描述織物的綜合性能。

2.1 確定模糊集合U、V，權(quán)重A

將面料的透氣性、透濕性、保溫性、彎曲性、折皺回復性和頂破強力性能作為評價指標集U={U1,U2,…,Um}(這里m=6)，即U={透氣性，透濕性，保溫性，彎曲性，耐折皺性，頂破強力}；評價集分別由五種不同組織的面料代號確定為V={1,2,3,4,5}。

權(quán)重指各因素在其所評判領(lǐng)域中的重要程度。本課題中權(quán)重的分配反應所選各指標對面料服用性能的影響，所受影響越大，權(quán)重系數(shù)就越大；反之越小。根據(jù)實際調(diào)查、相關(guān)專家建議及資料查閱分析，確定的權(quán)重A=(透氣性 透濕性 保溫性 彎曲性(活絡率 彎曲剛性) 折皺恢復性 頂破強力)(0.2 0.2 0.2 0.2(0.3 0.7) 0.1 0.1)。

2.2 隸屬度r與評價矩陣R的計算

進行綜合評價時，這里r是反應測試結(jié)果在該指標域內(nèi)的隸屬程度，根據(jù)不同方法取值，形成不同的模型，其公式為(4)、(5)所示。

rij為R的元素，rij∈[0,1]

(4)

(5)

Ximin：第i項指標的最小值，Xijj：試樣第i項指標的測試值；Ximax：第i項指標的最大值。

2.3 綜合評價向量B的計算

綜合評價向量B計算公式如(2-3)所示：

B=A · R=(b1,b2,…,bm)

(6)

文中涉及到的彎曲度，是表示織物的剛?cè)岢潭?，主要包括彎曲剛度和活絡率兩個指標，評價時先對這兩個指標進行二級模糊綜合評價。評價結(jié)果如下：

(0.7135 0.9106 0.5877 0.2202 0.4324)

將R、A、B代入(2-3)進行計算，得綜合評價向量B：

B=A·R(0.2 0.2 0.2 0.2 0.1 0.1)

即：

(0.5346 0.5789 0.4568 0.3498 0.3374)

對計算結(jié)果歸一化處理后得：

(0.2368 0.2564 0.2023 0.1550 0.1495)

2.3 綜合評價結(jié)果分析

這里綜合評價依據(jù)的是最大隸屬原則，歸一化的數(shù)值越大，結(jié)果與期望值越接近。從計算結(jié)果的歸一化數(shù)值可以看出，數(shù)值最大為0.2564，此為蠶蛹蛋白纖維1+1羅紋組織針織物，說明該組織在五種組織中的綜合服用性能最好，緯平針組織的服用性能次之，這兩種組織都是制作貼身服裝面料的合適組織，五種組織綜合服用性能優(yōu)劣程度排序為：1+1羅紋>緯平針>雙魚鱗>羅紋空氣層>羅紋半空氣層，其中羅紋半空氣層組織的服用性能較其它組織相對最差。

3 結(jié)束語

蠶蛹蛋白纖維原料來源廣泛，利用蠶蛹蛋白纖維開發(fā)出的具有綜合性能優(yōu)良的織物，可以用做床上用品、高檔內(nèi)衣面料以及女裝裙裝等。從綜合評價的結(jié)果可以看出，同種原料的不同組織具有不同的各項性能，總體而言1+1羅紋最優(yōu)、羅紋半空氣層最差。

模糊綜合評判是對受到多重因素影響的對象應用模糊數(shù)學做出客觀評價的方法，是目前多指標綜合評價實踐中使用最廣泛的方法之一。該方法的實質(zhì)是依據(jù)模糊數(shù)學的隸屬度將評價對象由定性評價轉(zhuǎn)變?yōu)槎吭u價，從而解決一些非確定問題得到較好的解決。該方法的評價結(jié)果具有清晰化、系統(tǒng)性和科學性強的特點，在實際應用中具有重要意義，目前廣泛應用于紡織行業(yè)中。

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2016-09-28

王進(1991-)，男，碩士研究生，研究方向：功能性紡織品。

劉艷君(1965-)，女，教授，碩士生導師。

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