摘" 要：為了構(gòu)建一個(gè)能夠綜合評(píng)估漿紗質(zhì)量的評(píng)價(jià)體系，選用淀粉、聚乙烯醇（PVA）和改性槐豆粉3種漿料，使用電容式上漿率檢測(cè)系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)等上漿率上漿，在單紗上漿機(jī)上對(duì)棉紗上漿；將熵權(quán)TOPSIS模型引入漿紗綜合質(zhì)量評(píng)價(jià)中，用熵權(quán)法計(jì)算各評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重，利用TOPSIS方法計(jì)算各方案與最優(yōu)理想點(diǎn)之間的貼近度，并據(jù)此對(duì)各個(gè)方案進(jìn)行排序。結(jié)果表明：采用細(xì)度為38.6 tex的棉紗、含固率為3%的PVA、上漿速度為100 m/min、上漿率為4.9%的上漿方案時(shí)，漿紗綜合質(zhì)量最優(yōu)；使用同種漿料、不同細(xì)度的棉紗上漿時(shí)，粗支的漿紗質(zhì)量更優(yōu)；等上漿率條件下，采用PVA制成的漿紗質(zhì)量?jī)?yōu)于槐豆粉漿料和淀粉漿料。等上漿率上漿技術(shù)和熵權(quán)TOPSIS模型為漿紗綜合質(zhì)量評(píng)價(jià)、新型漿料開發(fā)開辟了新途徑。

關(guān)鍵詞：等上漿率上漿；電容式上漿率檢測(cè)系統(tǒng)；改性槐豆粉漿料；熵權(quán)TOPSIS模型; Maxwell Garnett模型

中圖分類號(hào)：TS115.2

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1009-265X（2024）12-0068-08

DOI： 10.19398j.att.202402002

收稿日期：20220101

網(wǎng)絡(luò)出版日期：20240618

基金項(xiàng)目：中國(guó)紡織工業(yè)聯(lián)合會(huì)科技指導(dǎo)性項(xiàng)目（2023011）; 浙江省普通本科高?！笆奈濉笔着男轮攸c(diǎn)教材項(xiàng)目（浙高教學(xué)會(huì)（2023））

作者簡(jiǎn)介：陸浩杰（1985—），男，浙江紹興人，博士研究生，主要從事紡織工程、紡織品設(shè)計(jì)方面的研究。

通信作者：周赳，E-mail：zhoujiu34@126.com

漿紗是織前準(zhǔn)備過程中的一道關(guān)鍵工序，漿紗質(zhì)量直接影響到后續(xù)織造工序。正確、合理地評(píng)價(jià)漿紗質(zhì)量，對(duì)于指導(dǎo)織物生產(chǎn)具有重要的意義［1-3］。衡量漿紗性能的指標(biāo)較多，主要有上漿率、回潮率、伸長(zhǎng)率、增強(qiáng)率、減伸率、耐磨性、毛羽指數(shù)、毛羽降低率和再生毛羽等［4］。

當(dāng)前漿紗質(zhì)量指標(biāo)的測(cè)量方法主要有儀器測(cè)量法和軟測(cè)量法。儀器測(cè)試法是使用各種紗線性能檢測(cè)儀器測(cè)量出漿紗強(qiáng)力、伸長(zhǎng)率、上漿率、耐磨性等指標(biāo)［5-7］。近幾年軟測(cè)量法在漿紗質(zhì)量評(píng)價(jià)得到了一些應(yīng)用，它是應(yīng)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、支持向量機(jī)等人工智能模型，采集上漿參數(shù)后，測(cè)量出漿紗性能指標(biāo)［8-10］。國(guó)內(nèi)外學(xué)者長(zhǎng)期致力于構(gòu)建科學(xué)合理的評(píng)價(jià)體系與指標(biāo)，以準(zhǔn)確衡量漿紗質(zhì)量［11-13］。然而目前尚未形成統(tǒng)一且廣泛認(rèn)可的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)［14］，這在一定程度上制約了漿紗評(píng)價(jià)體系的進(jìn)一步完善與發(fā)展。在上漿率檢測(cè)方面，目前仍廣泛采用退漿法，但退漿法具有滯后性，且實(shí)驗(yàn)過程也較長(zhǎng)，因此對(duì)于多組漿紗試樣的質(zhì)量評(píng)價(jià)很難在上漿率一致的條件下進(jìn)行。

因此，構(gòu)建合理的漿紗質(zhì)量評(píng)價(jià)模型并確立合理的評(píng)價(jià)系統(tǒng)對(duì)于織造生產(chǎn)實(shí)踐具有深遠(yuǎn)的指導(dǎo)意義。本文采用等上漿率上漿技術(shù)，運(yùn)用熵權(quán)優(yōu)劣解距離法（Technique for order preference by similarity to ideal solution， TOPSIS）進(jìn)行深入分析，旨在探究各項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)漿紗綜合質(zhì)量的影響，從而構(gòu)建一個(gè)能夠綜合反映漿紗質(zhì)量的評(píng)價(jià)體系。

1" 電容法上漿率檢測(cè)技術(shù)

1.1" 紗線結(jié)構(gòu)的等效介電常數(shù)模型

麥克斯韋·加內(nèi)特模型（Maxwell Garnett， MG）也稱為Clausius-Mossotti模型［15］，常用于預(yù)測(cè)多相材料的等效介電常數(shù)，模型公式如式（1）所示：

εeff=εe+3fεeεi-εeεi+2εe-f（εi-εe）（1）

式中：εeff為介質(zhì)等效介電常數(shù)；εi為球形電介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)；εe為環(huán)境相的相對(duì)介電常數(shù)；f為球形電介質(zhì)所占的體積分?jǐn)?shù)，%。

紗線結(jié)構(gòu)的MG模型如圖1所示，在圖1（a）中MG模型假定嵌入的材料為球形電介質(zhì)，不需要有相同的尺寸，與外部電場(chǎng)波長(zhǎng)相比球形電介質(zhì)的尺寸要小并且分布分散，因此MG模型常適于血液、陶瓷等模型中。

當(dāng)將MG模型應(yīng)用到紗線結(jié)構(gòu)時(shí)，如圖1（b）所示，紗線為類似細(xì)針形結(jié)構(gòu)，與MG模型的球形電介質(zhì)假定條件不符。因此需要將式（1）修改為紗線結(jié)構(gòu)的等效介電模型［16］，修改后的紗線結(jié)構(gòu)MG模型如式（2）所示：

ε′eff=ε′e+2f′ε′eε′i-ε′e2ε′e+（1-f′）（ε′i-ε′e）（2）

式中：ε′eff為平板間介質(zhì)的等效介電常數(shù)；ε′e為空氣的等效介電常數(shù)，通常設(shè)為1；ε′i為紗線的等效介電常數(shù)；f′為紗線占平板間的體積分?jǐn)?shù)，%。

其中f′可用紗線的體積與平板間體積比值得出，如式（3）所示：

f′=πr2LAd=0.126πLNt4Adρf（3）

式中：L為電容器平板長(zhǎng)度，cm；Nt為紗線細(xì)度，tex；ρf為紗線密度，g/cm3。

1.2" 電容法檢測(cè)漿紗上漿率

平板式電容傳感器的極板間距和面積一定，空白極板間的介質(zhì)為空氣，放入漿紗后，極板間介質(zhì)的介電常數(shù)發(fā)生變化，從而使電容量發(fā)生變化。平板式電容器的電容計(jì)算公式為C=ε′effAd，則平板間介質(zhì)的等效介電常數(shù)ε′eff計(jì)算如式（4）所示：

ε′eff=CdA（4）

式中：C為平板電容器測(cè)量電容值，F(xiàn)；d為極板間距，mm；A為極板面積，mm2。

取空氣的等效介電常數(shù)ε′e=1，由式（2）和式（4）可得漿紗的等效介電常數(shù)ε′i，如式（5）所示：

ε′i=1-2A-2CdA-Cd+Af′+Cdf′（5）

假設(shè)漿紗內(nèi)漿料與纖維以并聯(lián)關(guān)系復(fù)合［17］，漿紗中纖維的體積分?jǐn)?shù)ff如式（6）表示為：

ff=εs-ε′iεs-εf（6）

式中：εf為漿紗中纖維的等效介電常數(shù)；εs為漿料的等效介電常數(shù)；ff為纖維占漿紗的體積分?jǐn)?shù)，%。

則漿紗中漿料的體積分?jǐn)?shù)fs計(jì)算公式如式（7）所示：

fs=1-ff（7）

式中：fs為漿紗中漿料的體積分?jǐn)?shù)，%。

根據(jù)上漿率的定義，漿料的體積分?jǐn)?shù)fs與上漿率S關(guān)系如式（8）所示：

S/%=msmf=ρsfsρf（1-fs）×100（8）

式中：S為漿紗上漿率，%；ms為漿料的干重，g；mf為原紗的干重，g；ρs為漿料的密度，g/cm3；ρf為原紗的密度，g/cm3。

由式（5）—（8）可知，只要獲取漿紗通過電容器時(shí)檢測(cè)到的電容值，和原料的相關(guān)特征參數(shù)，就能算出漿紗上漿率。

2" 實(shí)驗(yàn)

2.1" 材料

本文采用淀粉、改性槐豆粉［18］和聚乙烯醇（Polyvinyl alcohol， PVA）3種漿料，分別標(biāo)記為漿料1、漿料2、漿料3，其中漿料1、漿料2按含固率5%進(jìn)行調(diào)漿，漿料3按含固率3%進(jìn)行調(diào)漿，以備后續(xù)的上漿實(shí)驗(yàn)；原紗采用19.1、38.6 tex兩種規(guī)格的棉紗。

2.2" 電容式上漿率檢測(cè)系統(tǒng)

電容式上漿率檢測(cè)系統(tǒng)示意如圖2所示，電容式上漿率檢測(cè)系統(tǒng)主要由電容傳感器、感容比（Inductance capacitance resistance，LCR）電橋測(cè)試儀、上位機(jī)等部件組成［19］。在漿槽上漿后，漿紗經(jīng)烘房烘干出來，穿過電容傳感器，電容器由于漿紗的存在使極板間電容值改變，LCR電橋測(cè)試儀測(cè)量其電容值，并把數(shù)據(jù)傳到上位機(jī)，上位機(jī)將電容值、原料特征參數(shù)等數(shù)據(jù)導(dǎo)入到1.2小節(jié)推導(dǎo)出的模型中并自動(dòng)計(jì)算出上漿率，從而實(shí)現(xiàn)在上漿過程中就能實(shí)時(shí)測(cè)量出漿紗上漿率。

2.3" 等上漿率上漿技術(shù)

在SGA598型單紗上漿機(jī)上進(jìn)行上漿實(shí)驗(yàn)，準(zhǔn)備好盛有3種漿料的漿槽，在上漿機(jī)的烘房外安裝電容式上漿率檢測(cè)系統(tǒng)的電容傳感器，安裝位置如圖2所示。

表1為漿紗試樣編號(hào)及上漿工藝參數(shù)，根據(jù)表1進(jìn)行上漿實(shí)驗(yàn)。首先啟動(dòng)電容式上漿率檢測(cè)系統(tǒng)，測(cè)量空白電容進(jìn)行校準(zhǔn)；然后倒入漿料1，開啟上漿機(jī)對(duì)棉紗進(jìn)行上漿，輸入漿料1的特征參數(shù)：密度、相對(duì)介電常數(shù)等，上漿機(jī)的壓漿輥壓力設(shè)定為40 N；調(diào)整上漿機(jī)的上漿速度，觀察上位機(jī)顯示的上漿率讀數(shù)，使其穩(wěn)定在4.5%左右；讀數(shù)穩(wěn)定后計(jì)時(shí)，漿紗卷繞到紗筒上，記錄上漿速度；待漿紗量足夠后停止上漿，取下漿紗紗筒并編號(hào)。換上新紗筒，換上盛有漿料2的漿槽，輸入漿料2的特征參數(shù)，啟動(dòng)上漿機(jī)開始上漿，同時(shí)觀察上漿率讀數(shù)，調(diào)整上漿速度，使上漿率穩(wěn)定在6%左右，將有漿料2的漿紗卷繞到紗筒上。以此類推，完成6組上漿實(shí)驗(yàn)。

2.4" 漿紗性能測(cè)試

a）上漿率的測(cè)定。使用退漿法測(cè)量漿紗上漿率，上漿率S按式（9）得出：

S/%=w0（1-β）-w1w0×100（9）

式中：S為漿紗上漿率，%；w0為漿紗退漿前干重，g；w1為試樣退漿后干重，g；β為毛羽損失率，%。

b）斷裂強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率。在D021E型電子單紗強(qiáng)力儀上測(cè)試漿紗的斷裂強(qiáng)力和拉伸性能。試驗(yàn)得到平均強(qiáng)度、平均伸長(zhǎng)率和最低強(qiáng)度。由式（10）得到漿紗增強(qiáng)率Z：

Z/%=（P-P0）P0×100（10）

式中：Z為漿紗增強(qiáng)率，%；P為漿紗斷裂強(qiáng)力，cN；P0為原紗斷裂強(qiáng)力，cN。

漿紗減伸率ΔE的表達(dá)式如式（11）所示：

ΔE/%=（δ-δ0）δ0×100（11）

式中：ΔE為漿紗減伸率，%；δ為漿紗斷裂伸長(zhǎng)率，%；δ0為原紗斷裂伸長(zhǎng)率，%。

c）耐磨性。在LFY-109B型電腦紗線耐磨儀上測(cè)試漿紗耐磨性，采用320目砂紙，附加張力5 g。

d）毛羽降低率。在YG171B-2紗線毛羽檢測(cè)儀測(cè)定毛羽指數(shù)，毛羽降低率Mj按式（12）計(jì)算：

Mj/%=R1-R2R1×100（12）

式中：Mj為毛羽降低率，%；R1為原紗毛羽指數(shù)；R2為漿紗毛羽指數(shù)。

2.5" 漿紗質(zhì)量指標(biāo)評(píng)價(jià)模型

TOPSIS法又稱優(yōu)劣解距離法，它依據(jù)評(píng)價(jià)方案與理想解的歐氏距離來進(jìn)行評(píng)價(jià)方案的優(yōu)劣排序［20］。其基本原理是通過分析樣本對(duì)象的優(yōu)劣狀態(tài)和評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重，建立樣本對(duì)象最優(yōu)（最劣）方案即正（負(fù)）理想點(diǎn)，并確定樣本對(duì)象與正（負(fù)）理想點(diǎn)的歐式距離，進(jìn)而求得樣本對(duì)象與正理想點(diǎn)的貼近程度。主要步驟如下：

a）建立初始質(zhì)量指標(biāo)矩陣X。

由漿紗性能測(cè)試可以得到一系列評(píng)價(jià)指標(biāo)，漿紗試樣一共分為m組，每組n個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)，構(gòu)成如式（3）所示的初始質(zhì)量指標(biāo)矩陣：

X=x11x12…x1n

x21x22…x2n

xij

xm1xm2…xmn（13）

式中：X為漿紗初始質(zhì)量指標(biāo)矩陣；xij為第i組試樣第j個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)。

b）初始數(shù)據(jù)正向化與標(biāo)準(zhǔn)化處理。在處理數(shù)據(jù)時(shí)，有些指標(biāo)的數(shù)據(jù)越大越好，為極大型指標(biāo)；有些則是越小越好，為極小型指標(biāo)。對(duì)于極小型指標(biāo)，采用取負(fù)法進(jìn)行正向化處理變?yōu)闃O大型指標(biāo)。極大型指標(biāo)按式（14）進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，得到漿紗質(zhì)量指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化矩陣B，以消除各指標(biāo)量綱的影響：

bij=xij∑mi=1x2ij（14）

式中：bij為第i組試樣第j個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化后的指標(biāo)值，0≤bij≤1。

c）計(jì)算特征比重。由于每個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)漿紗綜合質(zhì)量的影響程度不同，本文采用熵權(quán)法來確定每個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重。首先計(jì)算第i組試樣第j個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的特征比重，如式（15）所示：

pij=bij∑mi=1bij（15）

式中：pij為第i組試樣第j個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的特征比重。

d）計(jì)算各指標(biāo)的信息熵ej，計(jì)算公式如式（16）所示：

ej=1lnm∑mi=1pijlnpij（16）

式中：ej為第j個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的信息熵。ej越小表明該指標(biāo)提供的信息量越大，即該指標(biāo)對(duì)綜合質(zhì)量評(píng)價(jià)的影響越大。

e）根據(jù)信息熵的大小，衡量每個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的變化程度，從而確定每個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重，得到漿紗評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重矩陣W，各評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重計(jì)算如式（17）所示：

wj=ej∑nj=1ej（17）

式中：wj為熵權(quán)法所得評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重。

f）構(gòu)建加權(quán)標(biāo)準(zhǔn)化決策矩陣。以Z=B·W構(gòu)造加權(quán)標(biāo)準(zhǔn)化決策矩陣Z，其中zij=bij·wj。zij為第i組試樣第j個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的加權(quán)標(biāo)準(zhǔn)化決策值。

g）計(jì)算樣本對(duì)象與正（負(fù)）理想點(diǎn)zj+（zj-）的歐式距離di＋（di-）。由于評(píng)價(jià)指標(biāo)全為極大型指標(biāo)，就可以在B中取每一列中最大的數(shù)為每個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的理想最優(yōu)解（正理想點(diǎn)zj+），最小數(shù)為最劣解（負(fù)理想點(diǎn)zj-）。樣本越靠近正理想點(diǎn)，質(zhì)量指標(biāo)就越優(yōu)；反之，則越差。zij與正理想點(diǎn)zj+的距離di＋的計(jì)算如式（18）所示：

d+i=∑nj=1（z+j-zij）2（18）

式中：zj+為第j個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的正理想點(diǎn)；di＋為與正理想點(diǎn)的距離。

zij與負(fù)理想點(diǎn)zj-的距離di-的計(jì)算如式（19）所示：

d-i=∑nj=1（z-j-zij）2（19）

式中：zj-為第j個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的負(fù)理想點(diǎn)；di-為與負(fù)理想點(diǎn)的距離。

h）根據(jù)正理想點(diǎn)di＋與負(fù)理想點(diǎn)di-計(jì)算貼近度Ti ，計(jì)算公式如式（20）所示：

Ti=d-id+i+d-i，Ti∈［0，1］（20）

式中：Ti為貼近度。

對(duì)Ti排序，Ti越大，也就是該組漿紗方案與最理想方案的歐式距離越小，表明漿紗綜合質(zhì)量越高。

3" 結(jié)果與討論

3.1" 等上漿率上漿實(shí)驗(yàn)

表2為6組漿紗試樣通過電容式上漿率檢測(cè)系統(tǒng)測(cè)出的上漿率和用退漿法測(cè)出的上漿率相比較。

由表2可知，由電容式上漿率檢測(cè)系統(tǒng)檢測(cè)的上漿率和退漿法檢測(cè)的上漿率相對(duì)誤差均小于5％，這表明基于修正的MG等效介電常數(shù)模型和電容式上漿率檢測(cè)系統(tǒng)可以滿足實(shí)際上漿率檢測(cè)的需要。從表2中還可以看出，在采用相同含固率的漿料、相同的上漿工藝條件下，細(xì)支的漿紗上漿率比粗支的大一些。這是由于在漿液含固率、上漿速度和壓漿輥壓力一樣的情況下，細(xì)支的漿紗漿液能更輕易地滲透到紗線內(nèi)部孔隙，因此能保留的漿料也更多，上漿率比粗支的漿紗更大。

3.2" 基于熵權(quán)TOPSIS模型的漿紗質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)

由2.4漿紗性能測(cè)試可以得到一系列原紗和漿紗各組試樣的評(píng)價(jià)指標(biāo)，分為6組試樣，每組8個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)，評(píng)價(jià)指標(biāo)分別有：上漿率、平均強(qiáng)度、最低強(qiáng)度、增強(qiáng)率、伸長(zhǎng)率、耐磨次數(shù)、毛羽降低率、減伸率。由以上數(shù)據(jù)建立初始質(zhì)量指標(biāo)矩陣X。

a）初始質(zhì)量指標(biāo)矩陣正向化。評(píng)價(jià)指標(biāo)中，上漿率、平均強(qiáng)度、最低強(qiáng)度、增強(qiáng)率、伸長(zhǎng)率、耐磨次數(shù)、毛羽降低率為極大型指標(biāo)，減伸率為極小型指標(biāo)，將減伸率數(shù)據(jù)取負(fù)即得極大型指標(biāo)。表3為漿紗性能指標(biāo)正向化后的數(shù)據(jù)矩陣。

b）將正向化后的矩陣標(biāo)準(zhǔn)化。根據(jù)式（14）標(biāo)準(zhǔn)化以消除量綱的影響。表4為漿紗性能指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化處理后的數(shù)據(jù)矩陣。

c）評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重。由于各個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)綜合質(zhì)量的影響程度存在差異，因此需確定每個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重。依據(jù)式（15）—（16），能夠確定每個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)信息熵的大小，進(jìn)而根據(jù)式（17）為每個(gè)指標(biāo)權(quán)重的確定提供量化依據(jù)。表5為各漿紗質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重，如表5所示，毛羽降低率的信息熵最低為-1，說明在漿紗的綜合質(zhì)量中，毛羽降低率是最重要的評(píng)價(jià)指標(biāo)；而增強(qiáng)率的信息熵為-0.87，表明其對(duì)漿紗的綜合質(zhì)量影響相對(duì)不重要。

d）計(jì)算各方案與正負(fù)理想點(diǎn)的距離。

通過將構(gòu)建的漿紗性能標(biāo)準(zhǔn)化矩陣乘以各評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重矩陣，得到加權(quán)標(biāo)準(zhǔn)化決策矩陣。之后，確定決策矩陣的正理想點(diǎn)z1+和負(fù)理想點(diǎn)z1-，在各組評(píng)價(jià)指標(biāo)中取樣本的最大（小）值。依據(jù)式（18）—（19），采用歐氏距離d＋（d-）來衡量各樣本與正理想點(diǎn)和負(fù)理想點(diǎn)之間的距離，并根據(jù)式（20）計(jì)算貼近度T。

表6為各組漿紗的綜合質(zhì)量評(píng)價(jià)決策矩陣，最后對(duì)各方案的貼近度T排序得到質(zhì)量最優(yōu)的漿紗試樣，如表6所示。

由表6可知，不同漿料和上漿工藝最后制成的漿紗綜合質(zhì)量根據(jù)貼近度T的排序由大到小依次為：試樣5、試樣6、試樣3、試樣1、試樣4、試樣2。當(dāng)采用38.6 tex棉紗、PVA漿料、上漿速度100 m/min、壓漿輥壓力40 N的上漿方案時(shí)，貼近度T排序第一，說明在6種上漿方案中這種漿紗綜合質(zhì)量最好。當(dāng)采用同種漿料時(shí)，隨著細(xì)度的增加，漿紗綜合質(zhì)量指標(biāo)也上升。

由于采用等上漿率技術(shù)使?jié){紗的上漿率接近，通過橫向比較也可以得到最優(yōu)漿料品種。從表6可以看出，當(dāng)上漿率一定，其他上漿工藝一樣時(shí)，PVA所漿得的漿紗質(zhì)量?jī)?yōu)于改性槐豆粉漿料和淀粉漿料。PVA由于其漿膜優(yōu)良的柔韌性和強(qiáng)力，曾經(jīng)大量使用，但隨著環(huán)保壓力的提升、綠色漿料的發(fā)展，PVA被禁用。從表6中可以看出，改性槐豆粉上漿的漿紗質(zhì)量雖劣于PVA，但優(yōu)于淀粉，且改性槐豆粉是一種綠色漿料，因此可以被推薦作為PVA和淀粉的替代漿料。

4" 結(jié)論

本文設(shè)計(jì)開發(fā)了電容式上漿率檢測(cè)系統(tǒng)，在上漿時(shí)經(jīng)過修改后的MG模型運(yùn)算后，輸出實(shí)時(shí)上漿率值，通過調(diào)整上漿工藝使各組漿紗試樣間的上漿率一致。采用淀粉、改性槐豆粉和PVA三種漿料，利用等上漿率上漿技術(shù)制成一系列漿紗試樣，測(cè)試了8組質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)，并基于熵權(quán)TOPSIS模型對(duì)6組漿紗試樣進(jìn)行質(zhì)量評(píng)價(jià)，主要得出以下結(jié)論：

a）在采用38.6 tex棉紗、PVA漿料含固率為3%、上漿速度為100 m/min、壓漿輥壓力為40 N、上漿率為4.85%的上漿方案時(shí)，漿紗的綜合質(zhì)量最優(yōu)。

b）當(dāng)使用不同種漿料，在保持其他上漿工藝參數(shù)一致的情況下，采用PVA所制成的漿紗質(zhì)量?jī)?yōu)于改性槐豆粉和淀粉，鑒于PVA并非一種綠色漿料，推薦將改性槐豆粉作為PVA和淀粉的一種有效替代漿料。

本文基于等上漿率上漿技術(shù)和熵權(quán)TOPSIS模型，構(gòu)建了漿紗綜合評(píng)價(jià)體系，為上漿實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革、上漿工藝的優(yōu)化、新型漿料的開發(fā)提供了一種新途徑。

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Modeling and application of sizing yarns quality evaluation based on

equal sizing rate technology

LU" Haojie1，2，" JIN" Enqi2，" LI Manli2，" ZHOU" Jiu1

（1.College of Textile Science and Engineering （International Institute of Silk）， Zhejiang Sci-Tech

University， Hangzhou 310018， China; 2.Shaoxing Sub-center of National Engineering Research Center

for Fiber-based Composites， Shaoxing University， Shaoxing 312000， China）

Abstract：

The current dilemma in evaluating sizing quality lies in the different definitions of sizing yarn quality indicators， the lack of correlation research among indicators， and the limitations of existing evaluation methods. This paper tried to use equal sizing rate technology to detect and control the sizing rate of sizing yarn online. The goal is to achieve a scientific evaluation method that comprehensively reflects the quality of sizing yarns， and to conduct horizontal comparisons between different types of sizing agents.

To achieve this goal， a modified Maxwell Garnett （MG） equivalent dielectric constant model was established for the yarn structure， and a capacitive detection system was used to detect the sizing rate of the sizing yarn online. Three types of sizing agents including starch， poly vinyl alcohol （PVA）， and modified sophora bean powder were selected to size cotton yarns on a sizing machine. A capacitive sizing rate detection system was set up to ensure every sizing sample have equal sizing rates， by adjusting the sizing process. The entropy weight Technique for Order Preference by Similarity to Ideal Solution （TOPSIS） model was introduced into the comprehensive performance evaluation of sizing yarns by sorting the degree of closeness. By normalizing and standardizing the initial matrix X， a standard matrix of yarn performance was obtained. The initial matrix consists of six sets of samples， with each set containing eight performance indicators.

Results of the experiments shows that the relative error of sizing rates between the capacitive detection system method and the desizing method is less than 10%， indicating that the capacitive sizing rate detection system can meet the needs of practical applications. Secondly， under the same conditions of solid content slurry and sizing process， the sizing rate of fine yarns is higher than that of a roving yarns. The information entropy for the hairiness reduction rate is minimum， indicating that this performance indicator is the most important in the overall quality evaluation of sizing yarns. The information entropy for the enhancement rate is -0.86， indicating that it is relatively less important. In the experiment， when the same sizing agent is used， the comprehensive quality of the sizing yarn improves with the increase in yarn fineness， while the sizing rate has a relatively small impact on it. When different types of sizing agents with the same sizing process are used， it is found that the quality of sizing yarn with PVA sizing agents is better than that of sophora bean powder and starch. However， the modified sophora bean powder sizing agent is a green one that can be used as a substitute for PVA and starch. This comprehensive evaluation method based on equal sizing rate technology and entropy weight TOPSIS theory provides a new approach for comprehensive quality evaluation and the development of sizing agents.

Keywords：

equal sizing rate technology; capacitive sizing rate detection system; modified sophora bean sizing; entropy weight TOPSIS model; Maxwell Garnett model