一种针织混纺织物热湿舒适性能的综合评价方法

技术领域

本发明涉及的是纺织品性能检测评价技术领域，具体涉及一种针织混纺织物热湿舒适性能的综合评价方法。

背景技术

随着社会生产力水平的显著提高，消费者对服饰穿着的舒适性要求也越来越高。针对针织服装，在满足简单的保暖、保护等基础要求后，消费者开始进一步要求针织织物的柔软性、亲肤性、透气性以及风格、美观等更多的方面，服装舒适性研究是一门边缘学科，研究人与服装、环境之间的关系。根据人体的需要，已有学者系统地研究了各种服装和材料的耐磨性，从而为科学制造和穿着并保持有利于人体生活和工作的舒适状态提供了基础。综合评价方法是指将主观评价方法与物理实验评价方法相结合的评价方法。通常的实验方法是在测试者穿好测试服之后在不同的环境中进行物理实验，并结合测试者的主观评价做出综合判断。

如何更加精确、全面地评价服装热湿舒适性，是服装材料热湿舒适性评价的发展趋势。最基本的是将主观评价方法和客观评价方法结合起来。在改进和开发测试仪器并建立合理的物理参数和数学模型基础上，主观评价应加强对生理机制的研究，建立相对完整或公认的量表，并扩大在不同环境下的主观评价。

综上所述，本发明设计了一种针织混纺织物热湿舒适性能的综合评价方法。

发明内容

针对现有技术上存在的不足，本发明目的是在于提供一种针织混纺织物热湿舒适性能的综合评价方法，能够更精确、全面地评价试验用各试样的综合热湿舒适性能，为热湿舒适性能综合评价提供新的思路，通过变异系数法对试验用6个热湿舒适性能静态物理指标赋予权重系数，之后将各组试验测试所得数据进行归一化处理，计算得到各试样热湿舒适性能综合评价指数。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：一种针织混纺织物热湿舒适性能的综合评价方法，包括以下步骤：

1、首先采用变异系数法对六个静态物理指标(透气率、透湿率、克罗值、回潮率、散湿率、芯吸高度)赋权重值；各项热湿舒适性能物理指标的权重由下式(1)(2)得出：

变异系数＝标准差/平均数

权重＝变异系数/变异系数和

式中：

V

σ

W

根据式(1)、式(2)可计算得到各组织试样6个静态物理指标的权重，计算所得纬平针试样各物理指标权重可以得到纬平针组织针织试样综合静态热湿舒适性能与单个物理指标的关系式为：

Y

根据测试结果，各纬平针试样芯吸高度数值相差最大，说明对于纬平针组织结构来说，芯吸高度是最难以实现的指标，因此芯吸高度所占权重最大；回潮率和散湿率两个物理指标权重次之。

计算所得双反面试样各物理指标权重可以得到双反面组织针织试样综合静态热湿舒适性能与单个物理指标的关系式为：

Y

根据测试结果，各混纺比试样芯吸高度数值相差最大，说明对于双反面组织结构来说，芯吸高度是最难以实现的指标，因此芯吸高度所占权重最大；此外，透湿率、散湿率、回潮率的权重次之。

计算所得罗纹试样各物理指标权重可以得到罗纹组织针织试样综合静态热湿舒适性能与单个物理指标的关系式为：

Y

根据测试结果，各混纺比试样芯吸高度数值相差最大，说明对于罗纹组织结构来说，芯吸高度是最难以实现的指标，因此芯吸高度所占权重最大；透湿率和回潮率两个指标的权重次之。

计算所得四平空转组织各物理指标权重可以得到四平空转组织针织试样综合静态热湿舒适性能与单个物理指标的关系式为：

Y

根据测试结果，各混纺比试样芯吸高度数值相差最大，说明对于四平空转组织结构来说，芯吸高度是最难以实现的指标，因此芯吸高度所占权重最大；透湿率和回潮率权重次之。

2、将6个静态物理指标综合考虑，为方便计算先对各组织试样测试数据进行归一化处理。

为直观观察分析试样各热湿舒适性能与其孔隙率之间的关系，试验以莫代尔、桑蚕丝试验组及对照组各试样的孔隙率作为自变量，各热湿舒适性能静态物理指标作为因变量，运用Origin软件进行非线性回归分析；判定系数R平方指在线性回归中，回归可解释离差平方和与总离差平方和之比值，其主要作用是评估回归模型对因变量产生变化的解释程度。

纬平针组织可以得到以下四个回归模型：

芯吸高度y

y

回潮率y

y

透气率y

y

散湿率y

y

双反面组织可以得到以下三个回归模型：

芯吸高度y

y

散湿率y

y

回潮率y

y

罗纹组织可以得到以下四个回归模型：

芯吸高度y

y

透气率y

y

散湿率y

y

回潮率y

y

四平空转组织可以得到以下三个回归模型：

芯吸高度y

y

散湿率y

y

回潮率y

y

本发明的有益效果：本发明的综合评价方法能够更精确、全面地评价试验用各试样的综合热湿舒适性能，同时也为热湿舒适性能综合评价提供新的思路，通过变异系数法对试验用6个热湿舒适性能静态物理指标赋予权重系数，之后将各组试验测试所得数据进行归一化处理，计算得到各试样热湿舒适性能综合评价指数。同时对四种组织各静态舒适性物理指标与孔隙率进行了回归分析，通过对测试结果处理并计算得出了所有试样的综合评价指数，量化了毛/绒针织服装热湿舒适性能的综合评价，并优化出具有优良热湿舒适性能的毛/绒针织物的织造工艺。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式来详细说明本发明；

图1为本发明的各组织试样综合评价指数对比示意图；

图2为本发明的纬平针组织孔隙率和热湿舒适性能的关系示意图；

图3为本发明的双反面组织孔隙率和热湿舒适性能的关系示意图；

图4为本发明的罗纹组织孔隙率和热湿舒适性能的关系示意图；

图5为本发明的四平空转组织孔隙率和热湿舒适性能的关系；

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

参照图1-5，本具体实施方式采用以下技术方案：一种针织混纺织物热湿舒适性能的综合评价方法，包括以下步骤：

1、首先采用变异系数法对六个静态物理指标(透气率、透湿率、克罗值、回潮率、散湿率、芯吸高度)赋权重值。在热湿舒适性能静态物理评价指标中，指标值变化范围越大，说明该指标越难以实现，越难实现的指标越能反映不同混纺毛织物试样热湿舒适性能的差距。

各项热湿舒适性能物理指标的权重由下式(1)(2)得出：

变异系数＝标准差/平均数

权重＝变异系数/变异系数和

式中：

V

σ

W

(2)根据式(1)、式(2)可计算得到各组织试样6个静态物理指标的权重，纬平针、双反面、罗纹和四平空转组织各指标权重如下表1所示。

表1纬平针组织试样各热湿舒适性物理指标的权重

根据表1计算所得纬平针试样各物理指标权重可以得到纬平针组织针织试样综合静态热湿舒适性能与单个物理指标的关系式为：

Y

根据测试结果，各纬平针试样芯吸高度数值相差最大，说明对于纬平针组织结构来说，芯吸高度是最难以实现的指标，因此芯吸高度所占权重最大；回潮率和散湿率两个物理指标权重次之。

表2双反面组织试样各热湿舒适性物理指标的权重

根据表2计算所得双反面试样各物理指标权重可以得到双反面组织针织试样综合静态热湿舒适性能与单个物理指标的关系式为：

Y

根据测试结果，各混纺比试样芯吸高度数值相差最大，说明对于双反面组织结构来说，芯吸高度是最难以实现的指标，因此芯吸高度所占权重最大；此外，透湿率、散湿率、回潮率的权重次之。

表3罗纹组织试样各热湿舒适性物理指标的权重

根据表3计算所得罗纹试样各物理指标权重可以得到罗纹组织针织试样综合静态热湿舒适性能与单个物理指标的关系式为：

Y

根据测试结果，各混纺比试样芯吸高度数值相差最大，说明对于罗纹组织结构来说，芯吸高度是最难以实现的指标，因此芯吸高度所占权重最大；透湿率和回潮率两个指标的权重次之。

表4四平空转组织试样各热湿舒适性物理指标的权重

根据表4计算所得四平空转组织各物理指标权重可以得到四平空转组织针织试样综合静态热湿舒适性能与单个物理指标的关系式为：

Y

根据测试结果，各混纺比试样芯吸高度数值相差最大，说明对于四平空转组织结构来说，芯吸高度是最难以实现的指标，因此芯吸高度所占权重最大；透湿率和回潮率权重次之。

在多指标综合评价中，如果某指标的指标测试结果变化较大，则说明在使用被评价织物的性能时，该指标更难以达到稳定水平。它可以在这方面区分被评估对象的能力，因此应该给该指标更大的权重，反之，分配的权重值应该更小。利用变异系数法可以确定织物热湿舒适性能各物理指标的权重，试验结果证明对于该四种组织结构来说，芯吸高度的权重对于均较高。

2、将6个静态物理指标综合考虑，为方便计算先对各组织试样测试数据进行归一化处理。

归一化是一种简化计算的方式，归一化方法有两种形式：一种是把数变为(0，1)之间的小数；一种是把有量纲表达式变为无量纲表达式，主要是为了数据处理方便提出来的，把数据映射到0～1范围之内处理，更加便捷快速。纬平针组织各指标测试数据归一化处理结果如下表5所示。

表5纬平针组织各物理指标测试数据归一化结果

用变异系数法结合各组试验数据对四种组织中各物理指标赋权重值，并对各组织试验的测试结果进行归一化处理，结合权重值和归一化处理结果得到了所有试样综合评价指数。综合评价指数越高，相应试样的综合热湿舒适性能越好。

根据所得各物理指标权重和各组归一化处理数据，对四种组织各混纺试样进行综合评价计算，计算所得各试样综合评价指数如下表6所示。

表6各试样综合评价指数

为了更加直观观察各混纺比例试样的综合热湿舒适性能，绘制如图1所示综合评价指数图。

由图1可以发现，毛/绒组各组织试样的综合热湿舒适性能评价指数明显较大，毛/绒/莫混纺的莫代尔试验组次之，毛/绒/丝混纺的桑蚕丝试验组各试样综合热湿舒适性能评价指数相对最小。根据所得各物理指标权重可知，在四种组织中芯吸高度权重分别为0.356、0.412、0.363、0.369，说明芯吸高度这一指标整体占比均较大，毛/绒组和毛/绒/莫组各试样的芯吸高度平均值为12.566cm/30min、10.561cm/30min，两者相差不多，而桑蚕丝试验组各试样芯吸高度平均值为2.403cm/30min，明显低于毛/绒组和毛/绒/莫组，因此导致了毛/绒/丝组各试样综合评价指数均相对较低。

在毛/绒混纺组中，当纱线中羊绒含量为80％～100％时，相应四平空转组织试样综合热湿舒适性能指数最高，当毛/绒比例为0/100、20/80时，相应四平空转组织试样综合评价指数均为0.078，为所有毛/绒试样最高，此时毛/绒试样综合热湿舒适性能最佳；而当纱线中羊绒含量为0～60％时，相应纬平针组织试样的综合热湿舒适性能指数则最高。此外，随着羊绒含量的不断减少，各双反面、罗纹和四平空转组织试样的综合评价指数均呈现不同幅度的降低，而纬平针试样则先升高后降低，在丝光毛条和羊绒比例为40/60时综合指数达到最高，为0.075。

在毛/绒/莫混纺组中，各混比纬平针组织试样均表现良好，当丝光毛条、羊绒和莫代尔纤维的混纺比例为20/60/20时相应纬平针试样的综合评价指数最高，为0.067；双反面组织和四平空转组织综合热湿舒适性能差别不明显，整体表现较好；而各混比下的罗纹组织表现较差，综合热湿舒适性能指数相对最低。

在毛/绒/丝混纺组中，各混比罗纹试样综合评价指数相对最高，当丝光毛条、羊绒和桑蚕丝的混纺比例为20/40/40时相应罗纹试样的综合评价指数为0.046，为毛/绒/丝混纺组中最高；四平空转组织试样综合评价指数次于罗纹组织；纬平针组织整体综合评价指数较低，且变化范围较大，指数最高为0.045，最低仅为0.028，综合热湿舒适性能稳定性最差。

为直观观察分析试样各热湿舒适性能与其孔隙率之间的关系，试验以莫代尔、桑蚕丝试验组及对照组各试样的孔隙率作为自变量，各热湿舒适性能静态物理指标作为因变量，运用Origin软件进行非线性回归分析，纬平针、双反面、罗纹和四平空转组织结构的拟合结果如下图2-5所示。

判定系数R平方指在线性回归中，回归可解释离差平方和与总离差平方和之比值，其主要作用是评估回归模型对因变量产生变化的解释程度。

根据图2知，克罗值和透湿率两个指标的R平方均小于0.5，说明克罗值和透湿率两个回归模型对预测结果的可解释程度过低，不宜进行回归分析。一般认为，R平方大于0.75，表示模型拟合度很好，可解释程度较高。纬平针组织仅芯吸高度和孔隙率回归模型的R平方大于0.75，表示此回归模型对预测结果的可解释程度很高。除此外，回潮率、透气率、散湿率与孔隙率的回归模型拟合较好，对预测结果的可解释程度较高，有一定参考意义。

综上所述，纬平针组织可以得到以下四个回归模型：

芯吸高度y

y

回潮率y

y

透气率y

y

散湿率y

y

对于双反面组织，根据图3，透气率、透湿率和克罗值三个指标的R平方均小于0.5，说明透气率、透湿率和克罗值三个指标和孔隙率进行回归效果差。双反面组织中芯吸高度和孔隙率回归模型的R平方大于0.75，表示此回归模型对预测结果的可解释程度很高。此外，散湿率、回潮率与孔隙率的回归模型拟合较好，对预测结果的可解释程度较高，有一定参考意义。

综上所述，双反面组织可以得到以下三个回归模型：

芯吸高度y

y

散湿率y

y

回潮率y

y

根据图4，罗纹组织中透湿率、克罗值两个指标的R平方均小于0.5，说明透湿率、克罗值两个指标和孔隙率进行回归效果差。罗纹组织中芯吸高度和孔隙率回归模型的R平方也大于0.75，表示此回归模型对预测结果的可解释程度很高。此外，透气率、散湿率、回潮率与孔隙率的回归模型拟合较好，对预测结果的可解释程度较高，有一定参考意义。

综上所述，罗纹组织可以得到以下四个回归模型：

芯吸高度y

y

透气率y

y

散湿率y

y

回潮率y

y

根据图5，四平空转组织中透气率、透湿率、克罗值三个指标的R平方均小于0.5，说明四平空转组织的透气率、透湿率、克罗值三个指标和孔隙率进行回归的效果差。四平空转组织中散湿率和孔隙率回归模型的R平方大于0.75，表示四平空转组织散湿率和孔隙率回归模型对预测结果的可解释程度很高。此外，回潮率、芯吸高度与孔隙率的回归模型拟合较好，对预测结果的可解释程度较高，有一定参考意义。

综上所述，四平空转组织可以得到以下三个回归模型：

芯吸高度y

y

散湿率y

y

回潮率y

y

本具体实施方式通过热湿传递机理分析得到了可以用来评价针织物的热湿舒适性能的六个基本物理指标；结合变异系数法和归一化处理得到各试样的综合评价指数，量化了针织物的客观综合评价，同时也为热湿舒适性能的综合评价提供了新的思路和方法；利用非线性回归拟合得出了四种组织结构各基本物理指标与孔隙率的回归模型，优化了毛/绒混纺针织物的热湿舒适性能，研究结果也为针织物热湿舒适性能的评价提供了高质量的模型和方法。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。