本發(fā)明涉及一種毛型織物坯布厚度的預(yù)測(cè)方法，屬于紡織技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
毛型織物坯布厚度是影響其終端產(chǎn)品風(fēng)格特征的重要因素，若能有效預(yù)測(cè)該項(xiàng)數(shù)據(jù)，則對(duì)于這類產(chǎn)品的設(shè)計(jì)者而言，就能提高對(duì)織物結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)效率，同時(shí)對(duì)于這類產(chǎn)品的生產(chǎn)者而言，就能提高對(duì)后整理相關(guān)工藝的設(shè)計(jì)效率。目前，織物厚度值均通過(guò)專用的測(cè)試儀器經(jīng)實(shí)測(cè)獲得，即只能進(jìn)行檢驗(yàn)與評(píng)價(jià)，而未能實(shí)現(xiàn)有效預(yù)測(cè)，從而達(dá)不到針對(duì)性的控制。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為提高毛型織物的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)效率以及后整理工藝制定效率，提出了一種毛型織物坯布厚度的預(yù)測(cè)方法。該種方法是在分析紗線交織結(jié)構(gòu)的幾何關(guān)系基礎(chǔ)上，將交織結(jié)構(gòu)分為3種類型，并利用傳統(tǒng)品種的技術(shù)資料，包括織物組織、坯布的緯密與經(jīng)密、緯紗與經(jīng)紗的股數(shù)、緯紗與經(jīng)紗中單股毛紗的線密度與橫截面內(nèi)的平均纖維根數(shù)、緯紗與經(jīng)紗所用纖維的平均體積密度、織造長(zhǎng)縮率等相關(guān)數(shù)據(jù)，推導(dǎo)并建立了3個(gè)應(yīng)用于不同交織結(jié)構(gòu)類型的毛型織物坯布厚度預(yù)測(cè)模型。
毛型織物所用紗線一般為雙股或單股。假設(shè)：r表示織物在1個(gè)組織循環(huán)內(nèi)的緯紗根數(shù),根；u表示織物組織中緯紗直接相鄰的次數(shù),次；v表示織物組織中1根經(jīng)紗與緯紗交織的最多次數(shù),次；mw表示坯布的緯密設(shè)計(jì)值，根/10cm；mj表示坯布的經(jīng)密設(shè)計(jì)值,根/10cm；hw表示坯布中相鄰緯紗的平均軸間距，μm；hj表示坯布中相鄰經(jīng)紗的平均軸間距,μm；dw表示坯布中緯紗的當(dāng)量直徑，μm；dj表示坯布中經(jīng)紗的當(dāng)量直徑，μm；hw表示坯布中緯紗的屈曲波高,μm；hj表示坯布中經(jīng)紗的屈曲波高,μm；如示意圖所示。
毛型織物坯布厚度預(yù)測(cè)模型因坯布結(jié)構(gòu)類型不同而不同、模型的結(jié)構(gòu)因素因坯布結(jié)構(gòu)類型不同也有所不同，涉及紗線交織規(guī)律、坯布緯密、坯布經(jīng)密、緯紗細(xì)度、經(jīng)紗細(xì)度。實(shí)際應(yīng)用時(shí)，在分析織物組織相關(guān)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，根據(jù)坯布的緯密與經(jīng)密、緯紗與經(jīng)紗的股數(shù)、緯紗與經(jīng)紗中單股毛紗的線密度與橫截面內(nèi)的平均纖維根數(shù)及其所用纖維的平均體積密度等設(shè)計(jì)源數(shù)據(jù)，分別利用式(1)、式(2)以及式(3)與式(4)直接獲得模型應(yīng)用時(shí)所需的參數(shù)值；厚度預(yù)測(cè)模型的選用，基于坯布中緯紗與經(jīng)紗在交織點(diǎn)處附加屈曲波高的存在情況，為此先分別利用式(5)與式(6)判斷毛型織物坯布結(jié)構(gòu)類型，再利用相應(yīng)預(yù)測(cè)模型進(jìn)行預(yù)測(cè)，具體如下：
第一步：計(jì)算毛型織物坯布中相鄰紗線平均軸間距
1.計(jì)算相鄰緯紗的平均軸間距hw
2.計(jì)算相鄰經(jīng)紗的平均軸間距hj
第二步：計(jì)算毛型織物坯布中紗線的當(dāng)量直徑
1.計(jì)算緯紗當(dāng)量直徑dw
利用式(3)計(jì)算緯紗的當(dāng)量直徑。式中，qw表示緯紗的合股根數(shù)(qw＝2或qw＝1)；ntw表示緯紗中單股毛紗的設(shè)計(jì)線密度，tex；nw表示緯紗中單股毛紗橫截面內(nèi)的平均纖維根數(shù)，根；γw表示緯紗所用纖維的平均體積密度，g/cm3。
2.計(jì)算經(jīng)紗當(dāng)量直徑dj
利用式(4)計(jì)算經(jīng)紗的當(dāng)量直徑。式中，qj表示經(jīng)紗的合股根數(shù)(qj＝2或qj＝1)；ntj表示經(jīng)紗中單股毛紗的設(shè)計(jì)線密度，tex；nj表示經(jīng)紗中單股毛紗橫截面內(nèi)的平均纖維根數(shù)，根；γj表示經(jīng)紗所用纖維的平均體積密度，g/cm3。
第三步：判斷毛型織物坯布結(jié)構(gòu)類型
利用式(5)與式(6)判斷坯布結(jié)構(gòu)在達(dá)到平衡態(tài)時(shí)的緯紗屈曲波結(jié)構(gòu)相與經(jīng)紗屈曲波結(jié)構(gòu)相。
通常為以下情況之一：
1.毛型織物坯布結(jié)構(gòu)類型?。宏P(guān)系式(5)與(6)同時(shí)成立，表明坯布中將同時(shí)不存在緯紗附加屈曲波高與經(jīng)紗附加屈曲波高。
2.毛型織物坯布結(jié)構(gòu)類型ⅱ：關(guān)系式(5)成立、關(guān)系式(6)不成立，表明坯布中將不存在緯紗附加屈曲波高，但存在經(jīng)紗附加屈曲波高。
3.毛型織物坯布結(jié)構(gòu)類型ⅲ：關(guān)系式(5)與(6)同時(shí)不成立，表明坯布中將同時(shí)存在緯紗附加屈曲波高與經(jīng)紗附加屈曲波高。
第四步：選擇預(yù)測(cè)模型并預(yù)測(cè)厚度數(shù)據(jù)
模型1：用于預(yù)測(cè)坯布結(jié)構(gòu)為類型ⅰ的毛型織物坯布厚度δ1，μm；如方程式(7)所示。
δ1＝67.33691-47.42866r+98.19392u+1.005332hw-1.232685dw+0.8751514dj(7)
模型2：用于預(yù)測(cè)坯布結(jié)構(gòu)為類型ⅱ的毛型織物坯布厚度δ2，μm；如方程式(8)所示。
δ2＝131.9903+48.98912r-38.03234u-114.1888v+0.5161527hw(8)
-0.0559637hj+0.7162313dw-0.2760912dj
模型3：用于預(yù)測(cè)坯布結(jié)構(gòu)為類型ⅲ的毛型織物坯布厚度δ3，μm；如方程式(9)所示。
δ3＝101.7454+0.06007207r+3.471371u-10.24731v+0.9299557hw(9)
-0.1761584dw+0.115129dj
有益效果
結(jié)果表明，在判斷紗線交織結(jié)構(gòu)類型的基礎(chǔ)上，選用相應(yīng)的厚度預(yù)測(cè)模型可以快速而又有效地預(yù)測(cè)毛型織物的坯布厚度，且3個(gè)預(yù)測(cè)模型的復(fù)相關(guān)系數(shù)分別達(dá)到0.9975、0.9771與0.8245，如附1的數(shù)據(jù)表所示，其驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)符合常規(guī)，如附2中表2的對(duì)應(yīng)列所示。由此，提高了毛型織物的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)效率以及后整理工藝制定效率。
附圖說(shuō)明
圖1為毛型織物坯布中，經(jīng)紗與緯紗交織時(shí)屈曲波高分析示意圖；
圖中：沿著毛型織物坯布的經(jīng)向，o1表示某緯組織點(diǎn)處的緯紗軸心位置、o2表示相鄰經(jīng)組織點(diǎn)處的緯紗軸心位置；hw表示坯布中相鄰緯紗的平均軸間距，μm；hw表示坯布中緯紗的屈曲波高,μm；hj表示坯布中經(jīng)紗的屈曲波高,μm；δ表示毛型織物坯布厚度,μm。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖具體說(shuō)明本發(fā)明技術(shù)方案。
實(shí)際應(yīng)用時(shí)，以試樣編號(hào)1、2、3、4、5為例，根據(jù)附2中表1所示信息，先分析織物的組織結(jié)構(gòu)相關(guān)參數(shù)值，如附2中表2的r、u與v所在列數(shù)據(jù)；再根據(jù)坯布的緯密與經(jīng)密、緯紗與經(jīng)紗的股數(shù)、緯紗與經(jīng)紗中單股毛紗的線密度與橫截面內(nèi)的平均纖維根數(shù)及其所用纖維的平均體積密度等設(shè)計(jì)源數(shù)據(jù)，利用式(1)、式(2)以及式(3)與式(4)分別獲得模型應(yīng)用時(shí)所需的其它參數(shù)值，如附2中表2的對(duì)應(yīng)列所示；厚度預(yù)測(cè)模型的選用，如圖1所示，基于坯布中緯紗與經(jīng)紗在交織點(diǎn)處附加屈曲波高的存在情況，為此，先分別利用式(5)與式(6)判斷毛型織物坯布結(jié)構(gòu)類型，如附2中表2的對(duì)應(yīng)列所示，再利用相應(yīng)預(yù)測(cè)模型預(yù)測(cè)其厚度值，結(jié)果如附2中表2的對(duì)應(yīng)列所示，具體如下：
第一步：計(jì)算毛型織物坯布中相鄰紗線平均軸間距
1.計(jì)算相鄰緯紗的平均軸間距hw，結(jié)果如附2中表2的hw所在列數(shù)據(jù)。
2.計(jì)算相鄰經(jīng)紗的平均軸間距hj，結(jié)果如附2中表2的hj所在列數(shù)據(jù)。
第二步：計(jì)算毛型織物坯布中紗線的當(dāng)量直徑
1.計(jì)算緯紗當(dāng)量直徑dw
利用式(3)計(jì)算緯紗的當(dāng)量直徑。式中，qw表示緯紗的合股根數(shù)(qw＝2或qw＝1)；ntw表示緯紗中單股毛紗的設(shè)計(jì)線密度，tex；nw表示緯紗中單股毛紗橫截面內(nèi)的平均纖維根數(shù)，根；γw表示緯紗所用纖維的平均體積密度，g/cm3。結(jié)果如附2中表2的dw所在列數(shù)據(jù)。
2.計(jì)算經(jīng)紗當(dāng)量直徑dj
利用式(4)計(jì)算經(jīng)紗的當(dāng)量直徑。式中，qj表示經(jīng)紗的合股根數(shù)(qj＝2或qj＝1)；ntj表示經(jīng)紗中單股毛紗的設(shè)計(jì)線密度，tex；nj表示經(jīng)紗中單股毛紗橫截面內(nèi)的平均纖維根數(shù)，根；γj表示經(jīng)紗所用纖維的平均體積密度，g/cm3。結(jié)果如附2中表2的dj所在列數(shù)據(jù)。
第三步：判斷毛型織物坯布結(jié)構(gòu)類型
利用式(5)與式(6)判斷坯布結(jié)構(gòu)在達(dá)到平衡態(tài)時(shí)的緯紗屈曲波結(jié)構(gòu)相與經(jīng)紗屈曲波結(jié)構(gòu)相。
結(jié)果為以下情況之一：
1.毛型織物坯布結(jié)構(gòu)類型?。宏P(guān)系式(5)與(6)同時(shí)成立，表明坯布中將同時(shí)不存在緯紗附加屈曲波高與經(jīng)紗附加屈曲波高，如試樣編號(hào)為1與2的坯布結(jié)構(gòu)類型。
2.毛型織物坯布結(jié)構(gòu)類型ⅱ：關(guān)系式(5)成立、關(guān)系式(6)不成立，表明坯布中將不存在緯紗附加屈曲波高，但存在經(jīng)紗附加屈曲波高，如試樣編號(hào)為3與4的坯布結(jié)構(gòu)類型。
3.毛型織物坯布結(jié)構(gòu)類型ⅲ：關(guān)系式(5)與(6)同時(shí)不成立，表明坯布中將同時(shí)存在緯紗附加屈曲波高與經(jīng)紗附加屈曲波高，如試樣編號(hào)為5的坯布結(jié)構(gòu)類型。
第四步：選擇預(yù)測(cè)模型并預(yù)測(cè)厚度數(shù)據(jù)
模型1：用于預(yù)測(cè)試樣結(jié)構(gòu)類型為ⅰ、編號(hào)分別為1與2的坯布厚度，利用方程式(7)進(jìn)行。結(jié)果如附2中表2的“厚度預(yù)測(cè)值”所在列對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)。
δ1＝67.33691-47.42866r+98.19392u+1.005332hw-1.232685dw+0.8751514dj(7)
模型2：用于預(yù)測(cè)試樣結(jié)構(gòu)類型為ⅱ、編號(hào)分別為3與4的坯布厚度，利用方程式(8)進(jìn)行。結(jié)果如附2中表2的“厚度預(yù)測(cè)值”所在列對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)。
δ2＝131.9903+48.98912r-38.03234u-114.1888v+0.5161527hw(8)
-0.0559637hj+0.7162313dw-0.2760912dj
模型3：用于預(yù)測(cè)試樣結(jié)構(gòu)類型為ⅲ、編號(hào)為5的坯布厚度，利用方程式(9)進(jìn)行。結(jié)果如附2中表2的“厚度預(yù)測(cè)值”所在列對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)。
δ3＝101.7454+0.06007207r+3.471371u-10.24731v+0.9299557hw(9)
-0.1761584dw+0.115129dj
附1：毛型織物坯布厚度預(yù)測(cè)模型的相關(guān)數(shù)據(jù)表
附2：驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)相關(guān)資料
1.試樣與測(cè)試
試樣種類與相關(guān)源數(shù)據(jù)如表1所示。
表1試樣種類與相關(guān)源數(shù)據(jù)
測(cè)試方法：參照中華人民共和國(guó)標(biāo)準(zhǔn)gb/t3819-1997《紡織品和紡織制品厚度的測(cè)定》。
測(cè)試儀器：織物手提厚度儀。
2.實(shí)驗(yàn)結(jié)果
表2相關(guān)分析與計(jì)算結(jié)果