程浩南

（江西服装学院工程分院，江西南昌 330201）

织物的弯曲性能是评价织物风格的一项重要力学性能指标，受到人们的广泛关注[1]。在穿着中弯曲性能直接影响着内衣的贴身性、柔软性和悬垂特性，也影响着外衣的挺括性、抗皱性、保形与造型等特征[2-4]。

现有织物测试方法有多种，其中包括中国纺织工业联合会提出，全国纺织品标准化技术委员会基础标准分会归口，纺织工业标准化研究所、国家纺织品质量监督检验中心起草的GB18318—2009 中的6种方法，斜面法、心形法、格莱法、悬臂法、纯弯曲法以及马鞍法[5]。

马鞍法虽然被写进国家标准中作为织物弯曲性能测试的第六部分，但是具体的测试方法并没有给出[5]。根据织物马鞍状弯曲的特点，在杨振威等人的研究基础上[6]，本文自制了一套马鞍状织物弯曲的测试装置，该装置与Instron万能强力机相配合，将最大抗弯曲力FM和弯曲迟滞A作为测试指标[7]，然后再利用KES风格仪对织物的测试，分别将KES风格仪测试指标中的平均弯曲刚度B和平均弯曲滞后量2HB进行线性相关性分析，探讨织物基于马鞍法对织物弯曲性能进行测试的有效性，为织物弯曲性能测试方法的研究提供一些理论参考。

1 实验

1.1 实验材料

本实验过程选用纯棉、化纤和毛织物3种不同材料的机织物，每种织物各取2种试样，其具体规格参数见表1。

表1 试样规格具体参数

1.2 实验仪器及实验参数

KES织物风格仪织物（日本KATO公司生产）；自制织物马鞍状弯曲测试夹具，如图1所示，试样长度选择65mm，试样宽度30mm，马鞍肩宽25mm，加载速度20mm/min；Instron 5966型万能材料试验机（美国英斯特朗公司），该仪器使用Bluehill 2软件，力传感器有2.5 N，载荷精度 ± 0.1%，加载速度范围0.05-1000 mm/min，传感器识别模式可用于载荷传感器和引伸计的自动传感器识别。

图 1 马鞍法织物弯曲性能试样夹持装置

1.3 织物弯曲性测试

1.3.1 KES织物风格仪弯曲测试

织物在受到力或力矩作用时会产生弯曲变形，织物的弯曲性能就是织物本身抵抗弯曲变形的能力。风格仪的原理便是令织物在经/纬向产生规定程度的弯曲变形，然后测试织物在规定弯曲变形下的抗弯刚度等指标。

1.3.1.1 试样制作：在织物经过低温熨烫、自然干燥、消除内应力后将织物裁剪成20cm×20cm的试样，经纬向分别做好标记，后调湿24小时,测试环境保持在温度为(20±2) 和相对湿度为(65±2) %，夹距为1cm,实验速度为（曲率）0.5cm-1，试样弯曲曲率摆动范围为2.5cm-1。

1.3.1.2 测试指标和测试结果的记录：平均弯曲刚度BK(cN·cm2/cm)，其风格含义为织物的身骨（刚柔性）。平均弯曲滞后量2HB（cN·cm/cm)，其风格含义为织物的活络（弹跳性），其值越小，变形回复能力越好。

1.3.2 自制马鞍法织物弯曲装置弯曲测试

1.3.2.1 试样制作及要求。将织物经过低温熨烫、自然干燥、消除内应力。根据正交试验设计表的内容，将6种织物按照经纬向和实验要求尺寸（长度65mm，宽度30mm）进行裁剪，做好标记，然后调湿24小时，测试环境保持在温度为(20±2) 和相对湿度为(65±2) %。

1.3.2.2 将试样按一定肩宽弯曲成马鞍状，固定在加持面上。将加载面与Instron传感器相连。当加载面随着万能强力机横梁一定速度匀速下降，加载面与试样接触并出现一定负荷时位移计为0，当弯曲到一定位移之后，加载面随着横梁按同一速度返回，返回到位移0值处。Instron自动记录位移与载荷，并且输出载荷—位移曲线，这样完成了数据的采集过程。1.3.2.3 测试指标和测试结果的记录。只要记录最大抗弯曲力FM（cN/mm），表示织物弯曲位移为20mm时试样上的抗弯力；弯曲迟滞A（cN/mm）表示织物弯曲过程中弯曲曲线和恢复曲线的最大差值。

2 实验数据及分析

2.1 织物弯曲性测试数据

分别采用自制的马鞍法织物弯曲测试装置和KES织物风格仪对6种不同织物的经纬向进行弯曲性能测试，其具体测试数据见表2。

2.2 实验数据分析

分别将表中FM与BK和A与2HB相对应的测试数据数据进行线性相关分析，在置信度为95%的情况下，得出两组测试指标的线性相关曲线、相关方程以及各项系数，具体见表3。

表2 两种弯曲测试方法具体测试结果

表3 FM与BK和A与2HB两组测试指标的相关性

图2显示:马鞍法最大抗弯力与KES弯曲刚度呈显著的正线性相关关系，即弯曲刚度越大的织物，也就越硬挺，是越不容易弯曲的织物，在马鞍法中最大抗弯力也就相应越大。对应的回归方程是：BK=0.014+0.018×FM，判定系数为R2=0.982。

图 2 最大弯曲力FM与弯曲刚度BK线性相关曲线

图3 弯曲迟滞A与弯曲滞后HB的线性相关曲线

图3显示，马鞍法弯曲迟滞A与KES的弯曲滞后矩成明显的线性相关关系，弯曲滞后矩增大，弯曲迟滞也明显增大，表示织物抵抗弯曲的能力越弱，对应的回归方程是：2HB=0.032+0.026×A，判定系数R2=0.907。

由查F检验表知，在置信度为95%的情况下，F0.05(1，12-2)=4.96；表3-9中的F值均大于4.96，这表明线性相关方程都有效，说明了利用自制的马鞍法测试装置对机织物进行弯曲测试的结果与利用KES测试结果之间具有良好的线性相关，即验证了机织物基于马鞍法进行弯曲性能测试具有实测有效性。

3 结论

将自制实验装置的实验结果与KES风格仪进行相关性线性分析，发现单次循环测试结果相关性较好，说明内在抗弯机理是一致的，进一步验证织物基于马鞍法进行弯曲性能测试的有效性。但是由于时间和成本的原因，自制马鞍法织物弯曲装置稍显粗糙，实验的试样也较少，不能准确地表达实验的目的，在以后的研究中，还需要进一步提高该测试装置的加工精度，增加试样的种类和数量，才能更准确地验证织物基于马鞍法进行弯曲性能测试的有效性。

[1]姚 穆．纺织材料学[M]．北京：中国纺织出版社.1996.

[2]杨 萍．纱线与织物的弯曲刚度研究［D]．上海: 东华大学.2002: 23－47．

[3]KANG Taejin， JOO Kiho． Analyzing fabric bucking based on nonlinear bending properties[J]．Textile Research Journal.2004(74): 172 － 177．

[4]刘成霞，韩永华，张才前.基于图像处理的织物弯曲性能测试方法[J].纺织学报.2013,34(7):52-56.

[5]GB/T 18318.1-2009,纺织品弯曲性能的测定第六部分:马鞍法[S].北京:北京标准出版社.2009.

[6]杨振威，燕红雁，张 辉．织物马鞍状弯曲试验研究[J]．纺织科技进展.2014(1):40-43.

[7]刘延波.纺织材料弯曲性能测试新方法[J].纺织学报.1992.13(6):27-29.