织物图像处理范文（精选12篇）
织物图像处理 第1篇
关键词：起球,织物,图像,特征值
前言
论文旨在利用一些计算机数字图像处理技术对纺织品的织物外观物理特征进行分析和评定,从而为制备相应的测试应用软件提供理论上的基础。本文的侧重点是对织物表面起毛起球的特性进行测试与评定,为完成织物的外观测试和质量等级评定提供充分的保证。
织物在使用过程中,会逐渐起毛起球,使织物外观恶化,降低织物的服用性能。起毛起球是织物表面形状变化特性之一,属于织物的视觉风格。多年来,尤其是混纺毛织物的大量问世以来,例如随着毛涤、毛粘产品的不断开发,人们在感受它的种种优点的同时,也发现它有易起毛起球的缺点。因此考察织物起球的情况,对提高产品的实物质量,改善织物的服用性能,具有重要的意义。
我们也想在这个方面做一些工作,所以本课题的目的就是将计算机图像处理技术应用于纺织检测领域中的织物表面起球性的检测,即利用图像处理技术对混纺毛织物的起球性进行分析和研究,希望研究结果能为现代纺织检测方法提供一定的理论指导。
一、织物起球图像采集方法
采集图像时,采用在自然光下拍摄。
除采样的光线条件外,采样时的分辨率也是必须考虑的因素之一。一般说来,采用的分辨率越高:获取的图像信息越多,但图像的尺寸就会越大,考虑到图像软件的处理能力,兼顾图像尺寸和图像信息这两方面的因素,同时便于起球等级的比较,在采集时,分辨率均为7 6 8 D P I。
1. 标准样照起球图像
2. 标准样照起球图像处理的部分代码及图像
3. 处理效果图
以上即为标准样照的处理效果,从效果图上可以清晰地看出各个等级毛球的情况,这对评定等级是非常重要的。
本论文选用的测试样品材料是素色不同比例的机织物。通过图像变换、增强及分析,我们得出对织物进行计算机处理后的图像。
对于如何表征织物的起球程度,通过比较不同等级的起球情况可以看出:织物的起球情况越严重,那么毛球的数量就越多,整体上看毛球在织物中所占的比重就越大,毛球面积之间的差异就越大,毛球的形状就越不规则,分布就越均匀。综合以上因素,我们采用了毛球的总面积、个数两个指标。
二、结果与讨论
(1)在本文中所用的织物试样与标准样照,通过图像处理后评级,通过多次实验与人工目测法相一致,表明本论文的检测方法具有实际应用的价值。
(2)探讨了改善毛涤织物抗起毛起球的织物结构设计方法,在织物结构参数中,织物组织及紧度对织物的起毛起球性影响比较显著。其它条件相同时,平纹织物的抗起毛起球性较好;增加织物经、纬向密度和织物紧度,织物抗起毛起球性也会有明显改善。
(3)纤维混纺比也是影响毛涤混纺织物起毛起球性的因素。毛纤维强度较差,纤维球会很快被磨掉;涤纶高强且易有静电,容易形成明显的纤维球,因此毛纤维混合比高的织物起毛起球性略低。
(4)本文提出了评价织物起球特性的图像处理方法,从而为制备相应的测试应用软件提供理论上的基础。
采用MATLAB语言具体实现了程序编写﹑图像采集和图像处理,MATLAB其界面友好,运用方便,采用人机互动的方法使得处理结果与实际情况更加符合,在取样、图像采集、图像处理和计数等方面都有创新点。使用该方法不但能够克服传统的主观评定检测法中的主观性强、误差大和实验劳动强度高等诸多缺陷,还能够读出大量采用传统方法无法得出的数据,有较高的实用价值。
参考文献
[1]许鹤群等.混纺纱截面图像的识别和分析.中国纺织大学学报.1993,19(1):67-71
[2]吴兆平,余序芬.三叶形纤维异形度自动测量新方法.纺织学报.1995,16(4):234-236
[3]余序芬,吴兆平.数学形态学边缘检测法将其对棉麻自动识别的应用.中国纺织大学学报.1996,22(5):66-72
[4]宋湛华.图像信息处理技术在纺织行业应用中的前景.纺织导报.2001,No.5:149-150
[5]姚穆,周锦芳,黄淑珍,邵礼宏,安瑞凤.纺织材料学[M].纺织工业出版社.1997年10月,第2版,49～52
[6]霍宏涛,林小竹,何薇.数字图像处理[M].北京理工大学出版社.2002年9月,第1版,1～28
织物组织学 第2篇
一、论述题
1、毛巾组织形成毛圈的过程
P131（1）当投入第一、第二两根纬纱时，打纬动程较小，称为短打纬。（2）当投入第三根纬纱之后，筘将这三根纬纱一并推向织口，这时筘的打
纬动程为全程，称为长打纬。
（3）第一、第二根纬纱在张紧地经的同一梭口内，因此当筘推动第三根纬
纱时，能同时推动第一、第二两根纬纱一齐向前。
（4）这时毛经已与第一、第二两纬纱交织，第三纬带着与之相交织的毛经
一齐沿着张紧的地经向织口移动。这样毛经在被固定于底布中的同时，又在织物表面上形成毛圈。
2、化纤仿丝织物应注意的问题
P269（1）在仿制丝绸织物时，除要求织纹清晰、手感爽滑、光滑如绸外，还应
在组织配合、原料使用、色彩搭配上下功夫
（2）仿丝绸织物一般使用平纹组织或以平纹组织为主的小提花组织，纱线
以线密度低的细化纤长丝为主，配色要求彩度低、明度高，即用色应
淡雅，不宜过于浓艳。
（3）为突出丝绸效果可使用两种对比色进行交织，以获得闪色效应，织物
经纬密度不宜过小，否则会使织物过稀将削减闪色效应，削弱仿丝绸
的风格。
二、简答题
1、穿综原则: 把浮沉交织规律相同的经纱穿入同一综片中，也可以穿入不同综页（列）中，而不同交织规律的经纱必须分穿在不同综页（列）内。穿综图至少画一个穿
综循环。
2、原（基本）组织满足的条件
（1）组织点飞数是常数，即S=常数
（2）每根经纱或纬纱上，只有一个经（纬）组织点，其他均为纬（经）组织点。
3、绉组织构成方法
（1）增点法
（2）以一种组织纱线移绘到另一种纱线间构成绉组织
(3）调整同一种组织的纱线次序构成绉组织
（4）旋转法
（5）省综设计法
4、纱线的捻向配合对织物的影响
当采用不同捻向的经纬纱进行交织时其经纬交织点在接触处纤维相互
交叉，因此经纬纱间缠合性差，容易滑移，这种捻向配合的织物，其组织
点因屈曲大而突出，纹路清晰，手感较松厚而柔软，其厚度比经纬纱同捻
向的织物要厚，且在印染过程中吸色较好，染色均匀。但当织物下机后，张力减小，由于纱线有退捻的趋势，所以有卷边现象，对稀薄织物来说，这种情况较为显著。
当经纬纱捻向相同时，织物的手感、染色效果等正好与上述情况相反。
三、名词解释
1.织物组织：在织物中经纱和纬纱相互交错或彼此沉浮的规律。
2.烂花织物：经纬纱常用涤棉包芯纱，以平纹组织形成织物后，在设计的花型
处做印酸处理，印酸处的棉纤维烂掉，只剩下涤纶长丝，此处织
物形成轻薄透明感，而没有印酸处仍保持原状。
3.泡泡纱织物：平纹织物中，经纱以地经和泡经形式呈条形相间排列，在打纬
力的作用下，送经量少的地经和送经量多的泡经分别与纬纱交织，在织物表面形成了有规律的泡泡状波浪形的绉纹条子。
4.网目组织：以平纹为地组织，每间隔一定的距离，有曲折的经（纬）浮长线
浮于织物表面，形状如网络，故称为网目组织。
5.配色模纹：采用两种或两种以上的色纱与组织相配合，在织物表面可产生由
不同颜色构成的花纹图案，称为配色模纹。
6、组织点飞数S：同一系统中相邻两根纱线上相应组织点的位置关系，即相
应经（纬）组织点间相距的组织点数。
经向飞数Sj：沿经纱方向计算相邻两根经纱相应两个组织点间相
距的组织点数。
纬向飞数Sw：沿纬纱方向计算相邻两根纬纱相应两个组织点间
相距的组织点数。
7、经纱平均浮长线：组织循环纬纱数与一根经纱在组织循环内交错次数的
比值。
8、变则缎纹：在一个组织循环中，飞数是变化的缎纹称为变则缎纹。
9、纵条纹组织：当两种或两种以上的组织左右并列时，各个不同的组织各自
形成纵条纹，称为纵条纹组织。
10、经二重组织：由两个系统经纱，即表经和里经与同一个系统纬纱交织而成
的织物。
纬二重组织：由相同或不同的两个系统纬纱，即表纬和里纬，与一个系统
经纱交织而成的织物。
11、纱罗组织是纱组织和罗组织的总称。
纱组织：当绞经每改变一次左右位置，仅织入一根纬纱的组织。
罗组织：当绞经每改变一次左右位置，织入三根或三根以上奇数的纬纱
的组织。
12、至相效应迟钝：在高结构相附近每改动一个结构相需要改变较大的经向紧
密度才能达到，这种现象称为至相效应迟钝。
13、生织物：用未经练染丝线织成的织物称为生织物。
熟织物：用先经练染丝线织成的织物称为熟织物。
四、填空题
1、在一个组织循环中，纵行格子数表示组织循环经纱数Rj，顺序为从左至右。
在一个组织循环中，横行格子数表示组织循环纬纱数Rw，顺序为从下至上。
2、简单平纹、斜纹织物组织图的分式表示法：
A上B下： A表示每根经纱上的经组织点数。
B表示每根经纱上的纬组织点数。
3、上机图组成：组织图、穿筘图、穿综图、纹板图。
4、隐条隐格织物：利用不同纱线捻向对光线反射不同的原理，（1）隐条织物：经纱采用不同捻向的纱线，按一定的规律相间排列，在平纹织物表面会出现若隐若现的纵向条纹，形成隐条织物。
（2）隐格织物：经纬纱都采用两种捻向的纱线配合，则形成隐格效应。
5、稀密纹织物：平纹织物中利用穿筘变化或经纱采用空筘法，从而
改变部分经纱的密度，可获得稀密纹织物。
6、重平组织的组织循环纱线数的计算：
例如：2/2经重平，Rj=2，Rw=4； 2/2纬重平，Rj=4，Rw=2.7、山形斜纹中，Rj=2Kj—2（Rw=2Kw—2）
8、纵条纹组织：在两条纹的分界处，要求界限分明。
在分界处的相邻两根经纱的组织点配置成“底片翻转法”的关系；
所采用的各种组织的交错次数不要差异过大。
9、接结双层组织的表里两层接结方法：
下接上接结法（里经接结法）、上接下接结法（表经接结法）、联合接结法、接结经接结法、接结纬接结法。
10、绒纬起毛方法有开毛法、拉绒法。
11、绒根固结方式有V型固结法、W型固结法。
12、经起绒方法有杆织法起绒、双层织制法起绒、经浮长通割起绒。
13、苎麻布纺织工艺参数中：经纬纱采用同捻向，以使交接处吻合密
切，易于织造。
14、穿综方法有顺穿法、飞穿法、照图穿法、间断穿法、分区穿法。
五、判断题
1、（1）顺穿法适用于密度较小的简单织物组织和某些小花纹组织。
（2）飞穿法适用于织物密度较大，而经纱组织循环较小的组织。
（3）照图穿法适用于组织循环大或者组织比较复杂，但部分经纱
浮沉规律相同的织物。
（4）间断穿法适用于由两种组织合并成的格子组织。
（5）分区穿法适用于织物中包含两个或两个以上组织（间隔排
列）或用不同性质经纱织造时。
2、穿筘中：（1）穿入数应尽可能等于织物组织循环经纱数或是组织循环经纱数
的约数或倍数。
（2）经密大的织物，穿入数可取大些。
（3）色织布和直接销售的坯布，穿入数宜小些。
（4）将要经过后处理的织物，穿入数可大些。
3、纹板图多位于组织图的右侧。
4、织物经纬向的判断方法：
经纱：与布边平行、含浆、密度大、筘痕方向、股线、Z捻、捻度大。
5、平布与府绸的区别：平布的经纬纱密度相近，而府绸的纱线线密度低，且
经密>纬密。
6、反光带倾斜方向：经面组织，经纱为S捻时右斜，Z捻时左斜；
纬面组织，经纱为S捻时左斜，Z捻时右斜。
7、透孔组织特点：连续的浮长线构成“十”“井”“田”字形；表面具有均匀分布的孔眼（区别于蜂巢组织）
8、规则的浮松组织特点：
（1）组织图分为四等分。（2）组织图的一个对角内填绘平纹组织，另一个对角区域填绘“井”字、“廾”字带有浮长线的组织。
9、双层组织织造时（1）织下层投里纬时，表经必须全部提起。
（2）织上层投表纬时，里经必须全部留在梭口下部。
10、提花织机上每一根经纱都可以单独控制。
11、各种组织的织缩率曲线特征：
（1）组织循环小，平均浮长短的组织，其经、纬织缩率曲线接近直线，例如，平纹组织。
（2）组织循环大，平均浮长长的组织，其经、纬织缩率曲线接近圆弧形，例如，八枚缎纹组织。
12、法兰绒是粗纺毛织物的一种。（√）
互动式织物 第3篇
SYMBIOSISO系列互动式织物是由设计师ESZTEROZSVALD、KARTOJAVEE共同完成的。ESZTEROZSVALD是来自匈牙利的一名设计师、工程师和媒体艺术家，目前在纽约工作，毕业于工业设计工程和机电一体化专业，2012年又在纽约大学参加了电信互动计划项目，她在2009年设计了一个仿生机器鱼，并且开始尝试研究软性电子及智能纺织品项目，并成立了SYMBIOSISO项目组，通过跨学科的技术优势，她施展了自己的创造性。KARTOJAVEE是来自爱沙尼亚的设计师兼研究员，从2004年开始从事互动纺织物方面的探索，她在研究中专注于材料应用的新模式和新方法，并且用尽量简单而且巧妙地方式来实现，至今已经在爱沙尼亚、德国、上海、赫尔辛基以及伦敦等城市举办了多场展览。两位设计师在2009年的一次仿生学展览上相遇，而接下来的数次展览让她们惺惺相惜，开始共同发展SYMBIOSISO这一项目，不断推出了智能互动纺织品的一系列新应用。
立方像素这个名为“VOXEL”的纺织品装置，SYMBIOSISO项目的首个产品，于今年作为装置艺术在纽约展出。装置明亮的蓝色表面是被染过热敏感合成剂，表面被分割为一个个网格，每个网格又是一个多边形蜂窝状面板，整个装置连接到一个电子系统来对外界刺激进行判断反应。由于需要快速安装和布置，设计者采用了模块化的组合方式，在组合形状上，他们尝试了六边形和其他几何形状，最后无意间发现一种能够让人产生多层错觉的立方体花纹更加有趣，并将其命名为“立体像素”。
使用者可以通过触摸面板得到反馈，身体的热量能够在装置表面留下印记，像极了宗教传说中的“神迹”，这些宝蓝色表面上的白色印记，能够在电子装置的控制下保留几分种。这些蜂窝状网格由几层材料组成，表面由丝绸覆盖，下面是一层毛毡，在这中间是由微控制器驱动镍铬电热丝的热量感应层。丝绸表面涂有热变色油墨，身体的温度或其他动作能够激活中间的电子感应层，维持这一温度，电子感应层也可以通过网络数据接口进行控制。所有的网格在平时都有两种显示状态，分别是蓝色及立方体线框形状。参观者也可以用手机等设备通过互联网来操控面板上图案。68个活动单元能迅速呈现出不同的图案或动画序列。设计师花了大量的时间来寻找合适的材料组合，让图案快速出现并复位，最终的图案更迭频率保持在8到16秒一帧，虽然不能呈现如电影和游戏一般的画面，但却更接近大自然中图像变换的频率，渐变时给人舒服的观感。这为以后的建筑，装置，工业等设计品表面的材料选择提供了新的想象空间与可能。
很多参观者，尤其是儿童，都用手和脸在装置上印下自己身体的形状。这样的装置实现了传统艺术品所没有的体验，人们通常不会去触摸艺术作品，更不用提在作品上留下痕迹，但这个装置反其道而行之，让人们成为展示中的重要组成部分。以往的展览像是一个商店，但现在人们不仅从商店中带走东西，也留下了自己的印记，留下了独一无二的改变。
交互墙纸
VOXEL是两位设计师从2009年开始，进行开发迭代的成果，可以称为是一个简单的有机显示器，在这基础上，他们发展出了这种材料的第一个现实应用：有机墙纸。这是一种具有“人情味”的交互产品，它由一系列六角形细胞构成，当人手放在上面时，不仅能够显示出手印的形状，同时这些小细胞也开始从手印中“成长”出来，变成浅色。通过指引“成长”的方向，构成一幅图案。设计师认为，触摸，是人体所有感官中最亲密的一种，用这种材料作为墙纸，能让墙壁的图案更加个性化，同时也能加深家居空间与个人之间的联系。
交互座椅
在交互墙纸之后，设计师发展了这一材料的应用，从平面转换为立体，创造出一种可以弯折的半软性织物，放置在户外或者室内，游客可以把它当成座椅。当人们坐下后，这种材料就会悄然发生变化，人们坐久了'或者游客比较频繁时，这些图案就会慢慢扩展成某种不可预料的形状，变得明显起来，而当人们离开后，座椅又会慢慢恢复平静。这是一种“安静的活泼”，它让空间充满活力，却没有噪音，除了做出不规则图案进行感应外，这种座椅也可以通过编程，实现信息可视化传达功能，当人们坐下时，开始呈现出预先设定好的图形，例如预先输入“待办事项”等。在城市公共区域，某些用于等待的空间除了通过LCD屏幕控制人们的视觉注意力之外，也可以用这种材料进行布置。根据用户的要求与空间环境，能够轻松地通过模块化进行配置。
在互联网时代，设计师也需要大量用户来进行集体创作，除了这些应用之外，他们还制造了一种成本更加低廉的半成品材料，人们可以购买这些原材料，自己进行创作，他们也在网站上编写了材料制作指南，用户甚至可以自己从商店购买原料，来制作这种材料。设计师们预计在明年，能够推出第一个正式量产化的产品以及相对应的移动客户端产品。
DESIGN：这一系列项目的灵感和来源是怎样的？
ESZTER：我认为对于一项创造抱有多大兴趣，这很重要，我之前曾学习过工程和设计两方面的知识，而我始终想将这两个领域结合起来，创造出与以往不同的新事物。我始终没有停止这样的探索，而在纽约大学的电信交互项目中，我找到了一种科学的方法。产生SYMBIOSISO这个项目，最一开始是源自直觉，或者说是“灵光一现”，而随后落实到真正的解决方案上，则需要大量的技术突破和坚持。
DESIGN：你们设计这一系列产品的初衷是什么？想要达到怎样的愿景？
ESZTER：我们希望能够将显示系统集成到日常用品中，用一种“润物细无声”的方式来传达信息，而不是像现在这样，用一种类似“侵入性”的媒体屏幕来粗暴地打断人们的空间和生活。这种基于软性材料的交互有机显示器能更加柔和、安静、亲密地与人们进行交流，同时也能让信息更普及地出现在人们周围。
DESIGN：你们认为这个项目未来的应用前景是怎样的？
ESZTER：我们希望这—项目能够成为一种接口，或者介质，而不是一种固定的模式或者作品。需要强调的是，它的应用方式不是固定的，而是随着用途而改变。它是一种工具，或者说是可以拓展的“显示生物”，随着应用范围逐渐变得广泛，它或许还能够表现出某种生命体的特性。而具体到不远的将来，它将首先运用在生活用品表面或者更大的建筑表面，替代现在不可变的城市空间，让世界呈现出是可变化的纹理。在更大面积的应用上，它也能呈现出更复杂的结构和形式。当然，引入新的互动形式往往面临着挑战和阻碍，但我们将缓慢、安静地推进这一过程，就像我们的材料一样。
DESIGN：在这个项目中你们进行了怎样的设计研究？采用了哪些制造工艺？
ESZTER：以“交互座椅”为例，这是一个不断迭代的结果，我们设立了最终的设计目标，然后不断优化设计方案。简单来说，我们首先需要观察和分析自然界中运动的结构、模式和动作，然后决定采用怎样的图案演变模式和材料结构。随后我们画出原型草图进行讨论，最终创造出具有独特功能和美学的集合体。在制造时，我们结合了传统手工艺和现代的数字化制作技术，同时将传统的纺织物与电子元器件结合在一起，选用隔音、保温易降解的毛毡与电子热敏图层、传感器结合在一起。
DESIGN：你们认为，这一项目的社会意义是什么？
ESZTER：我们认为这一项目的产生，是进化的力量在驱动，人类文明不仅在影响着自然界，自然环境也用自己的方式适应着这种变化。这个项目带来的有机、高端的材料，将自然界的节奏带入了城市中，成为了二者之间的中间体。在城市社会中，我们已经习惯于快速地接受并处理信息，快速应对变化，我们生活中处处充满着快节奏的数字接口，但我们都知道，信息的丰富性已经超出了我们的需求，让我们不堪重负。人们正在寻找一种更慢、更传统的技术和行为。有机食品、冥想、环保意识都是这一思潮的体现。SYMBIOSISO结合了我们熟悉的面料和技术，采用更直观的人机交互方式，这是迎合了这一思潮，它有助于在信息流动与生活环境中维持平衡。
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棉漂白织物气流机前处理工艺的优化 第4篇
近年来, 人们越来越重视环保问题, 在绿色环保、低碳经济的大环境下, 节能减排已成为全球共识, 而传统印染企业因其“高投入、高能耗、高污染”等问题受到严重冲击。低浴比染色的气流染色机日渐受到印染行业的重视。气流染色机具有小浴比、低耗能、低排污、高效率及高产品质量等优点。
棉织物由于含有果胶质等天然杂质, 及织造中添加的各种浆料, 在进行染色加工前都需要进行煮漂前处理。煮漂的目的除了去除各种杂质外, 还需要使织物有一定的基底白度, 特别是一些浅鲜色以及需要特白处理的织物, 对布底的白度要求都比较高。据统计, 纺织品染整加工所产生的污染物75%来自前处理煮漂工序[1]。采用低浴比的气流染色机对棉织物进行煮漂, 完全满足织物煮漂和漂白的要求, 特别是高温、高压条件下对棉、涤纶等织物的煮漂和漂白的效果更好。气流染色机煮漂由于布液分离, 可以进行80℃以上高温排放, 不会对织物的正常运行产生影响, 其热浴喷淋式连续水洗方式, 使煮练和漂白后残余在织物表面的杂质被洗后直接排出, 水洗效果好, 效率高。
1 试验
1.1 材料和仪器
织物:19.44tex全棉平纹, 400kg, 门幅180cm, 克重180 g/m2。
助剂:50%双氧水、氢氧化钠、硅酸钠、渗透剂JFC、平平加 (均为市售化工原料) 。
设备和仪器:THEN型气流染色机 (立信染整机械设备有限公司) 、门富士MONTEX型定型机 (立信染整机械有限公司) 、Datacolor型测配色系统、HD026N型电子织物强力测试仪、YG (B) -71型毛效仪。
1.2 工艺流程
坯布准备→煮漂→加白→中和→p H值稳定酸→出缸→烘干→成品定型→验布→打包→入仓。
1.3 试验方法
1.3.1 煮漂配方
1.3.2 煮漂工艺
煮漂工艺见图1。
1.4 测试方法
1.4.1 煮漂白度
采用Datacolor测色系统, 将试样折迭4层, 在D65灯光源下测定煮布白度。
1.4.2 顶破强力
利用HD026N型电子织物强力测试仪测试织物前处理前后的强力变化并记录。
1.4.3 毛效
将煮漂后织物剪成5cm×20cm, 在毛效仪上测试, 记录水溶液在30min内沿织物上升的高度。若液面参差不齐, 取最低点[2]。
2 结果与讨论
棉等天然纤维织物除了含有天然杂质还含有制造时添加的浆料。棉布在织造时, 为了减少断经, 降低断头率, 经纱一般都要经过上浆处理, 从而增强纱线的强力、耐磨性及光滑程度, 以保证织布的顺利进行[3]。但这些浆料的存在阻碍了染化助剂向纤维内的扩散、渗透, 造成印染疵病。因此棉织物在进行染色或加白前都需要进行煮漂处理, 去除织物的各种杂质及浆料, 使染色底布有一定的白度和渗透性。而棉漂白色织物对煮漂布底的白度及其吸水性能的要求要高于染色布。同染色布相似, 漂白织物加白前也采用烧碱和双氧水对坯布进行煮漂。
2.1 煮漂条件
2.1.1 浴比的影响
棉织物在相同煮漂配方 (选择6%烧碱、6%双氧水进行实验) , 不同浴比下按照试验采取的工艺煮漂, 测试数据见表1。
由表1可知, 随着浴比的增大, 煮漂白度和毛效呈下降趋势, 织物的强力呈增大趋势。前处理的浴比越大, 浴液中烧碱、双氧水的浓度越小, 煮漂的效果降低;反之浴比越小, 煮漂效果越好。当超过1.0∶5.0的浴比后, 煮漂效果的变化不大, 趋于稳定, 综合气流染色机特性、生产成本等因素的考虑, 浴比宜选择在1.0∶5.0左右为宜。
2.1.2 烧碱用量
棉织物在浴比为1.0∶5.0, 不同烧碱份量下按照试验采取的工艺煮漂数据见表2。
由表2可知, 随着烧碱用量的加大, 织物的布底白度和毛效逐渐提高, 而强力则在慢慢下降。当烧碱用量超过8%, 白度和毛效改善不大, 织物的强力下降严重。
棉织物含有果胶质、蜡状物质、含氮物质以及棉籽壳等。其中大部分杂质可与烧碱发生化学反应使其结构发生变化, 从而达到去除的效果。例如烧碱使果胶酸的钙盐和镁盐、果胶酸甲酯水解为果胶酸钠盐, 使分子链产生断裂而溶解去除。因此煮漂浴中烧碱的浓度直接影响了棉杂质的去除程度。反应初期, 各种杂质与烧碱发生反应, 随着杂质的减少, 烧碱的消耗量就不多了。由于加白及后整理加工对织物的强力也会造成一定的损伤, 为保证成品的质量, 本厂内部规定前处理后织物的强力不可小于630N。所以实际生产中可根据客户对产品的白度不同要求来选择烧碱用量, 但考虑到强力等质量问题烧碱用量不宜超过8%。
2.1.3 双氧水用量
棉织物在浴比为1.0∶5.0, 不同双氧水份量下按照试验采取的工艺煮漂数据见表3。
从表3可知, 随着双氧水浓度的增大, 棉织物的白度和毛效逐渐提高, 织物的强力呈下降趋势。当双氧水浓度超过6%时, 强力下降明显, 而布底白度和毛效改善不大, 趋于稳定。
棉织物除含棉籽壳等天然杂质外还含天然色素, 烧碱去除大部分杂质后因天然色素的存在, 棉织物仍显淡黄色, 不够白, 影响染色的色泽鲜艳度。双氧水在煮漂液中分解出HO2。HO2与色素中的双键发生反应, 产生消色作用, 这是双氧水漂白的作用原理[3]。因此双氧水浓度越高, 织物的漂白效果越好, 对纤维的损伤也越大。所以实际生产中选择双氧水的浓度时以既能达到满意的白度和去除杂质, 又能使纤维损伤最小为原则, 综合考虑双氧水的用量不宜超过6%。
2.1.4 煮漂温度
棉织物在浴比为1.0∶5.0, 不同温度下按照试验采取的工艺煮漂数据见表4。
由表4可知随着煮漂温度的升高, 煮漂白度越高。温度超过110℃时织物的强力下降明显。提高煮漂的温度能加速烧碱与天然杂质的反应, 有利于杂质的去除。实践证明, 100℃左右煮漂时, 棉纤维中大部分杂质可以去除, 而且温度再提高, 棉纤维中的蜡状物质的含量会明显下降。高温下也有利与双氧水的分解, 提高织物的白度。结合实际生产, 气流染色机的前处理温度选择105℃。
2.1.5 煮漂时间
棉织物在浴比为1.0∶5.0, 同煮漂方, 不同保温时间按照试验采取的工艺煮漂数据见表5。
由表5可知随着前处理时间的延长, 棉织物的布底白度和毛效明显提高, 煮漂时间超过30min后, 效果没有太大改善, 织物的强力显著下降, 且棉纤维若长时间停留在高温碱性条件下会逐渐泛黄。煮漂的时间与温度密切相关, 温度高, 反应快, 时间短;反之温度低, 反应慢, 时间长。气流机加白漂白织物时选用105℃高温, 因此煮漂的时间选择为30min。
2.2 双氧水稳定剂
双氧水的分解很易进行。在浴液中的杂质如重金属屑、有棱角的固体和一些金属离子的催化作用下, 双氧水生成HO2-、HO-、O2等一些自由基。自由基虽然有漂白作用, 但对织物的损伤很大。为了使双氧水分解均匀、稳定和有效, 常加入一些稳定剂来阻止这些催化剂的催化作用, 减少双氧水的无效分解。一般印染生产中常用硅酸钠作为双氧水的稳定剂。为了使棉织物获得更好的前处理效果, 对双氧水稳定剂及前处理的主要工艺因素设计正交试验进行优化, 如表6和表7所示。
由表7可知, 双氧水的用量主要决定织物的白度及强力, 而烧碱用量决定了织物毛效。煮漂液中加入稳定剂硅酸钠, 阻止了双氧水的无效分解, 煮漂布底白度较高且织物的损伤小。由于硅酸钠在连续生产中容易生成坚硬、难溶的沉淀物[3], 通常生产中加入1.5g/L硅酸钠。因此综合考虑, 气流染色机棉煮漂前处理的最佳优化工艺为:浴比1.0∶5.0, 烧碱8%, 双氧水6%, 硅酸钠1.5g/L, 渗透剂3.0g/L, 平平加1.0g/L, 105℃×30min。
3 结语
3.1棉漂白织物气流染色机增白前需进行煮漂前处理加工, 前处理的优化工艺为:浴比1.0∶5.0, 烧碱8%, 双氧水6%, 硅酸钠1.5g/L, 渗透剂3.0g/L, 平平加1.0g/L, 105℃×30min。经此条件处理的织物有较好的基底白度, 增白后可获得比较高的白度值, 且此条件下对棉纤维的损伤较小。
3.2为使双氧水在煮漂液中分解均匀、稳定和有效, 需加入1.5g/L的硅酸钠作为稳定剂。
参考文献
[1]徐谷仓.棉织物生物酶前处理工艺[J].印染, 2002, 20 (12) :39-44.
[2]万清余, 史志陶, 蔡惠琴.棉织物复合酶前处理工艺[J].印染, 2009, 35 (8) :13-15.
《医院医用织物管理制度》 第5篇
医用织物作为特殊的医用物品,多数将接触患者和医务人员皮肤,为加强医用织物管理,保障医疗质量与患者安全,按照上级部门的相关规定，现就有关工作提出如下要求:
1、完善组织管理框架
设置专门部门或专（兼）职人员，建立后勤、医务、医院感染、护理等相关部门分工合作的管理机制，明确管理职责，落实责任到位。总务科负责洗衣房日常事务管理及督查，医务科、护理部负责医用织物临床使用及与洗衣房交接等工作，院感科负责医用织物洗涤消毒人员的培训及指导。
2、加强制度建设
建立完善医用织物洗涤消毒管理工作制度，至少包括医用织物回收、洗涤消毒、质量管理、定期更换等制度，并保障制度落实到位。
3、加强洗衣房环境卫生管理
合理规划布局，符合环保要求，清洁区、污染区分区明确，设置独立的人流和物流通道，工作流程合理，保证环境清洁。
4、加强环节管理。
加强医用织物分类回收管理，严格按照洗涤消毒标准操作规程进行操作，妥善保存并及
时提供临床使用，严格按照《医疗废物管理条例》等要求，加强医疗废物管理，废水排放符合环保要求。
5、加强洗涤消毒质量控制
洗衣房有专人对洗涤后的织物性状、表面污渍、破损等进行检查，每季度进行微生物学监测，总务科每月组织相关部门人员质量检查，并将检查结果纳入科室考核内容，同时对存在问题持续质量改进。
6、加强人员培训
加强洗衣房工作人员岗前培训和能力培训，对新进入人员要求培训后才能上岗，所有人员必须熟练掌握医用织物洗涤消毒技能和医院感染防护基本要求。
医用织物洗涤消毒管理工作制度
1、环境与布局流程
加强洗衣房环境卫生管理。合理规划布局，符合环保要求。清洁区、和污染区分区明确。尽量满足独立人流和物流通道的要求；接收污染的医用织物与发放洗涤消毒后的医用织物分区管理。工作流程合理，物流由污到洁、不交叉、不逆行。保证环境清洁卫生。
2、分类收集
按脏污织物和感染性织物进行分类收集。收集时减少抖动。确认的感染性织物在患者床边密闭收集。盛装感染性织物的收集袋（箱）宜为橘红色，有“感染性织物”标识.脏污织物宜采用可重复使用的专用布袋或包装箱（桶）收集，也可用一次性专用塑料包装袋盛装；其包装袋和包装箱（桶）有文字或颜色标识。盛装使用后医用织物的包装袋应扎带封口，包装箱（桶）应加盖密闭。用于盛装使用后医用织物的专用布袋和包装箱（桶）应一用一清洗消毒；医用织物周转库房或病区暂存场所内使用的专用存放容器应至少一周清洗一次，如遇污染应随时进行消毒处理，使用后的一次性专用塑料包装袋应按医疗废物处理。
3、运送
医院洗衣房应分别配置运送使用后医用织物和清洁织物的专用运送工具，不应交叉使用。专用运送工具应根据污染情况定期清洗消毒；运送工具运送感染性织物后应一用一清洗消毒。
4、洗涤消毒
脏污织物:根据医用织物使用对象和污渍性质、程度不同，应分机或分批进行洗涤、消毒。按照洗涤设备操作说明书和规定的要求进行洗涤、消毒。手术室专用的医用织物（如手术衣、手术铺单等）宜单独洗涤。布巾、地巾宜进行单独清洗、消毒。选择热洗涤方法时可不作化学消毒处理.所有脏织物的洗涤方法应按洗涤设备操作说明书和附录A执行。若选择化学消毒，消毒方法应按消毒剂使用说明书和WS/T367执行。
感染性织物：遵循先洗涤后消毒的原则，机械洗涤消毒时可选择洗涤与消毒同时进行的方式。不宜手工洗涤。采用专机洗涤、消毒，首选热洗涤方法。对不耐热的感染性织物宜在预洗环节同时进行消毒处理，被朊毒气性坏疽、突发不明原因传染病的病原体或其他有明确规定的传染病病原体污染的感染性织物，以及多重耐药菌感染或定值患者使用后的感染性织物，若需重复使用应先消毒后洗涤。消毒方法应按相关规定执行。
5、储存
医用织物的储存应符合以下要求：使用后医用织物和清洁织物分别存放于使用后医用织物接收区/间和清洁织物储存发放区/间的专用盛装容器、柜架内，有明显标识；清洁织物存放架或柜距地面高度20cm～25cm，离墙5cm～10cm，距天花板》50cm。使用后医用织物的暂存时间不应超过48 h；清洁织物的存放时间过久，如发现有污渍、异味等感官问题应重新洗涤。使用后医用织物每次移交后，应对其接收区/间环境表面、地面进行清洁，并根据工作需要进行物表、空气消毒。清洁织物储存发放区/间环境受到污染时应进行清洁、消毒。
六、质量管理
对洗涤消毒后的医用织物，有专人对其性状、表面污渍、破损等进行检查，每季度一次进行微生物学监测。清洁织物要求外观整洁、干燥，无异味、异物、破损。
七、定期更换 医务人员：工作服普通病区夏季每周更换二次，冬季每周更换一次，手术室、遇污染时随时更换；
患者：住院病人被服每周更换一次，遇污染时随时更换；门诊被服一人一换，病员服一人一换，按需更换。
窗帘、隔帘每半年清洗一次，重点部门每三个月清洗一次，遇污染时随时清洗，抹布、拖布各病区自行清洗消毒
七、个人防护
工作人员在进行用后医用织物分拣和装机洗涤过程中，应遵循“标准预防”原则，严格执行隔离要求，穿戴工作服（包括衣裤）、帽、口罩、手套、防水围裙和胶鞋，必要时穿隔离衣，并落实手卫生。加强人员培训。加强洗衣房工作人员岗前培训和能力培训，熟练掌握医用织物洗涤消毒技能和医院感染防控基本要求。
八、污水排放
严格按照《医疗废物管理条例》等要求，加强医疗废物管理，医疗废水排放符合环保要求。
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END
室内织物设计的风格 第6篇
关键词织物;窗帘;风格
中图分类号TU238文献标识码A文章编号1673-9671-(2010)041-0214-01
织物可以说是室内最引人注目的陈设品了,因为它带给人们艺术创造的视觉效果。有些窗子本身就很美,但经过织物的“装扮”以后,却远比仅仅裸露着建筑结构时富有艺术气质了。任何一个成功的窗子设计最主要的因素就在于其想象力。从某种程度上来说,织物设计有其独特的规律,这是从职业设计师到普通DIY爱好者们都应遵循的。
实际上很难从现代的室内织物设计中看到什么新鲜的东西,因为历史上各种各样的风格已经为人们提供了取之不尽的创作源泉。一个金科玉律便是把织物看作是室内整体陈设装饰的一部分。从风格上要与墙面、地面、家具和其他陈设品相协调。
1西方古典风格
1.1都铎王朝式
英国女王伊丽莎白一世床上的帷幔用银线织成,以金色和银色的蕾丝镶边,白色缎子作为顶盖,完全是画满几百多鲜花枝条的精美工艺品。
比较简洁的民间风格则是用羊毛和麻织成鲜艳的挂毯。到了16世纪下半叶,窗子还是很小,因而成对的窗帘并不常见。而欧洲大陆则不同,意大利和法国人用昂贵的锦缎和天鹅绒做出精致的窗帘,颜色多为橙色、褐色和深绿色。窄窄的垂下来,但并不落在地板上,成对出现。
1.217世纪
室内装饰在此时期发生了很大的变化,人们再次崇尚对设计中的和谐、均衡,陈设方面的新理念则是令人愉快的组合方式。例如,不仅把墙涂成蓝色,所有的陈设品,包括窗帘和桌布,都是蓝色和金色搭配的。
百叶窗非常流行,窗帘虽然还没有被普遍的使用,但越来越受到欢迎。英国和荷兰的窗帘都是成对的,有时还有垂直的叠层。直到18世纪,窗帘才被广泛的运用。单幅窗帘也还在使用,少数有钱人家是手绘的窗帘,再加上法国和意大利风情的窗帘盒。但是,窗帘本身的形式还是比较简洁,用透明的丝绸、塔夫绸和亚麻布制成,以细木辊镶边固定。
这个时期设计趋于理性,床看上去像个盒子,以木头做框架,雕刻着羽毛和小鸟的图案。在欧洲大陆,床也常常是做成坟丘或尖顶形式。
1.317世纪后期
从17世纪中期开始,法国凡尔赛宫廷风格极大的影响了上流社会和富裕阶层的家庭装饰,都是为了反映太阳王的伟大。织物色彩为华丽的紫色、金色和黑色。而英国风格则显得色彩更明快、丰富。墙和门上挂着同样的织物,床上也如此,不仅挂毯、缎子、波纹绸和其他轻质的织物也是如此。
床还是室内装饰的重点,花费是巨大的。床开始改变其盒子似的外形,上部框架有雕刻,帷幔用较轻质的织物,从后面垂挂下来,中间结成花朵形。颜色有绿色、紫色、粉色或白色。窗帘盒和帷幔用金银线,或只是金银线与蚕丝编织在一起,镶边装饰。
这个时期,一种新的设计“天使床”变得流行,床的天蓬是从天花板上悬挂下来的,而不是像从前那样用床柱支承。
终于,窗帘的地位也上升为室内装饰的基本元素。对开窗帘已通行全欧洲,窗帘盒可以遮挡窗帘的接线和边缘,同时也柔化窗子的顶部。
2庄重风格
庄重风格的织物陈设在今天会使普通的房间变得富有奢华感。它们一直垂落到地板,用织物结、绳索或金属夹子挽起来。顶端用窗帘盒盖住,或者用垂花饰和花边装饰。虽然庄重风格的窗帘适合于高大的房间和窗子,但只要比例恰当,同样也能创造好的效果。
庄重的窗帘也必须与家具取得良好的关系。并不是说窗帘和家具的风格都必须是同一时期的,不论新的或旧的,只要家具与窗帘在视觉重量上平衡就可以了。
作为家庭的橱窗——起居室和餐厅,你就可以有些大胆的尝试。对织物轻重和风格的选择是非常重要的,那些所谓的传统面料一般看起来非常好,比如缎子、天鹅绒、丝绸和棉,以及暗纹或印花的亚麻。
对织物选择关系最密切的是裁剪和悬挂,这些直接决定了窗帘的特殊风格。宽窄不同的条形、印花棉布、亚麻和丝绸都有很好的效果。暗纹织物搭配与边缘若形成对比,则能有特别的效果。
总之,庄重风格追求的是一种古典的优雅以及对细节的关注,而绝不是一时的权宜之计。
3繁花似锦的戏剧风格
戏剧性是室内装饰必不可少的元素。有的空间都需要宁静、放松的气氛,而有的空间却需要兴奋、吸引眼球的效果。总的来说,任何空间都需要平静与变化的结合。
剧院中的典型做法是,剧情达到高潮时,幕布魔术般的拉开一角,深紫红色天鹅绒幕布镶着金边。值得注意的是:把戏剧风格引入日常室内陈设的目的是丰富视觉效果,而不是掀起暴风雨。
比例,和往常一样是关键因素。要确保窗帘、窗帘盒及墙面的协调关系。通常要求窗子比较大,而一个小房间在抢眼的窗帘下显得更小了。不论在什么情况下,都应有良好的光线来体现窗帘的特色。当然,大面积窗子的房间也要慎重,否则容易过火。
戏剧化窗帘一定是完满的,不要试图节省。完满才能使它垂挂、打结或卷曲。它们应是大幅的,面料和色彩的选择是至关重要的。
4与众不同
即使在标准化盛行的年代,为生活空间塑造独特性也是必不可少的。只要您对通常的使用模式,如形状、织物或花边等稍加改变,就能创造出自己的风格。
5简约风格
对于织物设计来说,简约风格是屡试不爽的路子。最重要的是让织物自己去说话。注重细节的设计特别适合于那些家具特色过于鲜明或生硬的空间,从而起到柔化气氛的作用。严格控制、精心设计的窗帘适应性很广泛。例如,简约不是简单,实际上,要想使简洁的窗帘效果独到常常比复杂的难度更大。因为没虚饰、没有尾帘和花饰,也没有复杂的顶部装饰,所有的注意力都会集中在比例和线条上。
当室内整体风格不明确,或对自己的选择信心不足的时候,简约窗帘是最安全也是最佳的选择,而且便于更换。
6乡村风格
在城市中,乡村风格的家具会显得不合时宜,而窗帘——清新、明快和简洁则能以精妙的方式为房间带来新鲜的空气。当配上抛光的地板,暖色的地毯和一盆鲜花,在城市中也能享受乡村的风情。
织物是最重要的,鲜花图案是常用的。印花棉布,同样的图案也可以用在沙发上、椅子、靠垫、床上和墙面。金边和抽穗会破坏这种气氛。总的来说,图案丰富、夸张,但造型应简洁。
参考文献
[1]乔治S·瓦库伯,卡萝尔·金·马修斯,王粤.现实与挑战,20世纪末的室内设计[J].室内设计与装修,1998,01.
[2]卜芳芳.室内设计的灵魂-人物空间的合理协调[J].当代建设,2001,01.
[3]瞿瑛.小议室内设计[J].国际市场,1995,06.
作者简介
徐琨(1980-),女,汉族,吉林人,艺术学学士理学学士,讲师,现就职于长春职业技术学院信息分院电脑艺术教研室,主攻艺术设计方向。
织物图像处理 第7篇
防弹衣由多层机织物组成, 每一层包含大量相互交织的纱线, 而纱线由数以千计的纤维组成。根据模型复杂程度的不同, 建模的方法也千差万别。由于织物这种宏观 (织物) 、细观 (纱线) 和微观 (纤维) 上的复杂的多尺度结构, 需要对几何模型和材料的弹性常数等进行假设和简化, 以实现子弹侵彻防弹织物过程的模拟。早期比较普遍的一种方法是使用由杆单元组成的网络结构模拟织物, 其中最具代表性的是Roylance模型[1], 其特点是使用弹簧单元通过经向和纬向的铰链接组成织物。考虑到纤维在高应变率下的力学性质, 顾伯洪[2]建立计算织物防弹特性的分析模型, 并提出弹道贯穿中剩余速率的计算方法。在此之后, 又出现了能够更加真实地描述纱线交织结构的细观织物模型, 这一类模型将织物的纱线设置成杆单元[3]、膜单元[4]、实体单元[5,6,7,8,9,10,11,12,13]或以上几种的混合[14], 也是目前使用最为广泛的一类模型, 其中, Duan等[5,6,7]、Rao等[8]使用有限元模拟方法, 研究了摩擦因数和纱线力学性能对防弹性能的影响。李裕春和徐全军等[9]采用类似的方法模拟了平头弹冲击作用下平纹织物的动态响应。Sidney等[10]模拟了标准尺寸、多层织物在多种弹头冲击下的防弹测试。Gaurav等[11]则在有限元模拟中考虑到织物中纱线强度概率分布和纱线在后加工中的强度损失对防弹结果的影响。Sun, Wang等[12]使用有限元方法研究了平纹织物和斜纹织物的防刺性能, 并通过实验进行了验证。
本工作根据浸润树脂的平纹织物的显微镜截面照片, 建立了三维细观几何模型, 该模型考虑到织物中纱线真实的交织结构、纱线的细度和间距以及纱线间和纱线与弹丸之间的摩擦效应, 使用有限元软件模拟弹丸冲击单层织物的过程。模拟中, 通过设定弹丸的撞击速率Vs, 得到剩余速率Vr, 并由此计算单层织物的弹道极限速率V50, 织物的变形过程, 局部纱线的断裂、滑移和抽拔均得到了细致的展现, 将模拟结果与其他研究者的实验结果进行了对比, 结果表明:V50模拟结果和模拟中织物的失效形式与实验结果具有较好的一致性。
1 平纹织物的几何特征和三维细观几何模型
众多研究者通过实验观察平纹织物截面的几何形状, 通常使用透明的树脂浸润干燥的织物, 固化后织物中的纤维可保持其初始的形状, 然后对织物进行切割以获得织物的截面。图1显示了平纹织物截面的几何特征, 其中最主要的三个特征包括纱线的间距、纱线屈曲的形状轨迹和纱线的截面形状, 基于此可对平纹织物的关键结构作出如下假设: (1) 在纱线的长度方向, 纱线周期性的屈曲被假设成余弦曲线; (2) 纱线的横截面形状类似凸透镜形状, 并在纱线的轨迹方向保持不变; (3) 单根纱线是一个连续体, 体积密度保持不变。 (4) 织物经纱和纬纱的屈曲相同, 截面形状也相同。
假设经纱方向平行于xy面, 那么二维几何模型的轮廓线曲线的公式如下:
式中:P1=a/2是曲线在y轴方向的振幅, a是纱线横截面中心位置的厚度;P2=π/b, b是相邻纱线的间距;P3是曲线在y轴方向的偏移距离。直线段的公式:
式中:x的值域由间距b和纱线横截面的宽度c确定;P4=d, d是纱线横截面边缘位置的厚度。以上4个几何参数参考细度为600D的KevlarKM2织物[11]:a=0.115mm, b=0.745mm, c=0.62mm, d=0.03mm, 具体参数的数值如表1所示, 由此就可以建立平纹织物的二维几何模型 (图2) 。另一方向的截面轮廓线曲线则平行于yz面, 只需将x坐标转换成z坐标, 在此不再赘述。
基于以上平纹织物截面曲线, 使用三维CAD软件建立平纹织物三维细观几何模型。首先, 使用从方程建立曲线的功能, 创建单根纱线的轨迹线和横截面曲线, 然后使用扫描功能创建单根纱线, 最后通过新建组件, 将一定数量的纱线装配成单层平纹织物模型, 图3和图4分别显示了平纹织物的几何模型和完整单胞模型。
2 弹丸冲击织物的有限元模拟
2.1 有限元网格和边界条件
使用LS-DYNA有限元软件模拟钢质弹丸冲击芳纶织物, 图5展示了冲击过程的初始状态:织物模型的尺寸为50.2mm×50.2mm, 纱线密度是133根/10cm, 钢质弹丸直径5.35mm, 质量0.62g, 位于织物中心的正上方, 冲击方向垂直于x-z平面。织物相对的一对边界处于固定约束状态, 另一对边界处于自由状态。由于模型是轴对称模型, 对模型进行了轴对称简化, 仅建立了1/2模型, 对称面平行于y-z平面。采用八节点六面体单元对模型进行有限元离散, 考虑到冲击问题的影响区域主要集中在弹靶接触区, 因此, 为保证计算结果的精度并提高计算效率, 与弹丸直接接触的14根纱线采用了较小的网格尺寸, 在纱线的宽度方向划分为6个单元, 厚度方向划分为2个单元, 纱线长度方向的网格尺寸0.15mm;而其他区域, 纱线的宽度方向划分为4个单元, 在厚度方向划分为1个单元, 纱线长度方向的网格尺寸0.15mm, 如图6所示。单元类型是常应力体单元, 弹丸模型被划分为3304个单元, 单层织物模型被划分为117362个单元。
2.2 模型的材料参数
芳纶纤维的密度是1.44g/cm3, 模型中将纱线假设成不含空隙的连续体, 而考虑到在真实的纱线中纤维之间存在空隙, 假设纤维是圆形截面, 并以最紧密的方式填充纱线所在空间, 选取纱线中纤维的紧密系数0.91[9] (反映真实的纱线中纤维的紧密程度) , 则相应的纱线密度ρ=1.31g/cm3。织物的面密度是180g/m2。纱线选用正交各向异性材料模型 (*MAT_ORTHOTROPIC_ELASTIC) , 弹性参数 (见表2) 和失效条件均参考细度为600D的Kevlar KM2织物[11]。织物中纱线的长度方向的弹性模量E11=82.6GPa, 考虑到纱线模型中纤维体积分数约为76%, 相应地, 纱线模型的长度方向弹性模量E11=62GPa, 在其他两个方向弹性模量 (E22和E33) 值降低2个数量级。剪切模量 (G12, G13和G23) 值降低3个数量级, 纱线内部纤维比较松散, 设置泊松比ν12=ν13=ν23=0。由于纱线长度方向的弹性模量远大于其他两个方向和剪切模量, 因此纱线内某一点的等效应力可近似等于纱线长度方向的应力。纱线的失效应力的取值方法与弹性模量相同, 考虑纤维体积分数, 纱线受到的最大等效应力超过1.7GPa时, 材料失效。弹丸材料为4340钢, 采用*MAT_JOHNSON_COOK本构模型描述。模型中纱线和纱线、纱线和弹丸之间的摩擦因数μ=0.19[9]。
2.3 弹丸冲击织物过程中的能量转化
弹丸以一定的速率冲击织物, 织物中的纱线会产生拉伸和剪切变形, 同时弹丸的速率会下降, 产生于冲击区域的应力波会沿着纱线以及纱线间的交织点, 向织物的边缘区域传播, 到达边界后发生反射。在整个系统中, 弹丸减少的动能ΔEpk会被织物以三种形式吸收:纱线变形能Eys (纱线变形和断裂失效吸收大部分能量) , 纱线的动能Eyk和摩擦消耗的能量Ef。弹丸与织物间的能量转换可用公式 (3) 表示:
影响ΔEpk的因素包括纤维的材料性能, 织物结构, 边界条件, 弹丸的形状, 弹丸与纱线间的摩擦力和纱线间的摩擦力。这些因素影响织物三种吸收能量的方式, 进而也影响织物的防弹性能。
在织物的防弹测试中, 通常需要记录弹丸的撞击速率Vs和剩余速率Vr。ΔEpk由公式 (4) 计算, 其中m是弹丸的质量。
在模拟中, 通过改变弹丸Vs的大小, 得到Vr接近零或刚好为零的结果, 然后对符合上述条件的Vs取平均值, 即得到该单层织物的V50的计算值。为了验证模拟的准确程度, 最后与已有实验进行了对比。
3 结果与讨论
3.1 织物的弹道极限速率V50
弹道极限是指弹丸以规定着角贯穿给定类型和厚度的装甲板所需的撞击速率, 它是衡量弹丸击穿靶板能力的重要指标, 通常采用V50表示。具有已知质量和特性的弹丸的弹道极限, 实际上代表了在规定条件下弹丸贯穿装甲所需的动能。
为验证模拟的准确性, Vs的数值均参考文献[9] (其实验条件与本工作的模拟条件相同) , 将所得Vr模拟值与实验值进行对比, 如表3所示, 可以看出它们之间良好的一致性, 当Vs≤60.6m/s时, 模拟和实验的结果均是弹丸未贯穿织物;当Vs≥92.1m/s时, 两者的结果均是织物被贯穿, 但实验中Vs≤181.2m/s时, 由于Vr较小, 无法测得其数值;而当Vs=245.0m/s时, Vr的实验值和模拟值相差仅为13.4m/s。
*N/P:no penetration;N/A:fabric perforation but unavailability of Vr.
在计算织物的V50时, 选取第1次Vs=60.6m/s, 第2次Vs=65m/s, 然后依次加5m/s, 直到Vs=95m/s, 当织物的模拟结果介于穿透和未穿透时, 微调Vs值, 直至得到Vr接近0m/s。弹丸的速率-时间曲线的模拟结果表明 (见图7) , 当弹丸的Vs=85m/s时, Vr=0.5m/s, 从速度的正方向接近于0m/s, 并且Vs=80m/s时, 弹丸并没有穿透织物, 速率为0m/s后, 又发生回弹, 速度变为负值。从上述结果可以看出, 单层Kevlar KM2织物的V50的计算结果在85m/s附近, 选取70m/s≤Vs≤95m/s, 相应的Vr均接近于0m/s, 且3发贯穿 (Vs=85, 90, 95m/s) 和3发未贯穿 (Vs=70, 75, 80m/s) , 计算这6个Vs的平均值, 得到织物的V50=82.5m/s。表3列出了V50的实验结果[9]:当Vs=60.6m/s, 织物没有被射穿;Vs=92.1m/s, 弹丸穿透织物, 并且当Vs在这两个速率区间时, Vr接近于0m/s, 可以认为60.6m/s≤V50≤92.1m/s, 因此, 可以看出, V50的模拟结果和实验结果的一致程度较好。
3.2 弹丸冲击过程中织物的变形与失效
图8显示了弹丸冲击 (Vs=85m/s) 条件下, 织物在不同时间点的变形和失效过程。为表述方便, 将模型中x方向纱线定义为纬纱, z方向纱线定义为经纱。t=90μs (图8 (a) ) 时, 弹丸与织物已发生接触, 在弹丸的冲击下, 与弹丸直接接触的主接触区域的纱线开始受拉变形, 并且由于经纱的两端受到固定约束, 接触区域的经纱内部的应力值开始上升, 其中最早与弹丸接触的经纱变形最大, 在固定边界, 经纱内部已有单元发生失效, 而远离固定边界的单元没有超过纱线模型的失效等效应力, 只产生了弹性变形。在交织点处摩擦力的作用下, 变形从主接触区传递到非主接触区域, 使非主接触区域的纱线向厚度和中心方向移动, 并在织物背面形成了四棱锥形的背凸, 这种现象与实验观察结果[3]一致 (图8 (b) ) , 并很好地体现出了平纹织物正交各向异性的材料属性;t=200μs (图8 (c) ) 时, 模型中继续有单元失效, 织物的变形继续从中心区域向四周扩散, 形成了更大面积的四棱锥形的背凸, 相应地, 图8 (d) 显示了实验中背凸扩大的现象。t=250μs (图8 (e) ) 时, 主接触区的一根经纱发生断裂, 此区域中剩余的经纱起到拦截弹丸的作用, 其内部的应力值提高并明显高于非接触区的经纱。由于纬纱的边界处于自由状态, 纬纱在弹丸的冲击和摩擦力的作用下向中心位置收缩。t=340μs (图8 (f) ) 时, 主接触区的织物形状与弹丸的头部形状一致, 应力向边界传播。t=380μs (图8 (g) ) 时, 弹丸楔入织物内部, 将与之接触的纱线推向两边, 使纱线发生侧移, 织物中心位置的两根经纱和纬纱将直接受到弹丸的拉伸, 织物的背凸也达到了最大值;t=390μs (图8 (h) ) 时, 其中末端受到固定约束的经纱发生断裂, 弹丸已穿透织物, 一根纬纱从织物中抽拔出来, 而图8 (i) 显示了实验后纱线的抽拔现象;t=430μs (图8 (j) ) 时, 被抽拔的纬纱从弹丸表面滑过, 织物开始回弹, 弹丸的速率约为0.7m/s。
在受到弹丸的冲击过程中, 织物的变形仅发生在局部的区域, 不是所有与弹丸接触的纤维都产生了拉伸破坏或剪切破坏, 相反, 只有几根与弹丸直接接触的纱线发生断裂, 并在织物上形成比弹丸直径还小的开口, 弹丸进一步将开口附近的纱线推向四周, 使相接触的纱线产生滑移, 在模拟中出现的上述现象已在多篇防弹实验的论文[3,9]中均有描述。此外, 从图8 (i) 还可以看到弹孔处纱线的纤维化, 这也是织物的一种失效形式, 本工作的纱线模型无法实现纱线的纤维化失效, 这需要建立织物的微观模型, 但由此引起的单元数量和接触数量的增加会导致计算量的成倍增加。
4 结论
(1) 根据平纹织物的显微镜照片, 参考真实织物的几何尺寸、力学性能和纱线的摩擦接触, 建立了平纹织物三维细观模型, 这种模型更接近织物真实的结构, 该建模方式扩展到其他类型的织物以及织物复合材料也具有极大的可行性。
(2) 使用LS-DYNA软件模拟弹丸冲击织物的过程, 无论从计算织物的弹道极限速率还是织物的变形和失效过程, 模拟结果与已有的实验结果均显示出了较好的一致性:模拟较好地体现出了弹丸冲击过程中, 纤维的断裂、滑移和抽拔, 这种细观模型对于研究纱线间、纱线与弹丸之间的相互作用, 力学性能等因素对防弹性能的影响, 发挥了一定的作用。
织物干洗工艺探讨 第8篇
1 实验
1.1 药品及仪器
药品:干洗枧油 (天津伟力洗涤用品有限公司) ;丙三醇 (甘油) (天津市化学试剂公司) ;吐温-60 (天津市科密欧科技有限公司) ;吐温-80 (浙江市化工有限公司) ;司盘-80 (天津市河东区红岩试剂厂) 。
仪器:DSBD-1型数字白度仪 (温州鹿动仪器厂) , 500型电子调温电热套 (常州仪器厂) , JJDM2-41型记数继电器 (上海机床电器厂) , DOB-1型式搅拌器 (常州仪器厂) , YG342型感应静电仪 (常州纺织仪器厂) , HCT11B-5型架盘药物天平 (北京医用天平厂) , JJPT-1型架盘天平 (江苏常州仪器厂) , GGP-20型烘干箱 (常州纺织仪器厂) 等。
织物尺寸:10.3cm×7.2cm洗涤时间:15min。
1.2 实验步骤
1.2.1 污垢的配置
在250m L烧杯中加入15.3g盐, 然后加入温水, 配置成150 m L盐水, 在加水过程中不断用玻璃棒搅拌, 以促进溶化。然后加入6.2g土粉和87g植物油制成170m L混合液, 用玻璃棒充分搅拌, 后倒入500m L烧瓶中放置24h后使用。
1.2.2 干洗对象的制备
将植物油、盐、土粉和水等成分混合, 制成的黑红色的液态污垢, 用移液管在每块织物中部滴上几滴, 放置一天, 使污垢充分吸附于织物上, 然后再进行干洗。
1.2.3 干洗方法
量取50m L的四氯乙烯, 倒入100m L的烧杯中, 然后用胶头滴管加入不同量不同种类的表面活性剂和抗静电剂对织物进行洗涤, 在磁式搅拌器搅拌下浸洗15min。由于四氯乙烯有一定的挥发性且有毒, 所以在每次洗涤中都要盖上表面皿。洗涤完后, 用夹子迅速从干洗液中夹出织物, 以防止污垢的回沾, 影响洗涤效果。然后将洗好的织物放置在干净的纸片上, 在空气中让其自然干燥。每次洗涤完后都将干洗废液倒入回收瓶中, 以蒸馏回收利用。
1.2.4 四氯乙烯的回收
将干洗用过的四氯乙烯废液倒入三口烧瓶, 然后将三口烧瓶放入电子调温电热套中, 连接好仪器, 用量程为0~200℃温度计控制温度在120℃左右, 使四氯乙烯馏液均匀流入瓶内。在蒸馏过程中, 由于四氯乙烯的沸点在121℃, 所以先调整电热套使混合液沸腾, 当温度上升到120℃左右时, 将电热套调整到其控温范围的70%左右即可, 让其慢慢蒸发, 回收此时所流出的液体[2]。
1.2.5 去污效果的测定
用白度测试仪对所干洗的织物进行白度测定, 对每块织物分别测试三次, 分别是平展开测试, 正折测试, 反折测试, 取三次测试的平均值。
1.2.6 抗静电性的测定
取待测织物3块, 将试样夹于测试装置的样品夹上, 测试条件为 (20±5) ℃, 相对湿度30%~40%。测试前首先对样品进行消电处理, 然后驱动转动平台, 待转动平稳, 加压至8KV, 使转鼓以400r/min速度转动, 将记数继电器回零[3]。先用废布测试机器性能的稳定性, 后对所测试样进行测试。测试中先将试样平行夹在旋转盘之间, 按动高压按扭, 待压值升至8KV时, 启动旋转按扭, 在放电时针旋转一周后, 记录静电压值。记数继电器开始运转, 在静电压指针回转至记录值的一半时, 按动记数按扭, 记数继电器停止运转, 记录半衰期时间。
在测试抗静电性之前, 为避免织物回潮对测试结果的影响, 应烘干织物, 温度控制在55℃左右, 烘干时间, 采用电加热机型, 一般以30~40min为宜[4]。烘干后, 放置一天再进行测试。
2 实验结果分析
2.1 白度对比
2.1.1 对纯棉织物的洗涤
白度测试见表1。
由表1可以看出:
四氯乙烯与国外枧油混合去污能力在全棉织物中效果最好, 这是由于枧油的加入有效的防止了部分洗下的污垢回沾, 使织物避免了大面积变灰, 进而大大提高了白度。干洗皂液 (枧油) 的主要作用就是通过在污物和织物纤维表面形成屏障来防止污物在衣物表面的沉积[5]。而其它各种干洗助剂及其对应的各种混合去污效果不是很理想。
2.1.2 对涤纶织物的洗涤
对涤纶织物洗涤的实验结果见表2。
由表2可以看出:
涤纶织物的干洗效果较纯棉织物要差得多, 原因可能是纯棉织物的吸湿性较涤纶好, 对各种助剂的渗透性较好。对涤纶织物, 在加入甘油的条件下, 四氯乙烯与吐温-80混合去污效果最好, 其次是与皂油的混合。可见, 对涤纶织物干洗助剂的复配不利于去污效果。同时可以看出, 用甘油对去污性产生了负面影响, 但影响不是很大。与上面相同, 加入抗静电剂对去污性有一些负面影响。这些情况的出现, 一方面是由于吐温-80 HLB值较大, 对亲水性污垢的去除比较彻底[6], 另一方面可能是涤纶织物本身的结构便于吐温-80对亲水性污垢的接触。而在干洗助剂中加入EP, 则大大降低了涤纶织物的白度。
2.1.3 对全毛织物的洗涤
对全毛织物的洗涤实验情况见表3。
由表3可以看出:
从整体来看, 无论是国外枧油、干洗皂油、司盘-80、吐温-60还是吐温-80的任何加入方式, 都比涤纶和纯棉织物的去污效果好得多。这说明干洗混合剂在纯毛织物上的渗透性比涤纶和纯棉要好。
在加抗静电剂EP的条件下, 四氯乙烯与枧油和皂油的混合物对全毛织物的洗涤效果最好, 而司盘-80的效果最差, 这是由于司盘-80的HLB值是1.9, 是亲油性表面活性剂, 对亲水性污垢和不溶性污垢作用效果甚微[7]。
在以甘油作为抗静电剂时, 四氯乙烯与国外枧油的混合去污效果最好, 而与其他的复配会影响它的去污效果;在分别加入EP与甘油后, 通过白度来看, 与不加相比, 白度有所降低, 而EP所带来的影响比甘油大。
2.2 织物抗静电性
对涤纶织物, 加入甘油与EP, 对织物的抗静电性有较大的提高, 而加入EP则更加理想, 因为加入EP后, 静电压的半衰期时间较短。各种干洗助剂对加入甘油和EP后抗静电效果影响较小。
对全毛织物, 加EP使产生的静电有所降低, 而干洗助剂对EP抗静电效果有较大影响, 其中吐温-80与司盘-80复配、吐温-80不利于抗静电性的提高, 而司盘-80与吐温-60复配影响较小;吐温-60、皂油有利于抗静电性的提高。
对全毛织物加入甘油与加干洗助剂有利于抗静电性的提高, 不加干洗助剂, 则织物静电较大。
3 结论
根据以上的实验数据分析, 在洗涤过程中, 对全棉织物来说, 最佳的干洗助剂应选国外枧油;对涤纶织物来说, 相同条件下, 去污效果远差于纯棉织物;在加甘油条件下, 干洗涤纶织物时可选用吐温-80作为较佳干洗助剂;对纯毛织物来说, 去污效果最好的干洗助剂是国外枧油。
对涤纶织物, 加甘油抗静电效果比加EP效果好, 且甘油对涤纶织物去污效果的不利影响比EP小;对全毛织物, 加甘油抗静电效果好, 且甘油对纯毛织物白度影响较小。
参考文献
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[6]罗巨涛.染整助剂及其应用[M].北京:中国纺织出版社, 2000, 21-23.
柔性导电织物键盘设计 第9篇
随着电子技术的快速发展,电子设备逐渐小型化、低功耗化、模块化,各种类型的便携设备如手机、MP3、PDA乃至超便携计算机不断涌现,并逐步融入大众的生活,成为人们获取、传输信息的主要手段[1,2]。使用方捷、易于携带的输入设备成为提高信息输入效率、增强用户体验的关键,微型键盘、触摸屏、语音控制等技术的应用不断提高电子设备的人机交互性能。基于织物的输入设备由于采用织物作为主体,具有轻薄、柔软可折叠,便于与服装进行集成的优点而成为便携式输入设备的理想选择。
基于导电织物的柔性键盘一般分为开关原理的扫描式键盘及触摸屏原理的电阻式键盘2种[3,4]。开关键盘采用导体或是银浆作为导电通路嵌入织物面料中,通过轮询扫描按压点的通断信息,判断按键位置,其结构和控制电路比较简单,功能也较为单一[5,6]。同时,由于导体材料与织物面料力学特性存在差异,在折叠及受力情况下容易发生导体断裂、移位等现象,导致按键功能失效。采用电阻式触摸屏原理的织物输入设备用具有均匀表面电阻的导电织物代替通常触摸屏的透明氧化金属导电层作为传感器,对导电织物表面电阻值的一致性要求较高,必须选用表面电阻均匀的织物作为基材。同时,设备基于电阻分压原理设计,电压测量[7] 控制与位置计算也相对复杂,一般采用专用的芯片实现电路功能。与开关式键盘不同,触摸键盘属于连续型电压模拟量测量,原理上可以细分到控制芯片DA分辨率相同数量的按键数目,还可通过软件配合完成键盘、鼠标等多种自定义功能,具有更为广泛的用途。
信息化服装[8]及可穿戴计算机[9,10]是将信息处理设备穿戴在于人体身上,与人所穿的衣物相结合实现人与计算机之间自然、方便和有效的信息交互,因此需要将键盘、鼠标进行柔性化、织物化后与服装进行有效集成。针对信息化服装及可穿戴计算机要求输入方式灵活,特别是对鼠标控制功能的需求,传统扫描式按键已无法满足需求。设计基于导电织物的柔性输入键盘,对输入设备原理、导电织物面电阻分布规律、织物键盘结构、接口电路及程序设计等关键问题进行了探讨。
1 柔性输入设备的原理
基于电子织物的柔性输入设备组成如图1所示,主要由织物传感器、触屏控制电路、USB接口电路组成。其中,织物传感器采用具有一定表面电阻的导电织物材料作为核心,结合多层结构设计,将按压位置信号线性转换为对应电压信号;触屏控制电路包括标准电压生成、模/数转换、逻辑控制3大功能,基于电阻分压原理在导电织物表面形成标准的电压梯度,测量按压点的电压后进行模/数转换,生成数字信号向外输出;接口电路采用USB接口芯片,写入触屏控制电路参数,实时获取传感器输出数据,向主控设备传输;上位计算机接收数据后完成电压与按键位置的线性转换。
为简化系统设计,提高设备运行的可靠性,选用高度集成的5线制触摸屏控制芯片ADS7845实现标准电压的生成、数据采集处理及逻辑控制[11]。芯片采用5 V USB电源供电,生成的5 V参考电压输出管脚UR,LR,UL,LL与具有一定面电阻的织物材料的4角分别相连,织物表面形成横向及纵向的梯度电压。在按压状态下,位置点P处横向及纵向的电压通过wiper引脚分时刻进入芯片内部12位ADC,将模拟电压量化为数字信号。芯片接口电路将转换后的数据通过USB接口向计算机输出。计算机程序获取按压点电压值,与5 V参考比较,确定按压点在传感器中的相对坐标,从而确定其所在的具体位置及对应的控制符号,进而实现相应的控制操作。
2 导电织物电学性能的分析
作为织物键盘的核心部件,导电织物表面电阻值的均匀性与一致性是织物键盘实现的基础。导电织物一般采用镀银工艺或是高分子导电布料形成具有一定表面电阻的织物面料,用于抗静电及抑制电磁辐射等场合。由于纺织及织造工艺的限制,其织物不同区域表面电阻的差异非常大,均匀性较差,必须在使用前进行电学性能分析。
为保证键盘定位精度及线性度,对导电织物表面电阻值进行测试。使用4探针科技公司的RTS-2型薄层电阻测试仪对图2所示a,b,c,d四种织物样品进行面电阻测试。尺寸分别为10 cm×8 cm,9 cm×6 cm,17 cm×10 cm,25 cm×7 cm。测试时,将织物区域按3×3比例划分为9个区域,测量每个区域中心点的面电阻值3次取平均值作为每个区域面电阻值,所有区域面电阻值平均值作为织物的面电阻值,如表1所示。
4种织物面电阻值如表1,由于导电织物的表面电阻均值从347 Ω到3 872 Ω差异较大,无法从方差比较出不同试样表面电阻值的一致性,因此采用标准差率来定义样品表面电阻的一致性差异。从表1中试样4的表面电阻标准差率为0.40%,因此其均匀一致性较好。因此,选取试样4织物作为操控器的传感器材料。
3 织物键盘结构设计与功能实现
织物键盘通过导电织物层、功能定义层、隔离层、保护层的设计,实现按压位置到电压信号的变换,提供按键区域的定义划分及对键盘进行保护。计算机应用程序获取传感器采集数据,进行电压数据到位置数据的转换,并根据按键区域的功能定义实现操作控制功能。
3.1 织物键盘结构设计
织物键盘主体结构如图3共分为5层。根据每层的功能设计选用不同特性的织物组成织物键盘。
键盘顶层为符号定义层,用于划分触摸区域,采用印染或针织等方式定义键盘功能如字符、功能键、计算机控制等,同时为键盘提供保护。第2层为上导电织物层,作为检测电极在按压状态下与下导电织物层接通,获得按压位置的横向和纵向电压值。上导电织物层通过外接导线与触屏控制器的wiper管脚相连,实现检测信号输入。第3层为隔离层,用于分隔上、下导电织物层,系统采用网状多孔轻薄多孔织物组成,两层在不受外力时不接触。按压操控状态下,上、下导电织物层受外力在按压点通过隔离层的细孔接通两织物层,将电压信号输出。第4层为下导电织物层,该层织物的4个顶角通过金属线对应连接触屏控制器的UR,LR,UL,LL四个管脚,控制电路提供标准电压,在织物层表面形成电压梯度,通过位置电压表示其在织物层上的相对位置。最底层为保护层,为导电织物层提供绝缘保护并加固键盘。
隔离层织物的选型决定键盘的实用性能。由于导电织物层比较柔软,过薄的厚度和过大的网孔很容易接通上、下导电层,在未按键时出现错误按键指示。如果隔离层过后,织物网孔过小,则要求按压力度比较大,影响操控的手感。实际设计中选用厚度0.3 mm孔径为2.0 mm的多孔织物,实现较好的按压手感和接通效果。
3.2 软件功能设计
触屏控制电路采用TopTouch公司的控制模块M5UG,板载触屏控制芯片ADS7845、USB接口控制芯片CY7C63723C及配置寄存器93LC46,实现触屏的逻辑控制、标准比较电压的生成、按压点电压数据的采集、转换及传输。
计算机端程序采用VS2005开发,键盘驱动采用Cypress公司的CYUSB开发包设计,实现计算机对键盘资源的访问,进行查询、设置、读取等操作。
软件运行界面如图4所示,首先查找USB设备,通过设备描述字符获取织物键盘设备,建立设备连接后就可以读取设备操控产生的数据。其中,STATUS表明本次读取数据是否正确,在数据传输正常时,AD0,AD1是按压点横向、纵向电压AD转换值,通过坐标转换公式即可得到二维坐标值。
式中:Px,Py是按压点横向及纵向位置。Vs是全幅面电压差的A/D转换值,系统中为12位A/D转换满刻度值2 048;Vx,Vy是按压点横向、纵向测得的电压转换值,如图4中AD0,AD1所取值。Lx,Ly是织物长度及宽度,可取1则实现两者的归一化处理,适应不同的键盘尺寸。
3.3 线性度测试实验
在织物键盘对角线上以0.5 cm的距离进行按压位置线性度测试。两组对角线数据每组60个点,数据分布如图5(a),按压点分布均匀对称。图5(b)为一对角线的线性拟合结果图,采用直线方程进行拟合,R2值达0.999 5,说明织物键盘的线性度非常好,完全满足实际应用的需求。
4 结 语
采用表面电阻值分布均匀的导电织物作为触摸操控设备的传感器,通过结构设计可实现键盘鼠标等输入设备,满足人们对轻便、柔性输入设备的需求。现有导电织物面料表面电阻值范围从几十欧到几千欧,差异较大,需选取标准差率小于0.5%的织物以获得较好的一致性。采用触摸屏技术与导电织物相结合可实现键盘、鼠标等功能,相较基于开关信号输入的扫描式键盘,具有更紧凑的结构,更丰富的功能,可更好满足实用需求。
参考文献
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无染料织物着色技术问世 第10篇
传统的衣物颜色多为化学染料染色生成, 不仅会褪色, 而且废水还会造成大量的环境污染。厦门大学刘向阳教授课题组借助生物仿生, 在丝绸表面成功“构造”出蝴蝶和孔雀羽毛的生物结构色, 从而让丝绸颜色如蝴蝶翅膀和孔雀羽毛般鲜艳且永不褪色, 开辟了一条全新的生态染色路径。
“这是因为, 不同于化学染料染色, 孔雀羽毛和蝴蝶翅膀所呈现的鲜艳色彩是物理结构产生的颜色, 即这种颜色是因为生物在微观尺度上的物质周期性物理结构对日光中特定颜色的反射造成的。只要它的物理结构不被损坏, 无论风吹日晒, 其色彩将永不消褪。”刘向阳解释说。
循着这样的思路, 课题组首先选择在自己多年来熟悉的丝绸材料上试验。经过几年不懈努力, 他们最终成功在丝绸表面“构造”出一种名为“光子晶体”的结构, 这种结构不仅与孔雀羽毛和蝴蝶翅膀生物结构类似, 更重要的是, 它由一个个晶格“砌”成, 这些晶格类似于搭建房屋所用的砖, 大小可以调控。“当晶格大小变化时, 内部结构也会随之变化, 从而反射不同的光, 呈现不同的颜色。”于是, 实现织物凉爽或保温功能不再是难事——通过调节晶格大小, 反射不同光波, 织物即可顺利实现抗紫外或屏蔽红外辐射的目的。
探讨纤维艺术与装饰织物 第11篇
在人们的生活当中，纤维与人们的生活有着非常亲密的关系，但是提到纤维艺术，人们或许有些许陌生，但是纤维艺术确是人们生活中不可缺少的一部分。尤其是随着人们生活水平的不断提高，大量的纤维装饰品以更好的形态成为人们美化环境的艺术品，越发成为人们所喜爱的装饰织物，故在本中我们主要对纤维艺术与装饰织物进行了简单的分析与探讨。
纤维艺术
1.纤维艺术概念
纤维是指由连续或不连续的细丝组成的物质。小到头发、羊毛，大到相片、亚麻等，无所不在。而对于其称谓也有很多，如“织物艺术”或“编织艺术”等等，但其中“纤维艺术”则准确的体现出了材料的属性。纤维艺术是材料的艺术，材料是纤维艺术的重要载体，而纺织艺术也需要借由材料来表达作者的情感，所以无论从材料还是工艺及表现形式上两者都密不可分，彼此交融、相互影响。因此，我们常常很难将两者划出清晰的界限。
2.纤维艺术的材料的特点
（1）纤维材料的造型特点
纤维艺术集实用性和美观性于一体，不同材料经过恰当的艺术表现可以呈现出或平面或立体的造型特点。用于服装面料肌理改造的纤维材料会使服装呈现更丰富生动的造型特征。
（2）纤维材料的质地特点
纤维材料本身所具有的物理特性使纤维艺术作品拥有刚柔、直曲、轻重、明暗的殊异，也因此具有御寒或保温、防潮、吸光、隔音等功能效果。
（3）纤维艺术的色彩特点
纤维材料的色彩美和质地一样通过纤维自身表现出来，色彩在纤维艺术的组织结构中被艺术家简练准确地表达在一种抽象装饰的形式中并与环境相呼应。
（4）纤维材料的表情特征
纤维艺术中纤维材料的表现是第一位的，怎样利用纤维自身所具有的色彩和造型特征用恰当的艺术手法表现出来，同时将创作者的感情注入其中，使其成为有生命、有感情的作品而不止流于纤维材料造型本身。纤维材料创造的艺术形式是对纤维材料自身形式表现的扩展，要充分利用纤维材料自身所具有的表情特征，充分挖掘纤维材料多种表情可能，否则只会将纤维材料的表现游离于艺术表现之外。
纤维艺术的表现形式
纤维艺术表现有两个层面上的特点：第一，它是“高雅的艺术”，比如古老的地毯，体现了织物与绘画的结合，让绘画变成了织物、建筑、装饰与陈设的重要组成部分，这时候他成为装饰的艺术；在公共艺术当中纤维艺术被建筑师、室内设计师认可，因为它最容易和建筑融合，同时能够改变由硬材料做出来的建筑空间的冰冷感。第二它是“大众的艺术”，面向大众的纤维艺术往往大量使用软质的综合材料，这些软质的材料都是很廉价的材料，可以用来制作服装鞋帽、佩饰、生活日用品、小工艺品等”，可见纤维艺术无论是高雅的还是大众的。现代纤维艺术的表现效果一直都是艺术性与实用性并存的，纤维艺术的技术可以为室内外环境装饰服务，也可以是艺术家借以抒发情怀、表达理念的艺术媒介，它既是高雅的纯艺术，也是实用艺术。
装饰织物
1.装饰织物的特点
装饰织物的主要有两方面特点。一是装饰织物多使用质地柔软的材料。丝毛和麻棉是装饰织物的主要成分，不仅花色好看，而且拥有良好的肌理和材质。室内装修经常使用硬性材料，其缺陷可以通过装饰织物进行弥补，能够营造出舒适的空间，给人带来一种美好的精神享受。二是装饰织物和性能的多样化。装饰织物在室内空间设计中具有一些特殊的功能，遮挡视线、调节光线、防尘、吸音隔音都是它的优势。装饰织物还具有搭配多样化、质地较为轻便、能够反复利用、方便拆装的特点。
2.装饰织物的作用
（1）装饰织物在室内空间中的功能
①对空间进行分割，增加空间的层次感。通过使用软装饰织物，能够把室内空间进行有效的分割，并且通过不同的颜色和纹理等艺术元素进行充分结合，可以在视觉效果上形成一个对比，从而有效的提高环境的艺术品味。②对空间进行柔化。我们的建筑空间都是钢筋混凝土结构的，这给人非常生硬的感觉，但是通过软装饰织物能够有效的缓解这一感觉，对空间进行软化。近年来地毯得到了人们的广泛认可，其不仅可以美化空间，也能消除噪音，可以为人们提供一个比较安静舒适的居住环境。③利用织物强化设计风格。在限定的空间里，通过分析已有的风格，对色彩进行科学合理的搭配，通过运用图案和色彩对室内空间进行科学合理的搭配。
（2）织物软装饰在心理空间中的功能
①不同材料织物的运用。因为很多的软装饰织物都给人以柔软，温暖的感觉，让人忍不住要亲近，而且不同的材质也有不同的触觉感受，对人的情绪也有一定的带动作用，所以不同织物给人的感觉的也是非常美好的。②不同色彩织物的运用。每个色彩都有自身的独特性，能产生不同的效果，通过对色彩的充分利用，能够给空间带来很大的活力，能够使人们在视觉上有美好的享受，改善人们不好情绪。③不同图案织物的运用。提到织物，就会想到窗帘、沙发上的图案，比如格子、动物或者其他的一些图案或者刺绣等等，通过不同图案和色彩的搭配，人们更能充分的体会到织物营造出的室内氛围。
总之，纤维艺术在人们的生活中有着非常密切的关系，但是其作为装饰织物在进行装饰的时候要从整体风格上进行良好的把握，并且运用不同的视觉、触觉等多种手段，使得装饰空间出现深层次的内涵，由此更加充分的体现纤维装饰织物在人们生活中的重要作用。
毛织物生物酶整理 第12篇
关键词：酶整理,蛋白质酶,抛光,防毡缩,拒水,阻燃
0 引言
织物的生物酶整理最早是应用在牛仔服装的洗涤整理上, 以获得具有洗白感的减量整理效果。20世纪80年代, 随着生物工程的迅猛发展, 在纺织工业中越来越广泛地使用酶制剂, 从而使得生物酶在纺织品加工领域中的应用得到迅速的发展。由于生物酶具有作用条件温和、选择性高、无毒害和可完全降解等特点, 可替代传统染整加工中部分有毒和高浓度化学物质, 从而大大降低对环境造成的污染。生物酶加工作为绿色生产工艺已引起人们的极大兴趣和重视, 生物酶整理技术在纺织品的染整加工中的应用正在引起传统纺织工业的一场革命。
1 酶整理
由于酶的专一性, 人们选择不同的酶用于印染加工的不同环节。如纤维素酶可用于棉织物的煮练、牛仔布的水洗、棉和粘胶纤维织物的减量处理以及用于防止起球、改善织物光泽的生物抛光整理及超级柔软整理等。蛋白酶可用于去除羊毛鳞片的防缩整理, 对纤维可进行脱胶精练。
目前, 纺织印染工业应用较成熟的酶制剂有淀粉酶、纤维素酶、蛋白酶等。常用酶及其在纺织印染工业中的应用见表1。
利用生物酶对纺织品进行整理, 称为生物酶整理。生物酶整理与其他化学品整理相比, 其最突出的特点就是整理效果的永久性和加工对环境的低污染性。
生物酶整理功能包括:
清洁织物表面, 减少绒毛 (生物抛光) ;
改善织物手感使之柔软、滑糯;
改善织物悬垂性;
减少起毛起球;
改善织物亲水性;
改善织物对染料的亲和力、得色量、均匀性和光泽;
使织物获得特殊效果, 如Lyocell纤维的二次原纤化、仿桃皮绒、羊毛防毡缩等。
2 蛋白酶整理的原理
用于羊毛纤维整理的酶是蛋白酶, 是能将蛋白质肽键催化分解的酶的总称。它有多种分类方法, 按催化分解的最适宜p H值分为酸性蛋白酶 (p H=2.5~5.0) 、中性蛋白酶 (p H=7.0~8.0) 、碱性蛋白酶 (p H=9.5~10.5) ;按其来源分为动物蛋白酶, 植物蛋白酶和微生物蛋白酶;按其水解蛋白质的方式分为内切酶 (切开蛋白质分子的内部肽键, 生成相对分子质量较小的多肽类) 和外切酶 (切开蛋白质或多肽分子氨基或羧基末端) 。
毛纤维的蛋白质主要是由肽键连接的氨基酸组成。酶对肽键水解起催化作用, 使得蛋白质中链的长度降低, 部分蛋白质链最后水解成游离氨基酸而溶解。蛋白酶对羊毛处理时, 酸在溶液中先向纤维表面扩散, 然后再吸附在纤维上进行作用。
利用蛋白酶去除羊毛的鳞片层, 可以达到防毡缩的目的;另外, 蛋白酶还广泛用于羊毛生物抛光整理等领域。
3 羊毛织物的酶整理
在毛织物的后整理中使用的主要是蛋白酶。大量研究表明, 中性蛋白酶和碱性蛋白酶对羊毛表面鳞片的催化作用大于酸性蛋白酶, 尤以碱性蛋白酶为最好。蛋白酶对的羊毛减量作用有两个模式:酶减量的剥离模式和酶减量的水解模式。酶减量的剥离模式是指羊毛在蛋白酶的作用下, 通过蛋白酶对羊毛CMC球状蛋白的水解, 使羊毛细胞 (包括鳞片细胞和皮质细胞) 剥离纤维主体的减量形式 (即:物理减量) , 由于羊毛的CMC球状蛋白对羊毛的机械性能至关重要, 故剥离模式对羊毛的机械性能损伤很大;酶减量的水解模式是指蛋白酶对羊毛的减量是通过化学水解实现 (即:化学减量) , 水解模式要求蛋白酶对通常化学惰性结构———鳞片表层蛋白或细胞膜蛋白能够以较快的速度水解。研究表明:水解模式将蛋白酶的作用集中在羊毛表面, 因而对羊毛的机械性能损伤较小。
羊毛酶处理主要是对羊毛进行减量处理, 可用于羊毛生物抛光处理、防毡缩、仿羊绒和降低染色温度等, 是使羊毛高档化、提高附加值的有效途径之一。
3.1 羊毛织物生物酶抛光整理
日本首先提出生物抛光这个概念, 初期着重于处理梭织物。目的是使织物有光洁的外观, 使手感有所改善。现在生物抛光已经扩展到针织制品。同时, 在我国, 为了达到改善麻制品的服用性和提高产品附加值的要求, 这种整理手段也受到广泛关注。
生物抛光是给予织物持久性的整理效果, 这里使用的酶制剂是天然蛋白质, 可完全生物降解, 使用量也相对较低。因此, 酶制剂属于一种环保助剂, 这使得生物光洁整理的应用更具吸引力。
用蛋白酶对羊毛进行生物抛光处理, 能去除毛织物表面毛羽, 减少粗毛纱的刺痛感, 减少起毛起球, 并使色泽更加柔和, 纹路更加清晰, 悬垂性大大增加, 手感更加柔和, 穿着更加舒适, 产品的附加值大大提高。
用蛋白酶对羊毛进行处理时, 一般在50℃~60℃的弱碱性条件下进行, 处理结束后, 通过升高温度 (80℃) 或降低p H值 (p H=3左右) , 使得酶失去活性, 减少对纤维的损伤。减量率一般控制在6%~10%。
Biosoft PW是一种常用于毛针织服装酶整理的蛋白酶。用Biosoft PW酶处理精纺和粗纺毛针织服装时, 可在转桶水洗机中进行, 运行30min后再加入合成柔软剂处理, 整理后的织物手感、抗起毛起球和悬垂性等均有提高, 并可改善其柔软性和表面光洁度。
生物抛光还可以用于成衣或布匹, 可以在任何湿处理工序中使用, 既可单独做, 也可以与其它处理工序合并。如合并, 工艺条件就要兼顾到两方面, 在工艺条件对于酶不是最佳情况时, 酶制剂的用量要适当调整。生物抛光也可以分两步, 先用酶浸置使短纤弱化但未除去, 在随后的水洗中去除服装表面的短纤。
生物抛光的效果可以有多种方法检测, 最常用的就是失重法。为保证生物抛光的效果, 一般失重是1%~5%, 强力损失一般控制在5%~15%, 不同的织物处理前有不同的强力数值, 因此, 有些织物较其它织物能承受较强的酶处理。
3.2 羊毛织物生物酶防毡缩整理
羊毛织物具有良好的弹性、优良的保暖性、柔软的手感等特点, 但羊毛织物的毡缩性会导致织物变厚、发硬、面积缩小、弹性降低和手感粗糙等, 严重影响织物的外观和服用性能。
目前, 羊毛织物的防缩整理大都采用氯化·赫克赛特工艺。经该工艺整理后, 羊毛的防缩性能及服用舒适性有显著提高, 但是整理过程中会产生可吸附性有机卤化物AOX (absorbable organic halogen) , 它的毒性、致癌性和非生物降解性对环境造成的危害都很大。因此, 开发一种低能耗、清洁的防缩工艺势在必行。
低温等离子体技术是在干态下的加工技术, 具有节水、低耗的环保特征;酶是具有催化作用的一类特殊蛋白质, 其反应专一, 副反应少, 而且可以被生物降解;壳聚糖是甲壳素的衍生物, 具有无毒、可被降解的优点。它们被广泛研究应用于羊毛的防缩整理中, 被认为是替代羊毛氯化防缩工艺的有效方法。
这些新的防毡缩方法虽然研究日趋成熟, 但是仍存在一些不足, 例如, 单一方法处理羊毛织物难以达到国际羊毛局机可洗标准, 处理后手感不好, 蛋白酶处理易出现减量过大等。基于这些单独处理方法的不足, 在研究各种处理方法单独对羊毛作用的基础上, 国内外研究人员也积极研究各种联合处理工艺, 如H2O2/壳聚糖法、等离子/树脂法、等离子体/壳聚糖法等。国外研究人员用酶氯化预处理, 然后使用壳聚糖处理羊毛织物, 酶处理使羊毛织物的鳞片层部分损伤, 壳聚糖用来改善羊毛织物的手感, 这种方法可有效地提高羊毛织物的防毡缩性能。
羊毛防毡缩工艺中采用的酶主要是碱性蛋白酶和中性蛋白酶两种。碱性蛋白酶由曲霉素的丝状菌或由芽孢杆菌素的枯草杆菌产生, 其商品有Enthylon FA—10、Enthylon ASN—30和Esperase SOL等。中性蛋白酶由木瓜蛋白酶 (从香木瓜乳中可得到) , 或木瓜蛋白酶和曲霉的混合酶, 或枯草杆菌产生, 其商品有Lythylon PA—10L、Lymap WA等。其中木瓜蛋白酶用得比较普遍, 使用时先将羊毛置于亚硫酸盐溶液中, 于40℃~60℃, p H为9的条件下预处理30min, 然后加碳酸钠或碳酸氢钠, 调节p H值至8.0~8.5, 于50℃下处理60min。
蛋白酶在去除鳞片层时, 对羊毛纤维有一定的损伤, 如图1所示。
目前, 酶与前处理和后处理以及应用树脂相结合在一起的工艺可替代传统的防毡缩工艺 (氯化/树脂法) 。但是酶防毡缩加工还存在着酶的成本高, 工艺条件不易控制及酶易失活, 处理不匀, 防毡缩效果不理想等问题。
3.3 羊毛织物生物酶拒水整理
采用转移酶即转谷氨酰胺酶 (TG) 对羊毛进行拒水处理。它主要作用在组成角质层的异二肽键上, 使谷酰胺残基和赖氨酸残基之间产生交联反应, 并放出氨气由此使得羊毛纤维表面的外层薄膜及内部角质层部分疏水化, 而产生拒水效果, 羊毛表面本身就具有一定程度的疏水性, 经酶处理后不仅将其表面进行改性处理, 而且纤维内部的蛋白质主链和侧链部分也发生了改性, 羊毛的疏水性进一步提高。因此, 酶在拒水整理时的用量只需0.5%~1.0% (omf) , 它是常规拒水剂用量的1/100~1/200。
3.4 羊毛织物柔软改性
用蛋白酶Maxacall处理毛织物, 羊毛采用预处理—蛋白酶联合处理, 毛纤维的刚度降低, 可使织物的柔软度增加, 并具有良好的悬垂性。在柔软剂配合下, 羊毛织物可以获得超柔软效果, 解释原因与纤维素酶柔软机理相似, 即蛋白酶处理在羊毛纤维表面形成微孔, 使柔软剂易于吸附。
另外, 将蛋白酶用于毛织物的染前预处理, 结果手感柔软、质地洁白, 染后得色鲜艳;将印花后毛织物或色织物在室温条件下用蛋白酶处理, 结果白度增加、花纹色泽鲜艳, 手感柔软;用蛋白酶对纯羊毛毛毯进行风格整理, 使鳞片大部分去除, 由此产生光泽和坚挺的触感, 在使用中不产生缠结, 效果基本上与传统的氯碱法相当, 且具有环保无腐蚀的特点。
3.5 羊毛织物生物酶阻燃预整理
Zirpro工艺是应用比较成熟的羊毛织物阻燃整理工艺, 其原理是在酸性条件下, 通过浸渍方法使带负电荷的钛和锆的络合物被带正电荷的羊毛纤维吸附。此方法成本较低, 应用方便, 耐久性较好, 但工艺中使用的重金属对环境有影响。因此, 开发新型环保的羊毛织物阻燃工艺成为发展趋势。
研究发现, 棉织物耐久阻燃剂Pyrovatex CP即N-羟甲基-3 (二甲氧基膦酰基) 丙酰胺 (CP) 可以通过轧烘焙工艺应用在真丝织物的阻燃整理中。早在20世纪90年代中期, 日本加古武 (Kako C) 、片山明 (Katayama A) 采用此有机膦系阻燃剂对真丝织物进行阻燃整理, 并获得了耐久性阻燃整理效果。由于真丝和羊毛都是含有氨基的蛋白质纤维, CP中的羟基应该也可以与羊毛中的氨基反应交联。
生物酶可以去除羊毛鳞片, 减小纤维直径, 适度破坏水解角质层和皮质层大分子蛋白质, 以及羊毛的交联程度, 已经广泛用于羊毛织物的风格整理中。
选用木瓜蛋白酶和Savinase蛋白酶分别对羊毛织物进行预处理, 然后用阻燃剂Pyrovatex CP进行阻燃整理, 酶预处理后羊毛织物的阻燃效果会有所提高。
酶预处理后再经CP阻燃整理, 羊毛织物的阻燃效果比单用CP阻燃整理有很大程度的提高。酶预处理CP阻燃整理织物的LOI值可达28%, 比单用CP阻燃整理织物的LOI值提高1.8%, 达到阻燃产品B1级的标准, 即损毁长度<15cm, LOI值>28%。酶预处理CP阻燃整理织物的炭长比单用CP阻燃整理织物减少1/3。
4 酶整理的发展趋势
随着人们对纺织品要求的不断提高, 生物酶整理技术也逐渐从着眼于风格整理开始向赋予织物功能化的复合加工发展。生物酶对羊毛的防毡缩加工, 去除鳞片, 减小纤维直径, 减小刺痛感, 并赋予拒水性, 也是最近着重研究的方向。目前, 关注的另一个酶处理问题是联合酶处理工艺的开发, 即如何将这些生物酶处理工艺有机的结合起来, 如酶退浆———精练一浴法、酶精练———染色一浴法、酶精练———生物抛光一浴法、漂白抛光———染色一浴法等。
但是, 尽管生物酶在染整加工中的应用发展较快, 而且很多工艺已非常成熟, 如酶退浆工艺和牛仔服的酶洗返旧整理、生物酶抛光整理和生物酶精练、染色后皂洗去除浮色以及浮色废水的脱色处理等, 但是目前人们对于酶对纺织基质的作用机理及如何控制酶的活性、使酶处理效果具有重现性和均匀性等方面的了解还远远不够。同时, 酶是一种混合物, 它会受到菌种来源、培养工艺和纯化方法等的影响。因此, 根据不同工艺要求开发适合某一特定用途、成分稳定、协同效果明显的酶制剂以及酶的商品化加工, 降低酶的成本等方面还有待研究。
5 结语
5.1羊毛织物的生物抛光整理是用蛋白质酶对羊毛生物抛光处理, 去除织物表面毛羽, 减少粗毛纱的刺痛感, 减少起毛起球。
5.2羊毛生物防毡缩整理是利用酶对鳞片和皮质层之间的胞间物质作用使得胞间物质分解, 局部鳞片层凸出呈剥离之势, 进而剥离、脱落, 达到防毡缩的效果。
5.3羊毛拒水整理是利用酶的对羊毛表面及内部的蛋白质主链和侧链部分改性, 使羊毛的疏水性提高。
5.4羊毛的柔软改性是通过生物酶处理之后, 使得羊毛纤维的表面形成微孔, 使柔软剂易于吸附从而达到柔软改性的效果。
5.5羊毛织物的生物酶阻燃预整理是通过生物酶处理羊毛纤维之后, 去除去除羊毛鳞片, 减小纤维直径, 适度破坏水解角质层和皮质层大分子蛋白质, 以及羊毛的交联程度, 从而提高阻燃效果。
参考文献
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