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2020年 第41卷 第10期 刊出日期：2020-10-15

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纤维材料

低聚物对生物基聚对苯二甲酸丙二醇酯结晶性能的影响

陈咏, 王晶晶, 王朝生, 顾栋华, 乌婧, 王华平

纺织学报. 2020, (10):  1-6.  doi:10.13475/j.fzxb.20200100606

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逐步缩聚聚合物中通常含有一定比例的线性及环状低聚物,会影响纤维材料的成形加工、纤维性能、纺织品加工等。为探究低聚物对生物基对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)结晶性能的影响,通过外部添加法制备得到具有不同低聚物质量分数(主要以环状二聚体为主)的生物基 PTT ,采用差示扫描量热仪分析方法对生物基PTT的结晶动力学进行研究。结果表明:低聚物的存在主要起成核剂的作用,其质量分数的增加可提高生物基 PTT的结晶速率、结晶温度及结晶度;添加低聚物质量分数为10%时,生物基 PTT的结晶速率常数由未添加的0.528提升至0.603,同时结晶温度由172.11 ℃提升至178.85 ℃。

聚乙烯醇/磷虾蛋白纤维的氢键作用机制及其性能

管福成, 郭静, 吕丽华, 谭倩, 宋敬星, 张欣

纺织学报. 2020, (10):  7-13.  doi:10.13475/j.fzxb.20200202707

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为解决聚乙烯醇(PVA)难以热塑加工和功能单一的问题,以磷虾蛋白(AKP)和水为增塑剂,通过熔体纺丝制备了PVA/AKP纤维。通过红外光谱仪表征了PVA/AKP纤维中的氢键作用,并分析氢键作用机制。借助X射线衍射仪、扫描电子显微镜、差示扫描量热仪和单纤维强力仪等分析了PVA/AKP纤维的结晶性、形态结构、热性能和力学性能等。结果表明:随着AKP质量分数的增加,PVA/AKP纤维中分子内氢键含量和结晶度呈先增大后减小趋势,当AKP质量分数为2%时,PVA/AKP纤维中分子内氢键含量达到最大值(85.37%),结晶度也达到最大值(48%),该条件下纤维断裂强度达到最大值,为2.15 cN/dtex;AKP的加入有助于提高PVA纤维的表面光滑性,PVA/AKP纤维断面呈规则圆形;PVA/AKP纤维对碱溶液的响应性更强,在水中浸渍2 h后纤维吸水率恒定在36%。

一锅法合成氨基化纳米纤维素及其性能表征

卢琳娜, 李永贵, 卢麒麟

纺织学报. 2020, (10):  14-19.  doi:10.13475/j.fzxb.20190902506

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为实现纳米纤维素衍生物的绿色高效制备,以过硫酸铵为氧化剂,基于机械力化学作用,在微波-水热条件下氧化降解竹浆粕得到羧基化纳米纤维素(CNC),然后与二乙烯三胺发生缩合反应,实现水相中氨基化纳米纤维素(ACNC)的一锅法合成,并对其性能进行研究。结果表明:ACNC呈棒状,直径为10~40 nm,长度为50~300 nm, 氨基的接枝率为6.29%;ACNC的晶型并未发生改变,仍为纤维素Ⅰ型,结晶度由竹浆粕的59%增加到79%;ACNC的热稳定性较竹浆粕并未显著下降,但较CNC显著提高,说明CNC表面接枝氨基后热稳定性能得到改善;该制备方法绿色高效,得到的纤维素衍生物有望在生物固化和物理性能增强方面发挥作用。

丙烯基纳微米弹性过滤材料的熔喷成型及其过滤性能

孙焕惟, 张恒, 甄琪, 朱斐超, 钱晓明, 崔景强, 张一风

纺织学报. 2020, (10):  20-28.  doi:10.13475/j.fzxb.20200204109

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为增强聚丙烯(PP)熔喷非织造材料的弹性以解决其用于过滤材料脆性大、抗拉性差的不足,以共混熔喷法制备了以丙烯基弹性体(PBE)为增强基的PBE/PP基纳微米纤维材料,测试了PBE/PP共混体系的热性能和熔体流变特性,分析了PBE质量分数和熔喷工艺对样品弹性和过滤性能的影响。结果表明,随着PBE用量增加到85%,该共混体系的熔融峰值从173.6 ℃降低到165.1 ℃,结晶度从39.0% 逐渐降低到9.8%;纤维直径在0.4~16 μm 之间呈现二值化分布特性,并且细纤维穿插与粗纤维间以组成立体迂曲的“嵌入”形态;随着PBE的质量分数增大到85%,纤维直径小于2 μm的纤维数量占比增大到68.3%,纵、横向弹性回复率分别增大到81.8%和79.1%,进而样品的过滤效率增大约1.8 倍,静水压增大到 4 699.6 Pa。

梯度结构活性碳纤维毡吸声性能分析

沈岳, 蒋高明, 刘其霞

纺织学报. 2020, (10):  29-33.  doi:10.13475/j.fzxb.20191205805

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为研究梯度结构活性碳纤维毡的吸声性能,选取5种不同密度的粘胶基活性碳纤维毡,两两组合构成梯度结构,借助阻抗管在250~6 300 Hz频率声波范围内,对梯度结构活性碳纤维毡法向入射吸声系数进行测试,分析梯度方向、密度、结构对吸声性能的影响。结果表明:总密度相同的情况下,在低频段单一结构活性碳纤维毡吸声性能比正梯度结构好,但比倒梯度结构差,而在高频段单一结构吸声性能比正梯度结构差,但比倒梯度结构好;总密度不同的情况下,在低频段随着梯度结构总密度的增加,其吸声系数增加,而在高频段随着梯度结构第1层密度的增加,其吸声系数减小;随着活性碳纤维毡第1层密度的增加,第一共振频率向低频移动,随着总密度的增加,第一共振吸声系数增加。

纺织工程

基于神经网络的籽棉颜色分级检测

徐守东, 冷奕锦, 吴国新

纺织学报. 2020, (10):  34-40.  doi:10.13475/j.fzxb.20190502707

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为解决籽棉颜色分级问题,构造了一个基于L^*a^*b^*颜色空间的色度检测仪,主要由颜色传感器、光源及外围电路构成。针对用于籽棉颜色等级检测2个关键指标(反射率、黄度)输出不稳定问题,采用了4层BP神经网络和5块标准色板进行反复训练,使得校准后的反射率的变异系数小于0.21%,黄度的变异系数小于1.13%。在籽棉颜色等级检测实验中,制作了覆盖12个颜色等级的480个测试样。经过反复实验发现,使用该色度检测仪对1个测试样品,需要均匀分布10个测量点结果的平均值,才能得到稳定的色度测量值。最后,采用神经网络方法,对480个籽棉试样数据进行分析,其中:80%用于训练;20%用于识别。实验结果表明,对12个颜色等级的480个样品进行测试,得到的检测准确率都超过了90%。

基于原位力学测试的织物折皱回复性表征

胡霄睿, 孙丰鑫, 肖彩勤, 高卫东

纺织学报. 2020, (10):  41-45.  doi:10.13475/j.fzxb.20200204705

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针对现有基于折皱回复角和外观平整度的织物折皱回复性评价方法在织物品种适应性和评价结果稳定性等方面的缺陷,提出织物折皱回复性的原位力学测试方法。通过解析原位力学测试原理,基于所测的力-位移测试曲线,提取用于表征织物折皱回复性的3个评价指标;并通过与织物折皱回复角变异系数的对比分析,说明原位力学测试方法的可靠性和稳定性好于折皱回复角法;采用相关性分析发现,折皱特征指标和织物折皱回复角在0.01水平下显著相关,表明原位力学测试方法可有效评价织物的折皱回复性能,并基于折皱特征指标构建了织物折皱回复角的多元回归模型,可用于织物折皱回复性能的全面、客观表征。

基于三维悬垂模型和织物面密度的织物匹配

余志才, 钟跃崎, GONGRHugh, 谢昊洋, HUSSAINAzmat

纺织学报. 2020, (10):  46-51.  doi:10.13475/j.fzxb.20190306806

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为能够根据织物的悬垂形态快速准确地匹配到与给定织物综合性能相近的织物样本,利用自主搭建的悬垂织物三维扫描装置获取了悬垂织物的三维点云数据。将三维点云封装为三角形网络后,利用局部线性嵌入的方法对悬垂织物三角形网格重采样,使不同的悬垂织物三维模型具有相同的顶点数目和三角形拓扑结构;然后基于重采样三角形网格提出了2种织物匹配方法,即基于传统悬垂指标和织物面密度的织物匹配以及基于曲率统计直方图和织物面密度的织物匹配;最后计算了织物力学特征的相似度,以此相似度为基准对织物匹配结果进行评价。结果表明:基于悬垂指标和织物面密度的织物匹配准确率为86.91%;基于曲率统计直方图和织物面密度的织物匹配准确率为93.79%。

段染纱横编袜子花纹形成方法

徐艳华, 袁新林

纺织学报. 2020, (10):  52-57.  doi:10.13475/j.fzxb.20190902206

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为给段染纱横编袜子的花纹设计提供理论参考,分析了筒形织物的横机圆周编织方式,以及段染纱在筒形织物中色段的分布规律,并用圆柱螺旋线来模拟其分布规律。借助MatLab模拟出既定段染纱筒形织物的花纹,模拟花纹与织物实样花纹有良好的一致性,同时给出段染纱横编袜子花纹形成的几种方法。研究结果表明:段染纱的色段分布规律结合筒形织物的圆周编织方式,可形成多样的花纹,花纹形状可由圆筒一周的用纱长度与色段循环长度的比例关系确定;用MatLab圆柱螺旋线程序可方便地模拟出花纹;生产中可通过改变线圈长度设计横编袜子花纹,也可根据设计的花纹选择段染纱。

基于相似性定位和超像素分割的织物疵点检测

朱磊, 任梦凡, 潘杨, 李博涛

纺织学报. 2020, (10):  58-66.  doi:10.13475/j.fzxb.20200102909

摘要 ( 352 )   HTML ( 4 )   PDF (8370KB) ( 188 )   收藏

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为解决周期性纹理织物图像的疵点检测及其轮廓精确分割问题,提出一种基于相似性定位和超像素分割的织物疵点检测方法。将待检测图像进行中值滤波和对数增强,并利用FT算法估计增强图像的显著图实现待检测图像的预处理;将基于归一化局部均值差分的灰度相似性检测参量和结构相似性检测参量结合,构建可测量更多类型周期性纹理织物图像的相似性度量函数,通过阈值化增强图像分块的相似性测量值实现疵点在显著图中的粗定位;最后对显著图粗定位图像分块进行超像素细分割及其二值化处理,并借助连通域分析剔除孤立点,获得完整的疵点轮廓。结果表明,本方法与常规3种方法相比,对周期性纹理织物图像的疵点检测准确率更高,且提取出的疵点轮廓更精确。

三维四向和五向编织复合材料冲击断裂行为的多尺度模拟

封端佩, 商元元, 李俊

纺织学报. 2020, (10):  67-73.  doi:10.13475/j.fzxb.20190902007

摘要 ( 528 )   HTML ( 7 )   PDF (5085KB) ( 155 )   收藏

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为对三维编织复合材料的结构特性进行模拟预测分析,采用一种多尺度和细观结构结合的方法,建立三维编织复合材料的等效拼接组合模型,进一步揭示编织复合材料在微观结构水平下的冲击损伤演化、裂纹扩展和能量吸收。设计制备三维四向和三维五向2种编织结构的碳/环氧树脂三维编织复合材料,根据编织参数建立等效拼接组合模型;通过落锤式冲击试验仪结合高速摄影系统记录2种编织复合材料在低速冲击下的断裂行为,与等效拼接组合模型在有限元数值模拟结果相对比,验证等效拼接组合模型的有效性。模拟结果表明,相同的体积分数下轴纱表现出最高的能量吸收,由于轴纱的存在,三维五向编织复合材料的抗裂性和裂纹扩展性优于三维四向编织复合材料。

循环应力松弛下黄麻织物/聚乙烯复合材料能量耗散演化规律

汪泽幸, 吴波, 李帅, 何斌

纺织学报. 2020, (10):  74-80.  doi:10.13475/j.fzxb.20191203007

摘要 ( 320 )   HTML ( 2 )   PDF (1619KB) ( 247 )   收藏

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为探讨麻纤维增强热塑性复合材料在复杂受力条件下的能量耗散特性,以黄麻织物为增强体,聚乙烯膜为基体,采用热压法制备了黄麻织物/聚乙烯复合材料,并对其在循环应力松弛下的力学性能进行测试,分析应力松弛时间、循环应力峰值、循环次数对应变能(总应变能、弹性应变能、塑性应变能)和应变能系数(可恢复与不可恢复应变能系数)的影响规律。结果表明:经、纬向试样的变形规律与能量演化机制一致,应变能与应变能系数不仅与应力松弛时间、循环应力峰值密切相关,同时还与循环次数密切相关;循环应力松弛下的弹性应变能变化趋势迥异于无应力松弛过程的简单循环加载。

染整与化学品

磷酸酯-己酸酯化淀粉的制备及其浆膜性能

李伟, 张正桥, 吴兰娟, 徐珍珍, 倪庆清, 鲁育豪

纺织学报. 2020, (10):  81-86.  doi:10.13475/j.fzxb.20191106806

摘要 ( 330 )   HTML ( 3 )   PDF (2155KB) ( 114 )   收藏

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为降低淀粉膜的脆性,以改善淀粉浆料在经纱上浆中的使用效果,采用三聚磷酸钠和己酸酐为酯化剂,对酸解淀粉进行了磷酸酯-己酸酯化变性处理,以膜的断裂强度、断裂伸长率、水溶时间为评价指标,研究了双重酯化改性对淀粉膜性能的影响,并对改性前后淀粉所制备薄膜进行了X射线衍射表征分析。结果表明:这种复合改性不仅能够降低淀粉膜结晶度,明显提升淀粉膜断裂伸长率,降低其断裂强度,从而减少了淀粉膜的脆性,提升了其韧性,而且可以改善淀粉膜的水溶性;磷酸酯-己酸酯化淀粉(PCS)浆膜的断裂伸长率从3.15%(总取代度0.028)增加到3.91%(总取代度0.059),而断裂强度从32.8 MPa降低到28.1 MPa,显示这种复合改性对淀粉膜脆性的降低作用逐渐增强。

光敏剂敏化Cu-有机骨架对活性深蓝K-R的高效光催化降解

李庆, 管斌斌, 王雅, 刘天卉, 张洛红, 樊增禄

纺织学报. 2020, (10):  87-93.  doi:10.13475/j.fzxb.20191202907

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针对活性染料废水引起的水污染,采用硝酸铜与4,4',4″-[1,3,5-苯基三(酰胺基)]三苯甲酸(H₃L)反应,制备了三维多孔的Cu-有机骨架(Cu-MOF)材料,对染料进行光催化降解。研究了Cu-MOF的热学性能,通过粉末X射线衍射分析确认了其结构特征。通过可见光吸收能力不同的甲基橙(MO)和亚甲基蓝(MB)对Cu-MOF进行敏化,制备了2种复合材料以提升光催化降解效能。研究表明:Cu-MOF及MO-Cu-MOF和MB-Cu-MOF(10 mg) 对40 mL 的34.02 mg/L的活性深蓝K-R的可见光催化降解效率分别为42.4%、76.2%和88.4%,光催化速率常数分别为0.029、0.082、0.122 h^-1,最佳pH值为8;5次光催化循环之后,MB-Cu-MOF对治性深蓝K-R的降解效率仍高达75.1%。

植酸作用下锆离子修饰羽绒及其保温性能

应丽丽, 李长龙, 王宗乾, 王邓峰, 吴开明, 谢伟, 程欢

纺织学报. 2020, (10):  94-100.  doi:10.13475/j.fzxb.20200101907

摘要 ( 356 )   HTML ( 2 )   PDF (8781KB) ( 371 )   收藏

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锆离子修饰可提升羽绒的保温性能,为进一步提高锆离子负载量和坚牢度,缩短工艺流程,采用植酸对羽绒进行预处理后,将其浸渍于硫酸锆溶液中,经螯合吸附制得锆离子修饰功能羽绒,借助扫描电子显微镜、X射线衍射光谱仪、电感耦合等离子光谱仪、红外光谱仪等对修饰羽绒的结构进行表征,远红外辐射发热仪、平板保温仪对修饰前后羽绒的红外温升及保温性能进行测试。结果表明:经植酸预处理的锆离子修饰工艺不损伤羽绒原有的绒小枝及夹角特征形貌,修饰羽绒的蓬松度、清洁度、残脂率指标满足羽绒标准要求;植酸预处理显著提升了羽绒对锆离子的吸附量,修饰羽绒的红外温升和保温系数分别提高40%和8.1%;锆离子、植酸与羽绒纤维之间主要以共价螯合方式结合,具有良好的水洗牢度,经9次水洗锆离子仍维持较高负载量。

可拉伸聚吡咯/棉针织物的制备及其储电性能

王博, 凡力华, 原韵, 殷允杰, 王潮霞

纺织学报. 2020, (10):  101-106.  doi:10.13475/j.fzxb.20191102506

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为赋予棉针织物导电和储电的新功能并将其用于可穿戴器件中,将吡咯单体原位聚合到棉针织物上。借助扫描电子显微镜和红外光谱仪对棉针织物和聚吡咯的微观形貌以及化学结构进行表征,并测试了聚吡咯/棉针织物在不同拉伸应变时的表面电阻及电化学性能。结果表明:聚吡咯充分附着在针织棉纤维上;当拉伸应变从0%增至40%时,织物电阻值从429.2 Ω降至231.4 Ω;织物在5 mV/s条件下的储电面积容量为680.6 mF/cm ²,在2 mA/cm² 条件下为1 014.2 mF/cm²;由聚吡咯/棉针织物组装成的对称型超级电容器在1、5 mA/cm²时的面积容量分别为229.8、161.5 mF/cm²,经过10 000次恒流充放电循环后容量保留率为76.3%。

紫外光接枝/溶胶-凝胶技术制备耐久性阻燃腈纶织物

王阳, 程春祖, 姜丽娜, 任元林, 郭迎宾

纺织学报. 2020, (10):  107-115.  doi:10.13475/j.fzxb.20191001309

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针对聚丙烯腈(PAN)易燃以及传统阻燃技术易造成环境污染的弊端,采用紫外光(UV)诱导接枝聚合与溶胶-凝胶技术相结合,以提高PAN织物(腈纶织物)的阻燃性。首先,通过紫外光接枝聚合技术,将甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)接枝到腈纶织物表面,制得接枝改性的腈纶织物。然后使用植酸尿素杂化的有机-无机杂化硅溶胶对接枝织物进行后整理,获得阻燃腈纶织物。借助热重分析及锥形量热测试对织物的热性能及燃烧性能进行了表征与分析。结果表明:阻燃织物的残炭率高达31.4%,阻燃织物的热释放速率峰值和烟雾生成速率峰值分别由374.4 kW/m²和0.06 m²/s下降到186.7 kW/m²和0.03 m²/s,织物表现出优良的阻燃和抑烟性能; 经过30次洗涤后,阻燃腈纶织物的极限氧指数值仍可以保留在27.3%,具有良好的阻燃耐久性。

导电涤纶非织造布的制备及其性能

王秋萍, 张瑞萍, 李成红, 张葛成

纺织学报. 2020, (10):  116-121.  doi:10.13475/j.fzxb.20190904606

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为开发智能柔性传感器及具有防护功能的金属化导电纺织材料,采用高温无钯活性镍源和化学镀的方法制备涤纶镀镍非织造布。分析了镀覆温度、镀液pH值、镀覆时间、主盐浓度对涤纶非织造布电阻的影响,并测试了镀镍非织造布的导电性、保暖性和抗电磁辐射性能。得到涤纶非织造布化学镀镍最佳工艺:主盐硫酸镍浓度为0.1 mol/L, 镀覆温度为50 ℃,pH值为9,时间为60 min。结果表明:采用最佳工艺制备的镀镍非织造布的方块电阻下降至0.114 Ω/□,导电性能优异;且镀镍后非织造布热阻提高,克罗值增加,传热系数降低,在100~3 000 MHz范围内屏蔽效能增加,具有较好的保暖性和抗电磁辐射性能;涤纶表面镀层致密平整,镀层主要成分为金属镍。

服装工程

女装搭配推荐系统的设计与实现

甘美辰, 李敏

纺织学报. 2020, (10):  122-131.  doi:10.13475/j.fzxb.20191200510

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为满足消费者对服装搭配推荐的巨大需求、弥补现有服务的不足,以女装品牌L为案例,参考感性工学量化基本程序,基于文献研究结合该品牌设计要素与风格特征建立服装风格感性意象评价量表与设计要素细分表,通过问卷调研与数据分析确定了设计要素与服装风格的对应关系,并建立服装风格量化模型。在理论研究与市场调研的基础上建立服装搭配关联规则,结合服装风格量化模型构建女装搭配推荐系统。对该系统推荐结果进行实例验证,结果显示其准确率、召回率和综合评价指标均在合理区间内,表明该系统能够有效推送用户喜欢的商品。对实验用户进行访谈,结果表明该系统已能基本满足消费者对于服装搭配推荐服务的需求。

服装波点图案消费感知与设计要素的相关性

李杨, 吴晶

纺织学报. 2020, (10):  132-136.  doi:10.13475/j.fzxb.20200205805

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为探究服装消费者对波点图案的感性评价与图案设计要素的关系,准确把握服装波点图案的设计定位,从而满足消费者的感性需求,通过消费感知实验,获取消费者对服装波点图案在7个维度方面的感性评分数据,同时将实验样本图案的定性要素赋值为定量数据,通过偏最小二乘法探索两组数据的映射关系,建立相关性数学模型。通过数据分析得出结论:服装波点图案设计要素影响着消费者的感性认知,二者存在较高的相关性,且不同的感性形容词对应着不同的相关性模型;相关性模型具有实践应用价值,有助于实现基于不同感性需求的个性化图案设计,建立服装波点图案的感性评价预测模型。

基于B/S架构的数字人台变形NURBS曲面模型

刘芸, 修毅

纺织学报. 2020, (10):  137-143.  doi:10.13475/j.fzxb.20200100107

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针对在浏览器/服务器结构(B/S架构)中模型数据量过大导致Web加载速度过慢、模型变形时失真的情况,提出一种基于B/S架构的参数化人台变形NURBS曲面模型。首先,通过手工与三维扫描工具结合的方式提取标记点模型特征信息,获得其特征语义结构缩小模型数据量;其次,搭建B/S架构,通过JSON树状结构,实现数据从服务器端到客户端的加载和渲染,并采用角度加权平均、相似三角形等方法实现人台模型的参数化变形;最后,依据NURBS曲面原理,利用高密度点复用原则对变形区域控制点进行补点操作,构建一个光滑的人台变形曲面模型。结果表明,该方法利用人体特征大量缩减模型数据形成精简人体特征数据模型和结构,在B/S架构中流畅加载并实现高质量的人台变形NURBS曲面模型。

衬衫吊挂流水线的自适应动态调度

谢子昂, 杜劲松, 赵国华

纺织学报. 2020, (10):  144-149.  doi:10.13475/j.fzxb.20200100406

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针对服装大规模定制中的个性化订单实时到达、订单投产准时性差、瓶颈工位不确定等系列问题,提出了一种服装吊挂流水线的自适应滚动窗口机制解决上述问题。综合考虑了加工顺序、加工设备、人员技能、工序等级等服装生产中的约束条件,建立以最小化完工时间和设备等待时间为目标的多目标动态调度模型,运用工序和设备双层编码结构的非支配遗传算法对模型进行求解;以企业订单数据为基础模拟了21 600 s内个性化订单动态到达过程,对模型进行仿真实验。结果表明:自适应动态调度机制能够充分利用生产线设备信息对不同款式的实时订单动态排程;相较于固定周期调度机制在生产效率和设备利用率上有显著提升。

幼童用智能示警蚕丝被的研发

黄阳阳, 刘伟, 华英, 赵中琦, 徐劲

纺织学报. 2020, (10):  150-157.  doi:10.13475/j.fzxb.20191202508

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针对幼童自我控制能力和抵抗力较弱,易因踢被子引发感冒等疾病这一特定场景,通过将微型传感器植入蚕丝被特定部位中,以蓝牙通信方式广播传感器采集到的温度数据,手机APP读取到数据后,利用踢被温度变化逻辑判断模型进行分析,达到设定的逻辑判定条件后,在手机端发出声音和振动示警,开发出能够对踢被进行识别和示警的蚕丝被新产品。最后,根据检测评价指标与方法对试制产品进行了测试。结果显示:在报警时间阈值大于或等于7 min和踢掉全部被子条件下,报警成功率为100%;报警时间阈值偏差延时小于或等于3 min、正常睡眠过程中无误报警;对部分踢被等特殊情况也有一定辨识度。

机械与器材

长条状细薄带钩零件变形自动检测系统

朱世根, 杨宏贤, 白云峰, 丁浩, 朱巧莲

纺织学报. 2020, (10):  158-163.  doi:10.13475/j.fzxb.20200306006

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现有的机器视觉变形自动检测系统主要局限于小尺寸精密零件或大尺寸非精密零件的检测,而对于一些大尺寸、高精密的大批量检测对象,在实际生产中主要依靠人工分拣,难以同时保证变形检测的高精准度与高效率。针对此问题,设计研发了一种基于视觉的变形自动检测方法和系统。通过设计模块化的高速检测硬件系统,利用虚实像联合检测方法量化变形检测指标;利用LabVIEW及IMAQ Vision视觉工具包作为开发环境,根据零件形状特点,设计了基于缝隙值的分区检测算法,避免直接检测整体变形的误差;在此基础上,针对针钩形态,确定最优化的检测方案;针对零件位姿偏差问题,使用基于多基准的改进定位策略。结果表明:该系统可避免弯钩的误检,提高针钩尺寸测量精度和检测结果可重复性,重复检出率可达91%~96%。最后,将机检零件与标准零件进行比较,机检零件一致性完全可满足装机使用需求。

三维增材鞋面印花机对位平台的冗余驱动控制策略

沈瑞超, 郗欣甫, 孙以泽

纺织学报. 2020, (10):  164-169.  doi:10.13475/j.fzxb.20191104106

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针对自动鞋面印花机在进行对版时定位精度低,影响鞋面印刷质量的问题,提出了基于冗余驱动的印花机对位平台。在原有的三轴并联机构对位平台的基础上通过增加1个Y轴,有效地提高了对位平台Y向的刚度和承载能力,从而提高了印花机对位平台的定位精度。由于冗余驱动机构运动过程中存在机构运动耦合,利用几何法进行解耦,提出了基于电子凸轮的控制策略。同时提出了对机构换向间隙补偿的控制策略,进一步提高对位平台的定位精度,保证了鞋面的印刷质量。经过实验验证,改进后的印花机对位平台Y向定位精度提高了85.7%,Z向旋转定位精度提高了72.9%,X向和Y向换向间隙分别提高了50% 和75%,Z向旋转换向间隙提高了42.86%。

综合述评

淀粉纤维的成形及其载药控释研究进展

段方燕, 王闻宇, 金欣, 牛家嵘, 林童, 朱正涛

纺织学报. 2020, (10):  170-177.  doi:10.13475/j.fzxb.20191103108

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为制备孔隙率高、比表面积大、药物释放性能可控的载药淀粉纳米纤维,促进其在载药外敷等生物医学领域中的应用,从淀粉纤维的成形及其载药控释2个方面进行综述。首先,系统介绍了近年来国内外关于淀粉纤维的制备方法与工艺特点。针对淀粉纤维的成形机制,详细阐述了改性淀粉基纤维、共混淀粉基纤维、纯淀粉纤维的发展进程、性能特点及研究进展;针对载药淀粉纳米纤维在药物释放过程出现初始爆发释放的问题,介绍了交联改性等方法对淀粉纳米纤维膜载药控释性能的影响。最后,对淀粉纳米纤维在载药外敷领域所面临的困难和挑战提出了应对策略,并对其未来的研究方向进行展望。

织物阻燃表面处理技术研究进展

刘晋旭, 刘鹏清

纺织学报. 2020, (10):  178-187.  doi:10.13475/j.fzxb.20190704610

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为进一步提高阻燃纤维和织物的实用性,并拓宽其应用领域,综述了近期在进一步提高织物阻燃表面处理技术的处理品质和多功能化方面的研究进展。基于物理沉积法、化学表面改性法、溶胶-凝胶法和层层自组装法,阐述了提高表面处理品质,如耐水洗性、机械稳定性和力学强度等方面的研究结果,在此基础上,叙述了多功能阻燃表面处理技术的优势和应用状况。指出未来的织物阻燃表面处理技术发展重点将是如何有机地结合高品质与多功能,实现功能性阻燃织物的实用化,以此推动织物表面处理技术在可穿戴电子、家具、衣物和防护用品等领域的广泛应用。

热防护服装测评用传感器的发展及其研究现状

翟丽娜, 李俊, 杨允出

纺织学报. 2020, (10):  188-196.  doi:10.13475/j.fzxb.20191106409

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为揭示热传感器的测评规律和当前相关研究的不足,通过对热传感器相关研究及历史文献的梳理和对比,分析归纳了热传感器的类别,各类热传感器的结构特征、信息采集方法、传热模拟模型、应用场景及测评特点。研究表明:铜片式传感器测试稳定性好,但其热学性能与人体皮肤有一定差异,存在低估烧伤发生的风险;皮肤模拟传感器可更为真实地模拟人体皮肤受热的热响应状态,但其应用范围受限。根据研究的发展现状可以预测,铜片式传感器的功能应用将集中在标准化测试中,皮肤模拟传感器还需要更多的技术完善,新型传感器可考虑将模拟范围扩大到皮肤内部的热性能模拟上。

过氧化氢检测方法研究进展

向忠, 王宇航, 吴金波, 钱淼, 胡旭东

纺织学报. 2020, (10):  197-204.  doi:10.13475/j.fzxb.20200102308

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为实现对纺织生产过程中过氧化氢(HP)浓度的宽量程检测,提升检测精度、效率及其工艺适应性,对现阶段有关HP浓度检测方法及数学模型进行了介绍。阐述了HP浓度6种检测方法:常规滴定法、电化学分析法、分光光度法、荧光/化学发光法、折射率法和微波法,分析了各检测方法工作原理、研究进展及适用性,剖析了相关数学模型。研究发现:常规滴定法虽然精度高但耗时耗力;电化学分析法响应快,抗干扰能力强;分光光度法成本较高,相对复杂;荧光/化学发光法灵敏度高,但干扰较多;折射率和微波法灵敏度高,但目前只能测量单质溶液。经分析得知,电化学分析法比较适用于纺织领域中HP的检测问题,可有效解决高浓度HP所引起的欧姆降问题,是未来HP检测研究重点。