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2023年 第44卷 第10期 刊出日期：2023-10-15

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纤维材料

原位聚合法聚酰胺6/炭黑复合纤维的制备及其性能

李睿, 王梦柯, 于春晓, 郑晓頔, 邱志成, 李志勇, 武术方

纺织学报. 2023, (10):  1-8.  doi:10.13475/j.fzxb.20220505601

摘要 ( 245 )   HTML ( 25 )   PDF (5184KB) ( 169 )   收藏

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为开发高黑度的原液着色聚酰胺6(PA6)纤维,将经原位聚合法制备的炭黑质量分数为1.0%~3.0%的系列PA6/炭黑(PA6/CB)复合材料进行熔融纺丝制备PA6/CB复合纤维,并对复合材料的形貌结构、热性能、晶型结构以及纤维的力学性能、取向度、色度值和色牢度进行表征。结果表明:经原位聚合法引入的炭黑在原液着色PA6/CB复合材料和纤维中分散均匀;炭黑在基材中起异相成核作用,添加炭黑的PA6/CB复合材料的结晶度和结晶温度均得到提高;炭黑可提升复合材料的热稳定性,并可促进PA6形成热力学性能更稳定的α晶型;随着炭黑质量分数的提高,PA6/CB复合纤维的断裂强度先提高后逐渐下降,当炭黑质量分数为1.0%时达到最大,为4.07 cN/dtex; PA6/CB复合纤维的取向度均高于纯PA6纤维;炭黑质量分数越高,PA6/CB复合纤维的颜色越黑,但其质量分数超过2%后纤维的黑度提升不明显。

碳氮化钛/粘胶纤维束集合体太阳能界面水蒸发器的制备及其性能

娄辉清, 上媛媛, 曹先仲, 徐蓓蕾

纺织学报. 2023, (10):  9-15.  doi:10.13475/j.fzxb.20220803201

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为提高太阳能光热转化效率,基于太阳能驱动的界面水蒸发原理,结合粘胶纤维的形貌和性能特点,通过在垂直排列的粘胶纤维束端面构筑碳氮化钛(MXene)作为光热转化层,制备MXene/粘胶纤维束集合体太阳能界面水蒸发器,并系统分析MXene涂层数、光照强度对太阳能界面水蒸发器蒸发性能及稳定性的影响。结果表明:粘胶纤维表面的沟槽结构及其集合体垂直排列形成的毛细孔为水传输提供了有利通道;纤维束集合体端面涂覆光热转换材料MXene和增加光照强度有利于提高器件的水蒸发性能,当MXene涂层数由1层增加至5层时,其蒸发速率和蒸发效率分别从0.78 kg/(m²·h)和39.4%提高至1.47 kg/(m²·h)和74.4%;随着光照强度的增大,太阳能界面水蒸发器的蒸发性能也随之大幅提高,当光照强度由1 kW/m²增加到5 kW/m²时,其蒸发速率由 1.47 kg/(m²·h) 提高至6.45 kg/(m²·h),蒸发效率由70.6%提高至82.4%;太阳能界面水蒸发器在2 kW/m²的光照强度下使用144 h后,其蒸发速率和蒸发效率仍分别高达3.31 kg/(m²·h)和82.1%,与初始值相比仅降低4.1%和3.5%,具有较好的稳定性能。

聚左旋乳酸非溶剂挥发诱导成孔机制与纳米多孔纤维膜制备

张成成, 刘让同, 李淑静, 李亮, 刘淑萍

纺织学报. 2023, (10):  16-23.  doi:10.13475/j.fzxb.20220503901

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为实现聚左旋乳酸纳米纤维孔隙结构可控,以氯仿和丙酮为混合溶剂,通过在聚左旋乳酸中加入柴胡,采用静电纺丝技术制备纳米多孔纤维膜。探索了非溶剂挥发诱导相分离成孔机制,研究了柴胡质量分数、溶剂配比、聚左旋乳酸质量分数对纤维膜孔隙结构的影响。结果表明:在非溶剂溶液体系中添加柴胡能够提升纤维膜的孔隙率,随着柴胡质量分数的增加,纳米多孔纤维膜的孔隙率逐渐增加,当柴胡质量分数为2%时孔隙率最大,为70.98%;改变氯仿与丙酮配比会对纤维膜孔隙结构造成影响,当氯仿和丙酮质量比为8∶1时,纤维膜的孔隙率达到最大,为82.09%;聚左旋乳酸质量分数为9%时纤维膜的孔隙率达到最大。

羽绒在乳酸/半胱氨酸低共熔溶剂中的溶解行为及其机制

卜凡, 应丽丽, 李长龙, 王宗乾

纺织学报. 2023, (10):  24-30.  doi:10.13475/j.fzxb.20220409201

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为开发羽绒角蛋白的绿色提取工艺,提高羽绒一次溶解率,制备了乳酸/半胱氨酸低共熔溶剂,研究了羽绒的溶解历程及工作机制。采用高效液相色谱仪、傅里叶变换红外光谱仪、X射线衍射仪测试了羽绒角蛋白的分子质量分布、化学及聚集态结构。结果表明:羽绒在105 ℃下经7 h可完全溶解于乳酸/半胱氨酸低共熔溶剂中,溶解历程包括纤维膨化、原纤剥离、纤维断裂溶解;提取的羽绒角蛋白由小分子蛋白、多肽和寡肽组成;与羽绒相比,羽绒角蛋白未出现二硫键特征红外吸收峰,其β折叠衍射峰强度增强,α螺旋结构衍射峰强度降低;乳酸/半胱氨酸低共熔溶剂对羽绒的溶解主要源于乳酸对角质层的软化和渗透,半胱氨酸对二硫键的还原断键,以及溶剂强极性对角蛋白分子链作用力的破坏。

基于超临界CO₂流体的载药二醋酸纤维释放行为

朱维维, 施楣梧, 龙家杰

纺织学报. 2023, (10):  31-38.  doi:10.13475/j.fzxb.20220504901

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为获得具有良好缓释性能的生物活性二醋酸纤维,采用超临界CO₂流体加工技术,并以具有抗氧化、抗菌功效的生物活性药物白藜芦醇作为模型药物,在不同流体温度及压力条件下制备负载白藜芦醇的二醋酸纤维,考察了不同载药二醋酸纤维在乙醇中的释放曲线,并建立释放模型。结果表明:更高超临界CO₂流体温度、压力条件下制备的载药二醋酸纤维在介质中的绝对释放量、绝对释放速率均更高,而累计释放百分比、累计释放速率均更低;释放时间为40或50 min时,释放速率呈现升高现象,释放平衡时药物残留率最高可达50%;白藜芦醇从二醋酸纤维中的释放行为更符合一级释放动力学模型,拟合度R²在0.93以上。

纺织工程

双组分混纺纱断裂比功与混纺比的关系

周宇阳, 王旭斌, 曹巧丽, 李豪, 钱丽莉, 郁崇文

纺织学报. 2023, (10):  39-47.  doi:10.13475/j.fzxb.20220706901

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为实现对不同混纺比下双组分混纺纱断裂比功的预测,从而指导生产中合理地选择混纺比,探究了双组分混纺纱断裂比功随混纺比变化的规律。通过对混纺纱断裂过程的分析,提出一个简单的混纺纱拉伸曲线模型。基于该模型建立了断裂比功与各组分纯纺纱拉伸性能、混纺比之间的关系式,并使用实验数据对其进行验证。结果表明,该关系式可较好地预测出断裂比功随混纺比变化的趋势,预测的误差大小与现有断裂强度、断裂伸长率表达式的预测误差相似,在可接受的范围内。本研究为预测混纺纱断裂比功提供了一种比较简单的方法,可为混纺纱的生产提供指导。

氧化铝纱线的合股数与捻度对其强度的影响

李久刚, 金鑫鹏, 邓文韬, 秦雪, 张贺, 黄丛, 刘可帅

纺织学报. 2023, (10):  48-52.  doi:10.13475/j.fzxb.20220603701

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为探究氧化铝纤维在满足纺纱条件下其拉伸断裂强度在实际应用时的特性,选用不同线密度的单股氧化铝纱线并分别进行合股和加捻,测量不同合股数及捻度下氧化铝纱线的拉伸断裂强度,综合分析合股数和捻度对氧化铝纱线拉伸力学性能的影响规律,确定氧化铝纱线合股加捻的最佳工艺参数。结果表明:纱线合股后氧化铝纱线拉伸性能发生明显下降,且断裂强度与合股数呈反比,当采用5根单纱合股时,断裂强度相比于单根氧化铝纱线下降了9.9%;对合股后的氧化铝纱线进行加捻后,随着捻度的增加,氧化铝纱线断裂强度均呈现先增加后减小的趋势,临界捻系数在60~80之间。

形状记忆氨纶/锦纶包覆纱的制备及其压力袜性能

王雅倩, 万爱兰, 曾登, 吴光军, 祁倩

纺织学报. 2023, (10):  53-59.  doi:10.13475/j.fzxb.20220506101

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为改善常规压力袜因压力过高而易给人体带来穿脱困难的问题,采用玻璃化转变温度接近人体体表温度的形状记忆氨纶(SMPU)与锦纶编织并设计3种平纹衬垫组织衬垫比的形状记忆氨纶压力袜。分别对SMPU的玻璃化转变温度和形状记忆性能,以及形状记忆氨纶/锦纶(SMPU/PA)包覆纱的形状记忆性能、拉伸强力、弹性回复性能进行评价。探究形状记忆氨纶压力袜袜筒部位平纹衬垫组织的衬垫比以及衬垫纱的送纱张力对人体脚踝最细处压力的影响。结果表明:人体体表温度即可触发SMPU的形状记忆性能,SMPU和SMPU/PA 包覆纱均具有良好的形状记忆性能;SMPU/PA包覆纱在玻璃化转变温度以上时的弹性回复率和断裂强力比玻璃化转变温度以下时分别提高24.76%、降低18.56%;以SMPU/PA包覆纱为衬垫纱制得的SMPU压力袜,其袜筒部位的压力在温度达到玻璃化转变温度以上与玻璃化转变温度以下时相比最大可提高16.26%;且衬垫比为1∶3,送纱张力为8 cN时,SMPU压力袜的压力最大可达到2 841 Pa。

基于灰色系统理论的筒子纱卷绕密度测量误差预测

周其洪, 韩伟龙, 陈鹏, 洪巍, 岑均豪

纺织学报. 2023, (10):  60-67.  doi:10.13475/j.fzxb.20220505001

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为提高采用激光扫描建模的筒子纱卷绕密度测量方法的测量精度,提出基于灰色系统理论的测量误差预测方法。通过灰色关联分析脉冲频率、采样周期和参数K与测量误差的相关性,获得满足灰色建模要求的建模参数。根据实际建模结构为非线性和建模因子序列中元素变化幅度较大的特点,基于传统多变量GM(1,N)幂模型,引入背景值优化和分数阶累加生成得到优化后的GM(1,N)幂模型,然后结合粒子群优化算法通过幂指数自适应寻优建立PSGM(1,N)幂模型,利用实际采集数据进行建模精度验证。结合测量误差预测值对卷绕密度测量值进行校正,得到更精确的卷绕密度值。结果表明,相比于传统多变量GM(1,N)幂模型,PSGM(1,N)幂模型的卷绕密度测量误差预测精度提升了48.6%,激光扫描建模方法的测量精度提高了11.7%。

纬编成形护膝结构设计及其热湿舒适性

王予涛, 丛洪莲, 顾洪阳

纺织学报. 2023, (10):  68-74.  doi:10.13475/j.fzxb.20220503301

摘要 ( 139 )   HTML ( 12 )   PDF (8874KB) ( 45 )   收藏

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针对传统针织护膝热湿性能不佳、结构分区不够明确等问题,结合人体工学分析了人体腿部的形态特征和热湿分布特征,在满足腿部曲面的基础上建立了匹配腿部热湿需求的纬编成形护膝分区。选用75 dtex(288 f)×2、150 dtex(96 f)涤纶DTY和1 120 dtex橡筋纱制备了14种不同组织结构的样品,并对样品进行透气性及液态水分管理测试。根据针数和横纵密的关系对护膝结构进行设计,并通过高、中、低热湿区域对护膝进行热湿功能分区。对纬编成形护膝与市售针织护膝进行热成像和温湿度对比测试。结果表明:不同组织结构的样品热湿性能存在一定差距;与单一结构且分区模糊的针织护膝相比,热湿分区设计的护膝具有较好的热湿舒适性,可增加穿戴者在运动中的舒适性及运动表现。

天然绿色蚕丝抗氧化组分向皮肤迁移的特性研究

谭婷, 李哲阳, 马明波, 周文龙

纺织学报. 2023, (10):  75-80.  doi:10.13475/j.fzxb.20220901901

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为明晰天然绿色蚕丝产品贴身使用时的抗氧化性能,利用经皮渗透实验研究了其抗氧化组分向皮肤迁移的性质,并利用自由基清除法评价了渗透后皮肤各层的抗氧化活性。研究结果表明:天然绿色蚕丝抗氧化组分向皮肤迁移具有时间依赖性,且和皮肤表面的湿度、酸碱性有关;抗氧化组分迁移量与样品的皮肤接触时间正相关;接触时间少于12 h,抗氧化组分更多地分布于角质层中,12 h后抗氧化组分更多地渗透并累积于真皮层中,其抗氧化组分不能穿透整个皮层;微湿的皮肤环境更有利于抗氧化组分向皮肤迁移,酸性皮肤环境有利于抗氧化组分向皮肤深层迁移;由于抗氧化物组分的存在,各皮层的抗氧化活性得到了显著增强,且具有剂量效应。

纱线结构对苎麻短纤纱复合材料拉伸性能的影响

左祺, 吴华伟, 王春红, 杜娟娟

纺织学报. 2023, (10):  81-89.  doi:10.13475/j.fzxb.20220804801

摘要 ( 119 )   HTML ( 5 )   PDF (23465KB) ( 40 )   收藏

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为揭示纱线结构对短纤纱复合材料性能的影响与其对纱线性能影响的区别,通过环锭纺制备了不同线密度以及捻系数的苎麻短纤纱,再通过树脂浸渍法制备了苎麻短纤纱增强不饱和聚酯树脂复合材料。分别对苎麻短纤纱的拉伸性能以及苎麻短纤纱增强复合材料的拉伸性能进行了测试和分析。结果表明:随着纱线线密度的增加,苎麻短纤纱增强复合材料的拉伸强度先降低后增大再降低,当线密度为80 tex时复合材料拉伸强度在长短隔距测试中都达到最大值;随着纱线捻系数的增加,纱线断裂强度在临界捻系数为300处达到最大,但是苎麻短纤纱增强复合材料在长隔距测试下拉伸强度逐渐增大,未出现临界点,而在短隔距测试中的临界捻系数增加到360,最大拉伸强度为528.39 MPa;树脂使纱线内部固结,纱线中纤维之间的抱合力转变为纤维与树脂的界面作用,在短隔距临界捻系数处纱线捻度角对拉伸强度的负面影响与对界面机械锁结的积极影响达到平衡。

染整与化学品

基于概率密度函数的织物染色侵入动力学分析

姜绍华, 梁帅童, 裴刘军, 张红娟, 王际平

纺织学报. 2023, (10):  90-97.  doi:10.13475/j.fzxb.20221000801

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为预测染色过程中初始阶段染液侵入织物的流体流动和化学反应过程,以棉织物染色过程为例,建立了包含界面效应的纤维密度函数和哈根-泊肃叶方程,构建了织物润湿阶段的染色动力学和传质模型,模拟了染液侵入织物的染色过程,并通过实验进行了模型验证。结果表明:染液在织物中的流动主要是表面张力的作用,在重力的影响下,染液在织物中的流速随着上升高度逐渐减小,表面张力增大,织物内染液流速也会随之增大;纤维体积分数的增大会导致织物的毛细流动更快地达到平衡状态,从而使染液的扩散时间变短,织物染液浓度降低;染液与纤维之间接触角的变化会影响纤维的润湿性,接触角越大,织物的疏水性越好,染液越难以附着在织物表面,导致织物内染液浓度降低;流体的黏度越大,织物内染液流速越小,染液扩散速率越低。

多钒酸盐催化氧化咖啡酸及其对羊毛织物的原位染色性能

梁志结, 罗正智, 程海兵, 贾维妮, 毛庆辉

纺织学报. 2023, (10):  98-103.  doi:10.13475/j.fzxb.20211002001

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为实现纺织品无染料显色目的,以K₇[MnV₁₃O₃₈]·18H₂O为催化剂,以咖啡酸为底物,采用一步一浴法对羊毛织物进行原位染色。以织物K/S值为考察指标,研究了催化剂用量、反应时间、反应温度、pH值以及添加剂聚乙二醇对催化反应的影响。探讨出最佳的工艺条件:0.9 g咖啡酸,0.9 g聚乙二醇1000,pH值为4.0,0.19 g多钒酸盐,温度为50 ℃,催化染色反应时间为5 h。此外,通过红外光谱仪、紫外-可见分光光度计、扫描电镜等对染色前后织物的结构和染色性能进行了表征,同时测试了染色织物的耐摩擦和耐皂洗色牢度。结果表明,K₇[MnV₁₃O₃₈]·18H₂O 对咖啡酸进行催化氧化,并对羊毛织物原位上染,染色织物K/S值达到20以上,颜色色相为黑色,染色后羊毛织物的耐干、湿摩擦色牢度及耐皂洗色牢度分别达到5级、4~5级及3级。

基于色度特征化的乾隆色谱跨设备色彩再现

苏淼, 李赛权, 杨丽梅, 段怡婷, 鲁佳亮, 周凯丽

纺织学报. 2023, (10):  104-112.  doi:10.13475/j.fzxb.20220905601

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色彩失真现象普遍存在于图像在不同设备之间传输的过程中,为保证纺织文物图像跨设备的色彩真实再现,继而推进博物馆数字化发展,在乾隆色谱染色丝织物的基础上,分别对数码相机和显示屏进行色度特征化,并讨论了不同图像格式、不同训练数据集、多项式不同阶数对相机预测模型精度的影响,同时采用增益-偏置-伽马模型(GOG模型)对显示屏进行色度特征化,然后对乾隆色谱跨设备再现情况进行色差分析以确定最优特征化模型,最后采用中国丝绸博物馆馆藏纺织品文物对建立模型进行检验。结果表明:选择RAW格式图像和三阶多项式对相机进行色度特征化处理,并使用采集的纺织品颜色数据集训练模型,模型的精度可达到2.18($\Delta E_{\mathrm{ab}}^{*}$)(CIEDE2000色差值);显示器特征化模型精度为0.58($\Delta E_{\mathrm{ab}}^{*}$);乾隆色谱跨设备再现的色差均值为2.16($\Delta E_{\mathrm{ab}}^{*}$),真实丝绸文物跨设备再现的色差值为2.38($\Delta E_{\mathrm{ab}}^{*}$),表明该特征化模型具有优异的跨设备色彩再现效果。

基于长银纳米线的应变传感与电热双功能包芯纱的制备及其性能

贾丽萍, 黎明, 李威龙, 冉建华, 毕曙光, 李时伟

纺织学报. 2023, (10):  113-119.  doi:10.13475/j.fzxb.20220808001

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针对柔性应变传感器目前存在的灵敏度低、应变范围窄、反复拉伸后性能不稳定、功能单一等问题,采用预拉伸浸渍法以商用弹性包芯纱为柔性基体、水性聚氨酯(WPU)为分散剂和黏合剂、长银纳米线(AgNWs)为导电材料制备了具有应变传感与电热双功能的包芯纱。借助X射线衍射仪、扫描电子显微镜、数字万用表、万能试验机、菲力尔热像仪对AgNWs的晶体结构及双功能包芯纱的形貌结构、电学性能、力学性能、电热性能进行表征和分析。结果表明:当弹性包芯纱的预拉伸应变量为30%且AgNWs的负载量为15%时,制备的双功能包芯纱的鞘层棉纤维上形成了致密的AgNWs导电网络;在宽应变范围(0%~70%)内呈现明显的应变传感性能,灵敏度最高可达12.8,反复拉伸后的应变传感和力学性能稳定;在手指的运动监测中,手指发生小幅度和大幅度的弯曲变化,双功能包芯纱均能做出相应的电信号响应,体现了高灵敏度;5 V电压下,静态拉伸范围为0%~50%时,双功能包芯纱的温度变化范围为49.8~65.7 ℃,体现了优异的电热性能。

聚乳酸非织造布植酸/壳聚糖/硼酸一浴法阻燃整理

张广知, 杨甫生, 方进, 杨顺

纺织学报. 2023, (10):  120-126.  doi:10.13475/j.fzxb.20221102301

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为实现聚乳酸非织造布的阻燃抗熔滴功能,以壳聚糖(CS)、植酸(PA)、无机硼酸(BA)为主要原料,采用一浴法对聚乳酸非织造布进行阻燃整理。借助傅里叶红外光谱仪、扫描电镜、X射线能谱仪和热重分析仪、垂直法织物燃烧性能测试仪等表征和评价了聚乳酸非织造布的化学结构、表面形貌及表面元素分布、热稳定性能和阻燃性能。结果表明:聚乳酸非织造布经一浴法处理后,续燃、阴燃时间均为0 s,无熔滴,损毁长度仅为 11.3 cm,极限氧指数为34.6%;壳聚糖、植酸、硼酸以及复合物共沉积覆盖在聚乳酸纤维上,且磷、硼、氮等元素质量分数分别达到5.26%、12.91%、4.26%;氮气气氛下,阻燃处理样起始分解温度降低了139.3 ℃,800 ℃时的残炭量达到14.57%;PA/CS/BA一浴法生物质阻燃体系提高了聚乳酸非织造布的阻燃抗熔滴效果和热稳定性,符合凝聚相阻燃机制。该生物质阻燃体系为聚乳酸纺织品提供了一种新的环保阻燃和抗熔滴的策略,具有较好的市场应用潜力。

服装工程

电加热鞋帮二维瞬态传热模型及其实验验证

刘广菊, 苏云, 田苗, 李俊

纺织学报. 2023, (10):  127-133.  doi:10.13475/j.fzxb.20220808201

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为研究电加热元件的调温机制及其对足部热舒适的影响,基于有限体积法建立了电加热鞋帮二维传热模型,考虑了多孔介质织物传热以及加热区与非加热区的二维传热特性。通过冷暴露环境下电加热鞋帮织物的调温性能测试,验证了电加热鞋帮二维传热模型,并与一维模型进行了对比分析。结果表明:二维模型对于皮肤温度的预测偏差控制在2.59%~13.74%之间,随着鞋帮织物保暖性的改善,能够更准确地预测皮肤温度的变化;相比一维模型,二维模型能够更加科学地模拟电加热元件的调温规律,加热片温度在初始升温阶段的预测偏差减小了2.99%~25.09%。电加热鞋帮二维传热模型可更加准确地表征其调温机制,对丰富电加热元件二维传热理论、指导电加热元件的参数化设计具有重要意义。

基于服装结构特征识别的相似样板匹配技术

刘蓉, 谢红

纺织学报. 2023, (10):  134-142.  doi:10.13475/j.fzxb.20220707701

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为提高服装制版效率,实现从服装款式图到样板的智能检索,提出一种基于服装结构特征识别的相似样板匹配技术。该技术将服装结构制版知识与深度学习算法结合,基于对女裤中的廓形、褶裥、腰头类型等18个细粒度特征的识别来匹配样板。其中,技术的实现主要包括分类标签设计和模型验证实验。对于分类标签设计:先根据女裤结构制图知识,对平面款式图中可作为样板相似性评价指标的服装结构特征进行定义,并根据定义设置多标签类别;然后将多标签分类转化为单标签多分类,建立平面款式图、结构特征和样板三者之间的联系;最后通过数据可视化等方法对标签之间的相关性进行研究,并设计了最终的18个分类标签。对于模型验证实验:首先建立以女裤平面款式图为样本的服装数据集,基于数据集的特点对经典AlexNet网络进行改进,其中包括简化网络结构、减少模型参数、防止过拟合,在每层卷积层后增加批归一化操作,以加快模型的收敛速度,提高模型的泛化能力。模型测试结果表明:改进后的模型在验证集上的准确率为83.4%,相比改进前的AlexNet模型其准确率提高了6.7%;与其它结构更复杂的网络模型相比,该模型的准确率更高,综合性能更好,可用于款式图的结构特征识别及相似样板匹配。

基于ClothResNet模型的人体衣物颜色识别

黄玥玥, 陈晓, 王海燕, 姚海洋

纺织学报. 2023, (10):  143-148.  doi:10.13475/j.fzxb.20221105601

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针对人体衣物属性识别存在衣物分割困难、颜色易扭曲、识别效率和准确率低的问题,提出一种基于ClothResNet模型的高效人体衣物颜色识别方法,模型以ResNet18网络为基础,设计优化的金字塔池化模块以捕获图像中的多层语义信息,融合坐标注意力机制以关注人体衣物轮廓信息,融入空洞卷积以提升网络效率,从而利用多重信息提高人体衣物识别精确率。针对人体衣物属性数据集不足的问题,利用公开数据集活动模板(回归ATR)原始彩色图像构建衣物属性数据集pcaparsing。性能对比实验表明,ClothResNet模型在衣物颜色属性识别中的平均精确率达到94.49%,结果均优于同类方法。该识别方法在中小规模的人体衣物颜色识别系统具有广泛且重要的应用前景。

异质性环境规制对中国纺织服装业碳排放的影响

张建磊, 申攀登, 何琳, 程隆棣

纺织学报. 2023, (10):  149-156.  doi:10.13475/j.fzxb.20220902701

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为精准发挥不同类型环境规制对中国纺织服装业的碳减排效用,利用计量模型实证研究命令控制型、市场激励型和公众参与型环境规制对2005—2020年中国纺织服装业碳排放总量和强度的影响,并分析其地区异质性。结果表明:整体上,命令控制型对中国纺织服装业碳排放强度的影响呈倒U型,市场激励型对碳排放强度在一定范围内呈倒逼减排效应,公众参与型对碳排放总量呈绿色悖论效应;从地区看,命令控制型对东部碳排放的影响呈U型,对西部和东北碳排放强度的影响分别呈倒逼减排效应和绿色悖论效应;市场激励型在一定范围内能降低东部碳排放强度,对中部与东北碳排放的影响呈倒逼减排效应;公众参与型对东部碳排放总量与强度的影响分别呈倒逼减排效应和绿色悖论效应。

基于技术接受度模型的模块化服装使用意愿分析

宋慧慧, 卢业虎

纺织学报. 2023, (10):  157-163.  doi:10.13475/j.fzxb.20220809301

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模块化服装以其可拆卸可重组的特性成为服装向可持续设计绿色低碳转型的重要形式,针对目前对于模块化服装的研究主要集中于设计方法的探索,缺乏有关影响用户对模块化服装使用与态度因素的研究。基于技术接受度模型,引入服装功能性作为外部变量,构建模块化服装用户使用意愿模型并提出7个假设,使用问卷星软件对141名18~26岁的青年进行问卷调查,通过SPSS软件检验数据的信度与效度,经信度与效度检验合格后,通过AMOS软件结合结构方程模型对数据进行模型适配度分析及假设检验。研究结果表明:模块化服装的功能性对感知有用性和感知易用性均有显著正向影响且影响较大(P<0.001);感知有用性对使用态度具有显著正向影响(P<0.001);模块化服装的感知易用性对感知有用性具有显著正向影响(P<0.001); 模块化服装的使用态度对行为意向具有显著正向影响(P<0.001),提高模块化服装的功能性、感知有用性及感知易用性可增加用户对模块化服装的使用意愿;模块化服装在设计时可将风格倾向休闲运动方向,并重点考虑颜色搭配。

机械与器材

基于线结构光的钢领内表面圆度测量方法

金守峰, 沈文军, 肖福礼, 李毅

纺织学报. 2023, (10):  164-171.  doi:10.13475/j.fzxb.20220701401

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针对钢领内表面圆度在人工接触式测量中存在主观干扰及自动化程度低等问题,提出一种基于线结构光的钢领内表面圆度测量方法。通过构建图像掩模提取钢领内表面线结构光条纹的感兴趣区域,采用基于主成分分析的改进Steger方法,通过计算条纹法线方向的二阶泰勒展开得到亚像素级条纹中心,提升算法效率。由线结构光条中心坐标相机内外参数、光平面方程及旋转轴方程重构钢领内表面三维点云数据,根据圆度评价方法建立基于点云数据的钢领内表面圆度的测量模型。实验结果表明,本文方法所测最大偏差为5.8 μm,与文献中投影法所测结果相比更加精确,重复性测量标准差为0.725,且算法运行时间小于40 ms。

间隔织物用钢筘运动路径规划及驱动机构设计

袁汝旺, 张鹏

纺织学报. 2023, (10):  172-180.  doi:10.13475/j.fzxb.20220604401

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为满足间隔织物打纬过程中钢筘运动轨迹和动态特性等需求,基于凸轮连杆组合机构研究钢筘运动路径规划、驱动机构设计及动态特性控制方法。建立基于刚体导引的钢筘驱动机构设计模型及基于傅里叶级数的钢筘运动特性控制模型,设计并仿真验证钢筘运动路径及其运动特性。结果表明:摇杆初始角位移是决定钢筘运动路径的重要参数,设计5组不同参数的钢筘驱动机构均可实现钢筘平行打纬,最小轨迹误差率为0.02%;构建的凸轮从动运动规律可平稳控制钢筘沿其运动路径往复运动,且在钢筘运动启停阶段有50°的近似静止时间,可增加开口角和引纬角,有利于提高织机转速和满足幅宽需求;调节负向加速度峰值可获得不同惯性打纬力,为打纬机构参数化设计提供理论参考。

纬编针织机编织过程中三角振动响应特性

戴宁, 梁汇江, 胡旭东, 陆哲昊, 徐开心, 袁嫣红, 屠佳佳, 曾志发

纺织学报. 2023, (10):  181-187.  doi:10.13475/j.fzxb.20211005101

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纬编针织机编织过程中工作状态及故障的实时检测对提高其编织性能和稳定性具有重要意义,为解决单一品种执行器工作状态实时检测通用性差,无法保证纬编针织机终端控制环节准确等问题,结合纬编针织机编织过程中织针与三角的动作工艺,搭建其编织过程三角振动响应特性测试平台,得到在不同转速和不同针法下三角振动响应特性(振幅、频率)与转速、出针方式的数学关系。结果表明,测试平台可适用于各品种纬编设备,且可从设备的控制终端——织针的出针方式实现其编织过程中工作状态及故障的实时检测,对从振动层面提高纬编针织机稳定性具有一定借鉴意义。

大尺寸异形结构芯模编织策略及纱线轨迹预测

李麒阳, 季诚昌, 郗欣甫, 孙以泽

纺织学报. 2023, (10):  188-195.  doi:10.13475/j.fzxb.20220307801

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针对大尺寸异形结构芯模在编织过程中牵引轨迹精度低、编织角误差大等问题,提出一种基于双机器人协同夹持芯模进行编织的轨迹求解方法,并预测纱线轨迹。首先求解第1台机器人轨迹保证任意一段离散芯模垂直通过编织平面,再利用几何约束求解第2台机器人轨迹,然后提出针对该机器人轨迹的纱线预测模型,预测任意时刻纱线落在芯模上的位置。实验结果表明:使用本文求解的机器人轨迹进行编织可使芯模等截面部分编织角与期望值的误差在±3°以内,弯曲变截面部分的误差在±7°以内;预测模型的结果与实际测量编织角的等截面部分误差在±3°以内,弯曲变截面部分的误差在±5°以内。

综合述评

胶体静电纺微纳米纤维的研究进展

付征, 穆齐锋, 张青松, 张宇晨, 李玉莹, 蔡仲雨

纺织学报. 2023, (10):  196-204.  doi:10.13475/j.fzxb.20220502802

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为实现胶体静电纺纤维的形貌调控和广泛应用,综述了胶体静电纺丝的概念、制备原理、形貌影响因素、后处理方法及其应用,并对胶体静电纺丝的未来发展进行展望。发现调节纺丝液的配比和静电纺丝参数可获得不同形貌(串珠状、纺锤体状、黑莓状等)的复合纤维膜,对复合纤维膜进行不同的后处理(煅烧、浸泡、负载、交联)可赋予纤维新的功能,其处理后可应用于超疏水、吸附、催化、传感、组织工程、光子晶体纤维等领域。未来可通过多元胶体静电纺丝或提高颗粒间的相互作用,制备具有高韧性、优异力学性能和特定功能的复合纤维膜,并与3D打印相结合进一步拓展其应用范围和研究领域。

丝素蛋白载药纳米粒的研究进展

张子凡, 李鹏飞, 王建南, 许建梅

纺织学报. 2023, (10):  205-213.  doi:10.13475/j.fzxb.20220607102

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为深入探究丝素蛋白载药纳米粒的制备机制与方法,开发智能响应型丝素载药纳米粒,综述了丝素蛋白的微观结构与性能特点,概述了采用沉淀法、盐析法、电喷雾法、乳液法和脱溶剂法制备丝素蛋白纳米粒的机制与技术特点,分析了丝素蛋白载药方法与药物缓控释实现途径,并重点介绍了pH值响应和磁响应2种靶向释药的机制、方法及其应用。提出:可通过控制纳米粒大小、形状和表面电荷、与药物的化学键结合等方法来提高药物利用效率;通过改变丝素Silk Ⅰ和Silk Ⅱ结晶结构的含量来改变丝素的降解速度,或者通过丝素蛋白与其它不同降解速度的高聚物复合制备纳米粒从而实现药物的可控释放。此外,还可将多种智能响应结合来提高响应效率,最大程度减小药物的全身性毒副作用,实现靶向释药与精准医疗。

数字孪生在纺纱领域应用的关键技术解析

李新荣, 韩鹏辉, 李瑞芬, 贾坤, 路元江, 康雪峰

纺织学报. 2023, (10):  214-222.  doi:10.13475/j.fzxb.20220509002

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为探讨数字孪生在纺纱领域应用前景及价值,进一步促进纺纱领域的高质量发展,首先围绕提升纱线质量分析了纺纱领域的实际特点,并提出了数字孪生在纺纱领域的应用前景;然后分析了纺纱高质量发展中影响成纱质量的因素,以及相关因素的抽象模型与数字孪生抽象模型间的映射关系,并且在此基础上分析了数字孪生在纺纱领域不同情况下的核心理论,着重分析了非理想状态下的数字孪生优化方案;其次根据纺纱领域的特点提出了数字孪生在纺纱领域具体应用的解决方案及其应用的实际价值;最后提出:数字孪生在纺纱领域的应用要重点结合纺纱领域的特点,实现数据模型与机制模型的深度整合。

半导体制冷服设计方法研究进展

聂思萱, 尹虎, 聂亚东

纺织学报. 2023, (10):  223-231.  doi:10.13475/j.fzxb.20220702902

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为提高半导体制冷服的制冷效率和穿着热舒适度,梳理了近年来国内外相关研究成果,将半导体制冷服的制冷系统分为冷源模块(包括制冷部分和热端散热部分)和冷端传热模块进行讨论。针对冷源模块,提高冷源制冷效率的方法有改善电源输入和提高热端散热性能。热端散热方式有强制风冷、液冷和热管散热,可通过改变不同散热方式下的各种参数来提高热端散热性能。针对冷端传热模块,传热方式有液冷传热、风冷传热和接触传热,可根据不同工况选择合适的传热方式。与传热部分的结构、介质相关的各项参数是影响传热效率和穿着者热舒适度的重要因素。热舒适度实验是评价和优化制冷服的重要方式,实验时需考虑装置、环境、人体等各项因素,建立人体-制冷服-环境的热舒适度模型是一种高效的分析和处理方法。综合各方面研究总结出影响半导体制冷服制冷效率和穿着热舒适度的因素,可为半导体制冷服各部分选型、设计优化和实验评估提供思路。最后提出:轻量便携、智能可控、高舒适性、适用于多场景的半导体制冷服以及利用半导体双制特性研发的空调服将成为未来的研究方向。

设计作品

景星庆云

赵俊凯, 李正

纺织学报. 2023, (10):  232-232. 

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传统瑞兽图像作为我国古老的艺术装饰门类，具有深厚的文化底蕴与独特的审美特征，是我国民族传统文化的鲜明符号，承载着人们生存繁衍、纳福求吉的美好愿景。瑞兽图像的生成，既是美观的装饰纹样又是吉祥心理的外在投射，本作品以传统四神纹样为创作灵感，采用提花棉麻和双面绒面料，配色上以黄白色调为主，将纹样进行打散重构后融入其中，并结合现代男装时尚设计特点，创造出既体现瑞兽意蕴又表现现代风韵的服装作品，进而传播具有独特东方魅力的文化元素。

纹藏新疆

葛梦嘉

纺织学报. 2023, (10):  233-233. 

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本系列作品设计灵感来源于新疆传统非遗纺织品，将新疆传统地毯、花毡、木戳印花的纹样进行提取与重绘。在此基础之上将传统纹样应用于服饰及文创产品的设计中，如丝巾、包装盒、眼罩、手机壳等，使之富有地域传统特色，在传承的基础上实现设计创新。

湘西之行

彭颢善, 吴艳, 申宝珠

纺织学报. 2023, (10):  234-234. 

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多姿多彩的苗族服饰被称为“穿在身上的史书”，其蕴含了苗族劳动人民对美好生活的憧憬。本系列设计作品将传统苗族服饰与牛仔面料进行融合，服饰图案是用天然染料在牛仔面料上描摹出苗寨风光，造型设计上结合了苗寨的建筑风格，传统与现代的碰撞呈现出全新的艺术效果。

重启

张梦蝶, 凌怡, 陈淑聪, 李满宇

纺织学报. 2023, (10):  235-235. 

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本作品是以当下的一种潮玩——赛博戏曲为灵感设计的一系列戏曲服饰，在传统戏曲风格上加入赛博的元素。通过在服装上穿插金属条，若隐若现，表现融入现代元素后传统戏曲服装的突破。面料上主要选用皮革，辅料选用金属、镭射复合非织造布和少量欧根纱，使廓形更加立体。纹样也采用金属材质，在设计上刚柔并济。配色与霓虹灯相呼应，符合潮流，体现传统文化与现代感的融合。

拾遗

徐菲

纺织学报. 2023, (10):  236-236. 

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鄂伦春族传统服装设计作品的灵感来源于鄂伦春族早期的兽皮文化，服装造型保留鄂伦春传统女式兽皮袍服的基本特征，在局部造型方面进行延展设计；皮袍装饰边以黑皮边为主，外部采用红色、黑色、黄色、蓝色的细皮条线装饰，代表彩虹。女式皮袍开衩处图饰是主要装饰部位之一，也是服装中的一个亮点。开衩上的云头图案主要由深山密林中的樟树树冠变化而形成。云头图案与云卷纹、芍药花图案、旋转纹及水波纹变化形态组合应用，起到促进服饰艺术装饰美化的效果，体现出鄂伦春族丰富的精神世界和含蓄的审美观念，突出民族的风俗文化和历史背景。