基于线性回归方法的缝口强度影响因素分析

基于线性回归方法的缝口强度影响因素分析
杨莉;毕松梅
【摘要】为了研究紫外线纤维织物缝口强度的影响，利用正交试验，对具有抗紫外线功能的涤棉混纺平纹布与常规涤纶斜纹布和涤棉混纺平纹布的缝口强度进行测试，并用线性回归对数据进行拟合，分析各因素及抗紫外屏蔽剂对缝口强度的影响．结果表明：添加了抗紫外线屏蔽剂后，织物的缝口强度下降；织物中的纱线强度越高，组织结构越紧密，其缝口强度的基础值越大；缝口强度受缝迹密度的影响最大，且随着缝迹密度的增加而增大；缝口强度随着缝针针号的增大而减小；缝口强度随着缝份宽度的增加而增强，但受缝份宽度增加影响的幅度逐渐减小．%The seam strength of ultravioresistant polyester-cotton plain weave fabric, common polyester twill and polyester-cotton plain weave fabric were tested by using the orthogonal analysis experiment for studying the effect upon the seam strength of the ultravioresistant fabric which was presesed by the ultraviolet screener. The influence of various factors and ultraviolet screener on the seam strength were analyzed through fitting the data obtained from the experiment. The results showed that: the fabric seam strength decreased after adding the ultraviolet screener; the higher yarn strength in the fabric and the more sophisticated the organizational structure were, the greater the seam strength of the underlying value was;the seam strength were impacted to the maximum extent by the stitch density, and increased with the stitch density; seam strength decreased with the number of stitches needle increasing; the seam strength increases with the seam width, but the influence extent gradually reduced.
【期刊名称】《安徽工程大学学报》
【年(卷),期】2012(027)004
【总页数】4页(P35-38)
【关键词】缝口强度;缝迹密度;缝份宽度;缝针针号;正交分析法;多元线性回归
【作者】杨莉;毕松梅
【作者单位】安徽工程大学安徽省纺织面料重点实验室,安徽芜湖241000;安徽工程大学安徽省纺织面料重点实验室,安徽芜湖241000
【正文语种】中文
【中图分类】TS941.63
由于工业污染对大气臭氧层的持续破坏，紫外线辐射日益增加，自20世纪90年代起，防紫外线衣物得到了广泛使用.防紫外线织物的制备方法主要分为防紫外纤维法和后整理法两种.后整理法是通过对纤维或织物进行后整理，这种方法制备的织物存在手感差，功效时间短，不耐水洗等缺点.防紫外纤维法是在纤维聚合或纺丝时加入紫外线屏蔽剂，这种方法较后整理得到的防紫外线织物具有更持久的防紫外效果，但这种方法会影响到纤维及其制品的性能［1］.缝口强度是表征缝纫性能的重要指标，缝口强度的大小将会直接影响衣物的外观及使用寿命.因此，以添加了二氧化钛纳米陶瓷粉体粒子的涤纶织物为研究对象，以缝针针号、缝迹密度和缝份宽度为影响因子，与普通涤棉细平布及涤纶斜纹布进行比较，分析各影响因子对缝口强度的影响及紫外线屏蔽剂对抗紫外线纤维织物缝口强度的影响规律.
1 实验部分
1.1 样品选择及制备
由于织物经过抗紫外处理后，其厚度对紫外线的防护效果影响不大［2］，且考虑到防紫外线织物常用领域及类型，故选用19.5tex涤纶斜纹布和13tex涤棉混纺
细平布为研究对象，并根据试样的原料种类和服装加工企业对缝纫线的使用现状，选用9.8tex×3的涤纶线为缝纫线，面料的具体规格如表1所示.
表1 面料规格试样编号面料中经纬纱的线密度纱线成份组织结构经密纬密1 19.5tex 涤纶 2/1斜纹297 198 694 384 2规格同3，其中涤纶纤维具有抗紫外线功能3 13tex T/C65/35 平纹
1.2 实验仪器与测试方法
缝制设备采用GC6610M标准牌工业平缝机.织物在制成服装时，通常都以经向作为受力方向，即长度方向，而纬向作为宽度，因此，只对纬向缝口进行测试.取样
尺寸为350mm×50mm，并沿着长边方向的中心线对折，缝制直线缝迹，并使缝迹方向与试样的受力方向的纱线垂直［3，4］.测试设备为YG（B）026D型电子
织物强力机.试样上下铗钳之间距离为200mm，拉伸速度为300mm/min.
1.3 缝纫参数的选择
缝口强度是指服装在穿着过程中缝口受到拉力而发生破损时所能承受的最大强度，常表现为面料破损和缝纫线断裂两种破坏形式［5］.影响缝口强度的因素很多［6
－12］，包括织物的组织结构、缝份宽度、缝纫线种类、缝型、缝迹、缝针针号、缝迹密度等.一般情况，缝纫线的性能应与面料的性能相匹配，并且为延长面料的
使用寿命，缝纫线的强度一般不超过面料的缝口强度.因所选试样纱线成份以化学
纤维为主，所以选用纯涤纶线为缝纫线.线迹是缝纫线的空间构成形式，对于同一
种原料的缝纫线，采用线的根数越多，用线量越多，缝口的强度就较大.因此，只
对同一线迹下的缝口强度进行讨论.同时，因日常成衣生产实践证实缝迹密度不宜
超过17针/3cm，所以缝迹密度根据织物的厚度按等差关系从8针/3cm取至17
针/3cm.
2 实验结果与分析
2.1 实验结果
为了减少系统误差，采用查随机数表的办法来安排实验次序，以缝针针号、缝份宽度和缝迹密度为正交试验的影响因子.具体的正交因素因子水平表如表2所示.
表2 三因素水平表面料样品水平缝针针号缝迹密度/（针·3cm－1）缝份宽度/（cm）17 0.8 8 0.4 2 9＃ 11 0.6 3 10＃ 14 0.8 2（3） 1 9＃ 11 0.4 2 11＃ 14 0.6 3 10＃1 1 7＃
2.2 数据分析
根据实验结果进行方差分析，如表3所示.由表3可知添加了二氧化钛纳米粒子后的涤棉细平布的缝口强度下降，且在所确定的3个影响因素中，缝迹密度对缝口强度的影响最大，而缝针针号和缝份宽度对面料缝口强度的影响规律有所差异.对于涤纶斜纹织物缝份宽度的影响起次要作用，缝针针号对缝口强度的影响最小；对于涤棉混纺细平布，缝针针号对缝口强度的影响要比缝份宽度的影响大.同时，还发现2号试样的修正项的极差比缝份宽度的极差大，说明在所选的缝纫条件以外的一种未选因素比缝份宽度对缝口强度的影响还要大.因此对实验结果进行多元线性回归拟合.拟合方程如下所示
方程的F值分别为F1＝7.005 24、F2＝81.624 41及F3＝61.711 16，从F分布表上可查得显著性水平为0.05和0.1时的F值为，F1－0.05（3，5）＝3.86，F1－0.1（3，5）＝2.81，即在α＝0.05和α＝0.1水平下各影响因素对缝口强度的影响是显著性的.
表3影响因素分析注：¯Kij＝（1/s）Kij，其中s为第j列上水平号i出现的次数.¯Kij表示第j列的因素取水平i时，进行试验结果的平均值.CN 2号试样的缝口
强度Y2/因素 1号试样的缝口强度Y1/CN 3号试样的缝口强度Y3/CN平均值 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4¯K1j56.93 16.07 29.13 50.4 125.2 59.88 111.9 110.6 139.56 74.67 128.03 128.3 53¯K2j41.07 58.37 52 42.83 102.12 113.93 115.49 120.65 119.83 130.3 129.33 135.73¯K3j37.83 61.4 54.7 42.6 123.72 175.97 122.39 118.52 142.47 197.77 144.5 137.83极差 R 19.1 45.33 25.57 7.8 23.1 116.09 6.9 10.05 22.64 123.1 16.47 9.
（1）面料规格对缝口强度的影响.对拟合方程中的常数项系数进行比较.其绝对值
大小排列关系为试样3＞试样2＞试样1.说明三种试样的缝口强度的基础值不同，即各试样的缝口相对较难破坏的程度不同.这也是2号试样中的修正项极差大于缝
份宽度极差的原因.试样的缝口强度的基础值主要受织物的组织结构和面料中纱线
强度、细度等的影响.
试样1的组织结构为斜纹，试样2与3均是平纹组织，且属高密织物，因此在试
样2和3中纱线交织次数较多，纱线之间固结紧密，因此不易产生滑移脱散现象，相对面料的缝口强度就大.试样2与3具有相同的组织结构和纱线线密度，但面料
2中的纱线因添加了二氧化钛粒子，使其纱线的强度有所下降，因此面料的缝口强度的基础值也有所降低.即当织物的组织结构越紧密，面料中的纱线强度越大时，
在相同条件下的织物的缝口强度值越大.
图1 涤纶斜纹织物缝口强度与缝迹密度的关系
图2 抗紫外涤棉细平布织物缝口强度与缝迹密度的关系
图3 涤棉平布织物缝口强度与缝迹密度的关系
（2）缝迹密度对缝口强度的影响.图1～3分别为三种试样在缝针针号相同的情况下，缝口强度随缝迹密度变化的关系图.3种试样的缝口强度的变化规律总体趋势
都是随着缝迹密度的增加而增大.且从图1～3中可观察到，在采用相同缝针的情况下，密度较大的织物缝口强度随着缝迹的递增速度快，密度较小织物的缝口强度当
缝迹密度增大到一定程度后，缝口强度增加缓慢，甚至出现下降现象.如试样1采
用9＃缝针时，缝迹密度由11针/3cm变化至14针/3cm时的缝口强度有较大程度的下降.分析其原因为，织物的缝口破损主要有缝线断裂、织物破损和织物与缝
线综合破损3种形式.当缝口破损以缝线断裂形式为主时，缝迹密度越大，缝口单
位内的线迹数越多，缝迹所能承受的最大拉力就越大，且织物的缝口强度基础值越大，这种变化越明显，即当织物密度较大，组织结构较稳定时，缝口强度随着缝迹密度增加而增强，且变化明显；如果织物密度较小，在最初的缝迹密度增加阶段，缝口强度随着其缝迹密度的增大而增强，但随着缝迹密度的增加，缝口破损的形式发生变化，形成以织物破损为主，这时缝口强度不会随着缝迹密度的增加而增大，而且还会随着缝迹密度的增加呈下降趋势.因为，随着缝迹密度的增加，缝针刺断
织物纱线的几率上升，造成针洞，导致缝口强度下降.因此，织物的基础值较大时，即面料的组织结构较稳定，密度较大时，缝迹密度对缝口强度的影响越大.比较各
拟合方程中的缝迹密度项系数，试样3＞试样2＞试样1，其变化规律与各方程中
的常数项的比较结果一致.
（3）缝针针号对缝口强度的影响.分析拟合方程，发现缝针针号项系数均为负数，这说明缝针针号对面料的缝口强度起负作用，即随着缝针针号的变大，缝口强度不断下降，这与正交分析的结果一致.同时，比较各试样的缝针针号系数.发现，在其
他缝纫条件相同的情况下，缝针针号对涤斜纹织物的影响最小，其次是未经处理的涤棉细平布，对含有二氧化钛粒子的涤棉细平布影响最大.其结果与试样面料中各
单纱的断裂强力比较结果相反，说明在缝纫时，面料中纱线强度较低时，缝口更容易发生破损断裂.同时对图1～3进行比较，发现在缝迹密度相同时，大部分纤维织物的缝口强度随着缝针针号增加而减小.通过图4～6的对比，发现在缝份宽度相同的情况下，在缝份宽度较小时，缝针针号越大，缝口强度越大；当缝份宽度较大时，针号越大，缝口强度越小.其原因主要是针号增加，缝纫阻力增加，且在缝制过程
中，因缝纫阻力作用使缝针摩擦生热，致使纱线熔融断裂，形成针洞；而且面料中的单纱强度越低，也越容易切断织物，形成的针洞越大，致使缝口强度下降明显. （4）缝份宽度对缝口的影响.通过对拟合方程的分析，知缝口强度随着缝份宽度的增加而增强.但通过图4～6的缝份宽度与缝口强度的关系图比较，发现这种增强趋势并不是线性变化的.在缝份宽度较小时，缝口强度随着缝份宽度的增加而增强，
但当达到一定值后，这种增强趋势减弱，并呈下降趋势.这是因为在缝份宽度较小时，缝口强度的破坏形式主要表现为面料的破损，即面料的规格对缝口强度的影响较大，缝纫线强度对缝口强度的影响不起主导作用.随着缝份宽度的增加，缝纫线
的强度在缝口强度中的作用不断得以体现，即在缝纫密度相同的情况下，缝口强度受缝份宽度的增加趋势的影响逐渐减小.受其他相关因素的影响逐渐增大.
图4 涤纶斜纹织物缝口强度与缝份宽度的关系
图5 抗紫外涤棉细平布织物缝口强度与缝份宽度的关系
图6 涤棉细平布织物缝口强度与缝份宽度的关系
3 结论
纤维中添加了二氧化钛抗紫外纳米粒子后，织物的缝口强度下降.不同种面料的缝
口强度的基础值不同.面料中纱线的强度越大，组织结构越紧密，其缝口强度越大.
在线迹和缝型一定的情况下，缝迹密度对织物缝口强度影响最大，且随着缝迹密度的增大而增强.缝针针号对缝口强度起负作用，即随着缝针针号的增加而逐渐减小.
在缝迹密度相同的情况下，缝针针号越大，缝口强度越小；在缝份宽度相同的情况下，缝份宽度较小时，缝针针号越大，缝口强度越大，当缝份宽度较大时，缝针针号越大，缝口强度越小.缝口强度随着缝份宽度的增加而增强，但当达到一定值后，这种增强趋势减弱，并呈下降状态，且缝口强度受缝份宽度增加的影响逐渐减小. 参考文献：
［1］毕松梅，汪学骞，金世伟，等.纳米陶瓷粒子遮蔽紫外线织物的工艺分析
［J］.纺织学报，2004，4（25）：89－93.
［2］黄秀菊，马燕红.防紫外线织物的性能评定分析［J］.轻纺工业与技术，2010，15（39）：37－40.
［3］机织物及接缝强力和接缝效率试验方法［S］.GB/T13773－92，1993. ［4］佟立民，董薇莎.影响丝绸服装缝口处纰裂程度的几个因素［J］.天津纺织工
学院学报，1999，18（4）：49－52.
［5］张文斌.服装工艺学（成衣工艺分册）［M］.北京：中国纺织出版社.2004. ［6］陈继红.分析提高服装缝口强度的措施［J］.山东纺织科技，2003（3）：38－40.
［7］陆鑫，吴世刚，顾韵芬，等.采用正交实验进行服装缝纫工艺的参数设计［J］.上海纺织科技，2009，37（3）：18－20.
［8］邹奉元，全小凡，方丽英.丝绸面料缝口性能与缝纫条件的关系［J］.纺织学报，2002，23（1）：53－55.
［9］黄莉茜，张艳峰.织物纰裂性能分析［J］.上海纺织科技，2002，30（2）：55－56.
［10］陆鑫.缝纫形式与参数对丝绸面料缝口强度的影响［J］.上海纺织科技，2010，30（5）：39－41.
［11］陈继红.缝针与缝疵分析［J］.武汉科技学院学报，2002，15（1）：104－108.
［12］冯麟.缝口纱线滑移测试分析［J］.上海纺织科技，2008，36（8）：35－36.。