國外織物風格儀KESF和FAST比較研究

1、國外織物風格儀KESF和FAST比較研究摘要本文通過對KESF和FAST技術在測試原理和測試結果的比較，分析二者的優(yōu)缺點，并且結合我國國情得出FAST技術在我國紡織品行業(yè)推廣的現實意義。關鍵詞：織物風格KESFFAST測試原理前言織物風格，作為織品本身的物理和機械特征與人的主觀感受相互作用的產物，是一個復雜，抽象的評價指標。但同時，它在反映織品外觀美感和穿用舒適性方面又是一個重要的依據。初期的織品風格評定往往單純借助于視覺和觸覺，這種主觀評定容易受人為因素影響，不夠穩(wěn)定。為了找到統(tǒng)一的定量化評價織物的標準，科研工作者作了大量的研究工作。目前較成功的、也是有代表性的測試系統(tǒng)是KESF（Kawab

2、ata織物風格評價系統(tǒng)）和FAST（Fabric assurance by testing simple testing），因兩者的測試原理有所差異，認清二者的差別點，對于實際應用有很強的指導作用。1 測試原理的差別1.1 FAST測試法的基本原理FAST(織物質地簡易測試法)是澳大利亞工業(yè)和科學院研制的一套毛織物特性測試系統(tǒng)，用來測定織物特性對裁剪縫制性能及成衣外觀的影響。該測試系統(tǒng)是專為毛織物生產、整理及服裝制造廠質量管理而設計。 FAST系統(tǒng)屬于分項式多機臺型測試儀，它包括三臺儀器和一種試驗方法，即FAST1壓縮儀、FAST2彎曲儀、FAST3拉伸儀和FAST4尺寸穩(wěn)定性測試方法。通過測

3、試織物的壓縮、彎曲、拉伸、剪切等四項基本力學性能和尺寸穩(wěn)定性，并繪出相應的“織物指紋圖”，用來評價織物的外觀、手感和預測織物的可縫性、成形性。FAST可以直接測試織物特性見下表所測特性具體解釋儀器可壓縮性織物厚度織物在0.196kpa（2g/cm2）下的厚度差TFAST1壓縮儀織物表層厚度織物在0.196和9.81kpa負荷下的厚度之差STT（2）T（100）松弛后織物厚度織物在濕熱或蒸汽后松弛的T松弛后織物表層厚度織物在濕熱或蒸汽后松弛的ST最終穩(wěn)定厚度松弛表面厚度和表面厚度之差STR彎曲特性彎曲長度經向1和緯向2的彎曲長度C1和C2FAST2彎曲儀彎曲剛度經向1和緯向2的彎曲剛度B1和B2

4、BWC39807l 0-6可成形性織物在19.6和4.9N/m時的伸長之差與彎曲剛度計算得到FB(E20一E5)147拉伸特性徑向延伸率經向1在98.1N/m拉伸負荷下的伸長率E1001FAST3拉伸儀緯向延伸率緯向2在98.1N/m拉伸負荷下的伸長率E1002對角線方向延伸率4.9N/m拉伸負荷下的斜向伸長率E5，E20尺寸穩(wěn)定性松弛收縮L1未浸水前織物干燥長度L2浸水后織物的浸濕長度L3再干燥后織物干燥長度經緯向縮水率100（L2- L3）/ L1FAST4尺寸穩(wěn)定性儀濕膨脹100（L2- L3）/ L1FAST可以間接推斷出的織物特性見下表推斷出的織物特性由下述參數推導彎曲剛度彎曲長度織

5、物質量剪切剛性對角線方向延伸率可成形性彎曲剛度徑向和緯向延伸率整理穩(wěn)定性織物表層厚度松弛后織物表層厚度1.2 KESF測試法的基本原理KESF，也稱川端評價系統(tǒng)（Kawabatas Evluation system）,是以川端季雄為首的日本織物風格評價和標準化委員會(HESC)研制的一整套織物風格測試儀。川端法把織物風格分為三個層次： 1.2.1力學量：是利用KESF風格儀對織物測試獲得的拉伸、彎曲、剪切、壓縮、厚度及重量，以及表面性質的16個力學參數 1.2.2基本風格：以川端季雄為首的日本織物風格評價和標準化委員會(HESC)對各種風格特征感覺進行了統(tǒng)一定義，提出了若干基本風格例如：男式冬

6、季外衣料有三種基本風格：硬挺度；光滑度；豐滿度。女式中厚外衣料有四種基本風格：硬挺度；光滑度；豐滿度；柔軟度又將基本風格中的每一項劃為010，共11個類別，稱為基本風格值，記作HV1.2.3.綜合風格：是對織物品質總的感覺評價又步綜合風格劃為0一5，共6個類別，稱為綜合風格值，記作THV。評價方法是首先搜集一定數量的布樣，由專家用感官評判法給出每塊布樣的HV值及THV值，然后用風格儀測量布樣的各個力學量指標，再用多元線性回歸方法，建立力學量與HV值，以及HV值與THV值之間的方程式。KESF可以直接測試織物特性見下表所測特性公式儀器拉伸特性拉伸功KESFB1拉伸回彈性拉伸線性度剪切特性剪切剛度

7、剪切角0.50時的剪切滯后矩在0.50 的2HG(N/cm)剪切角50時的剪切滯后矩在50 的2HG5(N/cm)純彎曲特性彎曲剛度B=dm/dkK為0.51.5處KESFB2彎曲滯后矩2HB壓縮特性和輕負荷厚度壓縮功KESFB3壓縮回彈性壓縮線性度表面特性（磨擦和粗糙度）磨擦系數平均值KESFB4磨擦系數平均偏差表面粗糙的平均偏差織品結構輕負荷厚度To(mm)質量W(mg/cm2)KESF可以間接測出的織物特性見下表推斷出的織物特性由下述參數推導剪切變形回復能力剪切角0.50時的剪切滯后矩剪切角50時的剪切滯后矩膨松感壓縮功豐滿感壓縮回彈性柔軟感壓縮線性度光滑，粗澀性和爽脆勻整性磨擦系數平均

8、值磨擦系數平均偏差織品表面粗糙平坦的程度表面粗糙的平均偏差1.3 兩種測試方法的不同點通過上述簡單的介紹可以看出，二者的不同點在于：1.3.1 測試的指標不相同KESF系統(tǒng)，從測試織物的拉伸、剪切、彎曲、壓縮、表面和厚重等六項性能，共考核16項指標，而FAST系統(tǒng)，是有選擇地測試在小負荷、小變形條件下織物的壓縮、彎曲、拉伸、剪切等四項基本力學性能和尺寸穩(wěn)定性，考核8個指標。兩者都具有對方不具備的測試項目，例如KESF系統(tǒng)具有表面性能測試部分，而FAST系統(tǒng)具有尺寸穩(wěn)定性測試部分。1.3.2測試原理不盡相同例如，對于織物的彎曲剛度，KEST系統(tǒng)采用的是純彎曲測試，而FAST系統(tǒng)采用的是懸臂梁原理

9、，由彎曲剛度等于織物的單位面積重量乘以積物彎曲長度的三次方計算得出，其中的彎曲長度由測得的滑出長度換算得到。因此，用FAST系統(tǒng)時滑出長度測量得精確與否很關鍵。研究中發(fā)現，在用FAST彎曲儀測試時，有時試樣頭端會粘著在滑板上而突然掉下，使測得的滑出長度發(fā)生誤差。雖然，遇到這種情況時都重新進行了測試，但這種傾向的存在可能增加了測量結果的波動。另外，由回歸方程可以看出，用FAST系統(tǒng)測得的織物彎曲剛度值偏小。1.3.3測試條件不盡相同例如，對于織物的延伸率 ，KESF系統(tǒng)和FAST系統(tǒng)測試織物延伸率的原理相似。但是，兩者夾持試樣的縱橫比不同。KESF拉伸試驗儀的試樣寬度是20厘米、隔距是5厘米，縱

10、橫比為4：1；而FAST拉伸儀采用5厘米的試樣寬度、上下夾頭的隔距為10厘米，縱橫比是1：2。另外，兩者施加拉伸負荷的方式和大小也不同。又如，KESF測試剪切剛度時，試樣長度固定，而FAST剪切剛度是被測織物在5g/cm負荷下的斜向伸長率計算得到。1.3.4 測試結果的描述方法不相同KESF法將織物風格用綜合風格THV表示，將基本風格計算值（CHV）或根據標準試樣用手摸評價的基本風格值（HV），代入THVC0+Zi,求出綜合風格值FAST法用織物指紋圖顯示，FAST測試系統(tǒng)的數據，均在其控制圖上表示。即“織物的指紋印”。測試織物各種性能的數值均在標尺上顯示。每根標尺有上下兩條線，上線為經向標尺

11、，下線為緯向標尺，標尺上無墨點的部分為每項性能的最佳部分，將這些測試數據連結起來可以對被測織物做出綜合的評價。下圖所示為織物指紋圖：2.兩種風格儀的優(yōu)缺點比較2.1價格價格方面，KESFB系統(tǒng)的現售價約為2000萬日元顯然一般的紡織工廠無力購買；CSIRO開發(fā)出的FAST系統(tǒng)比KESFB系統(tǒng)便宜售價為450萬日元，因此應用較為廣泛。 2.2 檢測時間由于測試的指標數不同，KESF系統(tǒng)，從測試織物的拉伸、剪切、彎曲、壓縮、表面和厚重等六項性能，共考核16項指標，作完全套檢驗需要4小時左右；而FAST系統(tǒng)是有選擇地只測試8個指標，測試指標就減少了一半，大大提高了檢測速度。2.3 測試結果的再現性K

12、ESF測試項目很多，基本涵蓋了目前能夠機械測試的織物風格指標，測量精度是很高的，同時，為了建立基本物理力學量與基本風格值之間的轉換關系式和基本風格值與綜合風格值之間的轉換關系式，川端等在500種織物中排除一些類似的產品，精選出200種織物，由專家感官評出基本風格值HV和綜合風格值THV，可見其選擇的樣本很大且具有良好的代表性；而FAST無論在測試條件，測試指標都做了適時地簡化，可能部分影響了測試的準確性。當然不能根據測試數量的多少簡單地下此定義，KESF比FAST更具有代表性。其實，在這方面的研究，學術界還有較大的爭議，例如，開發(fā)FAST(織物質地簡易測試法)的kim先生認為， KESF法所選

13、參數多，可能包括重復信息，統(tǒng)計數學的方法多是將織物的物理力學量與風格評價結果一個一個地歸納出相互關系，耗時費力，而且由于現有測量指標之間存在著程度不同的相關，使用多元回歸法會導致一些錯誤的結論。又有實驗證明，KESF和FAST在很多指標測試上具有極大的相關性，例如在 “KESF與FAST系統(tǒng)測織物低應力性能的比較”和“KESF與FSAT測試系統(tǒng)的成形性對比”兩篇論文研究中，王革梅同志通過大量科學實驗，運用線性回歸的方法，得出兩種測試方法在低應力和成形性方面有很高的相關系數，例如下圖是KES和FAST在可成形性上比較，r0.93。通過上述一系列的比較可以看出，FAST技術因其測試簡單，價格便宜，

14、更容易被我國所吸收引進，所以，筆者著重對FAST技術在紡織工業(yè)的應用展開討論3. FAST技術在實際生產中的應用3.1測試項目的特征反應3.1.1松弛收縮松弛收縮是不可逆的織物尺寸變化，與整理中未永久定型的織物內部的拉伸、壓線應力大小的松弛有關。過大的和不充分的松弛收縮都能產生問題。當織物暴露在高的相對濕度、蒸汽或水中，都可能導致這些尺寸變化。如果松弛收縮超過了3，在縫制過程中就會產生問題，如各個線縫和整件服裝將會收縮，使它們的尺寸比原來設計的要小。如果材料采用不同的前處理，則這個問題尤其重要。如果織物的松弛收縮為零，則袖頭和肩部的縫線可能產生問題，因為該織物不能進行邊緣收縮和收縮一部分過剩織

15、物。 織物松弛收縮也可能為負值，即織物暴露在高的相對濕度或蒸汽或水中后尺寸變大不能回復至原來的尺寸。負值松弛易在熔合中產生問題，因為熔合部分的織物被穩(wěn)定了，使用圍與之臨界的織物尺寸也不能發(fā)生變化而產生皺紋，如果在整件衣服完全縫制起來前沒有持其充分暴露在特定條件下使之進行松弛收縮，則衣服的縫線部位會產生皺紋。在成衣的最后熨燙中，當松弛收縮負值釋放時，縫線之間增加的織物尺寸不能相互適應而產生皺紋。3.1.2 濕膨脹 濕膨脹是可逆的織物尺寸變化，與織物吸收和釋放水有關。用于制作結構類服裝的織物濕膨脹值(自干到濕)容許將近6。在服裝行業(yè)，如果織物的濕膨脹過大則穿著過程中就會明顯顯示出常規(guī)的不良外觀，這

16、是因為隨著織物含水(濕)量的增加，無支撐的服裝材料的尺寸也會隨之增加。這樣，在有支撐的(熔合部位及線縫部位)與無支撐的織物接合部位由于織物的不同膨脹而導致織物變形產生不同形式，從而影響服裝的外觀。3.1.3 可成形性 可成形性定義為織物彎曲剛性和低張力下織物延伸性的乘積。當其被用于服裝面料生產中時，它被用來測試織物抗經向、水平壓縮應力而不產生皺折的能力。對輕薄型西裝面科加果可成形性低于約025m3，則沿著線縫由于縫紉作用，縫紉針、線的粗細，線的張力和超喂縫紉等將壓縮施加于織物而極易產生皺紋。這個可成形性的下限必然會隨著縫紉針的規(guī)格，線的粗細和線的張力等參數的改變而改變。如果經向可成形性過低，則

17、背縫和邊緣有危險（可能產生問題)，緯向可成形性過低，則在部分部位如衣袋等容易產生問題。3.1.4 延伸性 延伸性是在特定負荷下測試織物的延伸能力，FAST系統(tǒng)調試延伸性能分別在三個負荷下進行：5g/cm；20gcm； 100g/cm。延伸性過高和過低都會產生問題，E5和E20的差值用來計算織物的可成形性。E100值被用于FAST控制圖上的延伸性能測試。該值如果低于大約2，則表明織物在縫線超喂中難以伸展，而且還會影響袖子的制造工作，使它難以產生豐滿性。延伸性值過大也是個問題。延伸性沿經向約超過4，緯向約超過6，在疊布時都會產生問題，因為該織物在裁剪前已拉拉伸，這樣就要影響后來的尺寸。但如果在疊布

18、時采取積極式喂布，這就將不成為問題丁，高的延伸性在裁剪時也會產生問題，除非將織物放在諸如真空臺板上固定進行裁剪。通常高的延伸性意味著在縫制中需要更高的專業(yè)技術水平對織物加以控制，才能在長的無支撐的縫線上獲得優(yōu)良的外觀和花型的匹配。3.1.5 彎曲剛性 彎曲剛性是測試彎曲織物所需要的力。這一織物性能與織物的重量和厚度關系較緊密?？椢锷吓c彎曲剛性有關的重要問題常發(fā)生于彎曲剛性值過小，這也是引起織物可成形性低的原因之一，由此而引起的有關問題上面(已提到了，由FAST指紋圖也可以看出，彎曲剛性值約低于5時，無論可成形性怎樣也會產生問題，這類織物，由于容易彎曲，所以將難以處理和縫紉。3.1.6 剪切剛性

19、 剪切剛性是調試織物在其自身交織成網格的平面上可變形的難易性，這對織物三維成形是一個重要的機械性能。像其它織物性能一樣，如果剪切剛性過大或過小，剪切也是個問題。剪切剛性約低于30Nm，織物將由于變形太容易以至于在疊布和縫紉中產生問題。相反，如果剪切剛性超過約80Nm，則織物持難以超喂，造型和使袖頭部位豐滿。3.1.7表面厚度表面厚度是指織物在2gfcm2壓力下的厚度與在100 gfcm2的厚度差值。這資料表明了織物表面毛絨長度或蓬松度，它可被用來精確地測定織物用何種表面整理形式而獲得的均勻性，如刷毛、縮絨、剪毛或燒毛。3.7.8 松弛表面厚度松弛表面厚度是測定織物在蒸汽或水中松弛處理后的表面厚

20、度，沒有獲得穩(wěn)定整理的一種織物其松弛表面厚度值與松弛處理前的表面厚度比，將會顯示增加，所以它也是測定織物在制衣過程中手感和外觀的可能變化的程度。在這個測定方法中，采用的松弛方法一定要陳述，因為汽蒸與水將會給予不同的結果。對于洗服裝，在蒸汽中松弛將更合適，因為它與服裝在最后的壓燙和今后的使用中的外觀發(fā)生的變化有更直接的聯系。在此對表面厚度的增值無用制，它取決于服裝制造商按照增值對織物手感和外觀影響的可接受程度來決定的。作為參考，由一個非專家小組發(fā)現，對最終表面厚度約為0100mm的織物來說，0，08mm的增值就足以感覺出差異了。3.7.9 織物重量 織物重量是指織物每平方米的克數，它沒有用制范圍

21、。但能影響許多上述的織物性能。按照常規(guī)，織物重量越輕，則彎曲剛性值越低。值得注意的是，研究者發(fā)現由FAST系統(tǒng)測試的織物性能在許多場合并不分開獨立來預測織物的縫制性能。如果一種織物僅僅一個性能指標低于建議范圍，不一定能顯示該織物有問題，但如果與另外一個性能綜合影響，則產生問題的可能性也就會增加。上面提到的性能測試范圍，主要取決于操作工的技術，設備的質量及服裝的設計，所以僅僅提供指導方向。所有的極限范圍應該由面料使用者根據經驗和與消費者的商討來決定。3.2 測試結果的指導作用3.2.1 對織物供應商3.2.1.1 幫助織造部門開發(fā)新型織物為了在競爭是取勝，各織造廠商常?？块_發(fā)新型織物來吸引顧客，

22、但是在開發(fā)新產品的現時，廠商又面臨了極大的潛在風險，如何在保證產品質量的前提下，推陳出新，生產出滿足服裝加工需要的新型織物，成為亟待解決的重要問題，在這方面，FAST可能提供一定的技術幫助。尤其是對于后整理工藝方面的選擇優(yōu)化?？椢锖笳砑庸つ芨淖兛椢锏谋砻嫘阅?，進而影響到織物的外觀和手感。因此，織物在裁剪之前，通過對其表面性能微小變化的測試，能檢測出織物的外觀和手感變化。此外，整理的織物穩(wěn)定性也可被評估，使用FAST1能夠獲取這些測試數據。例如，某公司生產的織物通過下列三種不同的工藝路線進行后整理， 路線A：適合于該類織物的標準工藝路線。 路線B：為生產出具有較好延伸性的織物而設計的一種工藝路

23、線。 路線C：適應顧客的要求，生產出手感爽挺的織物而設計的一種工藝路線。在對比FAST1的測試結果之后，公司做出了結論是：路線B改善了縫制性能，而且有可能提高其穿著舒適性，但這要以使織物變厚門幅變窄為代價。路線C對織物的縫制性能產生相反的影響。這種情況下，公司就要與顧客商討，對無法兼顧的成衣性和爽挺性兩方面進行權衡，并且對于折衷的辦法是否可行做出結論。 對于最適合的后整理路線的選擇取決于其成本和顧客的要求。FAST能定量地表示各加工法之間的區(qū)別，并提醒后整理人員、注意在選擇不同的后整理路線時可能出現的潛在問題。3.2.1.2 確保生產質量的一致性在織造過程中，很難保證批量生產的織物與樣品之間，

24、批貨與批貸之間具有完全一致的性能，而FAST可以為我們提供有關依據，確保產品在間斷生產中質量是一致的。有FAST檢驗達標的織物，我們采用隨機抽樣檢測以保證其一致性，而對于FAST檢驗性能在“邊界線”上，我們認為可疑的織物，可以一匹一匹地檢測以肯定織物的質量，至少，如果發(fā)現織物有些性能在邊界線上可能導致問題，可以事先通知買主，他們知道這點后，就會在其生產過程中采取措施。3.2.2 對服裝加工者3.2.2.1 確保紡織品采購的質量織物樣品和大批購進的產品在縫制時常常出現較大差異，利用常規(guī)的檢測程序很難預測，這時就需要借助于FAST技術，對服裝面料質量的變化在鋪放、剪裁、裁制之前檢測出來。例如，對于

25、織物縫制性能的預測，引起縫線皺拱最常見的原因是： 織物的可成形性差,這與延伸性彈性和彎曲剛度硬挺度有關;織物斜角方向尺寸不穩(wěn)定性(不向的條件下，有收縮或伸展的趨勢)。FAST測出這些參數，即使不能退貨也可采取一些補救措施。 若事先發(fā)現可成形性有問題，就要求特別小心地操作以便縫出能被人們接受的縫線。換言之，若生產線上事先提醒注意有關問題，那么生產時就可通道多種辦法進行調節(jié)，縫制出令人滿意的產品。若事先預測出過渡收縮是一大問題，可讓織物預縮或稍微改動一下裁剪樣板，以補償其收縮。3.2.2.2 分析出現產品質量問題的原因生產工序中的任何一道處理不當都會產生質量問題，應用FAST技術可以迅速而準確的找

26、出問題的關鍵，例如：有一塊織物在制衣(裁剪、縫制及壓燙)各工序出現的問題較少，而在成衣儲放及穿著過程中，服裝后背及側面的接縫卻會產生不服帖的現象。成衣商用FAST對該織物進行測試、分析后，認為上述現象是由于面料的可成形性較差造成的?？椢锏目沙尚涡杂蓮澢鷦偠燃把由煨耘缮Ｌ岣呖椢锏目沙尚涡缘淖詈唵畏椒ㄊ且缘蛷埩に囍匦抡砜椢?，以增大其延伸率。通過織物生產商對織物整理(使用連續(xù)罐蒸機)，提高經向可成形性，獲得了滿意的效果。3.2.2.3 降低加工成本服裝加工廠商常常按照客房的實際需要選擇最經濟的生產工藝，采用了FAST技術之后，就可以針對不同的生產工藝對產品質量進行預測，恰當地選擇合適的工藝流程

27、。例如：對于潤濕預縮的選擇，潤濕預縮是用冷水或熱蒸汽對成品呢絨中的應力加以消除的加工，對重量190g/cm2-240g/cm2的全毛或毛含量高的織物，經向的松弛收縮很高，這是引起服裝尺寸變化的原因，而經潤濕預縮加工，可減少松弛收縮，同時提高織物延伸性，使縫紉方便，避免縫線起皺。但潤濕預縮不是對所有毛織物有松弛收縮作用(如45毛55毛)，而且潤濕預縮是一個高消費的加工。而采用FAST系統(tǒng)后，可預測織物的松弛收縮值，根據值的大小和服裝的種類，決定裁剪前是否要先潤濕預縮，從而降低加工成本。結語： 1. 織物客觀檢驗是一個發(fā)展趨勢，不僅僅是因為它指點服裝剪裁并指出織物在服裝制作時會出現的問題，更重要的

28、是它能向提高自動化，采用全面質量管理和迅速反饋信息方面靠近，而后者是未來我國紡織行業(yè)亟待發(fā)展的方向。2. 為了找到統(tǒng)一的定量化評價織物的標準，科研工作者作了大量的研究工作。目前較成功的、也是有代表性的測試系統(tǒng)是KESF（Kawabata織物風格評價系統(tǒng)）和FAST（Fabric assurance by testing simple testing），因此本文也就著重研究這兩套測試系統(tǒng)。3. 通過FAST技術與KESF技術在原理和應用上的對比，可以得出：KESF價格昂貴，而FAST現在的市場價格只是KESF的四分之一，便于我國中小企業(yè)引進使用。由于測試的指標數不同，KESF系統(tǒng)，從測試織物的拉伸、剪切、彎曲、壓縮、表面和厚重等六項性能，共考核16項指標，作完全套檢驗需要4小時左右；而FAST系統(tǒng)是有選擇地只測試8個指標，測試指標就減少了一半，大大提高了檢測速度。參考了王革