免费热线:400-82-13149

24小时服务热线:13671843966

织物光泽测试技术
来源:未知     发布时间:2019-04-23 17:22    次浏览    大小:  16px  14px  12px
织物光泽是织物视觉风格的主要指标之一,也是评价其外观质量的重要依据。无论是服装还是装饰用纺织品,在某种情况下其光泽性能都有可能表现出一种独特的形式美感,对人的审美情趣有较大影响,成为不可或缺的美学因子。
织物光泽是织物视觉风格的主要指标之一,也是评价其外观质量的重要依据。无论是服装还是装饰用纺织品,在某种情况下其光泽性能都有可能表现出一种独特的形式美感,对人的审美情趣有较大影响,成为不可或缺的美学因子。因此织物光泽设计和表现对织物视觉效果的改进与成品风格的提升均有重要的意义。同时织物光泽的测试评价技术又是织物表面光泽设计、工艺改进和质量控制的依据。
 
在20世纪60年代末已有国外学者开始重视对织物反射机理和织物光泽视觉评价的研究,自80年代起国内对织物光泽的研究也逐渐增多,如姚穆研究团队持续了20多年研究,提出了众多理论、测试方法和分析方法[6-10];专家学者还研制了许多专用的光泽仪,能够从不同方面测定织物的光泽性能。然而目前国内外还没有一种理想的符合人眼视觉原理的客观评价技术。本文对织物光泽的相关理论、评定方法进行了概述,对织物光泽测试技术存在的问题进行了分析,同时根据计算机视觉和图像分析技术的发展,展望了织物光泽测试技术的发展方向。
 
织物光泽评定方法
织物光泽的评价模式有光泽和光泽感之分,即在评价织物光泽时并非抽象或孤立地仅考虑光泽量大小,而应结合光泽质感这一与心理因素有很大关系的概念。如涤纶的仿真丝感可接近于同类真丝织物[11],毛织物追求的类似肥壮骡马毛背的光泽感(即膘光)等[20],表明织物光泽的评价是一个复杂问题。目前常用的评定方法可分为感官评定法和仪器测试法。
2.1 感官评定法
感官评定法是凭人的视知觉对织物的光泽感作出的相对优劣主观评定。通常对不同织物的光泽进行比较时广泛采用秩位法,即对需要评定的织物在一定规则下,由几个检验人员分别按各自的判断对光泽排定优劣秩位然后根据每种织物的总秩位数来评定这几种织物的优劣;或者由一个检验人员对几个织物的光泽作反复评定,排定每次评定的优劣秩位,再求总秩位。排秩位只能相对地比较出织物光泽感的优劣,不能得出定量数值。例如有文献[9]采用10分制主观打分的方法对50种不同类型的织物进行光泽评定,得到了反光亮度和各向亮度差异率的人工评分,从分数线上只能看出试样之间光泽感的差异。
2008年 M Gundola等[21]通过采用大容量试样实验研究方法制定出用于织物光泽评分的量化表,并通过实验证实了依据该表的主观评定与光泽计测试值ΔY 之间高度相关,统一了感官评定的量化标准,提高了准确度。织物光泽的感观评定法具有简便、快速的优点,但它只能有效地计量织物整体的光泽,无法区分光泽的构成不能充分描述光泽的状态。而且主观评价的性质决定了它始终无法克服人为因素的影响。
 
2.2 仪器测试法
受织物光泽理论的影响,织物光泽仪器测量的物理量主要取自以下几个方面:①织物表面反射光光强;②织物表面反射光的分布及方向;③织物表面反射光中各种不同类型反射光组分及结构比例。实践中较有代表性的测试方法主要包括镜面光泽度测试、对比光泽度测试、偏光光泽度测试及其他测试等。
2.2.1 镜面光泽度测试
镜面光泽度主要针对织物的反光光亮度,其测试方法是应用物体正反射光的强度、反射率等来评价织物的光泽。对于材质均匀、光滑的表面,一般只存在定向反射成分,这一指标多用于纸、涂料、搪瓷等的光泽测定。织物光泽的定向测试有采用这一指标的,如对不同色调染色的丝织物,光线沿织物经向入射,入射角为60°及45°时测试结果与视觉评价有较好的相关性。对于光泽较强的平板试样,宜采用镜面光泽度,但对表面凹凸不平的织物有偏差。
2.2.2 对比光泽度测试
对比光泽度测试以两种不同条件的反射光束的比来表示,根据条件可选择对比度光泽度、二维对比光泽度、三维对比光泽度、NF对比光泽度、杰弗里斯对比光泽度等。
对比光泽度法是现行纺织行业标准《FZ/T01097-2006织物光泽测试方法》采用的方法,纺织品的光泽度多用对比光泽度来度量。即通过测试织物的正反射光光强度及织物的漫反射光光强度,经过光电转换后应用(1)式计算出两者的比值得到织物的光泽度GC(也称为对比光泽度)。许多学者通过测量这一指标来研究不同织物(棉、毛及其混纺织物等)的光泽特征。
 
二维对比光泽度法可以选择合适的正反射角度进行光泽度测试,以获得与目测结果较为一致的效果。该方法以二维变角方法应用最为广泛,其最大的特点是入射角及接受角均可独立改变,结果以二维变角光度曲线的形式呈现。变角光度曲线的形状、高低及峰的个数不同,反映出织物光泽性质上的差异。一些文献中所提到的不同型号的日本变角光度仪、M524型织物光度测试仪及某些高校研制的变角光度仪[6-10]都具备此功能。
三维对比光泽度反映了与入射面垂直方向的光强分布,它与二维对比光泽度基本一致,适用于描述纤维制品的光泽度。其指标半高宽光泽度能很好地表示物体的平滑度,适用于测试织物光泽的量感。杰弗里斯对比光泽度法是目前我国比较成熟的织物光泽测试方法,它适用于波纹绸、缎子等弱捻织物及一些经纬方向性比较明显的织物[23],例如杰弗里斯光泽曲线可形象地表示出不同截面形状系数织物的光泽度[24],还可用于分析织物组织结构、紧度、粗糙度及染色等因素对织物光泽的影响。
由西北纺院研制和不断改进的多维变角光泽度仪具有多种光源配置,用计算机采样和分析数据,从二维变角曲线上提取的对比光泽度、峰值反射率、赤道带反射率、漫反射率及峰宽率等7种参数,与主观评价回归分析相关性好;一定程度上不仅可反映光泽度的“量”,而且能反映光泽度的“质”,有可能成为一种较通用的评价方法[9],但未见有后续深入研究的文献报道。
 
2.2.3 偏光光泽度测试
偏光光泽度测试是通过在变角光度仪的光源和受光器前加放偏光镜来测试织物的漫反射曲线,从而测得反映织物不同方向的内部反射光、表面反射光强度的物理指标,多用于区分内部和外部反射光。这里量的光泽度与二维对比光泽度有很好的相关性,内部反射与光的质感有关。质的光泽度特别适合棉与丝的光泽差异,其中二维漫反射曲线下的漫射光泽度不仅可以扩大以往对比光泽度难以区分织物光泽的差异,也能对总反射光量进行推测。
2.2.4 其他测试方法
(1)显微光泽计法 显微测试是光源以一定角度将平行光线投射在试样面上,通过显微镜作出被照试样面的放大实像,然后用带有狭缝光栅的受光器在影像上进行测量,求得试样微区反射曲线。例如,用显微光泽计测定丝织物的辉度分布,在辉度分布曲线上峰值之间的距离、峰值与谷值之比、峰的尖锐程度、平均值、规律性等能够表现光泽的不同[23]。显微光泽度较适合反映织纹对光泽的影响,适用于判别合成纤维与丝的光泽差异。
(2)图像结构分析法 A 安顿等[26]曾把地毯表面的透明照相底片,在一个指状的微量密度计上扫描输入到计算机中,由地毯表面的反射光形成的图象正确地描述了地毯的外观。该法利用图象结构分析来鉴定图像中地毯的反光点所呈现的黑色斑点数量、强度和面积,定性定量地分析出地毯镜面反射和总体光泽状态。图象结构分析还证实了早期织物光泽的鉴定方法,以主观上的等级板来评定镜面反射成分强度的合理性。
 
存在问题
仪器测试法是对织物光泽的客观评价,基于不同的织物光泽理论国内外研制的多种纺织专用光泽仪测试的指标有所不同。虽然测试指标很多,然而来自于不同的理论适用于不同的测试方法。由于各法的优劣在业内存在争议,有的仪器适用范围的规定却与评判顺序颠倒,其测试结果的可靠性也受到质疑[9]。目前存在于理论和应用领域的主要问题是:
(1)织物光泽的构成十分复杂,对织物光泽有较大
影响的因素包括纤维的表面形态、截面形状、内部结构,纱线的成纱形式、集合方式,织物结构的浮点密度、浮点形态,后整理方法等。由于现有织物光泽的理论和观点阐述光泽的变化规律是建立在分离、单独的模式下,忽略了织物光泽组成的整体性、多重性、复杂性特征,因此对织物光泽的完整认知与表征是有欠缺的。
(2)现有的测试方法是依据现有理论框架开发的,理论体系的系统性不完善导致测试方法的不足,没有一种测试方法能将同一织物中各种对光泽的影响要素组合起来测量;对于表达和解释织物各因素对光泽性能的影响存在局限性和偏差,测试结果难以指导织物表面的光泽设计、工艺改进和质量控制。
(3)现有理论和测试方法对织物的光泽(光泽感)虽有研究,但没有上升到人类视觉的延伸-仿真测试评价。只有仿真测试评价才能做到与目光基本一致,与主观评价相吻合。
(4)计算机对织物外观形态模拟是虚拟现实技术在网络上真实地展现产品的基础,现有的测试技术从理论和实践上都无法对织物光泽的特征化和再现理论提供支持。
(5)目前还缺少对织物光泽效果的统一评价标准,需要建立统一、规范的评价标准体系。