大學本科畢業設計（**）文獻綜述報告
文獻綜述報告
織物防水效能自動識別系統的研究
張×三(電腦科學與技術03(1)班 031212***x)
1 前言
所謂防水效能是指織物外側的水不會穿透織物，浸到內側，也即通常所說的表面抗濕性。防水透濕紡織品是新型高檔面料中較重要的一類，近年來發展迅速，廣受歡迎[1~2]。
防水透濕性織物的用途很多[2]，比如戶外衣著有外套、棉襖、夾克、風衣、防寒抗濕服等；家飾布類有桌巾、沙發布料、浴簾等；雨具布有雨衣、雨傘布、雨棚布等；特種服裝有醫護人員的工作服、手術服、化學防護衣、軍用服裝、消防服、浸水作業服、酸鹼防護服等；此外還有露天貨站或汽運用篷蓋布、鐵路敞篷車用篷蓋布等。
防水透濕性織物的用途如此大，國內製造商競相加入開發研製的行列，並且應用範圍也會日益廣泛[3~4]。因此研製防水透濕效能好的織物成為紡織領域的熱門研究內容之一，同時相關檢測裝置研製也顯得尤其重要。
2 織物防水性檢測現狀
織物防水效能等級評定時，傳統的評定方法是評定者在一定的光照條件下通過人眼來對比實驗樣品和標準樣品**而得出結論。這種方法受評定者心理狀態和生理狀況的影響太大，而且主觀因素會使判別產生偏差，並且容易因疲勞而產生誤檢，因此評定誤差大，一致性不好而且效率不高。為了克服主觀因素的干擾，就要尋找一種客觀有效的評定方法。
紡織品的定量檢測，許多都是色度、形狀、位置、分布等表現引數的測定，因此非常適合採用計算機影象處理技術[5]。其成功應用的有：色度的檢測、織物疵點的檢測、紗線的均勻度檢測、混紡比的測定還有織物密度的測試等等。
計算機影象處理技術具有很多優點，但目前在紡織品定量檢測領域的應用還不多，主要的原因有專業開發人員由於不了解紡織品檢測的實際狀況，往往只注意高、精、尖的實時**檢測專案，而忽略了常用的、大量的、相對簡單的非實時離線實驗室檢測專案的開發，還有紡織品檢測人員對數字影象處理技術認識不多等等。
2.1 aatcc紡織標準的介紹
aatcc(american association of textile chemists and colorists 美國紡織化學家與染色家協會)是辨別與分析紡織品的色牢度、物理效能和生物效能的非官方機構。最初是由美國140多位紡織業巨頭於2023年11月3日在波士頓發起成立的地區標準化機構，其工作領域為: 制訂試驗方法標準、資訊發布、教育培訓及技術交流。
經過數十年的發展，aatcc不僅擁有先進的實驗室，專門用於制訂和改進試驗方法標準的研究，而且已經成為當今世界紡織領域具有國際權威的標準化組織，是對許多國家紡織品出口檢測影響較大的標準之一[6~7]。
在wto的框架下，從2023年1月1日開始，全球的紡織品服裝**將取消所有的配額，實現完全的自由化，傳統的**壁壘將被更嚴格的**技術壁壘所取代[10]。
目前國內外織物防水效能的標準主要有以下幾種[8~9]:
中國國家標準：
● gb/t 4745-1997《紡織織物表面抗濕性測定沾水試驗》
● gb/t 4744-1997《紡織織物抗滲水性測定靜水壓試驗》
● gb/t 14577-1997《紡織拒水性測定邦迪斯門淋雨法》
中國行業標準：
● fz/t01004-1991《塗層織物抗滲水性試驗方法(靜水壓試驗)》
國際標準：
● iso 4920:1981《紡織織物表面抗濕性測定噴淋試驗》
● iso 811:1981《紡織織物抗滲水性測定靜水壓試驗》
● iso 1420:1987《橡膠和塑料塗層織物抗滲水性測定靜水壓試驗》
日本標準：
● jis l-1092《紡織品抗水性靜水壓實驗 a》
美國紡織化學家和染色家協會標準：
● aatcc21-83《拒水性靜態法吸水測試》
● aatcc76-83《拒水性動態法吸水測試》
● aatcc-22: 1996《紡織織物防水性試驗：噴淋試驗》
● aatcc22-2001 《防水性：(沾水、淋水試驗)》
● aatcc35-2000《防水性：防止雨水測試》
● aatcc42-2000《防水性：滲透作用測試》
● aatcc127-2003《織物防水性靜水壓》
美國標準：
● astm d751-95《塗層織物抗水性測定》
● astm d3393《塗層織物防水性標準說明》
德國標準：
● din 53888 《織物拒水性測定邦迪斯門淋雨法》
● en 20811-1992 《紡織纖維-耐水滲透性的測定.靜水壓試驗》
● en 24920-1992 《紡織品.織物耐表面浸濕性的測定(噴霧試驗)》
但是按照這些標準的測試方法都是靠人工來完成的。
2.2織物防水性測試常用方法
織物的防水性測試，大體分為實地測試、模擬測試和實驗室測試3類[10]。
實地測試，其花費較大，時間較長，一般需花費半年到一年或更長的時間。實驗期間，定期測試織物的防水性，從而得出其實用性，資料一般比較準確。
模擬測試，環境控制室則成為必不可少的條件，用來模擬各種天氣環境和人體運動狀態，測試防水性。環境控制室中裝有人工雨塔，可把水從l0m高處以450l/m·h的流量如暴雨般地洩向人體模型，直徑約為5mm的水滴從頂部2000個孔中噴出，其速度約為40km/h，這種測試手段與前者相比一般時間較短，但花費很高。
實驗室測試，花費少，時間短，能夠得到相對結果，較為實用。其主要方法包括靜水壓測試、噴淋試驗和吸水性實驗。靜水壓實驗[11]是一種由里向外的實驗方法，就是將織物固定在密閉容器的一面，在標準大氣壓的條件下充水並持續恆加水壓。
觀察並記錄在多大的水壓下織物的背面滲出水珠，此時測得的水的壓力就是靜水壓，織物所承受的靜水壓值越大其防水效能就越好；噴淋試驗是一種由外向內的實驗方法，就是從一定的高度和角度向待測織物連續噴水，測定浸透時間或吸收的水量或觀察試樣的水漬形態等，通過五個級別的評定，確定防水效率；吸水性實驗就是測定織物在水中浸漬一定時間後的增重率，這種測試方法比較簡單、方便。
我們研究的主要是織物防水效能的實驗室測試方法。
2.3國外研究現狀
防水性織物的開發、使用在歐美和日本等先進國家已有二十多年的歷史了。隨著人們對織物功能的要求越來越高，同時也因為人類生存環境的不斷變化，使得這一類織物更具有遠大的開發潛力。因其市場廣闊，西方發達國家已把其列為面向21世紀的高科技產品，並已投入大量的物力、財力競相開發研究。
在開發研究防水性織物的同時，也帶動了防水效能測試的研究和開發。
按照實驗室測試的靜水壓方法進行織物的防水效能的測試，國外一般按照能承受的靜水壓值的大小分為靜壓頭實驗儀和牧林水壓實驗儀[12]。
美國schmd****按照as***751-95《塗層織物標準測試方法靜態抗水性程式b上公升水柱測試儀器》的要求製造了織物抗水性的儀器model texttest fx3000。結構示意圖如圖1所示。
美國standex****按照as***751-95《塗層織物標準測試方法靜態抗水性a牧林類測試儀器》的要求，製造了手動操作的牧林水壓測試儀—hj型。結構示意圖如圖2所示。
圖1靜壓頭測試儀結構圖2手動式牧林水壓測試儀結構
噴淋方法採用aatcc標準。下面介紹一下噴淋試驗的測試流程和方法[13~14] ：
a) 原理
在特定條件下將水噴灑在織物繃緊的表面，從而產生與織物防水防潤濕相關聯的潤濕痕跡，通過比較潤濕痕跡與標準**，評估織物的防水能力。
b) 器材和裝置(見圖3)
a) aatcc噴灑器
b) 燒杯(大口杯)
c) 去離子水
c) 測試樣本
樣本必須具有180×180mm(7×7inch)的尺寸，測試前必須在21±1°c，rh(相對濕度) 65±2%條件下放置4小時。
d) 操作步驟
a) 用乙個直徑為152mm(6inch)的金屬圈將樣本拴在樣本固定器上，使樣本產生乙個平滑無皺紋的待測表面。
b) 將裝有樣本的樣本固定器放置在測試器上，調節其位置使噴水形成的痕跡與金屬圈的中間一致，對斜紋，斜紋類華達呢，珠地，和類似稜紋的布類，紋路的方向與水流出樣本的方向斜向交叉。
c) 在燒杯不觸動噴水裝置的情況下將250ml，溫度為27±1°c的去離子水用25-30秒時間噴灑在樣本上，若噴水時間過長或較短.，都需檢查噴水嘴是否堵塞及擴大。
d) 噴完水後用手握著金屬圈的一端，用小錘敲圈的另一端一次，旋轉180°再重複一次。
圖3 淋水實驗台圖4 aatcc標準等級圖表
e) 評估定級
敲完後立即與標準等級圖比較，評估被水沾濕的痕跡，與之最接近的標準圖表的級數就是其相應的級數。居間的級數可用其間的50%或更高階數，對鬆散梭織物、多孔性織物(如薄紗等)，任何水通過織物敞開部份的通道不能看做是潤濕的部份。aatcc標準等級圖表見圖4。
aatcc-22:1996《紡織織物防水性試驗：噴淋試驗》防水標準見表1。
表1 aatcc-22:1996織物防水效能判定標準
隨著計算機技術的迅速發展，和人們對檢測精度和效率的要求。t.noda[15]等人提出了採用影象處理的方法來評定服裝面料的防水效能，他們採用的標準是jisl 1092。
方法就是所有樣品都根據jisl 1092法，用這台裝置作噴灑試驗來進行評定。將這些樣品通過影象資料計算出水滴數量、水滴面積以及面積的平均值和最大值等統計值，然後與jisl 1092的標準噴灑試驗值圖表進行對比，其值為5~1。為了識別水滴他採用「中國白」溶液來識別。
其影象處理系統如圖5所示。
圖5 影象處理系統
由結構圖可以看到，jisl 1092法的影象攝取裝置是乙個封閉的，而噴淋實驗是在開放的空間內進行的；t.noda採用了「中國白」溶液，而噴淋實驗採用的是去離子水；同時jisl 1092方法比較古老，裝置龐大，費用較高等等，因此此方法不符合我們的要求也不適合我國國情。
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