蓄熱調(diào)溫襪設(shè)計與生產(chǎn)

陳紹芳，劉曉東，張玉紅

(成都紡織高等?？茖W校紡織工程學院，四川成都 611731)

蓄熱調(diào)溫襪設(shè)計與生產(chǎn)

陳紹芳，劉曉東，張玉紅

(成都紡織高等?？茖W校紡織工程學院，四川成都 611731)

針對夏季運動和冬季運動對襪子的性能要求，以蓄熱調(diào)溫混紡紗為原料，使用計算機輔助設(shè)計系統(tǒng)設(shè)計出適合于夏季運動穿著的網(wǎng)眼船襪和冬季運動穿著的毛圈中統(tǒng)襪，并在全電腦織襪機上編織生產(chǎn)，測試了蓄熱調(diào)溫襪的保溫性能和調(diào)溫性能，結(jié)果表明調(diào)溫襪具有優(yōu)良的保暖性能和調(diào)溫性能。

蓄熱調(diào)溫纖維 相變材料 襪子 保溫性能 調(diào)溫性能

襪子是人們生活中的必需品，起著保護穿著者足部不受磨損壓迫、保持足部皮膚的溫度、方便行走或運動等重要作用，其種類繁多，運動襪便是其中一種。運動襪要求質(zhì)地粗厚，結(jié)實耐磨，同時穿著舒服，能保護好腳，跟普通襪子相比具有一定的功能，比如緩沖抗磨、吸濕排汗、保暖透氣、高彈防滑等[1]。目前市場上的夏季運動襪和冬季運動襪以平紋棉襪為多，夏季運動穿著時足部溫度高、易出汗且不易散熱和排汗，冬季運動穿著時保暖性差、不易排濕和透氣，這就催生了功能運動襪的開發(fā)。

以蓄熱調(diào)溫纖維紗線為原料，開發(fā)出更適合于夏季運動穿著的網(wǎng)眼船襪和冬季運動穿著的毛圈中統(tǒng)襪。蓄熱調(diào)溫纖維使用微膠囊包裹的熱敏相變材料，這種材料具有能以潛熱的形式，吸收、儲存和釋放熱量的功能。熱敏相變材料在溫度變化中，可以在固態(tài)液態(tài)間互相轉(zhuǎn)化，從而達到吸熱和放熱的效果，對溫度變化有緩沖作用，使溫度保持在一個舒適的范圍內(nèi)[2]。運動時穿著蓄熱調(diào)溫襪，運動產(chǎn)生的大量熱量被吸收儲存在襪子中，從而降低足部的溫度。當足部的溫度降低時再將這些能量釋放，從而降低濕度和維持足部的溫度恒定，以達到蓄熱調(diào)溫和保暖效果，提高足部的熱濕舒適性。

1 編織工藝

1.1 設(shè)備參數(shù)

機器：偉煥WH-6F-A2全電腦織襪機

筒徑：88.9mm(3.5")

路數(shù)：6F

針數(shù)：144枚

機速：240～300r/min

該襪機為毛圈平紋兩用機，可編織毛圈襪和平紋襪，它有1個主編織系統(tǒng)和5個提花系統(tǒng)，主編織系統(tǒng)安裝8個導紗器，1號和2號提花編織系統(tǒng)安裝2個導紗器，3號、4號和5號提花編織系統(tǒng)安裝3個導紗器。導紗器可根據(jù)需要進入工作和退出工作。該襪機具有可以在襪子每橫列可織入1個主色和5個輔色、同一橫列6色、在襪子花型上能達共13色互換、全編織系統(tǒng)由電腦控制，采用步進馬達調(diào)整線紗張力和壓針密度等特點。

1.2 原料選擇

面紗為白色32s/1、40/60 Outlast粘膠型蓄熱調(diào)溫纖維/滌綸纖維混紡紗，底紗為2075錦氨包覆絲，扎口線為70D錦綸絲，襪口加100D橡筋紗。

為保證整只襪子的面紗都為蓄熱調(diào)溫混紡紗，在穿紗方式上，主編織系統(tǒng)8個導紗器按從左至右排序，1號導紗器穿錦氨包覆紗，4號導紗器兩個導紗孔中，前孔穿蓄熱調(diào)溫混紡紗，后孔穿錦氨包覆紗，5號導紗器穿扎口線，8號導紗器穿蓄熱調(diào)溫混紡紗。

2 工藝路線

織造→縫頭→定型→檢測。

3 蓄熱調(diào)溫襪設(shè)計

3.1 蓄熱調(diào)溫網(wǎng)眼船襪設(shè)計

夏季天氣炎熱，運動時會產(chǎn)生更多的熱量，足部更容易出汗，為了散熱和排汗，需要穿著輕薄透氣的船襪。船襪的襪統(tǒng)尺寸短，其襪口一般在腳踝以下。運動時為了保證船襪的耐磨和透氣，其襪底、襪跟、襪頭需有一定的厚度，而襪面需有更好的散熱性和透氣性。

在設(shè)計船襪的組織結(jié)構(gòu)時，其襪底、襪跟、襪頭采用平紋添紗組織，使其具有較強的耐磨性。襪面采用具有網(wǎng)眼效應(yīng)的浮線添紗組織，使其具有較好的透氣性與蒸發(fā)性，更易散熱和排汗，穿著干爽不粘腳、不悶熱。除此之外，襪口采用1:1襯墊組織，并加入橡筋編織，使其具有較好的彈性和延伸性，并保證運動時不易下滑和移位。同時為了保護足弓，足弓部位采用3:1襯墊組織，并加入橡筋編織，以形成防滑帶，提高彈性和延伸性，運動時不易下滑和移位，保護足部不易疲勞或疼痛。設(shè)計的網(wǎng)眼船襪的款式結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

應(yīng)用與襪機配套的計算機輔助設(shè)計系統(tǒng)進行花紋設(shè)計及編織程序設(shè)計，針對襪口、襪統(tǒng)及襪腳等部位進行設(shè)計，主要內(nèi)容包括橡筋的襯入方式、色紗形成的色彩花紋圖案以及使用的導紗器等。設(shè)計的網(wǎng)眼船襪為素色襪，只需要設(shè)計橡筋的襯入方式和使用的導紗器，不需要設(shè)計花紋圖案。完成了花型設(shè)計與編輯后，通過U盤輸入襪機控制系統(tǒng)中的編輯器里，從而達到生產(chǎn)各種襪子的目的[3]。

在設(shè)計網(wǎng)眼船襪時，襪口橡筋采用1:1方式墊入，足弓的橡筋采用3:1方式墊入，主編織系統(tǒng)中的導紗器選用第1個導紗器(R1)和第8個導紗器(R8)。網(wǎng)眼船襪花型設(shè)計圖如圖2所示，該設(shè)計系統(tǒng)主界面中視圖1為用于設(shè)計花紋圖案的添紗視圖，視圖2為設(shè)計主梭視圖，視圖3為設(shè)計橡筋墊入方式視圖。在全電腦襪機上生產(chǎn)出的網(wǎng)眼船襪如圖3所示。

圖1 網(wǎng)眼船襪款式結(jié)構(gòu)圖

圖2 網(wǎng)眼船襪花型設(shè)計圖

(1)正面 (2)反面

3.2 蓄熱調(diào)溫毛圈中統(tǒng)襪設(shè)計

冬季天氣寒冷，運動時需防寒保暖，也要運動輕便，更要注意防止運動產(chǎn)生的熱量散發(fā)不出去形成水汽，從而導致襪子變濕，使足部溫度降低造成凍腳，需要穿著保暖透氣的毛圈中統(tǒng)襪。毛圈中統(tǒng)襪的襪口一般在腳踝以上和膝蓋之下，除襪口之外，整只襪子的反面都有毛圈，毛圈松軟，襪子豐滿厚實，彈性、吸濕吸汗性、保暖性好，比普通平紋襪穿著更加防滑舒適、御寒保暖、吸濕透氣、緩沖抗磨，非常適合冬季運動穿著使用。

在設(shè)計毛圈中統(tǒng)襪組織結(jié)構(gòu)時，其襪身全部選用毛圈組織，襪口采用高羅口，添加橡筋編織3:1襯墊組織，橡筋起到加固和增加彈性，防止在強力運動過程中襪筒下滑，減緩襪筒給腳腕部位帶來的淤痕。足弓部位加入橡筋編織3:1襯墊組織，提高彈性延伸性，運動時不易下滑和移位。設(shè)計的毛圈中統(tǒng)襪款式結(jié)構(gòu)圖如圖4所示。

圖4 毛圈中統(tǒng)襪款式結(jié)構(gòu)圖

應(yīng)用與襪機配套的計算機輔助設(shè)計系統(tǒng)進行毛圈中統(tǒng)襪花紋設(shè)計及編織程序設(shè)計，其設(shè)計方法與設(shè)計網(wǎng)眼船襪的方法一樣，只是襪口和足弓的橡筋都采用3:1方式墊入，主編織系統(tǒng)中的導紗器也選用第1個導紗器(R1)和第8個導紗器(R8)。毛圈中統(tǒng)襪花型設(shè)計圖如圖5所示，在全電腦襪機上生產(chǎn)出的毛圈中統(tǒng)襪如圖6所示。

圖5 毛圈中統(tǒng)襪花型設(shè)計圖

4 性能測試

將生產(chǎn)的蓄熱調(diào)溫襪進行保溫性能和調(diào)溫性能測試，同時采用與蓄熱調(diào)溫紗線密度相同的棉紗作為面紗編織毛圈中統(tǒng)襪和網(wǎng)眼船襪作為對比樣照。采用YG606平板式保溫儀測試襪子的保暖性，以保溫率、傳熱系數(shù)和克羅值反應(yīng)襪子在實際穿著時的熱舒適性。采用溫度變化法評價襪子的調(diào)溫性能，所測指標時間指數(shù)為襪子表面溫度上升或下降至規(guī)定溫度所需的時間與織物厚度的比值，其單位為min/mm[4]。其測試數(shù)據(jù)如表1。

表1 蓄熱調(diào)溫襪和棉襪的性能指標

保暖性是織物熱濕舒適性的重要指標之一，保暖性的大小取決于織物中靜止空氣的含量。傳熱系數(shù)越大，熱阻和保暖率越小，織物保暖性越差；傳熱系數(shù)越小，熱阻和保暖率越大，織物保暖性越好。從表1可以看出，兩款蓄熱調(diào)溫襪的熱阻和保暖率比兩款棉襪的要高，而傳熱系數(shù)比兩款棉襪的要小，說明兩款蓄熱調(diào)溫襪的保暖性要比兩款棉襪好。兩款蓄熱調(diào)溫襪的升溫時間指數(shù)和降溫時間指數(shù)都比兩款棉襪的要高，說明蓄熱調(diào)溫襪的調(diào)溫性能要比兩款棉襪好。

5 結(jié)語

隨著科技的發(fā)展和人們穿著水平的提高，以及對運動的崇尚，功能性襪品的開發(fā)將成為新的發(fā)展趨勢。蓄熱調(diào)溫纖維作為一種新型智能纖維，具有雙向溫度調(diào)節(jié)作用，可改善紡織品熱濕舒適性，并且其吸熱和放熱過程是自動、可逆、無限次的[5]，以其為原料生產(chǎn)的蓄熱調(diào)溫襪具有優(yōu)良的保溫性能和調(diào)溫性能，必將會受到更多廠家和消費者的關(guān)注，具有更加廣闊的市場前景。

[1] 涂建雯,李敏.功能性襪品開發(fā)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].針織工業(yè),2011(4):22-24.

[2] 董家瑞.Outlast空調(diào)纖維的性能及其應(yīng)用[J].針織工業(yè),2007(3):32-34.

[3] 張衛(wèi)紅,郭振華.電腦提花襪的設(shè)計原理與方法[J].紡織導報,2011(9):117-119.

[4] 王琳,曹秋玲.Outlast腈綸型空調(diào)纖維保暖針織面料的設(shè)計開發(fā)[J].河南工程學院學報,2012(2):9-13.

[5] 韓娜,張榮,張興祥.儲熱調(diào)溫纖維的研究進展(2)[J].產(chǎn)業(yè)用紡織品,2011(4):1-6.

DesignandProductionofThermo-regulatingSocks

CHENShao-fang,LIUXiao-dong,ZHANGYu-hong

(Textile Engineering School, Chengdu Textile College, Chengdu 611731)

Aiming at the performance requirements of socks for summer and winter sports, taking thermo-regulating blended yarn as raw material, the computer-aided design system was used to design mesh ankle socks for summer sports and terry knee socks for winter sports and produced on computerized jacquard hosiery machine. The thermo-regulating and insulation properties of them were tested and the results showed that these socks had excellent insulation and thermo-regulating properties.

thermo-regulating fiber phase changing material socks insulation property thermo-regulating property

2017-07-16

四川省教育廳科研項目(14ZB0324)

陳紹芳(1983-)，男，碩士，講師，研究方向：針織新產(chǎn)品的研究與開發(fā)。

TS184.5

A

1008-5580(2017)04-0126-04