棉氨襪襯墊組織襪口拉伸性能研究

郭怡 王革輝

摘 要：對女士棉氨短襪的襪口拉伸性能進行了研究。測試了不同襯墊組織、氨綸絲排列的不同間距，以及不同伸長率條件下襪口的拉伸力和彈性回復率。發(fā)現(xiàn)：棉氨短襪襪口的彈性回復率主要受到伸長率影響，其他條件相同時，襪口彈性回復率隨伸長率增大而減小;拉伸力受到襪口組織結構、伸長率和氨綸絲間距3個因素影響，其他條件相同時，拉伸力隨伸長率的增大而增大; 1+1襯墊組織的襪口比3+1襯墊組織襪口的拉伸力小;氨綸絲排列的間距越大，襪口受到的拉伸力越小。

關鍵詞：棉氨短襪;襯墊組織;襪口;拉伸性能

中圖分類號：TS186.3? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：B? ? ? ? ? ?文章編號：1674-2346（2020）01-0007-07

服裝舒適性指穿著者對所穿服裝的綜合體驗，包括生理和心理兩方面的舒適，并且使穿著者達到自我實現(xiàn)和自我滿足。[1]襪子是服裝的重要組成部分，針對襪子的研究主要集中在熱濕舒適性和壓力舒適性兩部分。

針對熱濕舒適性研究，有學者提出用腳模法定量測試襪子的熱濕阻，[2]通過測試可獲得腳部皮膚表面舒適溫度模型。[3]也有學者探討了不同運動速度下穿運動襪腳部的熱濕舒適性情況。[4]另外，面料是影響襪子熱濕舒適性的重要影響因素。[5-6]

對襪子壓力舒適性的研究主要集中在襪口舒適壓力范圍研究[7-9]和壓力襪壓力分布研究兩方面[10-11]。其中襪口的舒適性對襪子整體的舒適性有很大影響，人們對襪子穿著要求可以歸納為穿脫順利、松緊適度、不滑脫、不扭轉4方面。[12]

襪口的延伸性影響到短襪是否能夠穿脫順利和襪口的松緊程度。通常，襪口的延伸性越好，若配合適當?shù)囊m口尺寸，可以達到既能穿脫順利，又松緊適度，有良好的襪口壓力舒適性。襪口的延伸性可以通過測試襪口的斷裂伸長率來表征，也可以通過測試一定伸長率下的拉伸力來表征。相同伸長率下，拉伸力越小，則表明襪口的延伸性越好。

襪口的彈性關系到襪子穿著一段時間后是否變得松弛而容易滑脫，彈性差的襪口容易變得松弛。襪口的彈性回復能力影響短襪經過反復的穿脫后襪口尺寸的穩(wěn)定性，如果襪口的彈性回復能力較差，則襪口的尺寸在多次穿脫后容易變大，導致短襪容易滑脫，造成穿著不舒適。

本文比較了1+1襯墊組織和3+1襯墊組織的女士棉氨短襪襪筒在采用不同的氨綸絲襯墊間距時的拉伸性能和彈性。

1? ? 女士腳踝圍的測量

1.1? ? 測量對象及方法

選擇成年女性110位，年齡跨度在18～30歲之間，身高體型不限，選擇范圍為東華大學在校的本科生與研究生。利用Human Solutions三維足部掃描儀對110位女性的左右腳進行掃描，提取左右兩腳的腳踝圍數(shù)據(jù)。

1.2? ? 腳踝圍測量結果與分析

共測得220個腳踝圍數(shù)據(jù)，因論文篇幅限制，這里只給出對測量數(shù)據(jù)的描述性統(tǒng)計結果（表1）和頻數(shù)分布（圖1）。

由表1可知，受試女性腳踝圍平均值為21.45cm，最小值為18.8cm，最大值為24.5cm，中位數(shù)為21.4cm，眾數(shù)為21.4cm。由圖1可知，腳踝圍為20～22cm的腳踝數(shù)為144，占比65.5%，比例最大;腳踝圍為22～24cm的腳踝數(shù)為58，占比26.4%，比例為第二;腳踝圍為18～20cm的腳踝數(shù)為14，占比6.4%，比例為第三;腳踝圍為24～26cm的腳踝數(shù)為4，占比1.8%，比例最小。

2? ? 襯墊襪口拉伸實驗

2.1? ? 實驗材料

實驗用襪子的襪筒采用襯墊組織。襯墊組織結構是在普通正反針內襯入氨綸絲，結構可分為3+1襯墊組織和1+1襯墊組織，即三正一反和一正一反兩種結構，如圖2所示。

織襪廠設定的襯墊紗線最小間距為2mm，據(jù)此，本文采用1+1和3+1襯墊組織分別織制了襯墊紗線（氨綸絲）間距為2mm、3mm、5mm和8mm的4種襪口。制作的襪口長度為7.5cm，展開后長度為15cm。圖3為襪口尺寸示意圖。

2.2? ? 實驗方法

襪口拉伸力和彈性回復率的測試方案設計采用正交實驗法。

實驗因素取組織結構、氨綸絲間距、襪口伸長率3個因素。組織結構取1+1襯墊組織和3+1襯墊組織2個水平，氨綸絲間距取2mm、3mm、5mm和8mm共4個水平，伸長率取20%、46.7%、73.3%? ?3個水平。

伸長率取值依據(jù)是：根據(jù)腳踝圍的測量結果得知，腳踝圍最小值為18.8cm，最大值為24.5cm。腳踝圍的平均值均為21.4cm。由于測量人數(shù)為110人，數(shù)量有限，將實際可能的腳踝圍數(shù)據(jù)范圍略作放大，取18～26cm。因此，女性穿著短襪時，襪口穩(wěn)定在腳腕處的尺寸相應的處于18～26cm范圍內，對應的襪口伸長率為20%和73.3%，伸長率的中間值為46.7%。

由于各因素水平個數(shù)不同，將實驗設計成混合水平的正交表L24（21？1？1），即實驗方案有24種。其中組織結構記為A，選取2個水平（A1，A2）;伸長率記為B，選取3個水平（B1，B2，B3），氨綸絲間距記為C，選取4個水平（C1，C2，C3，C4）。得到正交實驗的因素水平表。將實驗設計參數(shù)列于表2。

實驗儀器采用Instron萬能材料力學試驗機。

本文采用的實驗方法為：在溫度為（20？℃），相對濕度為（65？）%的恒溫恒濕室中進行。測試前，試樣在上述環(huán)境中調溫調濕至少24小時。上下夾頭間距為5cm，預加張力為0.2N，拉伸速度為100mm/min。分別進行拉伸實驗和伸長率為20%、46.7%、73.3%時的彈性實驗，同樣條件的實驗測試3個試樣，取3個試樣測試結果的平均值作為實驗結果。

3? ? 實驗結果與分析

3.1? ? 實驗結果

取襪口的拉伸力和彈性回復率作為實驗指標。正交實驗中襪口的拉伸力和彈性回復率的測試結果如表3所示。

由表3得到，9號實驗（3+1襯墊組織，伸長率73.3%，氨綸絲間距2mm）測得的拉伸力最大，為4.32N;16號實驗（1+1襯墊組織，伸長率20%，氨綸絲間距8mm）測得的拉伸力最小，為1.04N。10號實驗（3+1襯墊組織，伸長率20%，氨綸絲間距2mm）測得的彈性回復率最大，為99.7%;24號實驗（1+1襯墊組織，伸長率73.3%，氨綸絲間距8mm）測得的彈性回復率最小，為96.8%。

為了進一步分析織物組織、伸長率、氨綸絲間距及其之間的相互作用對襪口的拉伸力和彈性回復率的影響，首先對實驗結果進行方差分析。方差分析實質上是研究自變量與因變量的相關關系，以辨明某個因素對因變量是否有顯著性影響。本文實驗是水平數(shù)不等的正交實驗，可直接使用混合水平的正交表（表2）進行分析。

在多因素的正交實驗中，不但每個因素單獨對實驗起作用，往往兩個因素會聯(lián)合起作用，這種作用稱為這兩個因素的交互作用。交互作用在多因素的方差分析中把它當作一個新因素來處理。本文在實驗結果分析過程中，首先討論是否有交互作用的影響。再進行方差分析，確定對因變量有影響的自變量。最后進行相關性分析以確定對結果有影響的自變量與因變量之間的關系。

3.2? ? 分析討論

3.2.1? ? 拉伸力結果分析

首先，利用SPSS軟件對組織結構、伸長率、氨綸絲間距3種因素進行交互影響檢驗，結果如表4所示。

在統(tǒng)計分析中，因素之間相互影響的顯著性通常以P值作為標準，若P >0.05，則代表因素間沒有顯著影響。由表4可知，伸長率和氨綸絲間距存在交互作用的P值為0.997，組織結構與伸長率交互存在作用的P值為0.057，組織結構與氨綸絲間距存在交互作用的P值為0.972，P值都大于0.05，說明對于襪口的拉伸力，組織結構、伸長率、氨綸絲間距3因素中兩兩之間沒有交互影響。

用SPSS軟件對實驗結果進行多因素方差分析，結果如表5所示。

從表5可知，組織結構的P值為0.001，伸長率的P值為0.000，氨綸絲間距的P值為0.041，三者的P值都小于0.05，表明三者均會對襪口的拉伸力產生顯著影響。

對組織結構、伸長率、氨綸絲間距和拉伸力進行相關性分析，得到結果如表6所示。

由表6可知，伸長率與拉伸力之間的相關性系數(shù)為0.677，是正數(shù)，說明兩者呈正相關關系。而組織結構與拉伸力之間的相關性系數(shù)為-0.459，是負數(shù)，說明組織結構與襪口所受拉伸力呈負相關關系。氨綸絲間距與拉伸力之間的相關性系數(shù)為-0.433，是負數(shù)，說明氨綸絲間距和襪口所受拉伸力也呈負相關關系。因此，當其他條件一定時，襪口受到的拉伸力隨伸長率增大而增大;3+1襯墊組織的襪口所受拉伸力比1+1襯墊組織的襪口大;襪口所受拉伸力隨氨綸絲間距增大而減小。

3.2.2? ? 彈性回復率結果分析

用SPSS軟件對組織結構、伸長率、氨綸絲間距三種因素進行交互影響檢驗，結果如表7所示。

由表7可知，伸長率和氨綸絲間距存在交互作用的P值為0.970，組織結構與伸長率交互作用存在的P值為0.100，組織結構與氨綸絲間距存在交互作用的P值為0.829，三者P值都大于0.05，說明對于襪口的彈性回復率，組織結構、伸長率、氨綸絲間距3因素中兩兩之間沒有交互影響。

用SPSS軟件對實驗結果進行多因素方差分析，結果如表8所示。

由表8可知，組織結構的P值為0.426，氨綸絲間距的P值為0.679，組織結構和氨綸絲間距的P值都大于0.05，說明這兩者對于襪口的彈性回復率沒有顯著影響。伸長率的P值為0.000，說明伸長率對于襪口的彈性恢復率有顯著影響。

對伸長率和襪口的彈性回復率進行相關性分析后，得到伸長率對彈性回復率相關性系數(shù)為-0.743，是負數(shù)，說明伸長率與彈性回復率呈負相關關系。當其他條件相同時，襪口的彈性回復率隨伸長率增大而減小。

3.2.3? ? 不同襯墊襪口的拉伸力

由上述腳踝圍測量結果的分析可知，110名受測者的腳踝圍最小值為18.8cm，最大值為24.5cm。因測量人數(shù)有限，將腳踝圍的范圍適當擴大到18～26cm作為研究對象。則當襪口周長為15cm時，襪口在穿著時的最小伸長率為20%，最大伸長率為73.3%。

由表3可以得到，當伸長率為20%時，對于組織結構為3+1襯墊組織的襪口，氨綸絲間距為2mm的襪口拉伸力最大，為1.90N;氨綸絲間距為3mm的襪口拉伸力為1.81N;氨綸絲間距為5mm的襪口拉伸力為1.27N;氨綸絲間距為8mm的襪口拉伸力為1.05N。當伸長率為20%時，對于組織結構為1+1襯墊組織，氨綸絲間距為2mm的襪口拉伸力最大，為1.86N;氨綸絲間距為3mm的襪口拉伸力為1.33N;氨綸絲間距為5mm的襪口拉伸力為1.25N;氨綸絲間距為8mm的襪口拉伸力為1.04N。

由表3可以得到，當伸長率為73.3%時，對于組織結構為3+1襯墊組織的襪口，氨綸絲間距為2mm的襪口拉伸力最大，為4.32N;氨綸絲間距為3mm的襪口拉伸力為3.79N;氨綸絲間距為5mm的襪口拉伸力為3.12N;氨綸絲間距為8mm的襪口拉伸力為3.03N。當伸長率為73.3%時，對于組織結構為1+1襯墊組織，氨綸絲間距為2mm的襪口拉伸力最大，為2.81N;氨綸絲間距為3mm的襪口拉伸力為2.42N;氨綸絲間距為5mm的襪口拉伸力為2.23N;氨綸絲間距為8mm的襪口拉伸力為1.27N。

可以發(fā)現(xiàn)，當伸長率為73.3%時，由襪口組織結構的差異和氨綸絲間距的差異所引起的襪口拉伸力的差異遠大于伸長率為20%時的情況。

4? ? 結論

本文針對襯墊組織棉氨襪口的延伸性和拉伸性進行研究，得到以下結論：

1）棉氨短襪襪口的拉伸力受到襪口組織結構、伸長率和氨綸絲間距3個因素的影響。拉伸力隨伸長率的增大而增大;當襪口的拉伸率相同時，氨綸絲間距越大，襪口受到的拉伸力越小;1+1襯墊組織的襪口拉伸力比3+1襯墊組織的襪口小。

2）襪口的彈性回復率主要受到伸長率影響，伸長率越大襪口彈性回復率越小。

3）當伸長率為73.3%（踝圍為26cm，襪口周長為15cm）時，由襪口組織結構的差異和氨綸絲間距的差異所引起的襪口拉伸力的差異遠大于伸長率為20%時的情況。

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