拼接對針織物拉伸性能和服裝壓力的影響

張紅媛，崔明海

(北京服裝學(xué)院 服裝藝術(shù)與工程學(xué)院，北京 100029)

緊身運動服裝通過對人體各部位施加梯度服裝壓力而起到保護(hù)穿著者的作用。為實現(xiàn)梯度壓力，縫制緊身運動服裝時，通常使用不同彈性的織物組成拼接結(jié)構(gòu)。隨著人們對運動服裝功能性需求的提升，緊身運動服裝的拼接結(jié)構(gòu)日趨精細(xì)復(fù)雜，其需要在滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計需求的同時兼顧服裝彈性不受影響。本文以針織運動服裝常用的四線拷邊縫制工藝為例，設(shè)計單種針織物拉伸、拼接針織物拉伸、模擬穿著壓力對比試驗，研究拼接是否會對織物彈性產(chǎn)生影響。

在針織物拼接縫制過程中縫跡線型通常是影響織物拉伸性能的首要因素[1-3]。研究發(fā)現(xiàn)線跡密度、接縫方向[4-5]、接縫強(qiáng)力[6-7]均會對針織面料拉伸性能產(chǎn)生影響。此外，針織物拼接的舒適性近年來也成為研究的熱點[8-9]。目前，在有關(guān)彈性針織面料拼接的研究中，對于不同彈性織物相互拼接的拉伸力學(xué)性能與單種針織物拉伸力學(xué)性能關(guān)系，以及拼接針織物與服裝壓力關(guān)系的研究較少，本文對15種錦綸/氨綸彈力針織物分別進(jìn)行測試，根據(jù)彈力性能進(jìn)行優(yōu)選，對優(yōu)選出的針織物進(jìn)行拼接拉伸測試，分析拼接針織物與單種針織物拉伸性能的相關(guān)性。

1 拉伸試驗

1.1 試驗織物

為了對單種針織物拉伸力與拼接針織物拉伸力相關(guān)性進(jìn)行研究，分別測試了15種錦綸/氨綸彈性針織物試樣，織物的組織與纖維成分見表1。

表1 織物組織與纖維成分

分別依據(jù)FZ/T 70010—2006《針織物平方米干燥重量的測定》、FZ/T 70002—1991《針織物線圈密度測量法》、GB/T 3820—1997《紡織品和紡織制品厚度的測定》，對上述15種彈性針織物試樣的厚度、面密度(干燥)、線圈密度進(jìn)行測試，以上織物基本規(guī)格參數(shù)詳見表2。

表2 織物基本規(guī)格參數(shù)

1.2 拉伸試樣準(zhǔn)備

1.2.1 預(yù)調(diào)濕

依據(jù)GB/T 6529—2008《紡織品 調(diào)濕和試驗用標(biāo)準(zhǔn)大氣》，將試驗試樣在標(biāo)準(zhǔn)大氣(相對濕度為65%±4%，溫度為(20±2) ℃)條件下放置24 h調(diào)濕至標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的平衡狀態(tài)。

1.2.2 試樣裁剪

1.2.2.1單種針織物拉伸試樣

依據(jù)FZ/T 70006—2004《針織物拉伸彈性回復(fù)率試驗方法》對彈性針織物進(jìn)行裁剪，每項試驗裁剪縱向和橫向試樣各3塊，各試樣的有效尺寸均為100 mm×50 mm，單種織物試樣拉伸夾持方式如圖1所示，單種織物試樣紗向如圖2所示。

圖1 單種織物試樣拉伸夾持方式

圖2 單種織物試樣紗向示意圖

1.2.2.2織物拼接拉伸試樣

依據(jù)FZ/T 01031—2016《針織物和彈性機(jī)織物 接縫強(qiáng)力及伸長率的測定 抓樣法》，綜合單種針織物的試樣制備方法，將每項拼接針織物試樣有效測試范圍確定為100 mm×100 mm，接縫與試樣受力方向垂直位于試樣中間部位，按照2塊織物為一組的組合方式，每組都包含3塊試樣，拼接試樣拉伸夾持方式如圖3所示，拼接試樣的紗向如圖4所示，2種拼接方式分別模擬在服裝圍度和長度方向的拼接結(jié)構(gòu)。

圖3 拼接試樣拉伸夾持方式

圖4 拼接試樣紗向示意圖

1.2.3 試樣縫制

試樣的拼接處選用目前緊身運動服常見的四線拷邊工藝進(jìn)行縫制，針距設(shè)置為14針/(3 cm)，保證接縫處拉伸強(qiáng)度較好[5]。試樣制備時預(yù)留工藝縫份尺寸，以保證各試樣的有效測試范圍。

1.3 試驗儀器

YG(B)026H-250型電子織物強(qiáng)力機(jī)(萊州市電子儀器有限公司)，DV114C型電子天平(美國奧豪斯儀器(上海)有限公司)，Y511B型織物密度儀(常州第二紡織儀器廠有限公司)，YG141N型數(shù)字式織物厚度儀(寧波紡織儀器廠)、Y802L型電熱恒溫烘箱(萊州市電子儀器有限公司)。

2 拉伸試驗

2.1 拉伸試驗設(shè)計

2.1.1 單種針織物拉伸

為滿足人體運動時體表皮膚形變的需求，緊身運動服裝要提供足夠的彈性變化范圍，且不對人體運動產(chǎn)生較大阻礙。人體皮膚伸長率水平方向集中分布于50%以下，垂直方向集中分布于60%以下[10-12]。因此本文試驗選取拉伸率60%作為拉伸試驗的上限值，以10%為檔差，分別測量拉伸率為10%、20%、30%、40%、50%、60%時織物彈性性能。

2.1.2 拼接針織物拉伸

選取3種經(jīng)編針織物進(jìn)行相互拼接組合，對比相同拼接方式對于不同織物組合的拉伸力值影響，分別對拼接試樣測量拉伸率為10%、20%、30%、40%、50%、60%下的織物彈性性能。

2.2 拉伸試驗方法

采用YG(B)026H-250型電子織物強(qiáng)力機(jī)在溫度為(20±2) ℃、相對濕度為65%±5%的試驗環(huán)境條件下，依據(jù)FZ/T 70006—2004《針織物拉伸彈性回復(fù)率試驗方法》中的定伸長負(fù)荷法，夾持距離為100 mm，預(yù)加張力1 N，速度為100 mm/min，將試樣拉伸至預(yù)定伸長值(10%、20%、30%、40%、50%、60%)，停置1 min，再以同樣速度回到起點，停置3 min，測試結(jié)果取3塊試樣測試數(shù)據(jù)的平均值。

2.3 拉伸測試結(jié)果

2.3.1 單種針織物拉伸力測試結(jié)果

對各織物分別進(jìn)行縱向和橫向拉伸測試，不同拉伸率下單種針織物拉伸力測試結(jié)果見表3。

表3 不同拉伸率下單種針織物拉伸力測試結(jié)果 cN

從表3可以看出，不論在縱向還是橫向上，織物拉伸力與拉伸率均呈正相關(guān)關(guān)系。網(wǎng)眼織物的拉伸力值普遍較大，橫向隨著拉伸率的增大趨勢更為顯著。

織物拉伸變形率測試結(jié)果平均值如表4所示。通常情況下，織物彈性變形率較大而塑性變形率較小則彈性性能越好[13]。從橫向和縱向的彈性變形率及塑性變形率數(shù)據(jù)可以看出，綜合彈性性能較好的織物編號為6#、11#、7#、9#、14#。

表4 織物拉伸變形率測試結(jié)果平均值 %

2.3.2 拼接針織物拉伸力測試結(jié)果

選取織物6#、織物7#、織物9#這3種經(jīng)編針織物，按照1.2.2.2進(jìn)行拼接，共分6組組合拼接織物：a組為織物6#和織物6#、b組為織物6#和織物7#、c組為織物6#和織物9#、d組為織物7#和織物7#、e組為織物7#和織物9#、f組為織物9#和織物9#。分別測試6種拼接針織物在拉伸率分別為10%、20%、30%、40%、50%、60%時橫向與縱向的拉伸性能。將拼接拉伸力結(jié)果按照紗向分別繪制折線圖，拼接針織物試樣橫向拉伸力對比圖見圖5、拼接試樣縱向拉伸力對比圖見圖6?？梢钥闯觯辉嚇拥纳舷?塊織物都對拼接試樣拉伸力結(jié)果均呈正相關(guān)關(guān)系。

圖5 拼接針織物試樣橫向拉伸力對比圖

2.4 拉伸試驗數(shù)據(jù)分析

2.4.1 單種針織物拉伸力測試結(jié)果分析

對單種針織物拉伸力測試結(jié)果進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，隨著拉伸率的增大，織物縱向與橫向的拉伸力間存在明顯的相關(guān)性，對15種單種針織物試樣進(jìn)行線性相關(guān)分析得到織物橫向與縱向拉伸力間的相關(guān)性見表5。隨著拉伸率逐漸增大至60%，相關(guān)系數(shù)波動增大，回歸系數(shù)逐漸趨于在0.5上下浮動。綜合比較織物橫、縱2個方向拉力值，15種織物試樣中7#經(jīng)編針織物、14#網(wǎng)眼織物、12#緯編織物的拉力值較大。

圖6 拼接試樣縱向拉伸力對比圖

表5 織物橫向與縱向拉伸力間的相關(guān)性

2.4.2 織物拼接拉伸力測試結(jié)果分析

將拼接試樣在不同拉伸率下的拉伸力與單種針織物試樣在對應(yīng)拉伸率下的拉伸力進(jìn)行回歸分析，生成拼接針織物與單種針織物拉伸力散點圖見圖7?？梢钥闯觯唇?、拼接2、拼接拉伸力三者相互具有較強(qiáng)相關(guān)性，進(jìn)一步分析，得到拼接1的拉伸力與拼接針織物拉伸力的皮爾森相關(guān)系數(shù)r值為0.863，拼接2的拉伸力與拼接針織物拉伸力的r值為0.956，具有高度的正相關(guān)關(guān)系，并且有極其顯著的統(tǒng)計學(xué)意義。

拼接1—拼接織物中單種同向拉伸力較小的織物；拼接2—拼接織物中單種同向拉伸力較大的織物。圖7 拼接針織物與單種針織物拉伸力散點圖

使用SPSS軟件得到回歸方程：

Y=49.061+0.274X1+1.042X2(X1

式中：Y為拼接拉伸力，cN；X1為組合中單種同向拉伸力較小的織物拉伸力，cN；X2為組合中單種同向拉伸力較大的織物拉伸力，cN。從回歸系數(shù)可以看出，拉伸力較大的織物對拼接試樣拉伸產(chǎn)生的影響更大。

3 壓力試驗

3.1 壓力試驗設(shè)備儀器

壓力試驗采用Flexiforce壓敏測試片與配套服裝壓力舒適性測量系統(tǒng)、建智GB 160/84A半腿斜插針人臺。

3.2 壓力試驗方案

將人臺腿部最大圍48 cm處作為壓力測試的水平圍度位置，以外側(cè)縫點為基準(zhǔn)點，圍度方向均勻分布8個壓力測試點。

選用7#經(jīng)編針織物和14#網(wǎng)眼織物模擬運動緊身褲的拼接效果。對照拉伸試驗選用的織物拉伸率，分別按照0、10%、20%、30%、40%、50%、60%拉伸率制備單種針織物無拼接圓筒，按照30%拉伸率制備拼接圓筒。圓筒寬度為15 cm，縫制方法同拼接拉伸試樣。給人臺模擬穿套3次，求壓力平均值。圓筒壓力測試試樣示意圖見圖8。

3.3 壓力測試結(jié)果與分析

壓力試驗使用鋼化人臺模擬穿著壓力，假設(shè)為理想狀態(tài)，不考慮人體組織結(jié)構(gòu)、體表曲率等變量的影響。

3.3.1 單種針織物模擬服裝壓力測試結(jié)果

壓力測試結(jié)果如圖9所示，單種針織物的總壓力隨拉伸率的增大而增大。

圖9 單種針織物總壓力折線圖

將拉伸率、拉伸力與對應(yīng)服裝壓力進(jìn)行相關(guān)分析和回歸分析，建立回歸方程：

Z=50.665+0.38X+8.404P

式中：Z為總壓力，cN；X是單種針織物拉伸力，cN；P是織物拉伸率，%。方程的相關(guān)系數(shù)為0.955，擬合程度較好。因此，織物拉伸率和拉伸力與服裝壓力值呈高度正相關(guān)關(guān)系。

3.3.2 拼接針織物模擬服裝壓力測試結(jié)果

拼接針織物的模擬服裝壓力測試結(jié)果見表6，從織物1#～6#可以看出，同種織物拼接時，接縫增多或接縫距離減小都會導(dǎo)致服裝壓力增大；從織物7#～9#可以看出，不同面料拼接時，拼接接縫窄的織物對服裝壓力影響更大；從織物10#～13#與織物2#、織物5#對比分析可以看出，不同種織物或不同紗向的織物相互拼接會使服裝壓力增大。

表6 拼接針織物的模擬服裝壓力測試結(jié)果

4 結(jié) 論

本文通過對單種、拼接彈性針織物試樣不同紗向、拉伸率以及拼接方式進(jìn)行分析，得到以下結(jié)論：

①彈性針織物縱向與橫向的拉伸率呈高度正相關(guān)，隨著拉伸率逐漸增大至60%時，二者的相關(guān)關(guān)系趨于一定平衡狀態(tài)。

②彈性針織物是否拼接與其拉伸力間存在顯著相關(guān)性，且拼接拉伸力受拼接織物中拉伸力大的織物影響更大。通過建立的拼接針織物拉伸力回歸方程能夠較好地預(yù)測拼接后針織物的拉伸力。

③通過拉伸率、拉伸力及服裝壓力的回歸方程能夠較好地預(yù)測服裝壓力。拼接對服裝壓力的影響較大，但現(xiàn)有對比試驗中，拼接后的服裝壓力與織物拉伸力的相關(guān)關(guān)系不顯著，對拼接針織物的彈性性能差異、拼接方式差異等多因素影響，還需要進(jìn)一步深入研究。