充氣保暖服裝的充氣尺寸變化率測(cè)試與應(yīng)用

苗 雪，王永進(jìn)，王方明

(1.北京服裝學(xué)院 服裝藝術(shù)與工程學(xué)院，北京 100029；2.蘇州市興豐強(qiáng)紡織科技有限公司，江蘇 蘇州 215227)

在低碳環(huán)保的大環(huán)境之下，充氣服裝作為空氣代替羽絨的保暖服裝，不僅降低了生產(chǎn)成本，還減少了能源消耗，受到廣泛關(guān)注。目前國(guó)內(nèi)外研究學(xué)者針對(duì)充氣服的研究，主要是關(guān)于充氣服保暖性能的研究，蘇文楨等通過暖體假人測(cè)試了充氣服在不同風(fēng)速和充氣量下的熱阻，得出了二者對(duì)于充氣服熱阻的關(guān)系[1-2]；郝靜雅等通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了充氣服的熱濕舒適性[3]；崔彥根據(jù)充氣調(diào)溫材料，開發(fā)了針對(duì)性智能控制系統(tǒng)，建立了充氣量與隔熱性能的關(guān)系，改善了充氣服充氣設(shè)備的不足[4]，但是在相關(guān)研究領(lǐng)域中，針對(duì)充氣服裝結(jié)構(gòu)與充氣尺寸變化率之間的關(guān)系，很少有學(xué)者研究，然而根據(jù)市場(chǎng)調(diào)研發(fā)現(xiàn)，充氣尺寸變化率問題是目前企業(yè)存在的一大難題。本文針對(duì)此問題開展研究，通過對(duì)充氣面料的測(cè)試與分析，得出充氣尺寸變化率變化規(guī)律，并探討充氣尺寸變化率在樣板設(shè)計(jì)中的應(yīng)用方法，以期有效解決充氣服裝市場(chǎng)面臨的尺寸變化率問題，為研究人員提供數(shù)據(jù)支撐，同時(shí)為充氣服樣板及尺寸設(shè)計(jì)提供理論參考。

1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.1 充氣服裝面料及實(shí)驗(yàn)選用

實(shí)驗(yàn)采用的充氣服裝面料是由蘇州市興豐強(qiáng)科技有限公司提供的常用充氣通道面料，是用高密度面料通過無縫壓燙技術(shù)，將特制的聚氨酯(PU)膜熱壓于面料上，再通過公司的3D膠合專利技術(shù)將2層面料熱壓出花型而制成的[5]。如圖1為面料內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。由5層結(jié)構(gòu)組成，包括面料面布、面料底布、2層PU高透膜，以及中間通過黏膠形成的黏膠結(jié)點(diǎn)，中間為充入氣體后流通氣體的通道稱為氣道結(jié)構(gòu)[6]。

圖1 充氣面料內(nèi)部結(jié)構(gòu)說明

本文實(shí)驗(yàn)采用的面料為6種常見的不同充氣面料，花型為充氣服常見的3 cm橫條花型，如圖1(b)所示。分別測(cè)試6種同種花型不同面料在4種不同充氣量狀態(tài)下，面料經(jīng)緯向尺寸變化率，探究對(duì)充氣服裝尺寸及結(jié)構(gòu)的影響關(guān)系。表1示出充氣面料的規(guī)格參數(shù)。其中，15代膜為蘇州市興豐強(qiáng)科技有限公司特制的具有透濕功能的膜，主要成分為PU材料。

表1 充氣面料基本信息

1.2 實(shí)驗(yàn)測(cè)試

1.2.1 實(shí)驗(yàn)儀器

SL-S2氣動(dòng)燙畫機(jī)(黃業(yè)印花機(jī)械廠)；150-200-300德國(guó)途牛電子游標(biāo)卡尺(昆山杰斯特精密儀器有限公司)；鋼板尺；軟尺；長(zhǎng)度為40 cm充氣軟管；充氣膠球。

1.2.2 面料試樣制作

選取6種充氣面料，分別剪裁成40 cm×40 cm的面料試樣，通過氣動(dòng)燙畫機(jī)(溫度設(shè)在180 ℃、時(shí)間6 s)進(jìn)行封邊，在試樣一側(cè)安裝充氣嘴，之后進(jìn)行壓燙密封，如圖2(a)所示。安裝氣嘴處通過充氣軟管將氣嘴與手動(dòng)充氣膠球相連，采用手動(dòng)充氣方式進(jìn)行充氣，便于控制后續(xù)充氣量。

圖2 面料試樣示意圖

1.2.3 實(shí)驗(yàn)步驟

1)首先對(duì)面料本身熱壓燙縮率測(cè)試。參照GB/T 8630—2013《紡織品 洗滌干燥后的尺寸變化測(cè)定》中平板壓燙相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)單層面料進(jìn)行裁剪、標(biāo)注，通常取30 cm×5 cm不同經(jīng)緯方向的面料試樣，如圖2(b)所示。進(jìn)行熱縮率測(cè)試，用氣動(dòng)燙畫機(jī)進(jìn)行壓燙(溫度設(shè)在180 ℃、時(shí)間30 s),測(cè)試壓燙前后標(biāo)注間的長(zhǎng)度，計(jì)算面料的熱縮率，測(cè)量3次取平均值。面料本身熱縮率s計(jì)算公式為

(1)

式中：l0為壓燙前面料經(jīng)、緯向平均長(zhǎng)度，cm；l1為壓燙后面料經(jīng)、緯向平均長(zhǎng)度，cm。

2)確定充氣量標(biāo)準(zhǔn)。利用充氣軟管和充氣膠球手動(dòng)對(duì)充氣面料試樣進(jìn)行充氣，測(cè)試每種面料全充狀態(tài)下所需充氣膠球按壓次數(shù)。根據(jù)全充狀態(tài)下充氣膠球按壓次數(shù)，分別設(shè)定30%、50%、70%充氣量的按壓次數(shù)，最后根據(jù)測(cè)試結(jié)果，得出每個(gè)狀態(tài)下的平均按壓次數(shù)，分別為30%充氣量時(shí)22次、50%充氣量時(shí)36次、70%充氣量時(shí)50次、100%充氣量時(shí)72次，以此標(biāo)準(zhǔn)控制實(shí)驗(yàn)測(cè)試的充氣量占比。

3)對(duì)充氣面料試樣進(jìn)行充氣尺寸變化率測(cè)試。測(cè)試 6種 40 cm×40 cm充氣面料試樣在4種充氣量(30%、50%、70%、100%)下經(jīng)緯向的長(zhǎng)度變化，每次實(shí)驗(yàn)測(cè)試3次取平均值，最后計(jì)算尺寸變化率，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)與分析。

1.3 充氣尺寸變化率計(jì)算與數(shù)據(jù)處理

本文參照GB/T 8628—2013《紡織品 測(cè)定尺寸變化的試驗(yàn)中織物試樣和服裝試樣的準(zhǔn)備、標(biāo)記及測(cè)量》，對(duì)充氣面料試樣經(jīng)緯尺寸進(jìn)行測(cè)試，充氣面料尺寸變化率S計(jì)算公式為

(2)

式中：L0為充氣前試樣經(jīng)、緯向平均長(zhǎng)度，cm；L1為充氣后試樣經(jīng)、緯向平均長(zhǎng)度，cm。

對(duì)面料試樣經(jīng)緯尺寸變化率進(jìn)行計(jì)算，利用SPSS軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素方差分析(one-way anova)和多重比較分析，并對(duì)6組數(shù)據(jù)進(jìn)行Pearson相關(guān)性分析，探索不同面料、不同充氣量與試樣經(jīng)、緯向充氣尺寸變化率之間的相互影響關(guān)系。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.1 面料本身熱縮率實(shí)驗(yàn)結(jié)果

對(duì)面料本身壓燙前后經(jīng)緯長(zhǎng)度變化進(jìn)行測(cè)試，按照式(1)對(duì)面料熱縮率進(jìn)行計(jì)算，結(jié)果如表2所示?？煽闯?，面料4的經(jīng)向熱縮率(0.90%)最大，緯向熱縮率(0.40%)也最大，面料5的經(jīng)向熱縮率(0.60%)最小，緯向熱縮率(0.24%)也最小，因此可以認(rèn)為面料本身受熱縮率較小，最大不超過1.00%，而且6種面料的經(jīng)向熱縮率都大于緯向熱縮率。

表2 面料本身熱縮率測(cè)試結(jié)果

2.2 面料充氣尺寸變化率實(shí)驗(yàn)結(jié)果

對(duì)不同面料充氣試樣的經(jīng)緯向長(zhǎng)度變化進(jìn)行測(cè)量，按照式(2)對(duì)充氣尺寸變化率進(jìn)行統(tǒng)計(jì)與計(jì)算，用Excel表對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，結(jié)果如表3所示。利用Origin軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行繪圖，如圖3所示。可看出：充氣量為30%時(shí)，面料6的經(jīng)向尺寸變化率(3.00%)最大，面料4的緯向尺寸變化率(1.75%)最大，面料5的經(jīng)向尺寸變化率(2.00%)最小、緯向尺寸變化率(1.00%)也最小；充氣量50%時(shí)，面料6的經(jīng)向尺寸變化率(10.75%)最大、緯向尺寸變化率(7.50%)也最大，面料2的經(jīng)向尺寸變化率(5.75%)最小、緯向尺寸變化率(4.50%)也最??；充氣量70%時(shí)，面料3經(jīng)向尺寸變化率(18.75%)最大，面料1緯向尺寸變化率(13.75%)最大，而面料1經(jīng)向尺寸變化率(13.75%)最小，面料6緯向尺寸變化率(10.75%)最??；充氣量為100%時(shí)，面料1經(jīng)向尺寸變化率(19.25%)最大，面料5緯向尺寸變化率(11.25%)最大，面料2經(jīng)向尺寸變化率(18.25%)最小，面料6緯向尺寸變化率(3.75%)最小。

表3 面料充氣尺寸變化率測(cè)試結(jié)果

圖3 不同充氣量經(jīng)緯尺寸變化率實(shí)驗(yàn)結(jié)果

3 分析與討論

3.1 面料縮率的影響因素

充氣面料的充氣尺寸變化率受到多種因素的影響，其中包括面料本身在高溫壓燙時(shí)產(chǎn)生的熱縮率，而影響面料本身熱縮率的因素包括原材料、織物密度、生產(chǎn)工藝以及織物結(jié)構(gòu)等因素[7]，充氣面料作為特殊服裝品類的面料，在選取時(shí)對(duì)于面料本身的性能通常具有相同的特性，因此考慮充氣服裝的加工生產(chǎn)過程時(shí)使用的高溫壓燙技術(shù)，重點(diǎn)測(cè)試面料本身的壓燙縮率，對(duì)6種面料進(jìn)行熱縮率測(cè)試，結(jié)果顯示最大經(jīng)向熱尺寸變化率為0.90%，最大緯向尺寸變化率為0.40%，影響較小，因此在分析充氣尺寸變化率的影響因素時(shí)，可忽略面料本身的壓燙熱縮率的影響。

3.2 面料及充氣量與尺寸變化率相關(guān)性分析

通過Pearson相關(guān)性分析，探究面料、充氣量與尺寸變化率之間的相關(guān)性，如表4所示。對(duì)于面料與充氣量比例、經(jīng)緯向尺寸變化率三者關(guān)系，其r值(皮爾遜相關(guān)系數(shù))分別為0、0.076、-0.114，均小于0.3，且三者p值(檢驗(yàn)值)均大于0.05，說明面料與三者之間相關(guān)性不顯著，也就是說在充氣服充氣過程中，面料對(duì)于充氣經(jīng)緯尺寸變化率影響較小。而充氣量對(duì)于經(jīng)向和緯向尺寸變化率有顯著相關(guān)性，充氣量對(duì)于經(jīng)向尺寸變化率，r為0.929大于0.8，且p<0.01，證明充氣量與經(jīng)向尺寸變化率有極顯著的強(qiáng)正相關(guān)關(guān)系，充氣量對(duì)于緯向尺寸變化率，r=0.710(0.5

表4 充氣尺寸變化率Pearson相關(guān)性分析

3.3 不同充氣量對(duì)充氣尺寸變化率的影響

圖4示出6種面料，不同充氣量的經(jīng)、緯向充氣尺寸變化率的變化趨勢(shì)圖?？煽闯雒媪系慕?jīng)向尺寸變化率隨充氣量的增加而增加，在充氣量達(dá)到70%左右時(shí)，充氣尺寸變化率增加幅度減小，此時(shí)6種面料的平均經(jīng)向尺寸變化率為17.38%，當(dāng)充氣量達(dá)到100%時(shí)，平均經(jīng)向尺寸變化率為18.75%。面料的緯向充氣尺寸變化率隨充氣量的增加先增加后減小，在充氣量達(dá)到一定量后，緯向尺寸變化率變小，尤其是面料6變化較為明顯，與其面料本身為針織面料有極大關(guān)系，充氣量在70%左右時(shí)，6種面料的平均緯向尺寸變化率為12.54%，是緯向最大縮率。而在整個(gè)充氣過程中，經(jīng)向尺寸變化率都大于緯向尺寸變化率，這與面料本身的熱縮率呈一致性規(guī)律。

圖4 經(jīng)緯向不同尺寸變化率趨勢(shì)圖

著裝充氣服時(shí)，可根據(jù)環(huán)境溫度，通過控制充氣量，隨時(shí)進(jìn)行調(diào)溫[8]。通過實(shí)驗(yàn)得出：經(jīng)向尺寸變化率逐漸增大，最大為18.75%；而緯向尺寸變化率達(dá)到70%后逐漸減小，最大為12.54%。因此在設(shè)計(jì)充氣服結(jié)構(gòu)時(shí)，經(jīng)向尺寸變化率應(yīng)在18.75%以內(nèi)，緯向尺寸變化率控制在12.54%以內(nèi)，針對(duì)不同款式的需求，進(jìn)行尺寸規(guī)格的設(shè)計(jì)。表5示出6種面料的平均經(jīng)緯向尺寸變化率。

表5 平均經(jīng)緯向尺寸變化率

3.4 充氣尺寸變化率指標(biāo)的應(yīng)用

在生產(chǎn)成衣的過程中，需要結(jié)合面料性能設(shè)定成衣規(guī)格尺寸[9]，推板和放碼時(shí)為防止走樣[10]，通常采用平衡性原則進(jìn)行尺寸的加放[11]，因此在設(shè)計(jì)充氣服尺寸規(guī)格時(shí)，除滿足基本松量[12]外，需要考慮充氣后經(jīng)緯向尺寸變化率，采用推板式加放松量，設(shè)置各部位的尺寸。以男士中間體號(hào)型170/88A全充式上衣為例，對(duì)充氣服樣板進(jìn)行加放尺寸，討論經(jīng)緯尺寸變化率在實(shí)際中的應(yīng)用。

全充式充氣衣片通常為便于充氣，將前后片進(jìn)行連裁，所以首先確定衣片的長(zhǎng)度及圍度，然后根據(jù)不同款式需求選取經(jīng)緯尺寸變化率所需范圍，以衣片長(zhǎng)度為70 cm，圍度為120 cm為例，選取最大經(jīng)向尺寸變化率18.75%、最大緯向尺寸變化率12.54%，進(jìn)行充氣服規(guī)格尺寸的設(shè)計(jì)應(yīng)用。首先計(jì)算其長(zhǎng)度加大尺寸為70×18.75%≈13.1 cm，圍度加大尺寸為120×12.54%≈15.0 cm，根據(jù)推板原則進(jìn)行各部位放量。以胸圍線和前中心線為基準(zhǔn)線進(jìn)行推板，長(zhǎng)度加放尺寸主要部位為領(lǐng)口、肩部和下擺，通常下擺加量尺寸最大，按照推板比例，長(zhǎng)度加大13.1 cm，所以可設(shè)定下擺加量9.6 cm，領(lǐng)口加量4.5 cm。圍度主要加放尺寸部位為領(lǐng)口、肩點(diǎn)和側(cè)縫，通常側(cè)縫加量尺寸最大，按照推板比例進(jìn)行分配，衣片周身圍度需加量15.0 cm，所以前片后片每側(cè)均加3.75 cm，按照?qǐng)D5所示進(jìn)行推板。

圖5 以170/88A男裝為例推板規(guī)則示意圖

4 結(jié) 論

本文通過對(duì)同種花型，以常見3 cm橫條花型為例，對(duì)6種不同充氣面料的充氣尺寸變化率的測(cè)試，探索在不同充氣量時(shí)充氣尺寸變化率的規(guī)律，得出了以下結(jié)論：

1)充氣量與充氣經(jīng)緯向尺寸變化率有較強(qiáng)的顯著性正相關(guān)關(guān)系，充氣量越大，經(jīng)緯向尺寸變化率越大。

2)在同種充氣狀態(tài)下，充氣面料的經(jīng)向尺寸變化率都大于緯向尺寸變化率，并且當(dāng)充氣量達(dá)到70%左右時(shí)，經(jīng)向尺寸變化率增幅變小，而緯向尺寸變化率則逐漸減小。

3)在設(shè)計(jì)充氣服裝規(guī)格尺寸時(shí)，根據(jù)充氣區(qū)域的大小，參照最大經(jīng)向尺寸變化率為18.75%，最大緯向尺寸變化率為12.54%，并結(jié)合不同服裝款式的需求，進(jìn)行尺寸設(shè)計(jì)應(yīng)用。

綜上所述，設(shè)計(jì)師和相關(guān)研究人員，在設(shè)計(jì)充氣服相關(guān)尺寸大小時(shí)，需要考慮充氣尺寸變化率問題，參照實(shí)驗(yàn)所得經(jīng)緯尺寸變化率數(shù)據(jù)，按照推板式方法加放所需松量。