蓄热调温袜设计与生产

陈绍芳，刘晓东，张玉红

(成都纺织高等专科学校纺织工程学院，四川成都 611731)

蓄热调温袜设计与生产

陈绍芳，刘晓东，张玉红

(成都纺织高等专科学校纺织工程学院，四川成都 611731)

针对夏季运动和冬季运动对袜子的性能要求，以蓄热调温混纺纱为原料，使用计算机辅助设计系统设计出适合于夏季运动穿着的网眼船袜和冬季运动穿着的毛圈中统袜，并在全电脑织袜机上编织生产，测试了蓄热调温袜的保温性能和调温性能，结果表明调温袜具有优良的保暖性能和调温性能。

蓄热调温纤维 相变材料 袜子 保温性能 调温性能

袜子是人们生活中的必需品，起着保护穿着者足部不受磨损压迫、保持足部皮肤的温度、方便行走或运动等重要作用，其种类繁多，运动袜便是其中一种。运动袜要求质地粗厚，结实耐磨，同时穿着舒服，能保护好脚，跟普通袜子相比具有一定的功能，比如缓冲抗磨、吸湿排汗、保暖透气、高弹防滑等[1]。目前市场上的夏季运动袜和冬季运动袜以平纹棉袜为多，夏季运动穿着时足部温度高、易出汗且不易散热和排汗，冬季运动穿着时保暖性差、不易排湿和透气，这就催生了功能运动袜的开发。

以蓄热调温纤维纱线为原料，开发出更适合于夏季运动穿着的网眼船袜和冬季运动穿着的毛圈中统袜。蓄热调温纤维使用微胶囊包裹的热敏相变材料，这种材料具有能以潜热的形式，吸收、储存和释放热量的功能。热敏相变材料在温度变化中，可以在固态液态间互相转化，从而达到吸热和放热的效果，对温度变化有缓冲作用，使温度保持在一个舒适的范围内[2]。运动时穿着蓄热调温袜，运动产生的大量热量被吸收储存在袜子中，从而降低足部的温度。当足部的温度降低时再将这些能量释放，从而降低湿度和维持足部的温度恒定，以达到蓄热调温和保暖效果，提高足部的热湿舒适性。

1 编织工艺

1.1 设备参数

机器：伟焕WH-6F-A2全电脑织袜机

筒径：88.9mm(3.5")

路数：6F

针数：144枚

机速：240～300r/min

该袜机为毛圈平纹两用机，可编织毛圈袜和平纹袜，它有1个主编织系统和5个提花系统，主编织系统安装8个导纱器，1号和2号提花编织系统安装2个导纱器，3号、4号和5号提花编织系统安装3个导纱器。导纱器可根据需要进入工作和退出工作。该袜机具有可以在袜子每横列可织入1个主色和5个辅色、同一横列6色、在袜子花型上能达共13色互换、全编织系统由电脑控制，采用步进马达调整线纱张力和压针密度等特点。

1.2 原料选择

面纱为白色32s/1、40/60 Outlast粘胶型蓄热调温纤维/涤纶纤维混纺纱，底纱为2075锦氨包覆丝，扎口线为70D锦纶丝，袜口加100D橡筋纱。

为保证整只袜子的面纱都为蓄热调温混纺纱，在穿纱方式上，主编织系统8个导纱器按从左至右排序，1号导纱器穿锦氨包覆纱，4号导纱器两个导纱孔中，前孔穿蓄热调温混纺纱，后孔穿锦氨包覆纱，5号导纱器穿扎口线，8号导纱器穿蓄热调温混纺纱。

2 工艺路线

织造→缝头→定型→检测。

3 蓄热调温袜设计

3.1 蓄热调温网眼船袜设计

夏季天气炎热，运动时会产生更多的热量，足部更容易出汗，为了散热和排汗，需要穿着轻薄透气的船袜。船袜的袜统尺寸短，其袜口一般在脚踝以下。运动时为了保证船袜的耐磨和透气，其袜底、袜跟、袜头需有一定的厚度，而袜面需有更好的散热性和透气性。

在设计船袜的组织结构时，其袜底、袜跟、袜头采用平纹添纱组织，使其具有较强的耐磨性。袜面采用具有网眼效应的浮线添纱组织，使其具有较好的透气性与蒸发性，更易散热和排汗，穿着干爽不粘脚、不闷热。除此之外，袜口采用1:1衬垫组织，并加入橡筋编织，使其具有较好的弹性和延伸性，并保证运动时不易下滑和移位。同时为了保护足弓，足弓部位采用3:1衬垫组织，并加入橡筋编织，以形成防滑带，提高弹性和延伸性，运动时不易下滑和移位，保护足部不易疲劳或疼痛。设计的网眼船袜的款式结构图如图1所示。

应用与袜机配套的计算机辅助设计系统进行花纹设计及编织程序设计，针对袜口、袜统及袜脚等部位进行设计，主要内容包括橡筋的衬入方式、色纱形成的色彩花纹图案以及使用的导纱器等。设计的网眼船袜为素色袜，只需要设计橡筋的衬入方式和使用的导纱器，不需要设计花纹图案。完成了花型设计与编辑后，通过U盘输入袜机控制系统中的编辑器里，从而达到生产各种袜子的目的[3]。

在设计网眼船袜时，袜口橡筋采用1:1方式垫入，足弓的橡筋采用3:1方式垫入，主编织系统中的导纱器选用第1个导纱器(R1)和第8个导纱器(R8)。网眼船袜花型设计图如图2所示，该设计系统主界面中视图1为用于设计花纹图案的添纱视图，视图2为设计主梭视图，视图3为设计橡筋垫入方式视图。在全电脑袜机上生产出的网眼船袜如图3所示。

图1 网眼船袜款式结构图

图2 网眼船袜花型设计图

(1)正面 (2)反面

3.2 蓄热调温毛圈中统袜设计

冬季天气寒冷，运动时需防寒保暖，也要运动轻便，更要注意防止运动产生的热量散发不出去形成水汽，从而导致袜子变湿，使足部温度降低造成冻脚，需要穿着保暖透气的毛圈中统袜。毛圈中统袜的袜口一般在脚踝以上和膝盖之下，除袜口之外，整只袜子的反面都有毛圈，毛圈松软，袜子丰满厚实，弹性、吸湿吸汗性、保暖性好，比普通平纹袜穿着更加防滑舒适、御寒保暖、吸湿透气、缓冲抗磨，非常适合冬季运动穿着使用。

在设计毛圈中统袜组织结构时，其袜身全部选用毛圈组织，袜口采用高罗口，添加橡筋编织3:1衬垫组织，橡筋起到加固和增加弹性，防止在强力运动过程中袜筒下滑，减缓袜筒给脚腕部位带来的淤痕。足弓部位加入橡筋编织3:1衬垫组织，提高弹性延伸性，运动时不易下滑和移位。设计的毛圈中统袜款式结构图如图4所示。

图4 毛圈中统袜款式结构图

应用与袜机配套的计算机辅助设计系统进行毛圈中统袜花纹设计及编织程序设计，其设计方法与设计网眼船袜的方法一样，只是袜口和足弓的橡筋都采用3:1方式垫入，主编织系统中的导纱器也选用第1个导纱器(R1)和第8个导纱器(R8)。毛圈中统袜花型设计图如图5所示，在全电脑袜机上生产出的毛圈中统袜如图6所示。

图5 毛圈中统袜花型设计图

4 性能测试

将生产的蓄热调温袜进行保温性能和调温性能测试，同时采用与蓄热调温纱线密度相同的棉纱作为面纱编织毛圈中统袜和网眼船袜作为对比样照。采用YG606平板式保温仪测试袜子的保暖性，以保温率、传热系数和克罗值反应袜子在实际穿着时的热舒适性。采用温度变化法评价袜子的调温性能，所测指标时间指数为袜子表面温度上升或下降至规定温度所需的时间与织物厚度的比值，其单位为min/mm[4]。其测试数据如表1。

表1 蓄热调温袜和棉袜的性能指标

保暖性是织物热湿舒适性的重要指标之一，保暖性的大小取决于织物中静止空气的含量。传热系数越大，热阻和保暖率越小，织物保暖性越差；传热系数越小，热阻和保暖率越大，织物保暖性越好。从表1可以看出，两款蓄热调温袜的热阻和保暖率比两款棉袜的要高，而传热系数比两款棉袜的要小，说明两款蓄热调温袜的保暖性要比两款棉袜好。两款蓄热调温袜的升温时间指数和降温时间指数都比两款棉袜的要高，说明蓄热调温袜的调温性能要比两款棉袜好。

5 结语

随着科技的发展和人们穿着水平的提高，以及对运动的崇尚，功能性袜品的开发将成为新的发展趋势。蓄热调温纤维作为一种新型智能纤维，具有双向温度调节作用，可改善纺织品热湿舒适性，并且其吸热和放热过程是自动、可逆、无限次的[5]，以其为原料生产的蓄热调温袜具有优良的保温性能和调温性能，必将会受到更多厂家和消费者的关注，具有更加广阔的市场前景。

[1] 涂建雯,李敏.功能性袜品开发现状及发展趋势[J].针织工业,2011(4):22-24.

[2] 董家瑞.Outlast空调纤维的性能及其应用[J].针织工业,2007(3):32-34.

[3] 张卫红,郭振华.电脑提花袜的设计原理与方法[J].纺织导报,2011(9):117-119.

[4] 王琳,曹秋玲.Outlast腈纶型空调纤维保暖针织面料的设计开发[J].河南工程学院学报,2012(2):9-13.

[5] 韩娜,张荣,张兴祥.储热调温纤维的研究进展(2)[J].产业用纺织品,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

四川省教育厅科研项目(14ZB0324)

陈绍芳(1983-)，男，硕士，讲师，研究方向：针织新产品的研究与开发。

TS184.5

A

1008-5580(2017)04-0126-04