针织西服面料设计及其性能

李新彤， 丛洪莲

(江南大学 教育部针织技术工程研究中心， 江苏 无锡 214122)

为改善机织西服面料弹性、延伸性、服用性能相对较差，穿着舒适性不理想[1]的现象，开发了针织高密西服面料，弥补机织西服面料的劣势。在此领域，国内外学者主要针对针织西服面料的风格特征进行相关研究，利用KES评价系统对针织西服面料的服用性能进行深入探究[2]，并与机织西服面料进行对比分析，以达到满足穿着者的舒适性要求。

为使针织西服具有机织西服的挺括，采用高机号设备编织，使西服面料横向和纵向密度大，表面平整，手感滑爽，身骨挺括，具有良好的服用性能，经后整理加工，高密针织西服面料不仅保留了挺括、线条流畅的特点，同时，兼具良好的穿着舒适性，提升穿着者的舒适感，因此，可作为高档休闲舒适针织西服面料[3]。本文通过对针织西服面料的设计及相关服用性能进行分析，初步预测判断各季节性西服面料的应用及效果，以期为针织西服的研究应用提供参考,改善传统西服面料的穿着舒适性能。

1 针织西服面料工艺设计

1.1 原 料

鉴于西服面料需兼具挺括身骨及穿着舒适性，选择天然纤维与化学纤维采用40针高机号的圆纬机进行编织，且西服及面料对纱线的线密度、品质质量等要求高于普通织物，故选择棉纱线密度为 7.3 tex，涤纶线密度为5.6 tex(36 f)。此外，毛型西服具有一定的应用价值，为此，选择毛型纱线开发的毛型针织西服面料同时进行研究。由于羊毛的价格较为昂贵，故选择线密度为10 tex的羊毛混纺纱线和涤纶共同进行编织，降低设计开发成本。

为保证纱线原料的质量以及面料的品质，选择羊毛、Sorona®纤维及仪纶进行混纺。Sorona®纤维是一种具有天然的良好柔软手感、较好的拉伸回复性，甚至具有免烫性的高性能纤维[4-5]；仪纶在保留聚酯纤维的抗皱、保形、快干等基础上可提高纤维的回潮，赋予其类似棉纤维的天然柔软、舒适、抗起球等特性[6-7]，在一定程度上将聚酯纤维与棉纤维的性能叠加，其性能更加优良。

综合以上原因及条件，选择4种纱线原料进行编织：7.3 tex纯棉纱线与5.6 tex(36 f)涤纶、10 tex混纺纱线(羊毛/Sorona®/仪纶(20%/30%/50%))与 5.6 tex(36 f)涤纶、10 tex羊毛混纺纱线(羊毛/涤纶(20%/80%))与5.6 tex(36 f)涤纶。以上 3种原料搭配的面料分别记作1#、2#、3#，设计开发具有不同风格特征、不同手感、不同性质的西服面料。

1.2 工艺设计

1.2.1组织设计

西服组织属于双罗纹型两面派织物，在双面圆纬机上进行编织，通常采用6路形成1个循环：第1、4路形成完整的双罗纹组织；第2、5路正面用纱在针盘高踵针(或低踵针)上成圈；第3、6路反面用纱在针筒高踵针(或低踵针)上成圈。图1示出组织结构编织图。其中第1、4路编织的双罗纹组织起到连接正反线圈的作用。

图1 织物编织图Fig.1 Fabric weave

1.2.2上机设定

在M-8ME22型 40针双面圆纬机(日本福原公司)上进行编织。依据双面圆纬机的织针配置，针盘与针筒分别采用高低踵位的2种踵位织针进行编织，并根据编织图排好织针与三角的配置，如图2所示。

图2 织针与三角配置图Fig.2 Needle arrangement (a) and triangle configuration (b) diagram

1.2.3穿纱设定

根据西服面料的组织结构，面料的正反面均具有天然纤维和化学纤维，可保证西服面料的风格及手感。根据实践经验及纱线原料设备等条件，设定穿纱顺序如表1所示。

表1 穿纱排列表Tab.1 Weft arrangement table

2 后整理工艺

西服面料在进行后道整理加工时要注意其性能及风格特点的保护，如折皱性能以及手感光泽等方面。

涤纶/棉面料的后整理工序主要有定型、抗皱。传统的抗皱整理采用交联剂进行，但甲醛成分可对人体产生不良影响，且会降低织物的强力，影响织物质量[8]，为此，涤纶/棉的抗皱整理剂使用亲水性自交联型聚氨酯乳液进行处理，整理剂中不含有甲醛，但可和含甲醛、不含甲醛的树脂同浴使用，可提高面料保形性和起毛起球性能[9]。其工艺流程为配液→浸轧→预烘→焙烘。首先配制抗皱整理剂，其次在110 ℃中运用整理剂对面料进行浸轧，然后在 160 ℃ 条件下进行焙烘，最后对面料进行回潮处理，得到成品面料。

羊毛/涤纶面料的后道整理工序为：煮呢→脱水→开幅→湿检→定型→蒸呢→成品。煮呢工序中温度设定为90 ℃，时间为50 min，然后向煮锅中加冷水降温至40 ℃以下，加入柔软剂达到收缩门幅的效果，并获得柔软细腻的手感；随后进行开幅、湿检、定型，定型温度为160 ℃，定型速度为30 m/min，保证布面平整并对其进行抗皱整理；最后进行蒸呢，设定温度为170 ℃，速度为5 m/min，张力为80 N，经过处理后面料具有良好的手感和光泽。

3 性能测试与数据分析

根据FZ/T 73056—2016《针织西服》，针对西服面料需具备挺括、抗皱及穿着舒适性的特点，对所设计的几款面料进行相关的织物性能分析，并在面料市场上选取相近的面密度、原料比例的机织西服面料4#、5#、6#进行对比，如表2所示。

表2 面料成分及面密度Tab.2 Fabric composition and weight

3.1 织物厚度实验

利用织物厚度仪对表2中所列织物进行厚度测试，每块样品测试10次并取平均值，得到6种面料的厚度分别为0.53、0.64、0.60、0.33、0.40、0.42 mm。

2#、3#这2款面料属于毛型面料，其厚度在一定程度上大于1#面料；2#面料的厚度相对较大，手感较为厚重，1#面料的手感略轻薄，由于组织结构一致，其厚度出现差异主要来源于纱线原料[10]：2#面料由于加入Sorona®纤维，致使面料收缩，织物的厚度略有增加；由于针织面料是双面结构，所以其厚度大于机织面料。

3.2 耐磨性实验及分析

根据GB/T 21196.4—2007 《纺织品 马丁代尔法织物耐磨性的测定 第4部分：外观变化的评定》，利用YG522N型圆盘式织物耐磨机对面料进行耐磨性测试，在相同仪器设备及参数的条件下，记录面料第1次出现破洞时的摩擦次数，测试3次，结果取平均值。根据摩擦次数判断其耐磨性的优劣。1#～6#面料出现破洞时摩擦次数依次为37、210、274、1 159、396、392。

在前3款针织面料中，3#面料摩擦次数在三者中最大。由于其面料为双罗纹型两面派织物，组织较为厚重紧密，另外，后整理在一定程度上提升了其纤维之间的抱合力，使得耐磨性得到提高。2#面料中加入Sorona®纤维与仪纶纤维，二者的断裂强力比涤纶略低[11]，在摩擦过程中易产生破洞。4#、5#、6#这3款机织面料为经纬纱交织而成，交织点较多，所以耐磨性能较为优良。

3.3 抗起毛起球性实验及分析

借助YG502型织物起球仪对面料进行抗起毛起球性能测试，将起球次数设定为600，观察试样表面的起球现象。

通过与标准样对比发现，面料的抗起毛起球性能均较好，整体均处于3～5级之间，针织面料与机织面料之间的差异并不明显。通过观察针织面料发现：1#面料的毛球数量相对略多，面料中存在涤纶，摩擦后表面会存在毛球；2#、3#面料毛球数量相对较少，其原料中含有部分羊毛，在进行后处理之后，羊毛纤维会趋向于表面，起球现象减少；除此之外，2#面料中还存在仪纶与Sorona®纤维，仪纶纤维的强度较低，毛羽在外界的摩擦下易断裂，并且脱落不易形成毛球[12]；Sorona®纤维则具有良好抗起球性能。

3.4 保暖性能实验及分析

利用平板式保温仪对面料进行保暖性能测试，根据实验条件设定加热周期为3个周期，加热时间为20 min，加热温度为36 ℃，记录3次实验结果。

根据实验结果测得1#～6#克罗值分别为：0.110、0.106、0.130、0.040、0.090、0.060。可以看出：1#与2#面料的数值较为接近，3#面料数值相对较大，2#面料中具有仪纶与Sorona®纤维，使面料柔软且透气透湿性较好，同时保证其具有良好的保暖性[13]，与1#面料相差无几；3#面料为传统毛型西服面料，手感厚实，保暖性略显优异。机织面料的厚度相对较小，并且针织面料紧密度较大。整体而言，针织面料较优于机织面料。

3.5 透气性能实验及分析

根据GB/T 5453—1997 《纺织品 织物透气性的测定》，采用YG461E-Ⅲ型全自动透气量仪测定面料的透气率，1#～6#面料的透气率为576.99、506.37、330.97、33.66、139.68、89.03 mm/s。

根据针织西服面料数值大小可以看出，3#面料透气率最小， 1#与2#透气率相近，差异不大。影响透气性的主要因素为原料以及后整理流程。原料中棉纤维透气性优于羊毛纤维和涤纶，而Sorona®纤维及仪纶均属于高性能纤维，透气性良好，因此，1#面料的透气率稍优于2#、3#面料。与机织面料相比，针织面料交织点少，且线圈中存在空隙，故透气率较好。

3.6 透湿性能实验及分析

根据GB/T 12704.1—2009《纺织品 织物透湿性试验方法 第1部分：吸湿法》，利用YG601H-Ⅱ型电脑式织物透湿仪对面料进行透湿性能测试。采用正杯法以及干燥剂无水氯化钙进行。根据织物 2次平衡质量差值计算出1#～6#面料的透湿量分别为 7 830.60、7 695.88、7 266.46、7 131.74、8 899.94、8 683.83 g/(m2·d)。西服面料组织为双罗纹型，织物间的空隙量会对透湿量产生一定的影响，并且所选用原料的回潮率也将影响到织物的透湿性能[14]。

1#、2#面料的透湿量相差不大，但整体均满足吸湿特性要求，具有良好的吸湿性。在2#面料中存在Sorona®纤维与仪纶，二者均具有吸湿快干的特性，其效果较为显著，而1#面料中存在纯棉纱线，含量较多，其透湿效果同样较为明显。而在3#面料中不存在Sorona®纤维和仪纶，仅有羊毛与涤纶，虽然羊毛的吸湿性能较好，但因为涤纶比例较大，面料整体表现出的吸湿性相对较差。由于机织面料中羊毛、棉的比例相对较大，其透湿性较针织面料略好，但针织面料总体满足西服面料的性能要求。

3.7 折皱回弹性实验及分析

依据GB/T 3819—1997 《纺织品 织物折痕回复性的测定 回复角法》，采用YG541E型全自动激光织物折皱弹性测试仪对面料的抗皱性能进行测试，结果如表3所示。

表3 织物折皱弹性Tab.3 Fabric wrinkle resiliency (°)

由表3可以看出，纵向的折皱回复角小于横向，且回复程度不及横向明显。根据折皱回复角的大小可判定折皱性能的优劣[15]。由于面料的组织结构的特征，其纵向上具有2根圈柱，横向上有1根圈弧，当织物经向受到外界的拉伸时，承受拉力的仅为横向的圈弧，易产生较大的滑移，同时受到周围线圈的束缚，不易回复；而织物横向对折时，由纵向上的 2根圈柱受力，纱线较多，不易滑移，变形后易回复[16-17]。

2#面料的横向弹性回复最大，其中Sorona®纤维与仪纶纤维的弹性回复优异，3#中的涤纶纤维同样具有良好的弹性回复，提升了面料的抗皱性能[18]。但经过相同时间后，1#涤棉面料回复的效果更佳，说明棉纤维在回复程度上比羊毛略好。无论棉型面料还是毛型面料，二者的抗皱性能均具有一定的优势，可根据开发服装特征选择不同类型的面料。这种测试虽较为广泛，但在准确性上不及采用图像处理技术测试来表征织物的抗皱性能[19-20]。整体上来看，针织面料的抗皱回弹性能与机织相差不大，基本达到传统西服面料的抗皱要求。

3.8 硬挺度实验及分析

依据GB/T 18318—2001 《纺织品 织物弯曲长度的测定》，采用YG207型自动织物硬挺度仪进行测试，斜面角度选定为41.5°，并且利用测得的伸出长度通过式(1)、(2)计算得到抗弯刚度，结果如表4 所示。

C=L2

(1)

G=mC3×10-2

(2)

式中：L为试样的平均伸出长度，cm；C为平均弯曲长度，cm；G为单位宽度的抗弯刚度，mN·cm；m为单位面积试样的质量，g/m2。

表4 织物的抗弯刚度Tab45 Bending stiffness of fabrics mN·cm

由表4可以看出：所有测试试样的横向抗弯刚度均在5～8之间，差异不大；而纵向抗弯刚度中3#、6#抗弯刚度明显增大。由此可见，针织面料的挺括性基本与机织面料差异不大，其中3#面料的硬挺度明显突出，满足西服面料对挺括性的要求。

3.9 面料的综合评价

采用模糊数学法将各项实验指标综合归一，以此说明面料的性能优势特征[21]。利用变异系数法对各面料的性能指标进行赋权[22]。

根据实验数据，综合评价面料中优势性能以及其应用领域等。将6种试样作为评价集合，表示为Uj(j=1,2,3,4,5,6)；将厚度、耐磨性、保暖性、透气性、透湿性、折皱回弹性和硬挺度建立因素集合Vi(i=1,2,3,4,5,6,7)。采用式(3)计算各指标的隶属度rij(rij∈[0,1])，进行无量纲化。

rij=xij-ximinximax-ximin

(3)

式中：rij为评价矩阵Rj的元素；xij为第j号试样的第i项指标数值；ximin、ximax分别为第i项指标最小值与最大值。

根据式(4)、(5)计算各指标的变异系数与权重：

vij=Sijij

(4)

Wij=vij∑6i=1vij

(5)

式中：vij、Wij分别为第j号试样第i项指标的变异系数与权重；ij与Sij分别为第j号试样第i项指标的平均值与方差。

通过计算得出面料权重如表5所示。可知：1#面料的各项性能中，抗皱性能权重较大，说明抗皱性能对于涤/棉面料很重要，其他各项性能权重相差无几，比较均衡，因此可作为春秋两季西服面料；2#面料从权重上来看除抗皱性能外，耐磨性与透湿性所占比重较大，因此，可作为夏季西服面料进行开发；3#面料中保暖性与透湿性的权重较为突出，因此，可利用其开发冬季西服面料。

表5 各面料性能权重表Tab.5 Fabric performance weights table

利用式(6)计算各面料的综合评价数值：

Bj=Aj×Rj

(6)

式中：Bj为综合评价数值；Aj为各面料的权重向量。

根据综合评价数值Bj可大体评价各面料的综合性能。计算可得：1#涤纶/棉面料综合评价数值为0.89；2#羊毛/涤纶面料为0.45；3#羊毛/涤纶面料为0.44；4#机织涤纶/棉面料0.12；5#机织羊毛/涤纶面料为0.19；6#机织面料为0.57。6款面料综合值相差不大，与FZ/T 73056—2016《针织西服》对比，面料满足针织西服用料要求，且在服用性能上优于机织面料。

4 结 论

1)经过实验及数据分析，针织西服面料在抗起毛起球、抗皱性能、透气性及透湿性等指标上具有一定的优势，可改善穿着舒适度，加入高性能纤维更能提高织物性能，达到了针织西服的设计目的。采用高机号圆机织造的针织面料可满足硬挺度的要求，针织西服面料的抗弯刚度与机织西服面料相近，避免了针织面料挺括性不足的弊端。

2)西服面料经过抗皱处理后，抗皱效果明显，在纬向上涤纶/棉西服面料回复程度较大，羊毛混纺纱(羊毛/Sorona®/仪纶(20%/30%/50%))/涤纶和羊毛混纺纱(羊毛/涤纶(20%/80%))/涤纶这 2款面料在急弹下的折皱回复角大，不易起皱，成为西服面料的一大特点。其余性能均达到针织西服的标准要求，具有探究开发的实际意义。

3)1#涤纶/棉西服面料各项性能均衡，满足穿着者对于西服的服用要求，可用于春秋季节商务服饰的开发；2#羊毛混纺纱(羊毛/Sorona®/仪纶(20%/30%/50%))/涤纶面料在耐磨与透湿性能上具有一定的优势，并且手感柔软丝滑，可偏重于夏季服装的开发。3#羊毛混纺纱线(羊毛/涤纶(20%/80%))/涤纶西服面料具有一定的保暖性并且相对其他性能较突出，可用于冬季西服面料的开发应用，使优势性能得到利用与发挥。

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