户外涂层面料悬垂性影响因素分析

吴世刚 陆 鑫 孙银银

(常熟理工学院，江苏苏州，215500)

随着都市人静态工作压力的不断增强，人们强烈渴望户外自然的生活方式，户外服装越来越受到人们的青睐，在要求功能性的同时，强调个性和美感。织物的悬垂性是反映户外服装外观美感的主要因素。静态悬垂性是衡量服装静态美感和形态，动态悬垂性是衡量服装动势美感与形态，也是人们评价服装品质的重要内容[1-2]。

户外涂层复合面料一般以锦纶为基布，通过PU等材料进行2层～3层复合而成，主要为实现户外的防风、防雨、排汗导湿等功能性要求而设计，同时满足了成衣与人体能形成空气层的保暖结构，除了特殊结构和功能因素外，与常规面料一样，形态和美感是评价户外服装的重要因素[3]。研究中选取PU涂覆的10种不同复合面料，对织物的悬垂系数、活泼率、美感系数、硬挺度进行相关分析，为户外服装的设计与生产提供参考。

1 试验过程

1.1 试样选取

试验选取PU涂覆的10种不同复合面料，包括针织、平纹和斜纹组织结构的基布，采用贴膜、涂层和贴合3种复合方式，将试样按照复合方式分为3组：1号～3号为贴膜，4号～7号为涂层，8号～10号为贴合。各组试样的基本规格参数见表1。

表1 试样参数及规格

1.2 试验方法与仪器

悬垂性是评价织物及成衣外观形态的重要因素。织物悬垂性优良，成衣形态风格就好[4]。户外服装的主要功能是运动，对成衣的形态评价除了静态外，还要进行动态悬垂性测试[5]。按照GB/T 23329—2009《纺织品 织物悬垂性的测定》，采用YG(L)811DN型动态悬垂仪(山东纺织科学研究院),JA2603B型电子天平(上海精密仪器仪表公司),YG141D型数字式织物厚度仪(温州方圆仪器有限公司)进行测试，通过公式(1)测得悬垂系数D，结果见表2。

(1)

式中：A0为试样面积，Ad为试验盘面积，As为试样的投影面积。D值越小面料越柔软。

表2 悬垂系数测试结果

1.3 悬垂形态

悬垂系数不能完全表征面料的柔软程度，如表2中4号和6号两种面料在同一系数下，波浪数和均匀度是不同的。各试样悬垂形态见图1。

图1中试样1、试样3、试样4波浪数为6个，试样6、试样8波浪数为5个，试样2、试样5、试样7、试样9、试样10波浪数为4个。悬垂形态显示：波浪数多的美感优于波浪数少的，如试样3优于试样2。同时波浪的均匀度影响悬垂形态，

如试样10的均匀度优于试样9。

1.4 形态评价

悬垂形态评价包括美感度、活泼度和硬挺度，是面料动静态悬垂性能的综合评价。各指标计算结果见表3。

表3 各试样美感度、活泼度和硬挺度计算结果

美感度包含悬垂程度、波浪形态、边缘曲线等指标，通过美感系数量化美感度，该数与悬垂曲面的形态呈正比，以形态均匀流畅为优良，通过公式(2)计算美感系数Ac。

(2)

式中：D为静态悬垂系数，N为波浪数，Rm为平均半径。

活泼率是面料动态悬垂性的量化体现，是面料的静态和动态悬垂性变化幅度，一般数值越大活泼程度越大，通过公式(3)计算活泼率Lp。

(3)

式中：Ds为静态悬垂系数，Dd为动态悬垂系数。

硬挺度反映了织物的柔软程度，同时也决定着织物的悬垂性和手感。由于对织物进行了涂层整理，改变了织物的经纬纱线属性，因此经纬两个方向的综合弯曲性能全面反映整块织物的硬挺度,通过公式(4)计算硬挺系数T。

(4)

式中：Rm为平均半径，R0为试验盘半径。

2 试验结果与分析

2.1 试验指标的显著性分析

通过方差分析，观测试样间各指标是否存在显著差异性，结果见表4。

表4 单因素方差分析

表4中方差分析显示，静态悬垂系数的组间自由度为2，组内自由度为7，F分布观测值为17.034，在给定显著水平α为0.05的前提下，对应概率P值为0.002小于α，具有显著差异。同理，动态悬垂系数、美感系数、硬挺系数、活泼率均具有显著性差异。表明不同涂层方式的面料悬垂性和悬垂形态具有显著差异。

2.2 悬垂性影响因素分析

通过相关分析能客观地评价涂层面料与复合方式之间的影响关系[6]，将贴膜、涂层和贴合3组10个试样，在不同复合方式、不同厚度和不同单位面积质量条件下进行相关性分析，考察复合面料悬垂性的变化规律。分析结果见表5。

由表5可知，厚度与静态悬垂性的相关系数为0.928，在给定显著水平α为0.05的前提下，表明厚度与静态悬垂性显著相关。同理，厚度与动态悬垂性、美感系数和硬挺度显著相关，与活泼率相关性不显著；单位面积质量与悬垂性不具有显著相关性；复合方式与悬垂性各指标具有显著相关性。

表5 相关性分析结果

2.3 影响因素的线性变化分析

相关分析表明，面料复合方式和厚度是影响面料悬垂性的主要因素。为进一步考察影响因素与悬垂性的变化关系，通过线性回归分析和变量趋势图，观测复合方式和厚度与悬垂性的变化规律[7]。通过线性回归分析，分别得到静态悬垂系数、动态悬垂系数、美感系数和硬挺系数与预测变量(厚度和复合方式)的二元线性变化关系，并通过显著性检验，Sig值均小于α，线性关系具有统计学意义，具体见表6。同时绘制出影响因素与悬垂性变化趋势，不同厚度下各指标变化趋势见图2，不同复合方式下各指标变化趋势见图3。

表6 线性方差检验

图2 不同厚度下各指标变化趋势

图2中显示，随着厚度的增加，静态悬垂系数、动态悬垂系数、美感系数和硬挺系数均呈线性变化趋势，其中静态悬垂性、美感度和硬挺度线性变化均匀，动态悬垂性变化有波动。结果表明:针对复合面料，厚度增加，硬挺度好，悬垂性和美感度差。

图3中显示，复合方式对静态悬垂性、美感度和硬挺度的线性变化趋势均匀，动态悬垂性变化趋势有波动，组间比较悬垂性结果为贴膜方式>涂层方式>贴合方式。从组内比较，对静态悬垂性、动态悬垂性、美感度和硬挺度的线性变化趋势均匀，表明在贴膜和贴合方式下，织物组织的悬垂性为针织>平纹>斜纹；活泼率无线性变化趋势，但与动态线性具有一定的吻合度，从组间比较，机织物的活泼率优于针织物。

图3 不同复合方式下各指标变化趋势

3 结论

(1)复合方式对户外涂层面料悬垂性的影响显著，包括静态悬垂系数、动态悬垂系数、美感系数和硬挺系数。从复合方式看，贴膜方式的面料优于涂层方式，涂层方式的面料优于贴合方式；从织物组织结构看，疏松度影响织物的悬垂性，针织面料优于机织面料，平纹织物优于斜纹织物。

(2)除了复合方式和织物结构对悬垂性有显著影响外，厚度也是影响涂层面料悬垂性的重要因素，厚度增加,硬挺度变大，悬垂性降低。所以在进行面料后处理时，在保证功能性的条件下，通过减小复合厚度来增加面料悬垂性。

(3)从悬垂形态评价看，静态悬垂性影响户外涂层面料的美感评价，悬垂性优，美感度高；动态悬垂性影响户外涂层面料的活泼度，面料挺阔，活泼度高。采用贴膜方式的针织涂层面料悬垂性及美感度最优，涂层和贴合的平纹和斜纹面料次之。该结果可为户外复合材料的研发、生产及应用提供依据。