拼接对针织物拉伸性能和服装压力的影响

张红媛，崔明海

(北京服装学院 服装艺术与工程学院，北京 100029)

紧身运动服装通过对人体各部位施加梯度服装压力而起到保护穿着者的作用。为实现梯度压力，缝制紧身运动服装时，通常使用不同弹性的织物组成拼接结构。随着人们对运动服装功能性需求的提升，紧身运动服装的拼接结构日趋精细复杂，其需要在满足结构设计需求的同时兼顾服装弹性不受影响。本文以针织运动服装常用的四线拷边缝制工艺为例，设计单种针织物拉伸、拼接针织物拉伸、模拟穿着压力对比试验，研究拼接是否会对织物弹性产生影响。

在针织物拼接缝制过程中缝迹线型通常是影响织物拉伸性能的首要因素[1-3]。研究发现线迹密度、接缝方向[4-5]、接缝强力[6-7]均会对针织面料拉伸性能产生影响。此外，针织物拼接的舒适性近年来也成为研究的热点[8-9]。目前，在有关弹性针织面料拼接的研究中，对于不同弹性织物相互拼接的拉伸力学性能与单种针织物拉伸力学性能关系，以及拼接针织物与服装压力关系的研究较少，本文对15种锦纶/氨纶弹力针织物分别进行测试，根据弹力性能进行优选，对优选出的针织物进行拼接拉伸测试，分析拼接针织物与单种针织物拉伸性能的相关性。

1 拉伸试验

1.1 试验织物

为了对单种针织物拉伸力与拼接针织物拉伸力相关性进行研究，分别测试了15种锦纶/氨纶弹性针织物试样，织物的组织与纤维成分见表1。

表1 织物组织与纤维成分

分别依据FZ/T 70010—2006《针织物平方米干燥重量的测定》、FZ/T 70002—1991《针织物线圈密度测量法》、GB/T 3820—1997《纺织品和纺织制品厚度的测定》，对上述15种弹性针织物试样的厚度、面密度(干燥)、线圈密度进行测试，以上织物基本规格参数详见表2。

表2 织物基本规格参数

1.2 拉伸试样准备

1.2.1 预调湿

依据GB/T 6529—2008《纺织品 调湿和试验用标准大气》，将试验试样在标准大气(相对湿度为65%±4%，温度为(20±2) ℃)条件下放置24 h调湿至标准规定的平衡状态。

1.2.2 试样裁剪

1.2.2.1单种针织物拉伸试样

依据FZ/T 70006—2004《针织物拉伸弹性回复率试验方法》对弹性针织物进行裁剪，每项试验裁剪纵向和横向试样各3块，各试样的有效尺寸均为100 mm×50 mm，单种织物试样拉伸夹持方式如图1所示，单种织物试样纱向如图2所示。

图1 单种织物试样拉伸夹持方式

图2 单种织物试样纱向示意图

1.2.2.2织物拼接拉伸试样

依据FZ/T 01031—2016《针织物和弹性机织物 接缝强力及伸长率的测定 抓样法》，综合单种针织物的试样制备方法，将每项拼接针织物试样有效测试范围确定为100 mm×100 mm，接缝与试样受力方向垂直位于试样中间部位，按照2块织物为一组的组合方式，每组都包含3块试样，拼接试样拉伸夹持方式如图3所示，拼接试样的纱向如图4所示，2种拼接方式分别模拟在服装围度和长度方向的拼接结构。

图3 拼接试样拉伸夹持方式

图4 拼接试样纱向示意图

1.2.3 试样缝制

试样的拼接处选用目前紧身运动服常见的四线拷边工艺进行缝制，针距设置为14针/(3 cm)，保证接缝处拉伸强度较好[5]。试样制备时预留工艺缝份尺寸，以保证各试样的有效测试范围。

1.3 试验仪器

YG(B)026H-250型电子织物强力机(莱州市电子仪器有限公司)，DV114C型电子天平(美国奥豪斯仪器(上海)有限公司)，Y511B型织物密度仪(常州第二纺织仪器厂有限公司)，YG141N型数字式织物厚度仪(宁波纺织仪器厂)、Y802L型电热恒温烘箱(莱州市电子仪器有限公司)。

2 拉伸试验

2.1 拉伸试验设计

2.1.1 单种针织物拉伸

为满足人体运动时体表皮肤形变的需求，紧身运动服装要提供足够的弹性变化范围，且不对人体运动产生较大阻碍。人体皮肤伸长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]。因此本文试验选取拉伸率60%作为拉伸试验的上限值，以10%为档差，分别测量拉伸率为10%、20%、30%、40%、50%、60%时织物弹性性能。

2.1.2 拼接针织物拉伸

选取3种经编针织物进行相互拼接组合，对比相同拼接方式对于不同织物组合的拉伸力值影响，分别对拼接试样测量拉伸率为10%、20%、30%、40%、50%、60%下的织物弹性性能。

2.2 拉伸试验方法

采用YG(B)026H-250型电子织物强力机在温度为(20±2) ℃、相对湿度为65%±5%的试验环境条件下，依据FZ/T 70006—2004《针织物拉伸弹性回复率试验方法》中的定伸长负荷法，夹持距离为100 mm，预加张力1 N，速度为100 mm/min，将试样拉伸至预定伸长值(10%、20%、30%、40%、50%、60%)，停置1 min，再以同样速度回到起点，停置3 min，测试结果取3块试样测试数据的平均值。

2.3 拉伸测试结果

2.3.1 单种针织物拉伸力测试结果

对各织物分别进行纵向和横向拉伸测试，不同拉伸率下单种针织物拉伸力测试结果见表3。

表3 不同拉伸率下单种针织物拉伸力测试结果 cN

从表3可以看出，不论在纵向还是横向上，织物拉伸力与拉伸率均呈正相关关系。网眼织物的拉伸力值普遍较大，横向随着拉伸率的增大趋势更为显著。

织物拉伸变形率测试结果平均值如表4所示。通常情况下，织物弹性变形率较大而塑性变形率较小则弹性性能越好[13]。从横向和纵向的弹性变形率及塑性变形率数据可以看出，综合弹性性能较好的织物编号为6#、11#、7#、9#、14#。

表4 织物拉伸变形率测试结果平均值 %

2.3.2 拼接针织物拉伸力测试结果

选取织物6#、织物7#、织物9#这3种经编针织物，按照1.2.2.2进行拼接，共分6组组合拼接织物：a组为织物6#和织物6#、b组为织物6#和织物7#、c组为织物6#和织物9#、d组为织物7#和织物7#、e组为织物7#和织物9#、f组为织物9#和织物9#。分别测试6种拼接针织物在拉伸率分别为10%、20%、30%、40%、50%、60%时横向与纵向的拉伸性能。将拼接拉伸力结果按照纱向分别绘制折线图，拼接针织物试样横向拉伸力对比图见图5、拼接试样纵向拉伸力对比图见图6。可以看出，同一试样的上下2块织物都对拼接试样拉伸力结果均呈正相关关系。

图5 拼接针织物试样横向拉伸力对比图

2.4 拉伸试验数据分析

2.4.1 单种针织物拉伸力测试结果分析

对单种针织物拉伸力测试结果进行分析发现，随着拉伸率的增大，织物纵向与横向的拉伸力间存在明显的相关性，对15种单种针织物试样进行线性相关分析得到织物横向与纵向拉伸力间的相关性见表5。随着拉伸率逐渐增大至60%，相关系数波动增大，回归系数逐渐趋于在0.5上下浮动。综合比较织物横、纵2个方向拉力值，15种织物试样中7#经编针织物、14#网眼织物、12#纬编织物的拉力值较大。

图6 拼接试样纵向拉伸力对比图

表5 织物横向与纵向拉伸力间的相关性

2.4.2 织物拼接拉伸力测试结果分析

将拼接试样在不同拉伸率下的拉伸力与单种针织物试样在对应拉伸率下的拉伸力进行回归分析，生成拼接针织物与单种针织物拉伸力散点图见图7。可以看出，拼接1、拼接2、拼接拉伸力三者相互具有较强相关性，进一步分析，得到拼接1的拉伸力与拼接针织物拉伸力的皮尔森相关系数r值为0.863，拼接2的拉伸力与拼接针织物拉伸力的r值为0.956，具有高度的正相关关系，并且有极其显著的统计学意义。

拼接1—拼接织物中单种同向拉伸力较小的织物；拼接2—拼接织物中单种同向拉伸力较大的织物。图7 拼接针织物与单种针织物拉伸力散点图

使用SPSS软件得到回归方程：

Y=49.061+0.274X1+1.042X2(X1

式中：Y为拼接拉伸力，cN；X1为组合中单种同向拉伸力较小的织物拉伸力，cN；X2为组合中单种同向拉伸力较大的织物拉伸力，cN。从回归系数可以看出，拉伸力较大的织物对拼接试样拉伸产生的影响更大。

3 压力试验

3.1 压力试验设备仪器

压力试验采用Flexiforce压敏测试片与配套服装压力舒适性测量系统、建智GB 160/84A半腿斜插针人台。

3.2 压力试验方案

将人台腿部最大围48 cm处作为压力测试的水平围度位置，以外侧缝点为基准点，围度方向均匀分布8个压力测试点。

选用7#经编针织物和14#网眼织物模拟运动紧身裤的拼接效果。对照拉伸试验选用的织物拉伸率，分别按照0、10%、20%、30%、40%、50%、60%拉伸率制备单种针织物无拼接圆筒，按照30%拉伸率制备拼接圆筒。圆筒宽度为15 cm，缝制方法同拼接拉伸试样。给人台模拟穿套3次，求压力平均值。圆筒压力测试试样示意图见图8。

3.3 压力测试结果与分析

压力试验使用钢化人台模拟穿着压力，假设为理想状态，不考虑人体组织结构、体表曲率等变量的影响。

3.3.1 单种针织物模拟服装压力测试结果

压力测试结果如图9所示，单种针织物的总压力随拉伸率的增大而增大。

图9 单种针织物总压力折线图

将拉伸率、拉伸力与对应服装压力进行相关分析和回归分析，建立回归方程：

Z=50.665+0.38X+8.404P

式中：Z为总压力，cN；X是单种针织物拉伸力，cN；P是织物拉伸率，%。方程的相关系数为0.955，拟合程度较好。因此，织物拉伸率和拉伸力与服装压力值呈高度正相关关系。

3.3.2 拼接针织物模拟服装压力测试结果

拼接针织物的模拟服装压力测试结果见表6，从织物1#～6#可以看出，同种织物拼接时，接缝增多或接缝距离减小都会导致服装压力增大；从织物7#～9#可以看出，不同面料拼接时，拼接接缝窄的织物对服装压力影响更大；从织物10#～13#与织物2#、织物5#对比分析可以看出，不同种织物或不同纱向的织物相互拼接会使服装压力增大。

表6 拼接针织物的模拟服装压力测试结果

4 结 论

本文通过对单种、拼接弹性针织物试样不同纱向、拉伸率以及拼接方式进行分析，得到以下结论：

①弹性针织物纵向与横向的拉伸率呈高度正相关，随着拉伸率逐渐增大至60%时，二者的相关关系趋于一定平衡状态。

②弹性针织物是否拼接与其拉伸力间存在显著相关性，且拼接拉伸力受拼接织物中拉伸力大的织物影响更大。通过建立的拼接针织物拉伸力回归方程能够较好地预测拼接后针织物的拉伸力。

③通过拉伸率、拉伸力及服装压力的回归方程能够较好地预测服装压力。拼接对服装压力的影响较大，但现有对比试验中，拼接后的服装压力与织物拉伸力的相关关系不显著，对拼接针织物的弹性性能差异、拼接方式差异等多因素影响，还需要进一步深入研究。