針織西服面料設計及其性能

李新彤， 叢洪蓮

(江南大學 教育部針織技術工程研究中心， 江蘇 無錫 214122)

為改善機織西服面料彈性、延伸性、服用性能相對較差，穿著舒適性不理想[1]的現象，開發了針織高密西服面料，彌補機織西服面料的劣勢。在此領域，國內外學者主要針對針織西服面料的風格特征進行相關研究，利用KES評價系統對針織西服面料的服用性能進行深入探究[2]，并與機織西服面料進行對比分析，以達到滿足穿著者的舒適性要求。

為使針織西服具有機織西服的挺括，采用高機號設備編織，使西服面料橫向和縱向密度大，表面平整，手感滑爽，身骨挺括，具有良好的服用性能，經后整理加工，高密針織西服面料不僅保留了挺括、線條流暢的特點，同時，兼具良好的穿著舒適性，提升穿著者的舒適感，因此，可作為高檔休閑舒適針織西服面料[3]。本文通過對針織西服面料的設計及相關服用性能進行分析，初步預測判斷各季節性西服面料的應用及效果，以期為針織西服的研究應用提供參考,改善傳統西服面料的穿著舒適性能。

1 針織西服面料工藝設計

1.1 原 料

鑒于西服面料需兼具挺括身骨及穿著舒適性，選擇天然纖維與化學纖維采用40針高機號的圓緯機進行編織，且西服及面料對紗線的線密度、品質質量等要求高于普通織物，故選擇棉紗線密度為 7.3 tex，滌綸線密度為5.6 tex(36 f)。此外，毛型西服具有一定的應用價值，為此，選擇毛型紗線開發的毛型針織西服面料同時進行研究。由于羊毛的價格較為昂貴，故選擇線密度為10 tex的羊毛混紡紗線和滌綸共同進行編織，降低設計開發成本。

為保證紗線原料的質量以及面料的品質，選擇羊毛、Sorona?纖維及儀綸進行混紡。Sorona?纖維是一種具有天然的良好柔軟手感、較好的拉伸回復性，甚至具有免燙性的高性能纖維[4-5]；儀綸在保留聚酯纖維的抗皺、保形、快干等基礎上可提高纖維的回潮，賦予其類似棉纖維的天然柔軟、舒適、抗起球等特性[6-7]，在一定程度上將聚酯纖維與棉纖維的性能疊加，其性能更加優良。

綜合以上原因及條件，選擇4種紗線原料進行編織：7.3 tex純棉紗線與5.6 tex(36 f)滌綸、10 tex混紡紗線(羊毛/Sorona?/儀綸(20%/30%/50%))與 5.6 tex(36 f)滌綸、10 tex羊毛混紡紗線(羊毛/滌綸(20%/80%))與5.6 tex(36 f)滌綸。以上 3種原料搭配的面料分別記作1#、2#、3#，設計開發具有不同風格特征、不同手感、不同性質的西服面料。

1.2 工藝設計

1.2.1組織設計

西服組織屬于雙羅紋型兩面派織物，在雙面圓緯機上進行編織，通常采用6路形成1個循環：第1、4路形成完整的雙羅紋組織；第2、5路正面用紗在針盤高踵針(或低踵針)上成圈；第3、6路反面用紗在針筒高踵針(或低踵針)上成圈。圖1示出組織結構編織圖。其中第1、4路編織的雙羅紋組織起到連接正反線圈的作用。

圖1 織物編織圖Fig.1 Fabric weave

1.2.2上機設定

在M-8ME22型 40針雙面圓緯機(日本福原公司)上進行編織。依據雙面圓緯機的織針配置，針盤與針筒分別采用高低踵位的2種踵位織針進行編織，并根據編織圖排好織針與三角的配置，如圖2所示。

圖2 織針與三角配置圖Fig.2 Needle arrangement (a) and triangle configuration (b) diagram

1.2.3穿紗設定

根據西服面料的組織結構，面料的正反面均具有天然纖維和化學纖維，可保證西服面料的風格及手感。根據實踐經驗及紗線原料設備等條件，設定穿紗順序如表1所示。

表1 穿紗排列表Tab.1 Weft arrangement table

2 后整理工藝

西服面料在進行后道整理加工時要注意其性能及風格特點的保護，如折皺性能以及手感光澤等方面。

滌綸/棉面料的后整理工序主要有定型、抗皺。傳統的抗皺整理采用交聯劑進行，但甲醛成分可對人體產生不良影響，且會降低織物的強力，影響織物質量[8]，為此，滌綸/棉的抗皺整理劑使用親水性自交聯型聚氨酯乳液進行處理，整理劑中不含有甲醛，但可和含甲醛、不含甲醛的樹脂同浴使用，可提高面料保形性和起毛起球性能[9]。其工藝流程為配液→浸軋→預烘→焙烘。首先配制抗皺整理劑，其次在110 ℃中運用整理劑對面料進行浸軋，然后在 160 ℃ 條件下進行焙烘，最后對面料進行回潮處理，得到成品面料。

羊毛/滌綸面料的后道整理工序為：煮呢→脫水→開幅→濕檢→定型→蒸呢→成品。煮呢工序中溫度設定為90 ℃，時間為50 min，然后向煮鍋中加冷水降溫至40 ℃以下，加入柔軟劑達到收縮門幅的效果，并獲得柔軟細膩的手感；隨后進行開幅、濕檢、定型，定型溫度為160 ℃，定型速度為30 m/min，保證布面平整并對其進行抗皺整理；最后進行蒸呢，設定溫度為170 ℃，速度為5 m/min，張力為80 N，經過處理后面料具有良好的手感和光澤。

3 性能測試與數據分析

根據FZ/T 73056—2016《針織西服》，針對西服面料需具備挺括、抗皺及穿著舒適性的特點，對所設計的幾款面料進行相關的織物性能分析，并在面料市場上選取相近的面密度、原料比例的機織西服面料4#、5#、6#進行對比，如表2所示。

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

3.1 織物厚度實驗

利用織物厚度儀對表2中所列織物進行厚度測試，每塊樣品測試10次并取平均值，得到6種面料的厚度分別為0.53、0.64、0.60、0.33、0.40、0.42 mm。

2#、3#這2款面料屬于毛型面料，其厚度在一定程度上大于1#面料；2#面料的厚度相對較大，手感較為厚重，1#面料的手感略輕薄，由于組織結構一致，其厚度出現差異主要來源于紗線原料[10]：2#面料由于加入Sorona?纖維，致使面料收縮，織物的厚度略有增加；由于針織面料是雙面結構，所以其厚度大于機織面料。

3.2 耐磨性實驗及分析

根據GB/T 21196.4—2007 《紡織品 馬丁代爾法織物耐磨性的測定 第4部分：外觀變化的評定》，利用YG522N型圓盤式織物耐磨機對面料進行耐磨性測試，在相同儀器設備及參數的條件下，記錄面料第1次出現破洞時的摩擦次數，測試3次，結果取平均值。根據摩擦次數判斷其耐磨性的優劣。1#～6#面料出現破洞時摩擦次數依次為37、210、274、1 159、396、392。

在前3款針織面料中，3#面料摩擦次數在三者中最大。由于其面料為雙羅紋型兩面派織物，組織較為厚重緊密，另外，后整理在一定程度上提升了其纖維之間的抱合力，使得耐磨性得到提高。2#面料中加入Sorona?纖維與儀綸纖維，二者的斷裂強力比滌綸略低[11]，在摩擦過程中易產生破洞。4#、5#、6#這3款機織面料為經緯紗交織而成，交織點較多，所以耐磨性能較為優良。

3.3 抗起毛起球性實驗及分析

借助YG502型織物起球儀對面料進行抗起毛起球性能測試，將起球次數設定為600，觀察試樣表面的起球現象。

通過與標準樣對比發現，面料的抗起毛起球性能均較好，整體均處于3～5級之間，針織面料與機織面料之間的差異并不明顯。通過觀察針織面料發現：1#面料的毛球數量相對略多，面料中存在滌綸，摩擦后表面會存在毛球；2#、3#面料毛球數量相對較少，其原料中含有部分羊毛，在進行后處理之后，羊毛纖維會趨向于表面，起球現象減少；除此之外，2#面料中還存在儀綸與Sorona?纖維，儀綸纖維的強度較低，毛羽在外界的摩擦下易斷裂，并且脫落不易形成毛球[12]；Sorona?纖維則具有良好抗起球性能。

3.4 保暖性能實驗及分析

利用平板式保溫儀對面料進行保暖性能測試，根據實驗條件設定加熱周期為3個周期，加熱時間為20 min，加熱溫度為36 ℃，記錄3次實驗結果。

根據實驗結果測得1#～6#克羅值分別為：0.110、0.106、0.130、0.040、0.090、0.060。可以看出：1#與2#面料的數值較為接近，3#面料數值相對較大，2#面料中具有儀綸與Sorona?纖維，使面料柔軟且透氣透濕性較好，同時保證其具有良好的保暖性[13]，與1#面料相差無幾；3#面料為傳統毛型西服面料，手感厚實，保暖性略顯優異。機織面料的厚度相對較小，并且針織面料緊密度較大。整體而言，針織面料較優于機織面料。

3.5 透氣性能實驗及分析

根據GB/T 5453—1997 《紡織品 織物透氣性的測定》，采用YG461E-Ⅲ型全自動透氣量儀測定面料的透氣率，1#～6#面料的透氣率為576.99、506.37、330.97、33.66、139.68、89.03 mm/s。

根據針織西服面料數值大小可以看出，3#面料透氣率最小， 1#與2#透氣率相近，差異不大。影響透氣性的主要因素為原料以及后整理流程。原料中棉纖維透氣性優于羊毛纖維和滌綸，而Sorona?纖維及儀綸均屬于高性能纖維，透氣性良好，因此，1#面料的透氣率稍優于2#、3#面料。與機織面料相比，針織面料交織點少，且線圈中存在空隙，故透氣率較好。

3.6 透濕性能實驗及分析

根據GB/T 12704.1—2009《紡織品 織物透濕性試驗方法 第1部分：吸濕法》，利用YG601H-Ⅱ型電腦式織物透濕儀對面料進行透濕性能測試。采用正杯法以及干燥劑無水氯化鈣進行。根據織物 2次平衡質量差值計算出1#～6#面料的透濕量分別為 7 830.60、7 695.88、7 266.46、7 131.74、8 899.94、8 683.83 g/(m2·d)。西服面料組織為雙羅紋型，織物間的空隙量會對透濕量產生一定的影響，并且所選用原料的回潮率也將影響到織物的透濕性能[14]。

1#、2#面料的透濕量相差不大，但整體均滿足吸濕特性要求，具有良好的吸濕性。在2#面料中存在Sorona?纖維與儀綸，二者均具有吸濕快干的特性，其效果較為顯著，而1#面料中存在純棉紗線，含量較多，其透濕效果同樣較為明顯。而在3#面料中不存在Sorona?纖維和儀綸，僅有羊毛與滌綸，雖然羊毛的吸濕性能較好，但因為滌綸比例較大，面料整體表現出的吸濕性相對較差。由于機織面料中羊毛、棉的比例相對較大，其透濕性較針織面料略好，但針織面料總體滿足西服面料的性能要求。

3.7 折皺回彈性實驗及分析

依據GB/T 3819—1997 《紡織品 織物折痕回復性的測定 回復角法》，采用YG541E型全自動激光織物折皺彈性測試儀對面料的抗皺性能進行測試，結果如表3所示。

表3 織物折皺彈性Tab.3 Fabric wrinkle resiliency (°)

由表3可以看出，縱向的折皺回復角小于橫向，且回復程度不及橫向明顯。根據折皺回復角的大小可判定折皺性能的優劣[15]。由于面料的組織結構的特征，其縱向上具有2根圈柱，橫向上有1根圈弧，當織物經向受到外界的拉伸時，承受拉力的僅為橫向的圈弧，易產生較大的滑移，同時受到周圍線圈的束縛，不易回復；而織物橫向對折時，由縱向上的 2根圈柱受力，紗線較多，不易滑移，變形后易回復[16-17]。

2#面料的橫向彈性回復最大，其中Sorona?纖維與儀綸纖維的彈性回復優異，3#中的滌綸纖維同樣具有良好的彈性回復，提升了面料的抗皺性能[18]。但經過相同時間后，1#滌棉面料回復的效果更佳，說明棉纖維在回復程度上比羊毛略好。無論棉型面料還是毛型面料，二者的抗皺性能均具有一定的優勢，可根據開發服裝特征選擇不同類型的面料。這種測試雖較為廣泛，但在準確性上不及采用圖像處理技術測試來表征織物的抗皺性能[19-20]。整體上來看，針織面料的抗皺回彈性能與機織相差不大，基本達到傳統西服面料的抗皺要求。

3.8 硬挺度實驗及分析

依據GB/T 18318—2001 《紡織品 織物彎曲長度的測定》，采用YG207型自動織物硬挺度儀進行測試，斜面角度選定為41.5°，并且利用測得的伸出長度通過式(1)、(2)計算得到抗彎剛度，結果如表4 所示。

C=L2

(1)

G=mC3×10-2

(2)

式中：L為試樣的平均伸出長度，cm；C為平均彎曲長度，cm；G為單位寬度的抗彎剛度，mN·cm；m為單位面積試樣的質量，g/m2。

表4 織物的抗彎剛度Tab45 Bending stiffness of fabrics mN·cm

由表4可以看出：所有測試試樣的橫向抗彎剛度均在5～8之間，差異不大；而縱向抗彎剛度中3#、6#抗彎剛度明顯增大。由此可見，針織面料的挺括性基本與機織面料差異不大，其中3#面料的硬挺度明顯突出，滿足西服面料對挺括性的要求。

3.9 面料的綜合評價

采用模糊數學法將各項實驗指標綜合歸一，以此說明面料的性能優勢特征[21]。利用變異系數法對各面料的性能指標進行賦權[22]。

根據實驗數據，綜合評價面料中優勢性能以及其應用領域等。將6種試樣作為評價集合，表示為Uj(j=1,2,3,4,5,6)；將厚度、耐磨性、保暖性、透氣性、透濕性、折皺回彈性和硬挺度建立因素集合Vi(i=1,2,3,4,5,6,7)。采用式(3)計算各指標的隸屬度rij(rij∈[0,1])，進行無量綱化。

rij=xij-ximinximax-ximin

(3)

式中：rij為評價矩陣Rj的元素；xij為第j號試樣的第i項指標數值；ximin、ximax分別為第i項指標最小值與最大值。

根據式(4)、(5)計算各指標的變異系數與權重：

vij=Sijij

(4)

Wij=vij∑6i=1vij

(5)

式中：vij、Wij分別為第j號試樣第i項指標的變異系數與權重；ij與Sij分別為第j號試樣第i項指標的平均值與方差。

通過計算得出面料權重如表5所示。可知：1#面料的各項性能中，抗皺性能權重較大，說明抗皺性能對于滌/棉面料很重要，其他各項性能權重相差無幾，比較均衡，因此可作為春秋兩季西服面料；2#面料從權重上來看除抗皺性能外，耐磨性與透濕性所占比重較大，因此，可作為夏季西服面料進行開發；3#面料中保暖性與透濕性的權重較為突出，因此，可利用其開發冬季西服面料。

表5 各面料性能權重表Tab.5 Fabric performance weights table

利用式(6)計算各面料的綜合評價數值：

Bj=Aj×Rj

(6)

式中：Bj為綜合評價數值；Aj為各面料的權重向量。

根據綜合評價數值Bj可大體評價各面料的綜合性能。計算可得：1#滌綸/棉面料綜合評價數值為0.89；2#羊毛/滌綸面料為0.45；3#羊毛/滌綸面料為0.44；4#機織滌綸/棉面料0.12；5#機織羊毛/滌綸面料為0.19；6#機織面料為0.57。6款面料綜合值相差不大，與FZ/T 73056—2016《針織西服》對比，面料滿足針織西服用料要求，且在服用性能上優于機織面料。

4 結 論

1)經過實驗及數據分析，針織西服面料在抗起毛起球、抗皺性能、透氣性及透濕性等指標上具有一定的優勢，可改善穿著舒適度，加入高性能纖維更能提高織物性能，達到了針織西服的設計目的。采用高機號圓機織造的針織面料可滿足硬挺度的要求，針織西服面料的抗彎剛度與機織西服面料相近，避免了針織面料挺括性不足的弊端。

2)西服面料經過抗皺處理后，抗皺效果明顯，在緯向上滌綸/棉西服面料回復程度較大，羊毛混紡紗(羊毛/Sorona?/儀綸(20%/30%/50%))/滌綸和羊毛混紡紗(羊毛/滌綸(20%/80%))/滌綸這 2款面料在急彈下的折皺回復角大，不易起皺，成為西服面料的一大特點。其余性能均達到針織西服的標準要求，具有探究開發的實際意義。

3)1#滌綸/棉西服面料各項性能均衡，滿足穿著者對于西服的服用要求，可用于春秋季節商務服飾的開發；2#羊毛混紡紗(羊毛/Sorona?/儀綸(20%/30%/50%))/滌綸面料在耐磨與透濕性能上具有一定的優勢，并且手感柔軟絲滑，可偏重于夏季服裝的開發。3#羊毛混紡紗線(羊毛/滌綸(20%/80%))/滌綸西服面料具有一定的保暖性并且相對其他性能較突出，可用于冬季西服面料的開發應用，使優勢性能得到利用與發揮。

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