經編全成形運動套裝的尺寸預測與建模

2019-02-21 06:12:56劉海桑董智佳夏風林叢洪蓮

紡織學報 2019年2期

劉海桑，董智佳，張琦，夏風林，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)

經編全成形運動套裝縫紉部位少，工藝簡單，損耗較低[1]；使用高彈性紗線的運動服裝更貼合人體曲線，且無縫技術消除了側縫對人體的摩擦，舒適度更高；與緯編無縫運動服相比，其生產速度快，效率高，花型豐富立體，層次感豐富[2]。

目前對經編全成形運動服裝的研究主要以組織分區和款式開發為主：錢銀男等[3]分析了不同賈卡組織的熱濕舒適性并將其應用于人體各部位；劉婕羽等[4]對女性跑步針織褲的結構進行了優化設計，但是，在尺寸控制和尺寸建模方面的研究鮮有報道。實際生產過程中，要確定運動服裝的尺寸，至少要上機打樣2～3次。加上后整理的染色、裁剪等工序，導致開發新樣的時間與成本大幅度增加。這就使控制成品尺寸成為了新樣開發的重點。

本文通過對4種常用組織進行尺寸測量，分析確定橫縱向尺寸與牽拉密度、組織種類之間的線性關系，推導出經編全成形組織的尺寸預測模型。在已知人體實際尺寸的情況下，結合WKCAD功能的完善，將該模型應用于實際生產設計中，直接模擬出設計尺寸，實現經編全成形運動服裝的快速開發，為新樣開發的尺寸提供依據與指導，減少開發成本。

1 實驗設計

本文從機上尺寸與成品尺寸出發，探究了經編賈卡組織在一定條件下尺寸的變化規律。結合人體在運動時各部位功能分布與熱濕性能的不同[5-7]，對經編全成形運動緊身套裝進行分區設計，并填充透氣性能不同的組織。女性的尺寸并不是完全相同，胸圍與臀圍較整體圍度稍大，而腰部的尺寸則偏小；因此，在設計時要考慮到不同部位牽拉密度的區別。實驗從組織小樣入手，建立尺寸預測模型，根據該模型對經編全成形運動套裝的實際尺寸進行驗證。

1.1 組織選擇與織造

對市面上現有的經編全成形運動服進行分析，選取了4種經編運動服中常用的賈卡組織進行尺寸預測，組織意匠圖如圖1所示。組織1為全紅組織，組織2、3均為網眼組織，組織4賈卡紅綠薄組織。

圖1 4種組織賈卡意匠圖Fig.1 4 kinds of jacquard stitches.(a)Stitches1;(b)Stitches2;(c)Stitches3;(d)Stitches4

組織試樣采用德國卡爾邁耶RDPJ6/2型經編機生產，機號為E28。原料使用江蘇華宜針織用于生產織造的常規紗：GB2和GB5使用55.5 dtex的錦綸；JB3和JB4使用22.2 dtex/55.5 dtex的錦氨包覆紗。為維持紗線原料的織造性能，保證賈卡導紗針移位的準確性，車間溫度控制在22～24 ℃，濕度控制為60%[8]。

為探究牽拉密度與成品尺寸之間的關系，試樣織造時以8～12橫列/cm為范圍設置了8個牽拉密度：0.5橫列/cm為分度值，由于密度越大，相鄰密度之間的尺寸差異越小，因此除去11.5橫列/cm。組織試樣的花寬為600針，花高為812橫列。根據組織的墊紗方式不同，設置不同的送經量。織造得到4種組織8個密度共32個筒子，每個筒子包含 3塊相同組織相同密度的織片。

白坯下機后，平鋪放置48 h，進行染色整理，獲得最終成品。整理流程如下：白坯松弛整理48 h→預定型→水洗→柔軟→復定型→脫水烘干→松弛整理48 h。在染色過程中，要添加元明粉、冰醋酸、硫酸銨等助劑，使色素上染更為均勻穩固。

1.2 尺寸測量與縮率計算

將組織試樣的成品平鋪于桌面，橫縱向尺寸均選取試樣的中間位置進行測量。橫向測量左右2個縱行的間距，使尺子與線圈橫列保持平行；縱向避開連接處的縫合組織，使尺子與線圈縱行保持平行。

本文的縮率以機上長度和實際長度為基礎進行計算。機上橫向尺寸：已知織造使用的RDPJ6/2經編機的機寬為138(350.5 cm)，總共有3 312枚針。機上橫縱向尺寸為:

JH=n/3 312×350.5 cm

JZ=N/x

式中：JH為機上橫向尺寸；n為某組織針數；JZ為機上縱向尺寸；N為某組織橫列數；x為牽拉密度。

根據測量結果分別對橫縱向的尺寸縮率進行計算，計算公式如下：

SH=(JH-CH)/JH×100%

SZ=(JZ-CZ)/JZ×100%

式中：SH為橫向縮率；JH為機上橫向尺寸；CH為成品橫向尺寸；SZ為縱向縮率；JZ為機上縱向尺寸；CZ為成品縱向尺寸。

組織試樣成品的縮率計算結果如表1所示。

表1 成品尺寸縮率Tab.1 Size shrinkage of finished products %

2 經編運動服裝原型與規格設計

在設計經編全成形運動套裝時，由于工藝限制，只能生產上下針數統一的直筒型服裝。但人體是一個立體的結構，女性柔美的身體曲線使得胸部與臀部尺寸較大，而腰部細長。為使運動緊身套裝能夠提供一定壓力，貼合人體，運動緊身套裝各部位的尺寸也各不相同。在針數相同的情況下，可以采用密度收縮的方式來改變直筒型織物的尺寸。在運動緊身套裝的不同部位進行分段，每段設置不同的牽拉密度，從而改變織物橫向尺寸，使其符合女性胸圍和臀圍大于腰圍的特點。

2.1 成衣原型設計

成衣的原型是指平面的基本裁剪紙樣，即將三維立體的成形織物轉化為簡單、最基礎的二位平面設計紙樣[9]。圖2示出女性人體各部位尺寸的測量點。以人體上半身測量點為基準，對長度與圍度進行測量，獲得領寬、胸寬、腰寬、肩寬、背長、袖窿深、肩斜等信息。結合經編全成形運動上裝的直筒型織物特征，利用服裝原型制圖法[10]，以最大圍度胸圍為橫向尺寸，背長作為縱向尺寸，進行經編全成形背心原型的設計，如圖3(a)所示。經編全成形緊身褲以人體下半身測量點為基準進行測量，獲得襠長、腿長、腰圍、臀圍、腿圍等尺寸信息。在經編全成形緊身褲的雙筒形結構基礎上，結合服裝原型制圖法原理[10]，以最大圍度臀圍為橫向尺寸，襠長與腿長之和作為縱向尺寸，進行經編全成形緊身褲原型設計，如圖3(b)所示。

圖2 人體尺寸測量點Fig.2 Measurement point of human body.(a)Lateral body; (b)Frontal body

圖3 經編全成形運動緊身套裝尺寸分區Fig.3 Size partition model of warp knit fully formed sport suit.(a)Vest;(b)Tights

2.2 針織服裝規格設計

表2示出緊身針織服裝規格在女性不同人體測量部位的加放量[11]。在進行經編全成形運動套裝的設計時，在人體實際測量尺寸的基礎上可以根據此規格進行放松量的設計，使服裝在穿著時舒適合體。

表2 女性人體測量部位與尺寸縮放量Tab.2 Measuring position of female and size scaling

根據GB/T 1335.2—2008《女子服裝型號》，本節以女子服裝尺寸規格中間體160/84 A型號為例進行說明。標準給出的中間體各部位尺寸(凈體數值)如表3所示。

表3 女子服裝規格A型中間體尺寸Tab.3 A type of female’s intermediate size cm

經編全成形運動套裝屬于緊身高彈服裝，橫向針數確定依據主要有胸寬、臀寬與腰寬。根據表3放松量，胸圍收縮范圍為4～32 cm，文中取16 cm；一般腰圍收縮8～10 cm，文中取8.2 cm；臀圍為 -14～2 cm，為方便模板設計，臀圍與胸圍應保持較高一致性，因此臀圍收縮量稍大，文中取收縮量為 18.9 cm。結合表3女子尺寸規格數值可以確定織物各部位的尺寸，結果如表4所示。

表4 經編全成形運動套裝尺寸控制Tab.4 Size control of the warp knitted sport suit cm

3 尺寸預測模型開發與應用

3.1 尺寸預測模型建立

為了探究牽拉密度與尺寸縮率是否存在一定的線性關系，使用了SPSS軟件對表1的數據進行回歸性分析。

組織1：

SH1=0.670x+50.538

SZ1=-2.588x+88.438

組織2：

SH2=0.834x+48.353

SZ2=-2.436x+86.150

組織3：

SH3=0.829x+48.036

SZ3=-2.292x+83.641

組織4：

SH4=0.915x+47.541

SZ4=-2.331x+85.123

式中：x為牽拉密度，橫列/cm；SHn為組織的橫向縮率(機上)，%；SZn為組織的縱向縮率(機上)，%。

在SPSS的線性回歸分析中S值表示顯著性，是判斷R值即相關系數是否有統計學意義的依據。當S值大于0.05時，2個變量之間的相關性系數沒有統計學意義。R值是相關性系數，表示兩變量的相關性。R值越大，相關性越好。當R大于或等于0.8時為兩變量間高度相關；大于或等于0.5小于0.8時認為兩變量中度相關；大于或等于0.3小于0.5時認為兩變量低度相關或弱相關；小于0.3說明相關程度為極弱相關或無相關。4種組織的S值與R值如表5所示，數據顯示成品尺寸縮率與牽拉密度呈高度相關。

從回歸線性方程中也可以看到：橫向縮率的斜率值為正數，表明各組織橫向縮率隨著牽拉密度的增大而增大；縱向縮率的斜率值為負數，各組織縱向縮率隨牽拉密度的增大而減小。

表5 牽拉密度與成品縮率的顯著性及相關性Tab.5 Significance and correlation between drawing densities and shrinkage rates

根據以上分析，得出組織成品橫、縱向尺寸(Hn、Zn)的計算方式：

Hn=JH×(1-SHn/100)

Zn=JZ×(1-SZn/100)

以牽拉密度為11橫列/cm將組織的花寬、花高與牽拉密度代入發現，計算值與成品的理論值有一定偏差。偏差率見表6。

經過修正后，得到的尺寸預測模型為：

表6 組織預測尺寸與成品尺寸記錄Tab.6 Prediction size and finished product size of jacquard organizations

注：負數為縮小；正數為增大。

式中：H為橫向尺寸，cm；n為花寬，縱行；x為牽拉密度，橫列/cm；Z為縱向尺寸，cm；N為橫列數，橫列。

3.2 尺寸預測模型的應用

根據工廠實際設計經驗，經編全成形運動服裝的大身牽拉密度設定為11橫列/cm，在某些特殊部位如緊身褲的腰部做收緊作用，牽拉密度設置為12橫列/cm甚至更高。其賈卡意匠圖的花寬花高也是在已知牽拉密度的情況下確定的。參考這個設計思路，結合人體實際尺寸，在已知牽拉密度的情況下，從上述公式分別可推算出不同組織的花寬針數與花高橫列數。

4 WKCAD功能的優化

在現有的WKCAD畫圖軟件中，花高與花寬的確定需要設計師憑經驗或經上述計算后人為確定。本文對該軟件進行功能優化，在原有設計功能的基礎上通過VB編程，實現織物意匠參數的自動計算。

4.1 運動套裝尺寸分割

經編全成形運動套裝各部位的尺寸并不相同。觀察人體規格尺寸測量點與平面紙樣之間的關系，大致可以確定胸圍、腰圍、臀圍、褲長等主要部位的位置與尺寸。根據此結構特點，可將運動套裝分為圖4所示的幾個區域，其各部位尺寸見表7。

表7 模板尺寸Tab.7 Template size cm

4.2 功能描述與應用

基于VB軟件的算法特點，可從局部出發，分別計算經編全成形運動服裝的尺寸，再將尺寸自動整理合并，最終形成完整的意匠圖。

WKCAD中已有可以保存花型的組織庫，將所需組織錄入組織庫。在此程序中，關鍵點在于尺寸計算公式。以全紅組織為例，針數與橫列數計算公式為：

n1=3 312×100H1/[350.5×0.943 9×

(49.462-0.670x)]

N1=100Z1/[1.011 8×(2.588+11.562/x)]

利用該功能進行規格計算并將數據導入CAD，自動生成模板，基本過程如圖5所示。具體操作如下：選擇模板部位，輸入該部位各組織的實際尺寸與牽拉密度，點擊“計算”，程序將根據設定的公式自動計算出針數與橫列數。為方便模板生成，所得數值均自動取最接近的偶數。綜合針數與橫列數特征，總針數取臀寬與腰寬均值，并與胸寬針數進行比較并調整；縱橫列數取肩斜、掛肩、大身、臀長、小腿長與大腿長的橫列數總和。最后點擊生成模板，計算數據將保存至圖6所示界面。