針織西服面料的挺括風格研究

李新彤， 高 哲， 顧洪陽， 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)

針織面料具有良好的延伸性與彈性，穿著舒適程度也優于機織面料，被廣泛用于T恤衫、內衣等貼身服裝。隨著人們對穿著舒適程度的要求不斷提高，外衣類服裝面料也要求具有針織面料良好的延伸性和穿著舒適性。西服作為商務工作服裝，具有良好的挺括和身骨的特點[1]，但同時傳統西服也存在延伸性弱，束縛感強，穿著舒適性不佳等缺陷。將針織面料應用于西服等商務服裝，提高商務服裝的穿著舒適程度成為研究熱點。

面料的挺括風格通常可從彎曲剛度、折皺回復角、懸垂性以及抗彎模量等多項指標綜合評判。國內外眾多專家學者對西服面料的風格研究逐漸深入，從基本風格手感到綜合風格值，采用多種工具手段、評價方法等探尋表征風格特征的表達形式[2]。另外，還探討了原料特性、組織結構、織物參數等因素對織物挺括風格的影響[3]。織物中雙面組織較單面組織更為硬挺，織物密度較大，硬挺度會隨之有所改善提升[4]。織物的彎曲性能體現織物的挺括風格，并且與紗線線密度、織物密度及厚度等因素有一定關系[5]。

本文通過對針織面料的基本結構參數與彎曲剛度、折皺回復角、靜態懸垂系數的探究，并與傳統機織西服面料的對比分析，研究了針織面料的挺括風格特征，以期為針織面料在西服上的開發應用提供一定的參考。

1 實驗部分

1.1 試樣準備

薄型面料的挺括性能較差，所以試樣選擇主要針對面密度分布在175～210 g/m2之間的針織雙面面料，基于面密度限制，共搜集到15款面料。根據原料的特性主要分為毛型面料和棉型面料2類。在滿足面密度要求范圍的前提下，毛型面料按照羊毛含量分為3類：羊毛含量低于20%；羊毛含量在20%～40%之間和羊毛含量在40%～60%之間。當羊毛含量過高時，針織面料的面密度會過大，所以在面料選擇時，控制羊毛含量在60%以內。棉型針織面料與毛型針織面料特性差異較大，一般對于棉型面料，為保證其良好的手感，棉含量多在60%之上，同時面料中加入滌綸來保持一定的身骨。針織面料樣本中的組織結構主要有：6路變化羅馬組織，12路小提花組織，6路變化間隔組織，8路變化間隔組織，2路棉毛組織，4路雙面珠地組織以及8路蜂巢組織。當織物橫向密度過大如達到150線圈/(5 cm)時，多數針織面料手感較為柔軟，對挺括性有負面影響，且在編織過程和實驗過程中難度加大，所以在選擇針織面料時考慮織物橫向密度上限為130線圈/(5 cm)。實驗樣本的具體參數如表1所示。

表1 織物試樣參數Tab.1 Parameters of fabric samples

1.2 彎曲長度測試

對于彎曲長度的測試手段目前較為多樣。應用較為廣泛的儀器主要有KES風格測試儀、FAST織物風格測試儀以及YG207型織物硬挺度儀，通過儀器測得客觀數據，獲取織物彎曲狀態，結合圖像分析[6-7]、模型建立[8]、神經網絡技術[9]等多種手段對數據進行分析并得出一定結論。儀器間測試雖然存在一定的差異，但其結果具有較強的線性關系[10-11]。本文采用FAST-2型彎曲實驗儀用于測量織物的彎曲長度[12-13]，并通過公式計算織物的彎曲剛度。工作原理如圖1所示。

圖1 織物彎曲長度測試原理Fig.1 Principle of fabric bending test

參照GB/T 18318.1—2009《紡織品 彎曲性能的測定 第1部分：斜面法》，將實驗樣本按照經緯方向剪取長×寬為20 cm×5 cm的試樣，并將試樣放置在滑塊下方，緩慢且勻速地移動滑塊，直至屏幕顯示彎曲長度(mm)。經向(縱向)與緯向(橫向)分別測試4次，并取平均值。利用彎曲長度C計算彎曲剛度：

B=W×C3×9.807×10-6

(1)

式中：B為彎曲剛度，μN· m；W為織物面密度，g/m2。

1.3 折皺回復性測試

西服面料在使用穿著過程中無法避免出現變形的情況，若變形無法回復會對面料的外觀及挺括風格造成一定的影響[14]，因此，面料的折皺回復性能是探究面料挺括風格時不可缺少的一項性能指標。

利用YG541E型數字式織物折皺彈性儀對面料折皺回復角進行測定[15]。根據GB/T 3819—1997《紡織品 織物折痕回復性的測定 回復角法》，將試樣分別沿經緯方向按照實驗要求剪取“凸”字形，在數字式折皺彈性儀上分別測得急彈回復角和緩彈回復角。

1.4 懸垂性測試

懸垂性是指織物因自重而下垂的能力，其與彎曲性能有較多共通的特性。二者是影響織物風格和外觀的重要屬性，也是織物變形能力的直接體現[16-17]。

織物懸垂性的測試借助織物因自重沿小圓盤周圍下垂均勻折疊成自然形狀，從小圓盤上方采用平行光線照在試樣上，得到水平投影圖，從而計算出懸垂系數。參考GB/T 23329—2009 《紡織品 織物懸垂性的測定》，將織物樣本剪取直徑為30 cm的圓，采用YG811E型織物懸垂儀測得織物的靜態懸垂系數。織物的靜態懸垂系數越大，織物的硬挺程度越高[18]。

2 結果與分析

通過測試及公式計算發現，面料的基本參數較多，之間相互影響。借用數理統計方法對性能指標與基本參數間的關系進行探討，通過回歸分析可找出影響程度較大的變量[19-20]。

2.1 彎曲剛度分析

織物彎曲長度測試結果如圖2所示。當原料含量接近的情況下，組織結構越均勻平整，越有利于提高彎曲剛度，如圖2(a)所示；在原料含量以及組織一定的情況下，織物的密度和面密度增加，彎曲剛度同樣會增加。針織面料中，常規面料的結構不足以使其具有一定的彎曲剛度，針織8路蜂巢組織為機織面料的40%，針織6路雙面珠地僅為機織面料的20%，而針織6路變化羅馬組織可以達到機織面料的85%，如圖2(b)所示。由于針織特殊的線圈結構，彎曲時縱向由2根圈柱同時承受彎曲變形；而橫向由1根圈柱承受彎曲形變，所以縱向不容易彎曲，其彎曲剛度較優于橫向，二者會有一定的差異。當組織結構中浮線、集圈的數量增加，使組織結構不夠對稱均勻時，縱向與橫向彎曲剛度的差異會增大，如圖2(c)所示。可見，織物9、10的縱橫向彎曲剛度差異明顯增大。

圖2 織物彎曲剛度柱狀圖Fig.2 Histogram of fabric bending stiffness. (a) Bending stiffness of wool fabrics; (b) Bending stiffness of cotton fabrics; (c) Difference between weft bending stiffness and warp bending stiffness

利用SAS分析軟件分析得到縱橫向彎曲剛度與4項織物參數的相關程度，其中縱向彎曲剛度Y縱受織物縱密以及織物厚度的影響較大，橫向彎曲剛度受織物面密度及厚度的影響較大，利用測得的數據進行擬合，得到回歸方程：Y縱=-53.24+0.26x1-0.16x2+0.24x3+4.95x4，其相關系數R2為50.59%，說明縱向彎曲剛度受到織物橫密、縱密、面密度及厚度的影響變化的程度在50.59%，織物厚度改變1個單位的情況下，縱向彎曲剛度隨之改變的幅度較為明顯，如每組面料中針織面料的厚度較大時其縱向彎曲剛度較為顯著。橫向彎曲剛度關于基本參數的多元回歸方程為Y橫=-64.53+0.14x1-0.07x2+0.34x3-0.27x4，其相關系數R2為64.91%，說明橫向彎曲剛度受到織物橫密、縱密、面密度及厚度的影響變化的程度在64.91%。

2.2 折皺回復角分析

以每組機織西服面料的折皺回復角為標準，懸垂程度為100%，計算各針織面料回復角占機織面料回復角的比例。且由于急彈回復角與緩彈回復角的趨勢大致相同，采用二者的平均值表示，毛型針織面料的折皺回復程度可達到80%以上，棉型針織面料達到70%左右，毛型針織面料折皺回復性優于棉型針織面料。

當織物面密度相近時，織物厚度增加0.1 mm，折皺回復程度提高10%左右。2號面料厚度比4號面料厚0.1 mm，其折皺回復程度從82.14%提高到91%左右；同樣對于棉型面料，12號面料厚度比14號厚0.1 mm，折皺回復程度同樣提高10%左右。當織物厚度增加后，結構中紗線的彎曲剛度也隨之增加，織物手感更加活絡，發生折皺后容易回復原狀[21]。

利用SAS軟件探究折皺回復程度與織物基本參數間的影響程度及回歸方程發現，折皺回復程度與織物基本參數的相關系數分別為-0.333 8，-0.260 6，0.621 2和-0.065 9。折皺回復程度Y與織物基本參數(x1，x2，x3，x4)的回歸方程為：Y折皺=-0.407 0-0.002 2x1-0.003x2+0.007 8x3+0.037 8x4，相關系數R2為62.42%。

2.3 懸垂系數分析

將測得的懸垂系數數據進行整理，與機織西服面料對比，各針織面料占機織西服面料數據的比例如圖3所示。將機織西服面料的懸垂系數作為標準，其余面料懸垂程度數據采用占機織西服面料的百分比。其中2號，3號，12號3款針織面料均十分接近機織面料，懸垂系數可達到機織西服面料的90%以上，說明3款面料的挺括風格與機織面料較為接近。利用SAS軟件得到懸垂程度與織物基本參數(x1，x2，x3，x4)的相關系數分別為0.309 6，0.238 7，0.443 7和-0.336 7。根據相關系數的大小可看出，4個參數的影響程度差異不大，當織物密度、織物面密度逐漸增大時，懸垂程度會隨之提高。7號與9號面料達到機織西服面料的70%～80%，其余針織面料僅能達到20%～50%，如圖3所示。

圖3 織物懸垂程度比例圖Fig.3 Proportion of fabric drape

2.4 綜合分析

彎曲剛度、折皺回復角度、懸垂系數3項指標都可以反映面料的挺括風格，將3項指標綜合進行分析，利用線性綜合法判斷針織面料的挺括風格。線性綜合法就是對各指標的評價值求和而獲得綜合評價值的一種方法。各指標對被評價織物的綜合水平的影響與作用不同，常采用加權求和的方式進行計算。

設被評價的織物面料個數為n，每個評價對象由p個指標進行描述，x1，x2，x3，x4，x5分別對應縱向彎曲剛度、橫向彎曲剛度、急彈回復角之和、緩彈回復角之和、懸垂系數5個指標，求取各面料數據占每組機織西服面料的比例。利用式(2)～(5)分別求得各指標的平均值、方差、變異系數和權重。

(2)

(3)

(4)

式中：v為變異系數；i取1，2，…，p。

(5)

式中：w為權重；v為變異系數；i取1，2，…，p。

計算得到各個指標的權重，采用式(6)對測得的各項指標數據進行規格化，消除不同量綱之間的差異，將數據規范在[0，1]之間。

(6)

式中：y為評價值；xji為第j個被評價對象在第i項指標上的取值；ximin，ximax分別為第i項指標中的最小值與最大值。

將數據整理好后，利用線性綜合法將各指標評價值求和獲得綜合評價值，通常采用式(7)加權求和的方式進行計算。

(7)

式中：z為被評價織物的綜合評價值；wi為第i個指標的權重；yi為i個指標的評價值；p為指標個數。

通過計算得到15款面料的綜合評價值，結果如4所示。其中圖4(a)為毛型針織面料的綜合評價情況，將機織西服面料的綜合評價平均值作為對比標準，機織西服面料的綜合評價值為0.79；針織面料中2號，9號，7號綜合評價值較為接近機織西服面料，達到機織西服面料的70%以上。3款面料組織循環為6路或者8路，織物密度相對較大，并且其中2號針織面料的綜合評價遠遠優于其余2款。當針織面料采用6路變化羅馬組織，高機號設備進行編織時，其挺括程度可達到機織西服面料的要求。棉型面料中同樣以機織西服面料作為參考標準，如圖4(b)所示，機織西服面料的綜合評價值為0.67；針織面料中12號面料接近機織西服面料，達到機織西服面料的80%以上，12號面料同樣具有較大的織物密度，組織結構同樣為6路變化羅馬組織。

圖4 針織面料綜合評價Fig.4 Comprehensive evaluation of knitted fabrics.(a) Wool knitted fabrics；(b) Cotton knitted fabrics

3 結 論

針織面料采用6路變化羅馬組織配合高織物密度能夠提升其挺括風格。通過對面料進行綜合評價值的計算發現，針織面料中2號面料和12號面料的挺括風格與機織西服面料十分接近，綜合評價值分別達到機織西服面料的70%，80%，織物密度基本達到120線圈/(5 cm)以上。組織結構的選擇上要注意結構的對稱均勻，盡量減少集圈和浮線的數量，6路變化羅馬組織可作為針織面料開發西服的優選組織結構。

折皺回復角度從側面反映織物挺括風格。在4項基本參數中，折皺回復角與織物的厚度的影響程度相對明顯一些，毛型面料的折皺回復效果整體上優于棉型面料。當原料確定后，可在一定范圍內增加織物的厚度。在厚度增加0.1 mm左右，折皺回復程度提高10%左右，但同時需注意織物密度差異不能過大。

懸垂程度主要受到織物密度及織物面密度的影響。當織物密度在110～130線圈/(5 cm)時，懸垂系數基本上可以達到60%以上；面密度越大，其懸垂系數更加接近機織西服面料，挺括效果越明顯。