緯編緊身面料拉伸與透氣性能研究

王虹艷 柯寶珠

（上海工程技術大學服裝學院，上海 201600）

近年來，由于緊身針織服裝優良的彈性，使得服裝非常貼合人體，在穿著過程中具有類似于人體皮膚的親和感，且對人體造成的束縛感十分微弱，不會給人體造成壓迫和疲勞的感覺，受到越來越多消費者的喜愛。

目前，針織彈性面料有緯向和經緯雙向的彈力性能，結構性能各異，主要以氨綸等彈性纖維作為主要原料[1]。緯向針織面料拉伸性能主要取決于組成面料的紗線彈性、紗線與紗線之間的摩擦力、組織結構、后整理等，紗線種類及編織工藝影響著透氣性能[2]。

緯編緊身面料的拉伸及透氣性，經常出現過大或者過小的問題。如果針織面料的拉伸與回復性過大，則不能起到固定、減少震動的效果；相反，如果面料拉伸性能與回復性能太小，服裝不能具有較好的保型性，使服裝缺少美感。因此，研究面料拉伸性對于設計開發緊身針織服裝具有很高的實際生產意義。在透氣性方面，由于人體會不斷地排出汗氣和濕氣，若這些氣體不能及時從服裝面料中排出，則會污染人體皮膚與衣下之間的微環境區域，嚴重時會造成人體皮膚炎癥和濕疹等癥狀。織物的透氣性能對人體的熱濕舒適感具有非常重要的影響[3]。

為了滿足緊身針織面料優良的彈性，兼備良好透氣性能，以達到需要的拉伸和回復性為依據，從紗線的原料配比，織物的組織結構，交織過程中的張力設置3個方面，設計了8種結構的高彈針織面料。通過控制變量，對其透氣性及拉伸性能進行測試與分析。

1 面料的織造

從針織緯編角度，對緊身面料進行原材料選擇、交織方案設計以及面料織造。

1.1 原材料選擇

為了研究組織結構、紗線線密度、原料種類對緊身面料伸縮性的影響，本文選擇了83dtex棉纖維、83dtex的滌綸纖維以及44dtex和66dtex的氨綸絲進行交織實驗。

1.2 交織方案設計

針織緊身服裝的基本結構為添紗組織，由地紗、面紗共同編織而成[5]。從緯編的組織結構上進行設計，為獲得透氣性能，拉伸性能及回復率優良的彈性面料，設計緯平針組織，2種集圈加浮線組織，共3種織造方式。意匠圖如圖1所示。

圖1 面料結構意匠圖

圖1（a）為緯平針結構。穿紗方式為：以添紗的方式，在1、3、5路穿棉紗與滌綸絲，每一針都成圈；2、4路穿入棉紗和44dtex或者66dtex的氨綸絲，每一針都成圈。

圖1（b）為集圈加浮線結構，橫向每隔15針一個循環，縱向每隔15針一個循環。穿紗方式為：以添紗的方式，在1、3、5路穿滌綸絲與棉紗，每一針都成圈，2、4路穿入棉紗和不同的氨綸絲，形成一針不成圈，一針成圈的浮線。

圖1（c）為集圈加浮線結構，橫向每隔15針一個循環，縱向每隔15針一個循環。穿紗方式為：以添紗的方式，在1、3、5路穿棉紗和滌綸絲，每一針都成圈，2、4路穿入棉紗和不同的氨綸絲，兩針不成圈，一針成圈的浮線。

針織彈性面料常以彈力紗為地紗、非彈力紗為面紗[6]。為了使布面結構貼合人體，提高穿著舒適性，將棉紗或滌綸長絲覆蓋氨綸彈力紗，達到棉紗或滌綸長絲在服用正面顯露，服用貼膚面少有顯露的效果。這樣能減少由于棉紗吸濕不易干對熱濕舒適性造成的影響。具體的設計方案如表1。

表1 面料的編織方案及參數

1.3 面料織造

采用意大利Santoni TOP2 FAST，機號為28，針數為1440，16英寸的無縫針織圓機織造。織造時通過調節紗線張力設計出不同的線圈長度。在織造織物時，針織機機床上共有8路導紗器，每一路第1個導紗嘴為面紗，第5個導紗嘴為添紗，第6個導紗嘴為地紗。在第二路、第六路的二號導紗嘴穿入橡筋紗。其余導紗嘴不穿入紗線。調節面紗進紗張力6.0cN，地紗進紗張力為4.0cN和3.0cN。

2 面料的彈性與透氣性測試

由于緊身服裝面料對緯向彈性要求較高[7]，本實驗只測試面料的橫向拉伸與回復性。

2.1 原料比例的確定

記錄測量織物在織造過程中的各種紗線消耗量，計算比例[8]。

2.2 彈性測試

拉伸性能是彈性面料的各種力學性能的基礎。彈性針織面料力學性能中拉伸性能，對緊身服裝結構、運動防護功能、舒適性、外觀保持有重要影響作用，尤其發現拉伸力與服裝壓力成正相關關系，拉伸回復率與服裝壓力成負相關關系[9~11]。

針織物拉伸彈性測試的方法很多[12]，在服裝的穿著過程中，發生穿、脫、坐、蹲等動作時，織物受到拉伸更多的是定伸長拉伸，所以本次實驗選擇單向的定伸長拉伸法，對8種針織面料的橫向進行單次和5次的拉伸測試。

實驗儀器：采用YG026D型電子織物強力機（寧波紡織機械廠）

根據GB/T3923.1-2013《針織物拉伸彈性回復率測試方法》，沿著樣布的經向和緯向分別裁剪50 mm×150 mm的5個樣布作為試樣。兩端夾持長度分別為25mm，試樣寬度為50 mm，設置定伸長率為35%，預加張力為0.1N，反復5次，松弛等待時間為30 s，張緊等待時間為30 s，導出織物的定伸長力、彈性回復率等數據。

2.3 透氣性測試

透氣性是指織物通過氣體的能力，良好的透氣性可以促進人體皮膚的新陳代謝，減少皮膚悶濕感、炎癥等癥狀，對于織物舒適性的評判非常重要。使用YG461E電腦式透氣測量儀（寧波紡織儀器廠制造），參照國標GB/T5453-1997《織物透氣性的測定》的實驗方法來測試織物的透氣率。

3 結果分析

整理后的實驗數據如表2所示，彈性拉伸率及回復率均大于30%，可定性為高彈性面料，滿足緊身服裝面料的要求。

表2 面料透氣性與拉伸

3.1 組織結構對拉伸彈性及回復性能的影響

從表2可以看出，在橫向伸長率為定35%拉伸作用下，線圈圈距增加，部分線圈轉變為浮線，導致浮線加長。線圈結構中，由于浮線的存在，受力后先發生圈弧長度的變化，當圈弧長度完全轉移釋放出來后，繼續受力會使得紗線中纖維發生彈性變形，如圖2所示。2個線圈間有2個浮線的長度，假設相隔形成的長度為L，在橫向定伸長拉伸率為35%的作用下，浮線長度增加為1.35L。在進行橫向拉伸時，線圈結構之間的浮線長度會影響面料的彈性伸長。浮線越長，拉伸彈性越差，面料的彈性回復率越差。浮線長1#＜2#＜3#和4#＜5#＜6#，拉伸力也具有相同的大小排列順序。

圖2 線圈拉伸示意圖

3.2 氨綸對織物橫向彈性以及彈性回復性的影響

表2示出氨綸線圈長度，含量和線密度對織物橫向拉伸及彈性回復性的影響。從表可知，8種織物的原料相同，都是棉紗，滌綸絲，氨綸絲混紡而成。

1#、2#、3#面料線圈長度，氨綸耗紗量，氨綸線密度一樣，織造方式不同，1#面料比2#、3#面料結構密實，且1#比2#、3#面料的單次拉伸力大，且回復性好，說明織造方式越密實，彈性拉伸越大和彈性回復性越好，4#，5#，6#面料對比也可以看出此規律；

當組織結構均為緯平針時，1＃、4＃樣品線圈長度相同，1#樣品用的44dtex氨綸絲，4#樣品用的66dtex氨綸絲，氨綸線密度不同導致含量不同，1#比4#試樣單次拉伸力大1.25N，彈性回復性小5%，說明氨綸絲越粗，導致面料易于拉伸，彈性回復好，保形效果好。2#、5#，3#、6#也可以比較看出彈性及彈性回復率規律；

3#、7#面料樣品使用的是44dtex氨綸絲，3#樣品氨綸絲的線圈長度比7#樣品小0.27mm，織物橫向經單次拉伸后，出現3#樣品比7#樣品單次拉伸力高0.27N，彈性回復率低14.68%的現象，說明氨綸絲線圈越長，導致面料易于拉伸，彈性回復好，4#，8#也可以看出此規律；

5次拉伸后，彈性大小和彈性回復率的值差別減小；氨綸絲線圈長度相同時，氨綸越粗織物彈性回復越好；說明彈性回復率與氨綸的線密度、含量及線圈長度有正相關的關系。織物彈性越好，彈性回復率越好，保形效果越好。

3.3 利用灰色關聯度綜合數據分析

控制組織結構一樣，研究氨綸的線圈長度、線密度、含量與單次拉伸的顯著的影響關系，根據灰色關聯度分析法，利用軟件GTM3.4，導出關聯度數值。數值越大，影響越顯著。如表3所示，列出了不同織物的第一次拉伸力與氨綸線圈長度、線密度、含量指標的相關數據。

表3可以看出，發現氨綸含量對第一次拉伸力的影響最為顯著，線圈長度和線密度對第一次拉伸力的大小的影響接近。

表3 相關性分析結果

3.4 透氣性分析

面料的透氣性與組成面料的纖維性質及紗線結構、織物組織結構有著密切的關系。由表2可以對比看出，1#、2#、3#面料的透氣率逐漸降低，由于設計的8種面料都是相同的原料纖維，織物組織結構不同，所以得出，在原料纖維相同情況下，面料的組織結構對透氣率有顯著的影響，且面料結構越緊密，透氣率越差，4#、5#、6#面料對比也可以看出此規律。

4 總結與展望

通過控制變量，對其拉伸性能與透氣性進行了測試分析，得到結論：在原料纖維相同情況下，面料的組織結構對透氣率有顯著的影響，面料結構越緊密，透氣率越差；面料中氨綸絲的含量比線密度、線圈長度對織物彈性的影響顯著。氨綸絲線圈長度相同時，含量越高織物彈性回復越好，保形效果越好。

通過對針織緊身面料的組織結構，氨綸的線圈長度、線密度、含量對拉伸性能關系的研究，希望能為確定面料的拉伸性能的進一步研究提供一些思路。相信在不久的將來，可以通過控制組織結構，彈性紗線的占比，以及織造過程中的紗線張力設置等參數，來確定面料的拉伸性能，能從定性關系發展到定量關系，更詳細地通過調整生產前的工藝參數和結構，精準的計算面料的彈性和透氣性能。