弹性针织物服装压力的测试研究

陈红娟

（苏州工艺美术职业技术学院，江苏苏州 214105）

科技博览

弹性针织物服装压力的测试研究

陈红娟

（苏州工艺美术职业技术学院，江苏苏州 214105）

文章对弹性针织物进行了拉伸试验，分析针织物拉伸性能与织物原料及组织结构的关系；在此基础上，用圆柱模拟人的四肢和腰，采用自行研制的服装压力测试系统对所选择针织物对人体压力进行测试，进而分析服装压力与弹性针织物的抗拉刚度及织物伸长率之间的关系。

弹性针织物；拉伸性能；抗拉刚度；伸长率；服装压力

对于针织物的服用性能，除了保暖性、透湿透气等性能以外，服装压力是一个非常重要的指标。客观地对织物进行测试，评定性能是纺织生产过程中的一个重要环节。而测试方法的科学性是关系到所测织物指标是否能够正确地、客观地反映实际服用性能的关键。本文采用圆柱模型模拟人体部位，利用自行研制开发的测试系统来测试织物的服装压力。

1 弹性针织物试样的拉伸性能

针织物以其特别的延伸性能，贴身舒适，在内衣服用方面获得了很多的应用。

1.1 针织物试样

本试验所采用的织物为三枪内衣公司提供的纬编氨纶织物，根据组织结构和弹性纱线的百分含量不同，我们选择了氨纶汗布（平针组织）、氨纶罗纹组织、氨纶罗纹刷绒织物、氨纶灯芯布（2＋2罗纹组织）、以及氨纶电脑提花织物等七块织物。各织物的参数如表1所示。

各块织物的氨纶含量大致在3%～9%之间，平方米克重分布在200～300 g／m2。

1.2 织物拉伸实验

织物的拉伸形式（或仪器类型）目前有三种，包括：等速牵引（CRT）、等加负荷（CRL）、等速伸长（CRE），其中最后一种方法现在为国际推广方法［1］。

试验仪器采用HD026N电子织物强力仪，该测试仪带有自动记录装置，并能绘出负荷伸长曲线的等速拉伸试验结果，试验选用等速伸长拉伸测试。

试验前将试样在标准状态下进行松弛处理，温度为200℃±20℃，相对湿度65%±2%。实验前试样在此状态下调湿，棉型织物为24 h，化纤织物为4 h。仪器拉伸的速度200 mm／min。预加张力为0.2 N。试样尺寸：10 cm×5 cm，试样如图1所示，试样两端留5 cm作为试验仪器夹持端。

图1 拉伸试样

1.3 拉伸试验结果及分析

在拉伸试验过程中，每种试样拉伸五次取其平均值，七块纬编织物沿纬方向的拉伸图如图2所示。

图2 织物拉伸图

表1 纬编织物的各项参数

在实验中，我们注意到由于织物都具有较好的弹性，所以每块织物的断裂伸长率都超出了所使用仪器的测量范围之外（即当达到仪器最大的拉伸量300%，而此时织物仍然没有断裂）。并且此类织物在拉伸100%后，去掉拉力，织物都能回到未变形前的状态。

由图2中拉伸曲线可以看出，拉伸性能主要是受织物组织结构和氨纶纱线用量的影响。以50%的拉伸率为例，当七种织物伸长为原来长度的50%时，拉伸该织物所需的拉力从大到小依次为：7＞6＞5＞4＞3＞2＞1。从整体上看，延伸性能依次是：罗纹组织＞平纹组织＞提花组织。而组织结构、密度相同的织物，除纱线原料不同外，织物中氨纶的用量是导致试样拉伸性能不同的主要因素。

图3是罗纹、平纹、提花织物的线圈结构图。由图3可以看出，罗纹织物组织的正反两面线圈不在同一平面上，沉降弧由前到后或由后到前地把正反面线圈相连。当外力沿纬向拉伸时，首先是圈柱趋于同一平面，使织物从立体趋向平面；再继续拉伸，线圈弯曲处逐渐伸直，线圈间的纱线发生转移；当线圈段被拉直以后，再继续拉伸则主要是纱线的伸长。平纹组织基本处于同一平面状态，受纬向拉伸时，没有罗纹从立体面到水平面转移这一过程，而直接是沉降弧和圈柱之间的相互转移。所以在相同情况下，平纹组织的延伸率比罗纹组织差。提花组织由于织物组织中存在浮线的影响，纬向受力时，组织结构中的线圈较难发生转移，所以该组织在相同条件下，延伸性最小。

图3 罗纹平纹提花织物的线圈结构图

2 弹性织物服装压力的测试

2.1 服装压力测试方法

考虑到人体的较多的部位（四肢、腰）接近圆柱形，因此选用圆筒来模拟人体，筒的直径为10 cm。在试验前，氨纶织物试样须经过数次拉伸松弛后，再进行测量，以确保得到稳定的数值［2］。

织物裁剪缝纫成宽5 cm，直径为5 cm的圆筒状，边长留有1 cm的缝头。将待测织物裁剪缝纫成圆筒形状织物套在粘贴有传感器的圆柱模型上。如图4所示的圆柱形状结构图。

图4 服装压测试示意图

由图4可以看出，圆筒的直径是固定的，所以织物拉伸后的周长为一恒定的值，为了方便计算，织物伸长率的变化采用织物的缩率Se来表达。

根据测试参数，按照（1）式可以知道，织物的服装压力测量是在缩率（Se）为50%，相当于100%拉伸率的条件下测量的。

此外，由于选用的传感器厚度非常薄，因此织物对传感器的压力可以近似地看成织物对圆柱形模型的压力。

传感器的感应面积为71.33 mm2。在测量纬编织物的时候，首先对传感器的电路进行静态标定，以确定电路的线性度。标定的加载方式为直接加标准砝码，通过改变载荷，测出压敏传感器电路的电压输出值，用最小二乘法拟合出压力－电压关系公式，测试电路的标定关系式：y＝0.3213x＋0.0835。得出服装压力的计算公式如下：

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式中：P—服装压力（k Pa），

V—加弹性织物后测试电路输出值（10 m V），其中拉伸后的筒状织物周长近似看成圆柱筒的周长（31.4 cm）

k—相关系数（10 m V／g），

V0－不加弹性织物时测试电路的输出值，（10 m V）。

2.2 织物抗拉刚度与服装压

前面分析了织物组织结构对织物拉伸性能的影响，另外从拉伸曲线上看，不难看出织物弹性模量关系大致为：织物7＞织物6＞织物5＞织物4＞织物3＞织物2＞织物1。弹性模量是反映材料形变与内应力关系的物理量，是决定织物抗拉、抗弯性能的重要因素。我们所做的服装压力测试是在织物伸长率为35%～100%的条件下，根据图2的拉伸曲线，来计算织物的拉伸模量。它用织物在弹性极限范围内应力与应变之比来表示。而弹性极限是指材料在拉伸时，所加应力去掉后还能回到未变形前的状态，材料保持弹性变形的最大应力称为弹性极限。织物从35%～100%范围内抗拉刚度的计算：

其中：F100%为伸长率100%时的织物单位宽度的张力；F35%为伸长35%时的织物单位宽度的张力。

根据式（3）计算出编号织物的抗拉刚度，如表2所示：

表2 纬编织物的抗拉刚度

图5 织物抗拉刚度与服装压

2.3 服装压力与伸长率关系分析

在七块织物中，选择具有代表性的汗布织物、罗纹织物和电脑提花织物三种，即编号为3、5、7号织物，将织物裁剪缝制成宽5 cm，周长分别为：15.7 cm、18.8 cm、22 cm不等的长度，将其同样套在直径为10 cm的圆柱上，则三种不同缩率分别为：30%、40%、50%。测试方法为：每种织物测四块，每块测四个不同的位置，得到不同拉伸率条件下的电压值如表3所示。

表3 不同伸长率下测得的电压值

根据公式（2）得出不同伸长率条件下服装压力值，如图6所示。同一织物随着其伸长加大，由此所带来的服装压是增大的。

3 结论

本文是在建立服装压力测试四系统的基础上，对针织物及服装压力的测试，测试的方法将织物裁剪成筒状织物套在模拟人体四肢的圆柱形模型上，进行间接测量，获得一些初步的结论，从实际测得的数据与对模型的理论分析发现，服装压与织物的结构、弹性纱的用量有关。

图6 织物的伸长率与服装压

（1）在相同的伸长率下，产生服装压力大小为：电脑提花织物＞平纹织物＞罗纹织物。

（2）在极限弹性范围内，服装压力随着织物的伸长率变大而变大。

［1］李汝勤，宋钧才.纤维和纺织品的测试与仪器［M］.上海：中国纺织大学出版社，1995.

［2］Ng－SF，Hui－CL，Pressure model of elastic fabric for producing pressure garment［J］.Textile Research Journal，2001，71（3），272—275.

Study on Stress Test of Elastic Knitted Fabric

ChenHongjuan
（Suzhou Art ＆Design Technology Institute，Suzhou 214105，China）

Tensile property of elastic knitted fabrics was tested to analyse the relationship of tensile property and fabric structure.A set of self developed clothing stress test system was used to test the stress properties of knitted fabrics with a cylinder device to imitate arms，legs and waist.The relationship of clothing stress，extensional rigidity and fabric extension percentage were analysed.

elastic knitted fabric；tensile property；extensional rigidity；extension percentage，clothing stress

TS101.92＋3.1

A

1009－3028（2012）02－0049－04

2011－12－19

陈红娟（1980—），女，江苏宿迁人，讲师。