纬编紧身面料拉伸与透气性能研究

王虹艳 柯宝珠

（上海工程技术大学服装学院，上海 201600）

近年来，由于紧身针织服装优良的弹性，使得服装非常贴合人体，在穿着过程中具有类似于人体皮肤的亲和感，且对人体造成的束缚感十分微弱，不会给人体造成压迫和疲劳的感觉，受到越来越多消费者的喜爱。

目前，针织弹性面料有纬向和经纬双向的弹力性能，结构性能各异，主要以氨纶等弹性纤维作为主要原料[1]。纬向针织面料拉伸性能主要取决于组成面料的纱线弹性、纱线与纱线之间的摩擦力、组织结构、后整理等，纱线种类及编织工艺影响着透气性能[2]。

纬编紧身面料的拉伸及透气性，经常出现过大或者过小的问题。如果针织面料的拉伸与回复性过大，则不能起到固定、减少震动的效果；相反，如果面料拉伸性能与回复性能太小，服装不能具有较好的保型性，使服装缺少美感。因此，研究面料拉伸性对于设计开发紧身针织服装具有很高的实际生产意义。在透气性方面，由于人体会不断地排出汗气和湿气，若这些气体不能及时从服装面料中排出，则会污染人体皮肤与衣下之间的微环境区域，严重时会造成人体皮肤炎症和湿疹等症状。织物的透气性能对人体的热湿舒适感具有非常重要的影响[3]。

为了满足紧身针织面料优良的弹性，兼备良好透气性能，以达到需要的拉伸和回复性为依据，从纱线的原料配比，织物的组织结构，交织过程中的张力设置3个方面，设计了8种结构的高弹针织面料。通过控制变量，对其透气性及拉伸性能进行测试与分析。

1 面料的织造

从针织纬编角度，对紧身面料进行原材料选择、交织方案设计以及面料织造。

1.1 原材料选择

为了研究组织结构、纱线线密度、原料种类对紧身面料伸缩性的影响，本文选择了83dtex棉纤维、83dtex的涤纶纤维以及44dtex和66dtex的氨纶丝进行交织实验。

1.2 交织方案设计

针织紧身服装的基本结构为添纱组织，由地纱、面纱共同编织而成[5]。从纬编的组织结构上进行设计，为获得透气性能，拉伸性能及回复率优良的弹性面料，设计纬平针组织，2种集圈加浮线组织，共3种织造方式。意匠图如图1所示。

图1 面料结构意匠图

图1（a）为纬平针结构。穿纱方式为：以添纱的方式，在1、3、5路穿棉纱与涤纶丝，每一针都成圈；2、4路穿入棉纱和44dtex或者66dtex的氨纶丝，每一针都成圈。

图1（b）为集圈加浮线结构，横向每隔15针一个循环，纵向每隔15针一个循环。穿纱方式为：以添纱的方式，在1、3、5路穿涤纶丝与棉纱，每一针都成圈，2、4路穿入棉纱和不同的氨纶丝，形成一针不成圈，一针成圈的浮线。

图1（c）为集圈加浮线结构，横向每隔15针一个循环，纵向每隔15针一个循环。穿纱方式为：以添纱的方式，在1、3、5路穿棉纱和涤纶丝，每一针都成圈，2、4路穿入棉纱和不同的氨纶丝，两针不成圈，一针成圈的浮线。

针织弹性面料常以弹力纱为地纱、非弹力纱为面纱[6]。为了使布面结构贴合人体，提高穿着舒适性，将棉纱或涤纶长丝覆盖氨纶弹力纱，达到棉纱或涤纶长丝在服用正面显露，服用贴肤面少有显露的效果。这样能减少由于棉纱吸湿不易干对热湿舒适性造成的影响。具体的设计方案如表1。

表1 面料的编织方案及参数

1.3 面料织造

采用意大利Santoni TOP2 FAST，机号为28，针数为1440，16英寸的无缝针织圆机织造。织造时通过调节纱线张力设计出不同的线圈长度。在织造织物时，针织机机床上共有8路导纱器，每一路第1个导纱嘴为面纱，第5个导纱嘴为添纱，第6个导纱嘴为地纱。在第二路、第六路的二号导纱嘴穿入橡筋纱。其余导纱嘴不穿入纱线。调节面纱进纱张力6.0cN，地纱进纱张力为4.0cN和3.0cN。

2 面料的弹性与透气性测试

由于紧身服装面料对纬向弹性要求较高[7]，本实验只测试面料的横向拉伸与回复性。

2.1 原料比例的确定

记录测量织物在织造过程中的各种纱线消耗量，计算比例[8]。

2.2 弹性测试

拉伸性能是弹性面料的各种力学性能的基础。弹性针织面料力学性能中拉伸性能，对紧身服装结构、运动防护功能、舒适性、外观保持有重要影响作用，尤其发现拉伸力与服装压力成正相关关系，拉伸回复率与服装压力成负相关关系[9~11]。

针织物拉伸弹性测试的方法很多[12]，在服装的穿着过程中，发生穿、脱、坐、蹲等动作时，织物受到拉伸更多的是定伸长拉伸，所以本次实验选择单向的定伸长拉伸法，对8种针织面料的横向进行单次和5次的拉伸测试。

实验仪器：采用YG026D型电子织物强力机（宁波纺织机械厂）

根据GB/T3923.1-2013《针织物拉伸弹性回复率测试方法》，沿着样布的经向和纬向分别裁剪50 mm×150 mm的5个样布作为试样。两端夹持长度分别为25mm，试样宽度为50 mm，设置定伸长率为35%，预加张力为0.1N，反复5次，松弛等待时间为30 s，张紧等待时间为30 s，导出织物的定伸长力、弹性回复率等数据。

2.3 透气性测试

透气性是指织物通过气体的能力，良好的透气性可以促进人体皮肤的新陈代谢，减少皮肤闷湿感、炎症等症状，对于织物舒适性的评判非常重要。使用YG461E电脑式透气测量仪（宁波纺织仪器厂制造），参照国标GB/T5453-1997《织物透气性的测定》的实验方法来测试织物的透气率。

3 结果分析

整理后的实验数据如表2所示，弹性拉伸率及回复率均大于30%，可定性为高弹性面料，满足紧身服装面料的要求。

表2 面料透气性与拉伸

3.1 组织结构对拉伸弹性及回复性能的影响

从表2可以看出，在横向伸长率为定35%拉伸作用下，线圈圈距增加，部分线圈转变为浮线，导致浮线加长。线圈结构中，由于浮线的存在，受力后先发生圈弧长度的变化，当圈弧长度完全转移释放出来后，继续受力会使得纱线中纤维发生弹性变形，如图2所示。2个线圈间有2个浮线的长度，假设相隔形成的长度为L，在横向定伸长拉伸率为35%的作用下，浮线长度增加为1.35L。在进行横向拉伸时，线圈结构之间的浮线长度会影响面料的弹性伸长。浮线越长，拉伸弹性越差，面料的弹性回复率越差。浮线长1#＜2#＜3#和4#＜5#＜6#，拉伸力也具有相同的大小排列顺序。

图2 线圈拉伸示意图

3.2 氨纶对织物横向弹性以及弹性回复性的影响

表2示出氨纶线圈长度，含量和线密度对织物横向拉伸及弹性回复性的影响。从表可知，8种织物的原料相同，都是棉纱，涤纶丝，氨纶丝混纺而成。

1#、2#、3#面料线圈长度，氨纶耗纱量，氨纶线密度一样，织造方式不同，1#面料比2#、3#面料结构密实，且1#比2#、3#面料的单次拉伸力大，且回复性好，说明织造方式越密实，弹性拉伸越大和弹性回复性越好，4#，5#，6#面料对比也可以看出此规律；

当组织结构均为纬平针时，1＃、4＃样品线圈长度相同，1#样品用的44dtex氨纶丝，4#样品用的66dtex氨纶丝，氨纶线密度不同导致含量不同，1#比4#试样单次拉伸力大1.25N，弹性回复性小5%，说明氨纶丝越粗，导致面料易于拉伸，弹性回复好，保形效果好。2#、5#，3#、6#也可以比较看出弹性及弹性回复率规律；

3#、7#面料样品使用的是44dtex氨纶丝，3#样品氨纶丝的线圈长度比7#样品小0.27mm，织物横向经单次拉伸后，出现3#样品比7#样品单次拉伸力高0.27N，弹性回复率低14.68%的现象，说明氨纶丝线圈越长，导致面料易于拉伸，弹性回复好，4#，8#也可以看出此规律；

5次拉伸后，弹性大小和弹性回复率的值差别减小；氨纶丝线圈长度相同时，氨纶越粗织物弹性回复越好；说明弹性回复率与氨纶的线密度、含量及线圈长度有正相关的关系。织物弹性越好，弹性回复率越好，保形效果越好。

3.3 利用灰色关联度综合数据分析

控制组织结构一样，研究氨纶的线圈长度、线密度、含量与单次拉伸的显著的影响关系，根据灰色关联度分析法，利用软件GTM3.4，导出关联度数值。数值越大，影响越显著。如表3所示，列出了不同织物的第一次拉伸力与氨纶线圈长度、线密度、含量指标的相关数据。

表3可以看出，发现氨纶含量对第一次拉伸力的影响最为显著，线圈长度和线密度对第一次拉伸力的大小的影响接近。

表3 相关性分析结果

3.4 透气性分析

面料的透气性与组成面料的纤维性质及纱线结构、织物组织结构有着密切的关系。由表2可以对比看出，1#、2#、3#面料的透气率逐渐降低，由于设计的8种面料都是相同的原料纤维，织物组织结构不同，所以得出，在原料纤维相同情况下，面料的组织结构对透气率有显著的影响，且面料结构越紧密，透气率越差，4#、5#、6#面料对比也可以看出此规律。

4 总结与展望

通过控制变量，对其拉伸性能与透气性进行了测试分析，得到结论：在原料纤维相同情况下，面料的组织结构对透气率有显著的影响，面料结构越紧密，透气率越差；面料中氨纶丝的含量比线密度、线圈长度对织物弹性的影响显著。氨纶丝线圈长度相同时，含量越高织物弹性回复越好，保形效果越好。

通过对针织紧身面料的组织结构，氨纶的线圈长度、线密度、含量对拉伸性能关系的研究，希望能为确定面料的拉伸性能的进一步研究提供一些思路。相信在不久的将来，可以通过控制组织结构，弹性纱线的占比，以及织造过程中的纱线张力设置等参数，来确定面料的拉伸性能，能从定性关系发展到定量关系，更详细地通过调整生产前的工艺参数和结构，精准的计算面料的弹性和透气性能。