經(jīng)編全成形運(yùn)動(dòng)套裝的尺寸預(yù)測(cè)與建模

劉海桑，董智佳，張 琦，夏風(fēng)林，叢洪蓮

(江南大學(xué) 教育部針織技術(shù)工程研究中心，江蘇 無(wú)錫 214122)

經(jīng)編全成形運(yùn)動(dòng)套裝縫紉部位少，工藝簡(jiǎn)單，損耗較低[1]；使用高彈性紗線的運(yùn)動(dòng)服裝更貼合人體曲線，且無(wú)縫技術(shù)消除了側(cè)縫對(duì)人體的摩擦，舒適度更高；與緯編無(wú)縫運(yùn)動(dòng)服相比，其生產(chǎn)速度快，效率高，花型豐富立體，層次感豐富[2]。

目前對(duì)經(jīng)編全成形運(yùn)動(dòng)服裝的研究主要以組織分區(qū)和款式開(kāi)發(fā)為主：錢(qián)銀男等[3]分析了不同賈卡組織的熱濕舒適性并將其應(yīng)用于人體各部位；劉婕羽等[4]對(duì)女性跑步針織褲的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，但是，在尺寸控制和尺寸建模方面的研究鮮有報(bào)道。實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，要確定運(yùn)動(dòng)服裝的尺寸，至少要上機(jī)打樣2～3次。加上后整理的染色、裁剪等工序，導(dǎo)致開(kāi)發(fā)新樣的時(shí)間與成本大幅度增加。這就使控制成品尺寸成為了新樣開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)。

本文通過(guò)對(duì)4種常用組織進(jìn)行尺寸測(cè)量，分析確定橫縱向尺寸與牽拉密度、組織種類(lèi)之間的線性關(guān)系，推導(dǎo)出經(jīng)編全成形組織的尺寸預(yù)測(cè)模型。在已知人體實(shí)際尺寸的情況下，結(jié)合WKCAD功能的完善，將該模型應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)設(shè)計(jì)中，直接模擬出設(shè)計(jì)尺寸，實(shí)現(xiàn)經(jīng)編全成形運(yùn)動(dòng)服裝的快速開(kāi)發(fā)，為新樣開(kāi)發(fā)的尺寸提供依據(jù)與指導(dǎo)，減少開(kāi)發(fā)成本。

1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

本文從機(jī)上尺寸與成品尺寸出發(fā)，探究了經(jīng)編賈卡組織在一定條件下尺寸的變化規(guī)律。結(jié)合人體在運(yùn)動(dòng)時(shí)各部位功能分布與熱濕性能的不同[5-7]，對(duì)經(jīng)編全成形運(yùn)動(dòng)緊身套裝進(jìn)行分區(qū)設(shè)計(jì)，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(shè)計(jì)時(shí)要考慮到不同部位牽拉密度的區(qū)別。實(shí)驗(yàn)從組織小樣入手，建立尺寸預(yù)測(cè)模型，根據(jù)該模型對(duì)經(jīng)編全成形運(yùn)動(dòng)套裝的實(shí)際尺寸進(jìn)行驗(yàn)證。

1.1 組織選擇與織造

對(duì)市面上現(xiàn)有的經(jīng)編全成形運(yùn)動(dòng)服進(jìn)行分析，選取了4種經(jīng)編運(yùn)動(dòng)服中常用的賈卡組織進(jìn)行尺寸預(yù)測(cè)，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(wǎng)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(guó)卡爾邁耶RDPJ6/2型經(jīng)編機(jī)生產(chǎn)，機(jī)號(hào)為E28。原料使用江蘇華宜針織用于生產(chǎn)織造的常規(guī)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(dǎo)紗針移位的準(zhǔn)確性，車(chē)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(guān)系，試樣織造時(shí)以8～12橫列/cm為范圍設(shè)置了8個(gè)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(jù)組織的墊紗方式不同，設(shè)置不同的送經(jīng)量?？椩斓玫?種組織8個(gè)密度共32個(gè)筒子，每個(gè)筒子包含 3塊相同組織相同密度的織片。

白坯下機(jī)后，平鋪放置48 h，進(jìn)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(yù)定型→水洗→柔軟→復(fù)定型→脫水烘干→松弛整理48 h。在染色過(guò)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(wěn)固。

1.2 尺寸測(cè)量與縮率計(jì)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(jìn)行測(cè)量。橫向測(cè)量左右2個(gè)縱行的間距，使尺子與線圈橫列保持平行；縱向避開(kāi)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(jī)上長(zhǎng)度和實(shí)際長(zhǎng)度為基礎(chǔ)進(jìn)行計(jì)算。機(jī)上橫向尺寸：已知織造使用的RDPJ6/2經(jīng)編機(jī)的機(jī)寬為138(350.5 cm)，總共有3 312枚針。機(jī)上橫縱向尺寸為:

JH=n/3 312×350.5 cm

JZ=N/x

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

根據(jù)測(cè)量結(jié)果分別對(duì)橫縱向的尺寸縮率進(jìn)行計(jì)算，計(jì)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(jī)上橫向尺寸；CH為成品橫向尺寸；SZ為縱向縮率；JZ為機(jī)上縱向尺寸；CZ為成品縱向尺寸。

組織試樣成品的縮率計(jì)算結(jié)果如表1所示。

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

2 經(jīng)編運(yùn)動(dòng)服裝原型與規(guī)格設(shè)計(jì)

在設(shè)計(jì)經(jīng)編全成形運(yùn)動(dòng)套裝時(shí)，由于工藝限制，只能生產(chǎn)上下針數(shù)統(tǒng)一的直筒型服裝。但人體是一個(gè)立體的結(jié)構(gòu)，女性柔美的身體曲線使得胸部與臀部尺寸較大，而腰部細(xì)長(zhǎng)。為使運(yùn)動(dòng)緊身套裝能夠提供一定壓力，貼合人體，運(yùn)動(dòng)緊身套裝各部位的尺寸也各不相同。在針數(shù)相同的情況下，可以采用密度收縮的方式來(lái)改變直筒型織物的尺寸。在運(yùn)動(dòng)緊身套裝的不同部位進(jìn)行分段，每段設(shè)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(diǎn)。

2.1 成衣原型設(shè)計(jì)

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(zhuǎn)化為簡(jiǎn)單、最基礎(chǔ)的二位平面設(shè)計(jì)紙樣[9]。圖2示出女性人體各部位尺寸的測(cè)量點(diǎn)。以人體上半身測(cè)量點(diǎn)為基準(zhǔn)，對(duì)長(zhǎng)度與圍度進(jìn)行測(cè)量，獲得領(lǐng)寬、胸寬、腰寬、肩寬、背長(zhǎng)、袖窿深、肩斜等信息。結(jié)合經(jīng)編全成形運(yùn)動(dòng)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(zhǎng)作為縱向尺寸，進(jìn)行經(jīng)編全成形背心原型的設(shè)計(jì)，如圖3(a)所示。經(jīng)編全成形緊身褲以人體下半身測(cè)量點(diǎn)為基準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)量，獲得襠長(zhǎng)、腿長(zhǎng)、腰圍、臀圍、腿圍等尺寸信息。在經(jīng)編全成形緊身褲的雙筒形結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，結(jié)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(zhǎng)與腿長(zhǎng)之和作為縱向尺寸，進(jìn)行經(jīng)編全成形緊身褲原型設(shè)計(jì)，如圖3(b)所示。

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

圖3 經(jīng)編全成形運(yùn)動(dòng)緊身套裝尺寸分區(qū)Fig.3 Size partition model of warp knit fully formed sport suit.(a)Vest;(b)Tights

2.2 針織服裝規(guī)格設(shè)計(jì)

表2示出緊身針織服裝規(guī)格在女性不同人體測(cè)量部位的加放量[11]。在進(jìn)行經(jīng)編全成形運(yùn)動(dòng)套裝的設(shè)計(jì)時(shí)，在人體實(shí)際測(cè)量尺寸的基礎(chǔ)上可以根據(jù)此規(guī)格進(jìn)行放松量的設(shè)計(jì)，使服裝在穿著時(shí)舒適合體。

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

根據(jù)GB/T 1335.2—2008《女子服裝型號(hào)》，本節(jié)以女子服裝尺寸規(guī)格中間體160/84 A型號(hào)為例進(jìn)行說(shuō)明。標(biāo)準(zhǔn)給出的中間體各部位尺寸(凈體數(shù)值)如表3所示。

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

經(jīng)編全成形運(yùn)動(dòng)套裝屬于緊身高彈服裝，橫向針數(shù)確定依據(jù)主要有胸寬、臀寬與腰寬。根據(jù)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(shè)計(jì)，臀圍與胸圍應(yīng)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(jié)合表3女子尺寸規(guī)格數(shù)值可以確定織物各部位的尺寸，結(jié)果如表4所示。

表4 經(jīng)編全成形運(yùn)動(dòng)套裝尺寸控制Tab.4 Size control of the warp knitted sport suit cm

3 尺寸預(yù)測(cè)模型開(kāi)發(fā)與應(yīng)用

3.1 尺寸預(yù)測(cè)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(guān)系，使用了SPSS軟件對(duì)表1的數(shù)據(jù)進(jìn)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(jī)上)，%；SZn為組織的縱向縮率(機(jī)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(guān)系數(shù)是否有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的依據(jù)。當(dāng)S值大于0.05時(shí)，2個(gè)變量之間的相關(guān)性系數(shù)沒(méi)有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。R值是相關(guān)性系數(shù)，表示兩變量的相關(guān)性。R值越大，相關(guān)性越好。當(dāng)R大于或等于0.8時(shí)為兩變量間高度相關(guān)；大于或等于0.5小于0.8時(shí)認(rèn)為兩變量中度相關(guān)；大于或等于0.3小于0.5時(shí)認(rèn)為兩變量低度相關(guān)或弱相關(guān)；小于0.3說(shuō)明相關(guān)程度為極弱相關(guān)或無(wú)相關(guān)。4種組織的S值與R值如表5所示，數(shù)據(jù)顯示成品尺寸縮率與牽拉密度呈高度相關(guān)。

從回歸線性方程中也可以看到：橫向縮率的斜率值為正數(shù)，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(fù)數(shù)，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(guān)性Tab.5 Significance and correlation between drawing densities and shrinkage rates

根據(jù)以上分析，得出組織成品橫、縱向尺寸(Hn、Zn)的計(jì)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(fā)現(xiàn)，計(jì)算值與成品的理論值有一定偏差。偏差率見(jiàn)表6。

經(jīng)過(guò)修正后，得到的尺寸預(yù)測(cè)模型為：

表6 組織預(yù)測(cè)尺寸與成品尺寸記錄Tab.6 Prediction size and finished product size of jacquard organizations

注：負(fù)數(shù)為縮小；正數(shù)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(shù)，橫列。

3.2 尺寸預(yù)測(cè)模型的應(yīng)用

根據(jù)工廠實(shí)際設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)編全成形運(yùn)動(dòng)服裝的大身牽拉密度設(shè)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(shè)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(gè)設(shè)計(jì)思路，結(jié)合人體實(shí)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(shù)與花高橫列數(shù)。

4 WKCAD功能的優(yōu)化

在現(xiàn)有的WKCAD畫(huà)圖軟件中，花高與花寬的確定需要設(shè)計(jì)師憑經(jīng)驗(yàn)或經(jīng)上述計(jì)算后人為確定。本文對(duì)該軟件進(jìn)行功能優(yōu)化，在原有設(shè)計(jì)功能的基礎(chǔ)上通過(guò)VB編程，實(shí)現(xiàn)織物意匠參數(shù)的自動(dòng)計(jì)算。

4.1 運(yùn)動(dòng)套裝尺寸分割

經(jīng)編全成形運(yùn)動(dòng)套裝各部位的尺寸并不相同。觀察人體規(guī)格尺寸測(cè)量點(diǎn)與平面紙樣之間的關(guān)系，大致可以確定胸圍、腰圍、臀圍、褲長(zhǎng)等主要部位的位置與尺寸。根據(jù)此結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，可將運(yùn)動(dòng)套裝分為圖4所示的幾個(gè)區(qū)域，其各部位尺寸見(jiàn)表7。

表7 模板尺寸Tab.7 Template size cm

4.2 功能描述與應(yīng)用

基于VB軟件的算法特點(diǎn)，可從局部出發(fā)，分別計(jì)算經(jīng)編全成形運(yùn)動(dòng)服裝的尺寸，再將尺寸自動(dòng)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(kù)，將所需組織錄入組織庫(kù)。在此程序中，關(guān)鍵點(diǎn)在于尺寸計(jì)算公式。以全紅組織為例，針數(shù)與橫列數(shù)計(jì)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(jìn)行規(guī)格計(jì)算并將數(shù)據(jù)導(dǎo)入CAD，自動(dòng)生成模板，基本過(guò)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(shí)際尺寸與牽拉密度，點(diǎn)擊“計(jì)算”，程序?qū)⒏鶕?jù)設(shè)定的公式自動(dòng)計(jì)算出針數(shù)與橫列數(shù)。為方便模板生成，所得數(shù)值均自動(dòng)取最接近的偶數(shù)。綜合針數(shù)與橫列數(shù)特征，總針數(shù)取臀寬與腰寬均值，并與胸寬針數(shù)進(jìn)行比較并調(diào)整；縱橫列數(shù)取肩斜、掛肩、大身、臀長(zhǎng)、小腿長(zhǎng)與大腿長(zhǎng)的橫列數(shù)總和。最后點(diǎn)擊生成模板，計(jì)算數(shù)據(jù)將保存至圖6所示界面。

圖5 成形工藝計(jì)算流程Fig.5 Forming calculation process

圖6 花寬花高計(jì)算界面Fig.6 Width and height

根據(jù)表7模板尺寸，利用全紅組織對(duì)CAD的模板自動(dòng)生成功能進(jìn)行測(cè)試，證明此程序有較大的適用性，模板如圖7所示。該例運(yùn)動(dòng)套裝花寬為785針，花高為4 020橫列，模板密度均選用 11橫列/cm。

圖7 運(yùn)動(dòng)套裝模板Fig.7 Template drawing of sport suit.(a)Front;(b)Back

5 結(jié) 論

1)對(duì)于由錦綸與錦氨包覆紗織造的經(jīng)編全成形運(yùn)動(dòng)服裝來(lái)說(shuō)，在不同牽拉密度情況時(shí)，橫縱向縮率存在差異，且二者存在線性關(guān)系。進(jìn)而推導(dǎo)出預(yù)測(cè)關(guān)系式，建立經(jīng)編全成形運(yùn)動(dòng)套裝的尺寸預(yù)測(cè)模型，并將該預(yù)測(cè)模型應(yīng)用于實(shí)際設(shè)計(jì)與生產(chǎn)。

2)結(jié)合服裝原型設(shè)計(jì)法與針織服裝尺寸收縮量，對(duì)經(jīng)編全成形運(yùn)動(dòng)服裝的款式與尺寸進(jìn)行設(shè)計(jì)與計(jì)算，并確定中間體尺寸。

3)結(jié)合尺寸預(yù)測(cè)模型，對(duì)WKCAD軟件進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。在已知人體實(shí)際尺寸與組織預(yù)測(cè)長(zhǎng)度的基礎(chǔ)上，通過(guò)計(jì)算機(jī)直接計(jì)算各組織的意匠參數(shù)，并選取最優(yōu)解進(jìn)行織物花寬花高的設(shè)計(jì)。具體以運(yùn)動(dòng)套裝為例，通過(guò)輸入成品尺寸后工藝系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算并生成服裝款式模板，簡(jiǎn)化開(kāi)發(fā)步驟的同時(shí)提高了新品開(kāi)發(fā)的效率。

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