無縫內(nèi)衣拉伸性能影響因素的研究現(xiàn)狀

盧 敏, 宋曉霞

(上海工程技術(shù)大學 服裝學院, 上海 201620)

無縫內(nèi)衣采用無縫成型工藝編織而成,具有輕薄舒適、柔軟貼身的特點,享有“人體第二皮膚”的美譽,深受廣大消費者喜愛;同時無縫內(nèi)衣是由色紗直接制成成衣,不僅創(chuàng)造經(jīng)濟效益,而且兼顧社會效益,符合綠色經(jīng)濟要求.無縫內(nèi)衣會對人體產(chǎn)生一定束縛感,作為一種高檔彈性針織物,這對其設計提出更大挑戰(zhàn),本文重點分析影響無縫內(nèi)衣拉伸性能的諸多因素,并提出其潛在發(fā)展空間.

1 無縫內(nèi)衣概述

無縫針織概念起源于20世紀80年代,當時生產(chǎn)設備主要用于襪子及針織衣物工業(yè)化生產(chǎn)[1].與傳統(tǒng)針織技術(shù)相比,無縫技術(shù)在腋下、腰部、臀部和側(cè)面等部位無須裁切和縫合,達到一體成型效果,不僅節(jié)省勞動力成本,有利于緩解勞動壓力,而且可以更好地控制紗線庫存,加快周轉(zhuǎn)次數(shù),提高經(jīng)濟效益.由于不需要裁剪,加工過程中也不會出現(xiàn)邊角廢料,能極大程度降低生產(chǎn)成本[2].另外,無縫內(nèi)衣不會受到人工裁剪和縫制錯誤的影響,可極大地保證尺寸和外觀一致性,提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)率,因此無縫內(nèi)衣越來越受到消費者和生產(chǎn)企業(yè)關(guān)注.

無縫內(nèi)衣90%以上的生產(chǎn)和消費集中在歐洲、北美等地區(qū),亞洲地區(qū)盡管近幾年才剛起步,但發(fā)展非常迅速[3].國內(nèi)無縫內(nèi)衣生產(chǎn)企業(yè)主要集中在廣東汕頭、南海和中山,浙江義烏和溫州,以及江蘇等地.在國內(nèi)企業(yè)規(guī)模不斷擴大的同時,無縫內(nèi)衣行業(yè)也面臨著一些問題,如行業(yè)利潤下降、產(chǎn)品較為單一、出口市場集中、檔次較低、缺乏高附加值產(chǎn)品等.隨著無縫針織技術(shù)不斷提高和產(chǎn)業(yè)鏈不斷完善,無縫內(nèi)衣行業(yè)發(fā)展前景將更加廣闊.

2 面料拉伸性能與服裝壓力舒適性的關(guān)系

無縫內(nèi)衣是一種高彈性針織面料,穿著時產(chǎn)生多維拉伸變形束縛著人體接觸部位,產(chǎn)生一定壓迫感,其拉伸彈性是影響無縫內(nèi)衣服裝壓力的主要因素.當織物拉伸率過小時,人體與服裝接觸會產(chǎn)生滑動摩擦而帶來束縛,從而產(chǎn)生服裝壓力,影響穿著者舒適感,導致人體極易疲勞進而損害穿著者身體健康[4].因此彈性面料拉伸性能與服裝壓力及壓力舒適性之間關(guān)系的研究十分必要,國內(nèi)外許多學者在彈性面料壓力舒適性和拉伸性能方面做出大量探討.

國外學者研究起步較早,Kirk等[5]于1966年首次肯定面料拉伸率與服裝壓力之間的關(guān)聯(lián)性;Sasaki等[6]從感官評價和動態(tài)服裝壓力測量角度,給出束帶壓力和人體舒適性的關(guān)系;Ito等[7]討論束帶雙向拉伸性能與穿著舒適性、服裝壓力的關(guān)系,提出服裝壓力變化與束帶雙向拉伸和應力松弛性能有關(guān).

國內(nèi)學者,由芳[8]研究提出可用織物彈性模量及服裝寬裕量來預測穿著壓力舒適性;丁雪梅等[9]討論氨綸錦綸交織織物彈性指標與服裝壓力的定量關(guān)系,發(fā)現(xiàn)織物拉伸率與服裝壓力之間存在顯著線性關(guān)系;韓紅爽[10]總結(jié)出服裝壓力與拉伸率之間的擬合方程;李巧蓮等[11]進一步驗證服裝壓力與拉伸率之間的正相關(guān)關(guān)系,并給出人體感覺舒適的服裝壓力范圍;木覺敏等[12]得出拉伸率控制在6%以內(nèi)時服裝壓力最為舒適.國內(nèi)服裝壓力舒適性研究僅在局部問題上摸索到一些規(guī)律和方法,關(guān)于無縫內(nèi)衣拉伸性能的表達指標和測試方法以及拉伸性能與服裝壓力的關(guān)系等方面都有待進一步深入研究.

以上研究主要講述彈性面料拉伸率與服裝壓力舒適性之間的關(guān)系,由研究結(jié)果可知拉伸性能是影響服裝舒適性的重要因素,本文對拉伸性能的影響因素進行分析歸納,為無縫內(nèi)衣拉伸性能的研究提供參考.

3 無縫內(nèi)衣拉伸性能的影響因素

無縫內(nèi)衣拉伸彈性的構(gòu)成可以歸納為4個部分:彈性紗線伸長、線圈縱行或橫列伸展、線圈部分轉(zhuǎn)移和其他紗線伸長,其拉伸率取決于織物組織結(jié)構(gòu)、紗線彈性、紗線摩擦因數(shù)等[13].本文從紗線原料、編織工藝和染整工藝3個方面分別探究無縫內(nèi)衣拉伸性能的影響因素.

3.1 紗線原料

無縫內(nèi)衣要求具有良好適體性和延伸能力,一般為添紗組織,由面紗、地紗兩種紗線構(gòu)成,地紗作用是使織物產(chǎn)生較好彈性,面紗則決定面料服用性能,因此在原料選擇上更為自由.常見原料有:棉紗、棉包芯紗、各種類型再生纖維素纖維、錦綸包芯紗等.不同紗線拉伸性能各不相同,研究織物拉伸性能,首先應從紗線原料入手.

劉平會等[14]對6種纖維原料試樣進行測試,發(fā)現(xiàn)錦綸絲可織出高回彈性羅紋織物.錦綸織物屬輕型織物,耐磨性好,方便清潔,但手感硬挺,在穿用過程中易產(chǎn)生褶皺,且耐熱性和耐光性差,因此不宜單獨作為無縫內(nèi)衣紗線原料.同時無縫內(nèi)衣作為貼身穿著衣物,要求其具有良好的拉伸和回復性能,但普通錦綸收縮性較差,無法達到無縫內(nèi)衣一些特殊功能性要求[15].柳世龍[16]指出紗線彈性和織物結(jié)構(gòu)是影響織物彈性最主要因素,并提出將氨綸紗編入織物組織的構(gòu)想.張壽榮等[17]發(fā)現(xiàn)在線圈長度相同的條件下,氨綸含量越高,織物拉伸率和斷裂強力越大.但氨綸價格較高,壓縮工廠利潤,其高彈性易對人體產(chǎn)生壓迫感和不適感,同時由于無縫內(nèi)衣機獨特機器構(gòu)造的限制,氨綸紗需具有較大彎紗度,導致氨綸紗極易老化斷裂,因此氨綸紗必須采用專門定長積極式輸線裝置給紗,同時在給紗時需要嚴格控制好氨綸紗輸線張力.因為氨綸紗存在這些不足之處,20世紀90年代中期,殼牌公司(Shell Chemical)開發(fā)出一種新型聚酯類纖維——聚對苯二甲酸丙二醇酯(PTT)纖維,它具有良好的彈性伸長率和回復性,并能保持聚酯產(chǎn)品抗污染性和低靜電等優(yōu)良性能,符合無縫內(nèi)衣柔軟、高彈性、尺寸穩(wěn)定等多方面要求,最重要的是PTT紗線不同于氨綸等其他彈性紗線,在編織過程中不需要配備特殊裝置,只需要優(yōu)化配置線圈長度、張力和牽拉張力等即可[18].吳慧英等[19]首次使用PTT纖維開發(fā)出新型無縫內(nèi)衣產(chǎn)品,為PTT無縫內(nèi)衣進一步開發(fā)提供必要的理論支持.劉晨等[20]證實以PTT長絲作為面紗和地紗織物可滿足無縫內(nèi)衣彈性要求,從而解決無縫內(nèi)衣市場中原料單一的問題.

但PTT長絲是由37根單絲紡絲而成,較容易分絲,在織造過程中紗線受到摩擦力比較大,容易造成織物表面不光潔、織物瑕點多等,影響織物美觀,因此研發(fā)者仍需考慮紗線原料的合理配置或者新型替代性合成纖維的開發(fā)使用.同時,隨著科技不斷發(fā)展,各種新型功能性纖維在無縫內(nèi)衣行業(yè)得到應用,如消臭、吸濕、蓄熱的竹炭纖維,可使皮膚白皙亮麗、抗衰老的珍珠纖維,遠紅外纖維等,其應用進一步豐富無縫內(nèi)衣多樣性和功能性,對無縫內(nèi)衣發(fā)展起到很好的促進作用.

3.2 編織工藝

在織造過程中,影響無縫內(nèi)衣拉伸性能的因素有很多,主要分為兩個方面:一是預先設置工藝參數(shù),包括織物結(jié)構(gòu)、壓針深度、上機壓力等;二是機器本身性能特征,包括無縫圓機機號以及氣流牽拉相關(guān)的吸風等21].由于機器本身性能是確定的,因此目前研究一般只對工藝參數(shù)進行分析.

在實際生產(chǎn)過程中,由于圓緯機筒徑尺寸是固定的,因此大多通過組織結(jié)構(gòu)及密度變化來滿足人體尺寸需要,常用組織結(jié)構(gòu)有平紋添紗組織、交錯組織、假羅紋組織等[22].姚遠[23]明確指出紗線彈性和針織面料組織結(jié)構(gòu)是影響拉伸性能的最主要因素;吳濟宏等[24]研究平針集圈與羅紋組織表現(xiàn)出的差異后肯定這一思路;李巖[25]在此基礎(chǔ)上繪制出拉伸率與拉力關(guān)系曲線,為今后無縫內(nèi)衣組織選擇提供科學依據(jù);叢洪蓮等[22]對無縫內(nèi)衣模型進行分區(qū)設計研究,并提出增加不編織次數(shù)及針數(shù)來收緊織物的構(gòu)想;魏林娜[26]分析不同密度無縫內(nèi)衣拉伸性能,表明隨著密度增大,每種組織經(jīng)緯向拉伸率都在遞減.以上學者均通過試驗模擬為研究提供有力理論支持,但并未考慮實際測量時試驗儀器的選擇可能會對結(jié)果造成一定誤差.

YG061電子織物強力儀可用來測試面料彈性拉伸性能,但該儀器量程太大(0～3 000 N),李巧蓮等[27]更換成測試原理相同的YG061電子紗線強力儀(0～3 000 cN),證實針織物彈性與線圈結(jié)構(gòu)有著密切關(guān)系.在拉伸彈性測試設備創(chuàng)新方面,馬楠[28]采用儀器LK-1進行橫向定伸長拉伸測試,發(fā)現(xiàn)假羅紋組織中浮線數(shù)越多越不易拉伸,線圈數(shù)越多越易拉伸,但僅考慮織物單向拉伸性能.無縫內(nèi)衣多具有緯編織物結(jié)構(gòu)特征,織物在縱向和橫向之間都具有非常密切的聯(lián)系,因此無縫內(nèi)衣雙向拉伸要比單向拉伸更接近實際受力狀況.翟亞超等[29]進一步改進試驗儀器,使用X-Y型材料雙向電子強力機進行雙向拉伸性能測試試驗,結(jié)果表明,平針添紗組織拉伸力最小,從而證實馬楠對于假羅紋組織拉伸性能的判斷,此試驗儀器改進可為后續(xù)研究拉伸性能提供新思路.

在組織結(jié)構(gòu)相同情況下,面紗和地紗交織方式不同也會對無縫內(nèi)衣的結(jié)構(gòu)與拉伸率產(chǎn)生一定影響.周歡慶[30]認為不同交織方式對織物彈性回復性有影響,但并未總結(jié)出明顯規(guī)律.陳麗華[31]發(fā)現(xiàn)在組織結(jié)構(gòu)相同情況下,不同交織方式對織物縱橫向密度和拉伸率影響十分顯著,其中拉伸率最大的交織方式是彈力包芯紗與非彈力包芯紗1隔1排列編織.梁佳鈞[32]提出超彈性隨意形變無縫內(nèi)衣編織方法,即在織造過程中通過紗線合理搭配和1隔1編織方法來增加線圈長度,從而達到超彈性能隨意形變的目的.

綜上所述,織物工藝設置是影響無縫內(nèi)衣拉伸性能的關(guān)鍵性因素,同時送紗器參數(shù)設置也同樣會產(chǎn)生一定作用.Young[33]探究紗線給進速度、進給角、針距等對紗線張力變化的影響,發(fā)現(xiàn)進給角度與張力相關(guān)性較大.

3.3 染整工藝

染整是無縫內(nèi)衣生產(chǎn)過程的重要工序之一,是使產(chǎn)品具有最終用途需要色彩、形態(tài)和功能的加工過程.無縫內(nèi)衣染整一般都需要經(jīng)過精練、預收縮或預定形、水洗、烘干、染色、固色,以及后期定形整理如熱定型或整燙等工序[21].劉小梅等[34]對比氨綸試樣染整過程中的工藝參數(shù),提出織造過程中各道工序?qū)o縫面料彈性都有影響,且預定形工藝對織物彈性性能影響較大,因此需要嚴格控制每一道工序工藝參數(shù).

目前,對于無縫內(nèi)衣染整工藝的研究尚不完善,通常需要靠工程師技術(shù)水平和生產(chǎn)經(jīng)驗進行反復試驗,不斷調(diào)整助劑和水溫才能達到預期效果.不僅效率低下,而且會造成資源浪費、提高生產(chǎn)成本.未來生產(chǎn)方式應迎合市場需求,通過建立彈性模量數(shù)學模型以及壓強有限元模擬方法,得出合理工藝參數(shù)設置范圍,提高生產(chǎn)效率.

4 結(jié)論與展望

無縫內(nèi)衣擺脫傳統(tǒng)內(nèi)衣縫合拼接的設計風格,通過在不同部位變換不同組織來達到立體貼身效果,同時不同組織相互配合也增加穿著舒適性、功能性和外觀多樣性.但是無縫內(nèi)衣仍存在許多不足之處:第一,紗線原料選擇有一定局限性,氨綸價格較高且服裝壓力過大,PTT長絲易出現(xiàn)瑕點,新型纖維材料尚未實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn),依舊需要探索新型功能性紗線或改進無縫內(nèi)衣機智能傳送系統(tǒng);第二,尺寸大小依賴于組織結(jié)構(gòu),對組織結(jié)構(gòu)要求較高,迫切需要設計合理組織搭配;第三,染整工藝未形成統(tǒng)一標準規(guī)范,各類助劑使用可能與紗線原料發(fā)生反應,影響無縫內(nèi)衣尺寸大小和色彩;第四,對于無縫內(nèi)衣拉伸性能表達指標和測試方法有待進一步研究.

目前,我國無縫內(nèi)衣行業(yè)市場導向逐步增強、設計理念積累日益增多、與國際前沿設計交流進一步加深,設計水平不斷提高.同時,新材料、新技術(shù)開發(fā)和利用逐步向無縫內(nèi)衣行業(yè)滲透,提升并拓展無縫內(nèi)衣行業(yè)發(fā)展空間.對于品牌無縫內(nèi)衣來說,設計、版型、工藝技術(shù)的結(jié)合決定產(chǎn)品品質(zhì)和受歡迎程度,只有通過科學合理的工藝手段,才能呈現(xiàn)出更好的設計作品.本文基于無縫內(nèi)衣拉伸性能影響因素,提出產(chǎn)品開發(fā)新思路,為無縫內(nèi)衣設計提供參考.隨著無縫理念日益深化、針織成型技術(shù)與設備以及相關(guān)設計軟件不斷改進和完善,無縫內(nèi)衣在結(jié)構(gòu)和款式、織造功能與效率等方面具有廣闊的創(chuàng)新和發(fā)展空間,將會給消費者帶來更多更加豐富的產(chǎn)品.