針織服裝面料縫制工藝參數的確定

顧朝暉，雒少娜

(西安工程大學服裝與藝術設計學院，陜西 西安 710048)

針織服裝因其特有的柔軟貼身又富有彈性的優良性能，一直是我國針織業的重要支柱之一。目前市場上有各種肌理效應并且功能不同的新型針織面料，給針織服裝帶來新穎的感官效果和視覺效果［1］。服裝企業從起點就要保證質量和效率，因此，在服裝面料加工縫制之前需要制定出與面料相匹配的加工工藝參數。國際上對面料客觀評價的研究已慢慢轉向對面料性能與加工性能的結合研究，國外在這方面的研究比國內早，A.M.Manich等［2］采用多元回歸法建立了純毛及混紡毛織物的縫紉指數預測模型。各國已紛紛投入大量經費研究開發基于面料性能的自動縫紉系統和服裝生產控制系統，其中包括服裝織物可縫性預測系統是整個集成縫制環境系統的核心，系統通過預測服裝面料的縫紉損傷和接縫起皺的嚴重性，對縫制工藝提出合理建議，優化縫制工藝和縫制加工參數，保證服裝的縫制質量［3］。一些學者研究了織物結構對縫紉質量的影響，提出織物的不同結構特性對加工中的縫型、線跡、縫針、縫線以及機械設備等縫紉條件的要求各不相同［4］，如 K.P.S.Cheng 等［5］對幾種具有不同結構參數的面料沿不同方向進行了縫紉性能試驗及評價，通過對比得出影響面料線縫起皺的主要因素有面料質量、厚度、組織結構、平縫機喂速、縫線張力、針號及縫線密度等。基于此，本文選擇了17類針織面料，對每種面料進行物理性能測試，分析試驗結果，并根據物理性能對面料進行分類研究，尋找與各類面料相匹配的縫制工藝參數的系統研究方法。

1 針織面料縫制過程中易出現的問題

在針織面料的縫制過程中，由于其面料特點，縫制期間會出現一些特殊的縫制問題，比如:1)機針選用不當。選用機針針尖的形狀不匹配或者機針使用的時間過久，沒有及時更換，針尖會變得鈍、針尖發毛，當機針穿透面料時會與面料產生摩擦，可能會將紗線拖出面料，在面料表面形成線環，影響縫紉質量和服裝外觀。若針號選用過大，當機針穿過紗線時，容易刺斷面料的紗線組織，導致針洞過大。2)縫紉線選擇不當。縫紉線太粗或者太硬，在線跡成縫過程中，縫紉線要多次穿過面料，縫紉線會與面料的紗線發生多次高速摩擦，這個過程會產生高溫，有時會使縫線熔融，熔料附在縫針身上會繼續熔斷面料紗線，引起針洞;另外，選擇縫紉線時還應考慮它的縮率，當縫制完成后，如果縫紉線的縮率與面料的縮率差異較大時，會導致縫口質量問題。3)線跡密度選擇不恰當。當線跡密度過大時，機針穿刺面料過于頻繁，容易刺斷面料的紗線，也易造成針洞;而當線跡密度過小時，可能會導致縫口的接縫強力不夠。4)當壓腳壓力過大或者過小時，牙條齒磨損會造成送布不暢，也會導致針洞。如果縫紉機的壓腳壓力過大，會導致線圈紗線與針板以及壓腳底部之間的摩擦增加，線圈紗線的轉移減小，機針軋在同一部位的紗線的頻率會增大，容易弄斷紗線，造成針洞。5)縫制手法姿勢、面料之間的摩擦、縫制人員技術水平等也是縫制過程中應考慮的重要因素。

2 針織面料性能測試

2.1 面料定負荷拉伸伸長率測試

1)參照標準。按照FZ/T 70006—2004《針織物拉伸彈性回復率試驗方法》測定伸長率。

2)試樣排列。按圖1所示的方法，W代表橫向樣品，C代表縱向樣品，進行排列裁剪時可采用階梯形裁剪，并使其長度方向一邊與樣品的線圈縱行(或線圈橫列)相平行。

圖1 樣本鋪料方法Fig.1 Method of sample cloth spreading

3)試驗方法步驟。將試樣長度方向的兩端平整地緊固在夾持器內，開動儀器，施加1 N的預加張力，拉伸到預定力值。根據產品的要求或者雙方協議選擇定力值和循環次數(試驗次數)，本文采用定負荷20、25、30 N，做3次試驗，求得針織織物的拉伸彈力。再以回程速度回到起點，停置3 min，再加上1 N的預加張力，自動記錄此時試樣長度，測試結果以試樣試驗數據的平均值表示［6］。彈性變形用拉伸彈性回復率δ表示，計算公式如下:

式中:L0為預加張力的試樣初始長度，mm;L'0為預加張力和定負荷共同作用下被拉伸試樣的長度，mm;L01為拉伸過程結束后試樣的總長度，mm。

4)試驗結果。測量結果如表1所示。

表1 面料彈性試驗結果Tab.1 Testing results of fabric elasticity %

2.2 面料撕破強力測試

1)參照標準。撕破強力按照 GB/T3917.3—2009《紡織品 織物撕破性能 第3部分:梯形試樣撕破強力的測定》進行測定。

2)試驗方法。在一個長條形試樣上做如圖2所示的等邊梯形標記線，沿梯形最短邊剪一個長度為15mm的切口，沿梯形2條不平行的標記線，將試樣分別夾于拉伸強力機上、下2個夾鉗之間，調整強力機2個夾鉗間距離為(25±1)mm。啟動儀器，將試樣切口進一步撕開，同時記錄受力情況，最大撕破強力可從自動記錄裝置上讀取，當夾鉗移動75mm左右或織物已完全撕開，停止儀器，并將上夾鉗返回啟動位置。重復測定試樣5塊。

從資金循環角度來看，“公轉商”僅僅是一種形式變通，目的是緩解公積金資金緊張。這種形式既沒有增加使用公積金購房者的資金負擔和時間成本，還能借助商業銀行這一平臺滿足居民住房需求，有效避免了停貸、斷檔的情況，可謂一舉多得。

3)試驗結果。梯形撕破試驗結果如表2所示。

圖2 梯形撕破樣本規格Fig.2 Trapezoidal tear size

表2 梯形撕破試驗結果Tab.2 Testing results of trapezoidal tear mm/N

2.3 面料厚度和面密度測試

采用YG(B)141D數字式織物厚度儀和MP120-1電子織物克重儀對樣品進行測試。面料厚度的測量方法為:依次選擇每塊面料，在面料不同位置分別截取5塊10 cm×10 cm大小的試樣，用織物厚度儀測量其厚度，求得平均值，結果如表3所示。面料面密度的測量方法為:依次選擇每塊面料，在面料不同位置分別截取10 cm×10 cm的面料試樣5塊，用織物克重儀測量其面密度，求平均值，結果如表3所示。

2.4 面料分類結果

根據以上試驗結果進行聚類分析，經過DPS軟件聚類分析檢驗，略作調整［7］。可將17類針織面料分為4類，結果如表4所示。

表3 面密度和厚度測試結果Tab.3 Testing results of area density and thickness

表4 面料分類結果表Tab.4 Fabric classification

分類面料的物理特點可以歸納為:第1類面料的特點是面料厚，延伸性大，撕破強力較大;第2類面料的特點是面料薄，延伸性較大，撕破強力小;第3類面料的特點是面料較薄，延伸性較小，撕破強力大;第4類面料的特點是面料較厚，延伸性小，撕破強力大。為了清晰地表示下文中的類別，分別將所分的面料類別進行標注，將第1類面料標注為Y類，則第1 類面料有 Y1、Y2、Y3、Y10、Y11、Y13。將第2類面料標注為S，則第2類面料有S4、S12、S15、S16、S17。將第3類面料標注為T，則第3類面料有T5、T6、T14。將第4類面料標注為F，則第4類面料為 F7、F8、F9。

3 評價指標的選取與正交試驗

3.1 縫紉加工性能評價指標選取

本文選擇縫口拉伸彈性回復率、縫口縮皺、縫口接縫強力作為評價指標。縫口縮皺現象在針織服裝縫制中顯得尤為突出，它在一定程度上影響了針織服裝的外觀質量［8］。接縫強力主要是對縫口承受拉力大小的評價指標，接縫強力越大，縫口的牢固性越好，縫口接縫強力可采用頂破法來進行測試［9］。

3.2 正交試驗設計應用

本文根據文獻查閱及企業調研，將試驗方案確定為4因素3水平的正交試驗［10］。正交試驗各因素水平如表5所示，正交試驗如表6所示。

表5 正交試驗各因素水平Tab.5 Factors and levels of orthogonal experiment

可運用DPS數理統計軟件和正交設計助手對縫口拉伸回復率試驗結果、縫口縮皺試驗結果、縫口接縫強力試驗結果進行分析，得出選用樣本面料縫制工藝參數優化組合。根據所得面料分類結果，找出每類面料適合的工藝參數組合。

表6 縫口拉伸彈性回復率結果表Tab.6 Seam tensile elastic recovery results

4 縫制工藝參數確定思路和方法

4.1 試驗結果分析方法和思路

本文應用的正交試驗數據分析方法主要是對其進行方差分析和極差分析。方差分析法可用來分析正交試驗所選因素對于縫口的各個試驗結果是否有顯著性的影響［11］;而極差分析法可用來判定各個因素對試驗結果的影響程度。

本文是采用DPS數據處理系統對試驗結果進行方差分析，正交設計助手對正交試驗結果進行極差分析和直觀分析，以尋找工藝參數的最優組合。其試驗結果分析思路和方法是:首先運用DPS軟件對試驗結果進行方差分析，判斷各因素對試驗結果的差異性影響并分析各個因素對試驗結果的影響程度。然后運用SPSS軟件及正交設計助手對試驗結果進行極差分析和直觀分析，初步判斷縫制工藝參數的優化組合;對試驗結果進行方差分析和均值分析，確定各個因素對試驗結果影響的主次順序，并確定各因素應取的最優水平。最后分析試驗結果的趨勢圖，確定各因素所取水平的升降趨勢，從而確定最終的縫制工藝參數的優化組合。

4.2 試驗結果分析

本文以Y1面料為例對縫口拉伸彈性回復率試驗結果(見表6)進行分析。

4.2.1 方差分析

表7示出面料Y1的方差分析結果。從表中可看出，因素A縫紉線線密度的P=0.0104＜0.05，說明因素A對縫口接縫強力的影響顯著;因素C針跡密度的P=0.0053＜0.01，說明因素C針跡密度對縫口接縫強力的影響極顯著;而因素B壓腳壓力和因素D針號的P值均大于0.05，說明這2個因素對試驗值的影響不顯著。結合正交試驗的直觀分析可知，各個因素對縫口拉伸回復率影響的顯著性大小排序為:C＞A＞D＞B。

表7 面料Y1的方差分析Tab.7 Analysis of variance of Y1 fabric

4.2.2 極差分析

結合面料的方差分析可知，影響服裝縫口拉伸彈性回復率的因素由主到次依次為C＞A＞D＞B。

對均值進行分析，A因素列:k2＞k3＞k1，B因素列:k3＞k2＞k1，C因素列:k3＞k1＞k2，D 因素列:k1＞k3＞k2，因此可找出對于Y1面料以縫口拉伸回復率為試驗指標的最優工藝參數組合A2B2C3D1或者A2B3C3D1。

要進一步確定最終的參數優化組合還需要借助趨勢圖和方差分析。采用DPS數據處理系統對試驗結果進行方差分析，判斷各因素對試驗結果的差異性影響;分析各個因素對試驗結果的影響程度。運用SPSS軟件及正交設計助手對試驗結果進行極差分析和直觀分析，初步判斷縫制工藝參數的優化組合;對試驗結果進行方差分析和均值分析，確定各個因素對試驗結果影響的主次順序。

4.2.3 縫制工藝參數確定

對于Y1面料，要想達到最優的縫口拉伸彈性回復率，最優的工藝參數選擇為:縫紉線線密度選擇水平2，腳壓力選擇水平3，針跡密度選擇水平3;針號選擇水平1，因此，面料Y1以縫口拉伸彈性回復率為指標的最優工藝參數組合為A2B3C3D1。

4.3 第1類面料縫制工藝參數優化結果

與面料Y1以縫口拉伸彈性回復率為指標的縫制工藝參數優化結果的獲得方法同理，可以得到第1類面料的最優縫制工藝參數組合，如表8所示。

5 結論

本文選用針織服裝企業常用的17種針織面料進行研究，對面料的物理性能進行測試，分析試驗結果，并對面料進行科學的分類，得出各類面料最優工藝參數組合，具體結論如下。

1)第1類面料的特點:面料厚，延伸性大，撕破強力較大。第2類面料的特點:面料薄，延伸性較大，撕破強力小。第3類的面料特點:面料較薄，延伸性較小，撕破強力大。第4類面料的特點:面料較厚，延伸性小，撕破強力大。

2)對于第1類面料，以Y1面料為例，以縫口彈性回復率為指標，各因素水平應選縫紉線線密度14.6 tex/2，壓腳壓力3檔，針跡密度11針/2 cm，針號11號針。同理，以縫口縮皺為指標，各因素水平應選縫紉線線密度29.2 tex/2，壓腳壓力1檔，針跡密度11針/2 cm，針號11號針。以接縫強力為指標，各因素水平應選縫紉線線密度29.2 tex/2，壓腳壓力1檔，針跡密度10針/2 cm，針號11號針。第1類面料中 Y2、Y3、Y10、Y11、Y13 面料的最優縫制工藝參數組合見表9。

3)本文以Y1面料為例，通過對縫口拉伸彈性回復率試驗結果分析得到了以縫口拉伸彈性回復率為指標的最優工藝參數組合;同樣原理可以得到各類面料縫制工藝參數的最優組合。

本文研究結果可為服裝企業針對不同的面料快速選擇合理的工藝參數提供方法;若進一步擴展研究影響縫制質量的因素，把每個因素水平更加細化，得出分類面料的優化工藝參數并進行整理，可以建立數據庫，為進一步研究服裝縫制工藝提供參考。

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