針織服裝面料縫制工藝參數(shù)的確定

顧朝暉，雒少娜

(西安工程大學(xué)服裝與藝術(shù)設(shè)計學(xué)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(yōu)良性能，一直是我國針織業(yè)的重要支柱之一。目前市場上有各種肌理效應(yīng)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(yè)從起點就要保證質(zhì)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(shù)。國際上對面料客觀評價的研究已慢慢轉(zhuǎn)向?qū)γ媪闲阅芘c加工性能的結(jié)合研究，國外在這方面的研究比國內(nèi)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(shù)預(yù)測模型。各國已紛紛投入大量經(jīng)費研究開發(fā)基于面料性能的自動縫紉系統(tǒng)和服裝生產(chǎn)控制系統(tǒng)，其中包括服裝織物可縫性預(yù)測系統(tǒng)是整個集成縫制環(huán)境系統(tǒng)的核心，系統(tǒng)通過預(yù)測服裝面料的縫紉損傷和接縫起皺的嚴(yán)重性，對縫制工藝提出合理建議，優(yōu)化縫制工藝和縫制加工參數(shù)，保證服裝的縫制質(zhì)量［3］。一些學(xué)者研究了織物結(jié)構(gòu)對縫紉質(zhì)量的影響，提出織物的不同結(jié)構(gòu)特性對加工中的縫型、線跡、縫針、縫線以及機(jī)械設(shè)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(jié)構(gòu)參數(shù)的面料沿不同方向進(jìn)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(zhì)量、厚度、組織結(jié)構(gòu)、平縫機(jī)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(jìn)行物理性能測試，分析試驗結(jié)果，并根據(jù)物理性能對面料進(jìn)行分類研究，尋找與各類面料相匹配的縫制工藝參數(shù)的系統(tǒng)研究方法。

1 針織面料縫制過程中易出現(xiàn)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(xiàn)一些特殊的縫制問題，比如:1)機(jī)針選用不當(dāng)。選用機(jī)針針尖的形狀不匹配或者機(jī)針使用的時間過久，沒有及時更換，針尖會變得鈍、針尖發(fā)毛，當(dāng)機(jī)針穿透面料時會與面料產(chǎn)生摩擦，可能會將紗線拖出面料，在面料表面形成線環(huán)，影響縫紉質(zhì)量和服裝外觀。若針號選用過大，當(dāng)機(jī)針穿過紗線時，容易刺斷面料的紗線組織，導(dǎo)致針洞過大。2)縫紉線選擇不當(dāng)。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(fā)生多次高速摩擦，這個過程會產(chǎn)生高溫，有時會使縫線熔融，熔料附在縫針身上會繼續(xù)熔斷面料紗線，引起針洞;另外，選擇縫紉線時還應(yīng)考慮它的縮率，當(dāng)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(dǎo)致縫口質(zhì)量問題。3)線跡密度選擇不恰當(dāng)。當(dāng)線跡密度過大時，機(jī)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(dāng)線跡密度過小時，可能會導(dǎo)致縫口的接縫強力不夠。4)當(dāng)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(dǎo)致針洞。如果縫紉機(jī)的壓腳壓力過大，會導(dǎo)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(zhuǎn)移減小，機(jī)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(shù)水平等也是縫制過程中應(yīng)考慮的重要因素。

2 針織面料性能測試

2.1 面料定負(fù)荷拉伸伸長率測試

1)參照標(biāo)準(zhǔn)。按照FZ/T 70006—2004《針織物拉伸彈性回復(fù)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(jìn)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(nèi)，開動儀器，施加1 N的預(yù)加張力，拉伸到預(yù)定力值。根據(jù)產(chǎn)品的要求或者雙方協(xié)議選擇定力值和循環(huán)次數(shù)(試驗次數(shù))，本文采用定負(fù)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(yù)加張力，自動記錄此時試樣長度，測試結(jié)果以試樣試驗數(shù)據(jù)的平均值表示［6］。彈性變形用拉伸彈性回復(fù)率δ表示，計算公式如下:

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

4)試驗結(jié)果。測量結(jié)果如表1所示。

表1 面料彈性試驗結(jié)果Tab.1 Testing results of fabric elasticity %

2.2 面料撕破強力測試

1)參照標(biāo)準(zhǔn)。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(jìn)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(biāo)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(biāo)記線，將試樣分別夾于拉伸強力機(jī)上、下2個夾鉗之間，調(diào)整強力機(jī)2個夾鉗間距離為(25±1)mm。啟動儀器，將試樣切口進(jìn)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(dāng)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(fù)測定試樣5塊。

從資金循環(huán)角度來看，“公轉(zhuǎn)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(fù)擔(dān)和時間成本，還能借助商業(yè)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(jié)果。梯形撕破試驗結(jié)果如表2所示。

圖2 梯形撕破樣本規(guī)格Fig.2 Trapezoidal tear size

表2 梯形撕破試驗結(jié)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(shù)字式織物厚度儀和MP120-1電子織物克重儀對樣品進(jìn)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(jié)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(jié)果如表3所示。

2.4 面料分類結(jié)果

根據(jù)以上試驗結(jié)果進(jìn)行聚類分析，經(jīng)過DPS軟件聚類分析檢驗，略作調(diào)整［7］。可將17類針織面料分為4類，結(jié)果如表4所示。

表3 面密度和厚度測試結(jié)果Tab.3 Testing results of area density and thickness

表4 面料分類結(jié)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(jìn)行標(biāo)注，將第1類面料標(biāo)注為Y類，則第1 類面料有 Y1、Y2、Y3、Y10、Y11、Y13。將第2類面料標(biāo)注為S，則第2類面料有S4、S12、S15、S16、S17。將第3類面料標(biāo)注為T，則第3類面料有T5、T6、T14。將第4類面料標(biāo)注為F，則第4類面料為 F7、F8、F9。

3 評價指標(biāo)的選取與正交試驗

3.1 縫紉加工性能評價指標(biāo)選取

本文選擇縫口拉伸彈性回復(fù)率、縫口縮皺、縫口接縫強力作為評價指標(biāo)。縫口縮皺現(xiàn)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(zhì)量［8］。接縫強力主要是對縫口承受拉力大小的評價指標(biāo)，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(jìn)行測試［9］。

3.2 正交試驗設(shè)計應(yīng)用

本文根據(jù)文獻(xiàn)查閱及企業(yè)調(diào)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(shù)理統(tǒng)計軟件和正交設(shè)計助手對縫口拉伸回復(fù)率試驗結(jié)果、縫口縮皺試驗結(jié)果、縫口接縫強力試驗結(jié)果進(jìn)行分析，得出選用樣本面料縫制工藝參數(shù)優(yōu)化組合。根據(jù)所得面料分類結(jié)果，找出每類面料適合的工藝參數(shù)組合。

表6 縫口拉伸彈性回復(fù)率結(jié)果表Tab.6 Seam tensile elastic recovery results

4 縫制工藝參數(shù)確定思路和方法

4.1 試驗結(jié)果分析方法和思路

本文應(yīng)用的正交試驗數(shù)據(jù)分析方法主要是對其進(jìn)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(jié)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(jié)果的影響程度。

本文是采用DPS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)對試驗結(jié)果進(jìn)行方差分析，正交設(shè)計助手對正交試驗結(jié)果進(jìn)行極差分析和直觀分析，以尋找工藝參數(shù)的最優(yōu)組合。其試驗結(jié)果分析思路和方法是:首先運用DPS軟件對試驗結(jié)果進(jìn)行方差分析，判斷各因素對試驗結(jié)果的差異性影響并分析各個因素對試驗結(jié)果的影響程度。然后運用SPSS軟件及正交設(shè)計助手對試驗結(jié)果進(jìn)行極差分析和直觀分析，初步判斷縫制工藝參數(shù)的優(yōu)化組合;對試驗結(jié)果進(jìn)行方差分析和均值分析，確定各個因素對試驗結(jié)果影響的主次順序，并確定各因素應(yīng)取的最優(yōu)水平。最后分析試驗結(jié)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(shù)的優(yōu)化組合。

4.2 試驗結(jié)果分析

本文以Y1面料為例對縫口拉伸彈性回復(fù)率試驗結(jié)果(見表6)進(jìn)行分析。

4.2.1 方差分析

表7示出面料Y1的方差分析結(jié)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(jié)合正交試驗的直觀分析可知，各個因素對縫口拉伸回復(fù)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(jié)合面料的方差分析可知，影響服裝縫口拉伸彈性回復(fù)率的因素由主到次依次為C＞A＞D＞B。

對均值進(jìn)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(fù)率為試驗指標(biāo)的最優(yōu)工藝參數(shù)組合A2B2C3D1或者A2B3C3D1。

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

4.2.3 縫制工藝參數(shù)確定

對于Y1面料，要想達(dá)到最優(yōu)的縫口拉伸彈性回復(fù)率，最優(yōu)的工藝參數(shù)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(fù)率為指標(biāo)的最優(yōu)工藝參數(shù)組合為A2B3C3D1。

4.3 第1類面料縫制工藝參數(shù)優(yōu)化結(jié)果

與面料Y1以縫口拉伸彈性回復(fù)率為指標(biāo)的縫制工藝參數(shù)優(yōu)化結(jié)果的獲得方法同理，可以得到第1類面料的最優(yōu)縫制工藝參數(shù)組合，如表8所示。

5 結(jié)論

本文選用針織服裝企業(yè)常用的17種針織面料進(jìn)行研究，對面料的物理性能進(jìn)行測試，分析試驗結(jié)果，并對面料進(jìn)行科學(xué)的分類，得出各類面料最優(yōu)工藝參數(shù)組合，具體結(jié)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(fù)率為指標(biāo)，各因素水平應(yīng)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(biāo)，各因素水平應(yīng)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(biāo)，各因素水平應(yīng)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(yōu)縫制工藝參數(shù)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(fù)率試驗結(jié)果分析得到了以縫口拉伸彈性回復(fù)率為指標(biāo)的最優(yōu)工藝參數(shù)組合;同樣原理可以得到各類面料縫制工藝參數(shù)的最優(yōu)組合。

本文研究結(jié)果可為服裝企業(yè)針對不同的面料快速選擇合理的工藝參數(shù)提供方法;若進(jìn)一步擴(kuò)展研究影響縫制質(zhì)量的因素，把每個因素水平更加細(xì)化，得出分類面料的優(yōu)化工藝參數(shù)并進(jìn)行整理，可以建立數(shù)據(jù)庫，為進(jìn)一步研究服裝縫制工藝提供參考。

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