戶外涂層面料懸垂性影響因素分析

吳世剛 陸 鑫 孫銀銀

(常熟理工學院，江蘇蘇州，215500)

隨著都市人靜態(tài)工作壓力的不斷增強，人們強烈渴望戶外自然的生活方式，戶外服裝越來越受到人們的青睞，在要求功能性的同時，強調(diào)個性和美感。織物的懸垂性是反映戶外服裝外觀美感的主要因素。靜態(tài)懸垂性是衡量服裝靜態(tài)美感和形態(tài)，動態(tài)懸垂性是衡量服裝動勢美感與形態(tài)，也是人們評價服裝品質(zhì)的重要內(nèi)容[1-2]。

戶外涂層復合面料一般以錦綸為基布，通過PU等材料進行2層～3層復合而成，主要為實現(xiàn)戶外的防風、防雨、排汗導濕等功能性要求而設計，同時滿足了成衣與人體能形成空氣層的保暖結(jié)構(gòu)，除了特殊結(jié)構(gòu)和功能因素外，與常規(guī)面料一樣，形態(tài)和美感是評價戶外服裝的重要因素[3]。研究中選取PU涂覆的10種不同復合面料，對織物的懸垂系數(shù)、活潑率、美感系數(shù)、硬挺度進行相關分析，為戶外服裝的設計與生產(chǎn)提供參考。

1 試驗過程

1.1 試樣選取

試驗選取PU涂覆的10種不同復合面料，包括針織、平紋和斜紋組織結(jié)構(gòu)的基布，采用貼膜、涂層和貼合3種復合方式，將試樣按照復合方式分為3組：1號～3號為貼膜，4號～7號為涂層，8號～10號為貼合。各組試樣的基本規(guī)格參數(shù)見表1。

表1 試樣參數(shù)及規(guī)格

1.2 試驗方法與儀器

懸垂性是評價織物及成衣外觀形態(tài)的重要因素。織物懸垂性優(yōu)良，成衣形態(tài)風格就好[4]。戶外服裝的主要功能是運動，對成衣的形態(tài)評價除了靜態(tài)外，還要進行動態(tài)懸垂性測試[5]。按照GB/T 23329—2009《紡織品 織物懸垂性的測定》，采用YG(L)811DN型動態(tài)懸垂儀(山東紡織科學研究院),JA2603B型電子天平(上海精密儀器儀表公司),YG141D型數(shù)字式織物厚度儀(溫州方圓儀器有限公司)進行測試，通過公式(1)測得懸垂系數(shù)D，結(jié)果見表2。

(1)

式中：A0為試樣面積，Ad為試驗盤面積，As為試樣的投影面積。D值越小面料越柔軟。

表2 懸垂系數(shù)測試結(jié)果

1.3 懸垂形態(tài)

懸垂系數(shù)不能完全表征面料的柔軟程度，如表2中4號和6號兩種面料在同一系數(shù)下，波浪數(shù)和均勻度是不同的。各試樣懸垂形態(tài)見圖1。

圖1中試樣1、試樣3、試樣4波浪數(shù)為6個，試樣6、試樣8波浪數(shù)為5個，試樣2、試樣5、試樣7、試樣9、試樣10波浪數(shù)為4個。懸垂形態(tài)顯示：波浪數(shù)多的美感優(yōu)于波浪數(shù)少的，如試樣3優(yōu)于試樣2。同時波浪的均勻度影響懸垂形態(tài)，

如試樣10的均勻度優(yōu)于試樣9。

1.4 形態(tài)評價

懸垂形態(tài)評價包括美感度、活潑度和硬挺度，是面料動靜態(tài)懸垂性能的綜合評價。各指標計算結(jié)果見表3。

表3 各試樣美感度、活潑度和硬挺度計算結(jié)果

美感度包含懸垂程度、波浪形態(tài)、邊緣曲線等指標，通過美感系數(shù)量化美感度，該數(shù)與懸垂曲面的形態(tài)呈正比，以形態(tài)均勻流暢為優(yōu)良，通過公式(2)計算美感系數(shù)Ac。

(2)

式中：D為靜態(tài)懸垂系數(shù)，N為波浪數(shù)，Rm為平均半徑。

活潑率是面料動態(tài)懸垂性的量化體現(xiàn)，是面料的靜態(tài)和動態(tài)懸垂性變化幅度，一般數(shù)值越大活潑程度越大，通過公式(3)計算活潑率Lp。

(3)

式中：Ds為靜態(tài)懸垂系數(shù)，Dd為動態(tài)懸垂系數(shù)。

硬挺度反映了織物的柔軟程度，同時也決定著織物的懸垂性和手感。由于對織物進行了涂層整理，改變了織物的經(jīng)緯紗線屬性，因此經(jīng)緯兩個方向的綜合彎曲性能全面反映整塊織物的硬挺度,通過公式(4)計算硬挺系數(shù)T。

(4)

式中：Rm為平均半徑，R0為試驗盤半徑。

2 試驗結(jié)果與分析

2.1 試驗指標的顯著性分析

通過方差分析，觀測試樣間各指標是否存在顯著差異性，結(jié)果見表4。

表4 單因素方差分析

表4中方差分析顯示，靜態(tài)懸垂系數(shù)的組間自由度為2，組內(nèi)自由度為7，F(xiàn)分布觀測值為17.034，在給定顯著水平α為0.05的前提下，對應概率P值為0.002小于α，具有顯著差異。同理，動態(tài)懸垂系數(shù)、美感系數(shù)、硬挺系數(shù)、活潑率均具有顯著性差異。表明不同涂層方式的面料懸垂性和懸垂形態(tài)具有顯著差異。

2.2 懸垂性影響因素分析

通過相關分析能客觀地評價涂層面料與復合方式之間的影響關系[6]，將貼膜、涂層和貼合3組10個試樣，在不同復合方式、不同厚度和不同單位面積質(zhì)量條件下進行相關性分析，考察復合面料懸垂性的變化規(guī)律。分析結(jié)果見表5。

由表5可知，厚度與靜態(tài)懸垂性的相關系數(shù)為0.928，在給定顯著水平α為0.05的前提下，表明厚度與靜態(tài)懸垂性顯著相關。同理，厚度與動態(tài)懸垂性、美感系數(shù)和硬挺度顯著相關，與活潑率相關性不顯著；單位面積質(zhì)量與懸垂性不具有顯著相關性；復合方式與懸垂性各指標具有顯著相關性。

表5 相關性分析結(jié)果

2.3 影響因素的線性變化分析

相關分析表明，面料復合方式和厚度是影響面料懸垂性的主要因素。為進一步考察影響因素與懸垂性的變化關系，通過線性回歸分析和變量趨勢圖，觀測復合方式和厚度與懸垂性的變化規(guī)律[7]。通過線性回歸分析，分別得到靜態(tài)懸垂系數(shù)、動態(tài)懸垂系數(shù)、美感系數(shù)和硬挺系數(shù)與預測變量(厚度和復合方式)的二元線性變化關系，并通過顯著性檢驗，Sig值均小于α，線性關系具有統(tǒng)計學意義，具體見表6。同時繪制出影響因素與懸垂性變化趨勢，不同厚度下各指標變化趨勢見圖2，不同復合方式下各指標變化趨勢見圖3。

表6 線性方差檢驗

圖2 不同厚度下各指標變化趨勢

圖2中顯示，隨著厚度的增加，靜態(tài)懸垂系數(shù)、動態(tài)懸垂系數(shù)、美感系數(shù)和硬挺系數(shù)均呈線性變化趨勢，其中靜態(tài)懸垂性、美感度和硬挺度線性變化均勻，動態(tài)懸垂性變化有波動。結(jié)果表明:針對復合面料，厚度增加，硬挺度好，懸垂性和美感度差。

圖3中顯示，復合方式對靜態(tài)懸垂性、美感度和硬挺度的線性變化趨勢均勻，動態(tài)懸垂性變化趨勢有波動，組間比較懸垂性結(jié)果為貼膜方式>涂層方式>貼合方式。從組內(nèi)比較，對靜態(tài)懸垂性、動態(tài)懸垂性、美感度和硬挺度的線性變化趨勢均勻，表明在貼膜和貼合方式下，織物組織的懸垂性為針織>平紋>斜紋；活潑率無線性變化趨勢，但與動態(tài)線性具有一定的吻合度，從組間比較，機織物的活潑率優(yōu)于針織物。

圖3 不同復合方式下各指標變化趨勢

3 結(jié)論

(1)復合方式對戶外涂層面料懸垂性的影響顯著，包括靜態(tài)懸垂系數(shù)、動態(tài)懸垂系數(shù)、美感系數(shù)和硬挺系數(shù)。從復合方式看，貼膜方式的面料優(yōu)于涂層方式，涂層方式的面料優(yōu)于貼合方式；從織物組織結(jié)構(gòu)看，疏松度影響織物的懸垂性，針織面料優(yōu)于機織面料，平紋織物優(yōu)于斜紋織物。

(2)除了復合方式和織物結(jié)構(gòu)對懸垂性有顯著影響外，厚度也是影響涂層面料懸垂性的重要因素，厚度增加,硬挺度變大，懸垂性降低。所以在進行面料后處理時，在保證功能性的條件下，通過減小復合厚度來增加面料懸垂性。

(3)從懸垂形態(tài)評價看，靜態(tài)懸垂性影響戶外涂層面料的美感評價，懸垂性優(yōu)，美感度高；動態(tài)懸垂性影響戶外涂層面料的活潑度，面料挺闊，活潑度高。采用貼膜方式的針織涂層面料懸垂性及美感度最優(yōu)，涂層和貼合的平紋和斜紋面料次之。該結(jié)果可為戶外復合材料的研發(fā)、生產(chǎn)及應用提供依據(jù)。