陈丽华

(北京服装学院 服装艺术与工程学院， 北京 100029)

近年来，人们对内衣的要求越来越高，既要使人感觉穿着舒适，活动自如，又不能过于宽松或给人以束缚感。在实际穿着过程中，氨纶弹力针织内衣有时会出现布面起泡、氨纶丝断头[1]等现象，从而影响弹力内衣的外观和服用性能[2-4]，所以对氨纶弹力针织物的疲劳测试十分必要，但是有时弹力针织物疲劳和抽拔的测试结果没有问题，而在实际穿着中弹力内衣却出现疲劳和抽拔问题，导致顾客的不满。到目前为止，对于氨纶弹力针织物中氨纶丝疲劳的测试方法没有统一的标准，大部分企业采用的测试方法是基于非弹力织物疲劳测试原理，因此，测试结果与实际穿着情况不相符合。高弹的氨纶针织紧身内衣在人体穿着静止的状态下即有一定的伸长，穿着在人体上的内衣随着人体的运动，在一定伸长的基础上再进行拉伸，总的伸长量要在人体承受压力的舒适范围内。

为解决弹力织物疲劳测试方法不够完善，不能切实反映高弹内衣在实际穿着时疲劳与抽拔的情况，本文对弹力针织物疲劳测试方法进行研究，分析不同初伸长和往复拉伸动程对经编氨纶弹力网眼针织物疲劳和抽拔的影响，对比有初伸长和无初伸长时疲劳测试的氨纶丝疲劳和抽拔的差异，同时结合试穿，确定更符合实际穿着情况的弹力针织物疲劳测试方法，即试样在有一定初伸长的基础上进行往复疲劳试验。其研究结果对氨纶弹力针织物疲劳测试具有一定指导作用，为氨纶弹力针织物疲劳试验方法标准的制定提供了一定参考。

1 氨纶弹力针织物疲劳测试

1.1 试样准备

选择内衣生产常用的氨纶线密度为77 dtex、含量为17.4%的合成纤维经编弹力网眼针织物。同品种不同批次的样品分别为试样1、2、3和4，每个样品准备2块平行试样。

试样纵向与弹性纱线的方向平行，试样规格为350 mm×100 mm；将试样对折裁开，根据不同缝迹的工艺要求用低弹线在试样的中间缝合，夹持时确保缝迹居中[3-4]。

试样1、2：四线包缝线迹，针迹密度为 20针/3 cm，针高为5 mm；试样3、4：四点人字形线迹，针迹密度为 5 山/3 cm，山高为5 mm[3-4]。

1.2 初伸长率和往复拉伸率的确定

1.2.1初伸长率的确定

经过对大量内衣的测试研究，内衣的伸长率大都在30%～60%[5]，因此，根据弹性织物拉伸伸长率不同，将疲劳试验的试样初伸长率确定为30%～60%。

1.2.2往复拉伸率的确定

为确定皮肤拉伸量，查阅了大量的文献，人体穿着的服装随着人体的运动而不停的运动，为使人体与衣服的相对位置不因运动的变化而变化，衣服穿着后的拉伸量应与皮肤伸长量相吻合，尤其是高弹内衣，因此，已知人体皮肤的伸长量，就可确定穿着在人体上的内衣随着人体运动而产生的伸长量。

就泳衣来说，接触泳衣部位皮肤拉伸率最大为：女性38.5%；男性42.1%。人体皮肤伸长最大部位为垂直方向在手臂直举时腋下的皮肤，伸长率为66%～78%；水平方向在曲臂时后肘的皮肤，伸长率为30%～42%[5-7]。

由此可见，人运动时水平方向皮肤伸长率最大为40%左右，垂直方向皮肤伸长率最大为80%左右，因此，服装内衣的拉伸率应该不超过其穿着长度的80%，根据衣服穿着部位的不同，疲劳试验的往复拉伸率确定为40% ～ 80%[5-7]。

拉伸动程l2由式(1)计算：

l2=l1×b

(1)

式中：b为往复拉伸率，%，无初伸长时b为试样在定负荷(36 N)下的最大伸长率的70%[2-4]；l1为拉伸隔距，mm，本文l1=200 mm。

拉伸隔距由式(2)计算：

l1=l0+l0a=l0(1+a)

(2)

式中：l0为试样有效长度，即夹钳隔距，mm，本文l0=125 mm；α为初伸长率，%，当α=0时，即无初伸长。

1.3 试验原理

目前国内外没有弹力织物疲劳测试的专用仪器，本文用自制弹力织物疲劳试验机测试。仪器可在一定范围内对初伸长率、往复拉伸率、拉伸隔距、拉伸频率、拉伸次数、缓弹时间等进行设置[2]。将试样夹于一定隔距的两夹钳间，在无初伸长或有初伸长的条件下，经60 r/min及5 000次往复拉伸后[8-9]，瞬时变形率T0和瞬时回复率R0((0±1) min)可自动显示在屏幕上，模拟穿在身上的服装往复拉伸作用后立即脱下的瞬时形态。松弛30 min[7，10-11]，仪器再次自动显示缓弹变形率T1和缓弹回复率R1[7，11-12]，模拟穿在身上的服装往复拉伸作用后立即脱下、松弛一段时间后的形态。

将测试后的试样平铺在试验台上，评价其疲劳程度，并数出氨纶丝抽拔根数。

1.4 疲劳评价

织物的耐疲劳性能分为5级，其中5级最好，无疲劳，1级最严重。织物表面无氨纶丝断头和抽拔，布面平整，其耐疲劳性为5级；织物表面氨纶丝断头和抽拔较多，布面严重不平整，为1级。二者之间的2、3、4织物的耐疲劳性依次递增。

1.5 显著性分析

采用一元方差分析法，分析初伸长或拉伸动程对织物疲劳有无显著影响。初伸长率有4种，即0、40%、60%及80%，往复拉伸率有7种，即100%、95%、90%、80%、75%、70%及65%；每一初伸长率或往复拉伸率构成一个母体，检验不同初伸长或拉伸动程分别对缓弹变形率、缓弹回复率和疲劳级数或抽拔根数是否有显著影响。

2 初伸长对疲劳影响分析

2.1 初伸长对织物疲劳性能的影响

在往复拉伸率为80%，即往复拉伸动程为160 cm的条件下，对试样1和2初伸长率分别为0，40%，60%，80%时的氨纶丝进行了疲劳测试，由于试样1、2的变形率及回复率几乎相同，因此只对试样1进行变形测试，其结果见表1和表2。

表1 初伸长对织物变形率和回复率的影响 (试样1) Tab.1 Influence of initial elongation on deformation rate and reversion rate (sample 1)

表2 初伸长对氨纶丝疲劳的影响Tab.2 Influence of initial elongation on spandex fatigue

由表1、2可看出，初伸长率为0、40%、60%及80%时，试样的瞬时、缓弹变形率呈递增趋势；瞬时、缓弹回复率呈递减趋势；疲劳级数由5级降到3～4级或3级。因此，随着初伸长率的增加，变形率增大而回复率减小，疲劳级数递减，疲劳现象增大，初伸长对氨纶织物的疲劳有一定影响。

2.2 初伸长对疲劳影响显著性分析

本文就初伸长对织物的缓弹变形率、缓弹回复率和疲劳级数影响的显著性进行了一元方差分析，结果见表3。

查得F0.05(3,12)=3.49，由表3可看出，变形率、回复率、疲劳级数的F分别为72.8、20.8、41.2 或70.6，且均大于3.49，所以在α=0.05水平下，初伸长对织物缓弹变形率、回复率及氨纶丝疲劳级数均有显著影响。

表3 初伸长对疲劳性能影响的方差分析Tab.3 Variance analysis of initial elongation

3 拉伸动程对疲劳和抽拔影响分析

3.1 拉伸动程对织物疲劳和抽拔的影响

在初伸长率为60%的条件下，对试样1往复拉伸率分别为100%，95%，90%，80%，75%，70%，65%的氨纶丝疲劳进行了测试；对试样3往复拉伸率分别为95%，90%，80%，70%，试样4往复拉伸率分别为80%，70%时的氨纶丝抽拔进行了测试，其结果见表4～6。

由表 4、5可看出：当初伸长率为60%时，随着往复拉伸率的增大，试样的瞬时变形率、缓弹变形率递增；瞬时回复率、缓弹回复率递减；疲劳级数递减；当往复拉伸率小于80%时，疲劳级数比较稳定，因此，随着往复拉伸率即往复拉伸动程的增加，变形率增大而回复率减小，疲劳现象增大，往复拉伸率对氨纶织物的疲劳现象有较大影响。

表5 拉伸动程对氨纶丝疲劳的影响 (试样1) Tab.5 Influence of reciprocating stretching elongation on spandex fatigue (sample 1)

表6 拉伸动程对氨纶丝抽拔的影响Tab.6 Influence of reciprocating stretching on spandex runback

由表6可看出，有初伸长且往复拉伸率为70%、80%、90%、95%时，试样3抽拔根数在0～9.5根，相互间差异0～9.5根，初伸长率为95%时，抽拔根数为9.5根，往复拉伸率为<80%时，抽拔根数为0；往复拉伸率为70%、80%时，试样4抽拔根数在5～9根，相互间差异4根，因此，随着往复拉伸率，即拉伸动程的增加，抽拔根数增加，往复拉伸率对氨纶丝抽拔有较大影响。

3.2 拉伸动程对疲劳和抽拔影响显著性分析

本文对拉伸动程对织物的缓弹变形率、缓弹回复率和疲劳级数或抽拔根数影响的显著性进行了一元方差分析，结果见表7。

查得F0.05(6,21)=2.57，由表7可看出， 变形率、回复率、疲劳级数、抽拔根数的F值分别为19.0或116.2、9.4或6.6、25.0、174.7，且均大于2.57，所以在α=0.05水平下，拉伸动程对织物缓弹变形率、回复率、氨纶丝疲劳级数及抽拔根数均有显著影响。

表7 拉伸动程对疲劳影响的方差分析Tab.7 Variance analysis of reciprocating stretching elongation

4 织物疲劳和抽拔试验方法的确定

4.1 有、无初伸长试验的疲劳与抽拔分析

在无初伸长时，拉伸隔距为125 cm[9]，往复拉伸率为各试样最大伸长率的70%，即试样1、2、3及4拉伸长率分别为164%、154%、172%及172%。

当初伸长率为60%时，拉伸隔距为200 cm，试样1、2、3及4往复拉伸率分别为65%、59%、70%及70%。

对有初伸长与无初伸长试验的织物疲劳与抽拔进行了测试，结果见表8～10。

表8 有、无初伸长时织物的变形率和回复率Tab.8 Deformation rate and reversion rate of initial elongation and no initial elongation test

表9 有、无初伸长时氨纶丝的疲劳Tab.9 Spandex fatigue of initial elongation test and no initial elongation test

表10 有、无初伸长时氨纶丝的抽拔Tab.10 Spandex runback of initial elongation test and no initial elongation test

由表8～10可看出：有初伸长比无初伸长时，试样1、2、3、4的瞬时变形率、缓弹变形率降低，瞬时回复率、缓弹回复率提高；无初伸长和有初伸长时，试样1、2的疲劳级数均为2级和4级，试样3的抽拔根数分别为14根和0根，试样4的抽拔根数分别为大于30根和5根，因此，可得出，当有初伸长时试样疲劳、抽拔现象比无初伸长时轻得多。

4.2 织物疲劳性和抽拔性的试穿试验

为将试验结果与实际穿着相结合，采用试样1、2、3和4制作了短裤并经过了8周试穿，分别将有、无初伸长的测试结果与试穿结果相对比，以确定更符合实际穿着时氨纶丝疲劳和抽拔现象的织物疲劳试验方法，结果见表11。

表11 试穿与测试结果对比Tab.11 Contrasts results between trying on and testing

由表11可看出：经过试穿，试样1、2的短裤并没有出现任何的氨纶丝疲劳现象；试样3腰部和底裆各有1根氨纶丝抽拔，试样4腰部有2根氨纶丝抽拔，二者的抽拔现象轻微。

采用无初伸长疲劳测试方法，试样1、2分别采用四点人字形和四线包缝线迹时的氨纶疲劳现象较严重，疲劳级数为2；试样3、4当采用四线包缝线迹时的氨纶丝抽拔根数分别为0和2根，当采用四点人字形线迹时的氨纶丝抽拔根数分别为14根和大于30根，抽拔比较严重[2-3]。

而采用有初伸长疲劳测试方法，当初伸长率为60%，试样1、2的往复拉伸率分别为65%和59%时，其疲劳级数均为4，氨纶疲劳现象轻微；试样3、4的往复拉伸率均为70%时，氨纶丝抽拔比较轻微，分别为0和5根，与试穿结果比较符合。

由此可看出，有初伸长的四点人字形线迹弹力针织物中氨纶丝疲劳和抽拔测试方法，与无初伸长的四线包缝线迹氨纶丝抽拔根数差异不大，但疲劳级数相差很大。采用四点人字形线迹的弹力针织物中氨纶丝疲劳和抽拔测试，有初伸长比无初伸长时的氨纶丝疲劳、抽拔现象更加符合紧身弹性服装的穿着实际，切实反映弹力织物在实际穿着中的疲劳与抽拔情况。

4.3 试验方法的确定

根据有、无初伸长对经编弹力网眼针织物中氨纶丝疲劳和抽拔影响的研究，结合试穿验证结果，有初伸长的经编氨纶弹力网眼针织物中氨纶丝疲劳和抽拔测试，更加符合紧身内衣穿着时已有初伸长，切实反映了织物在实际穿着中的疲劳情况，所以选择有初伸长的试验方法。

对经编弹力网眼针织物中氨纶丝疲劳和缝迹中氨纶丝抽拔的试验，选取四点人字形缝迹的试样，有效长度为125 mm，初伸长率为60%，往复拉伸动程≤拉伸隔距×80%进行疲劳试验，一般使总拉伸长度为试样长度×织物最大拉伸率的70%。

5 结 论

1)随着初伸长率增加，疲劳程度加剧。初伸长对织物变形率、回复率及氨纶丝疲劳级数的影响显著。

2)随着往复拉伸率即往复拉伸动程增加，疲劳和抽拔程度加剧。往复拉伸率对织物变形率、回复率、氨纶丝疲劳级数及抽拔根数的影响显著。

3)有初伸长疲劳试验的氨纶丝疲劳、抽拔现象比无初伸长时轻得多，与试穿结果比较符合。

4)采用有初伸长疲劳试验：一般初伸长率为60%，往复拉伸率≤80%，总拉伸长度为试样长度×织物最大拉伸率的70%。

FZXB

[1] 段海霞,单小红.氨纶弹性疲劳性能的研究[J].新疆大学学报:自然科学版,2007,24(1): 32-35.

DUAN Haixia, SHAN Xiaohong.The study of the tired performance in flexibility[J].Journal of Xinjiang University,2007,24(1): 32-35.

[2] 陈丽华,宋玉惠,陈福州,等.实验参数对弹力针织物疲劳和抽拔试验结果的影响分析[J].纺织标准与质量,2010(1): 9-15.

CHEN Lihua,SONG Yuhui, CHEN Fuzhou, et al. Impact of experimental parameters on spandex fatigue and runback of elastic knitted fabric[J].Journal of Textile Standards and Quality,2010(1): 9-15.

[3] 陈丽华,宋玉惠,刘豪,等.弹力服装中氨纶丝疲劳与抽拔相关性的探讨[J].纺织标准与质量,2010(4): 17-20.

CHEN Lihua,SONG Yuhui, LIU Hao, et al. Research of correlation of spandex fatigue and runback of elastic knitted fabric[J]. Journal of Textile Standards and Quality, 2010(4): 17-20.

[4] 陈丽华.不同线迹对经编弹力针织物疲劳与抽拔影响的分析[J].北京服装学院学报,2009,29(3): 20-26.

CHEN Lihua. Impact of different stitch types on spandex fatigue and runback of elastic warp knitted fabric[J].Journal of Beijing Institute of Fishion Technology,2009,29(3): 20-26.

[5] 吴济宏,于伟东.针织面料的拉伸弹性与服装压[J].武汉科技学院学报,2006,19(1): 21-25.

WU Jihong, YU Weidong.The elasticity and clothing pressure of knitted fabrics[J].Journal of Wuhan University of Science and Engineering, 2006,19(1): 21-25.

[6] 周邦屏,孙惠芬,潘伯荣.复合丝针织物服用性能的测试与分析[J].纺织学报,1995,16(3): 46-48.

ZHOU Bangping,SUN Huifen,PAN Borong.Test and analysis of wearing performance of knitted fabric from conjugated filament yarns[J].Journal of Textile Research,1995,16(3): 46-48.

[7] 陈振洲,周俊玲.经编氨纶泳衣织物弹性测试指标及试验参数值的确定[J].针织工业,1999(5): 7-10.

CHEN Zhenzhou,ZHOU Junling. Measurement criteria for elasticity of warp knitted spandex fabric and the ascertainment of experimental paramenters[J].Knitting Industries, 1999(5): 7-10.

[8] 储才元，张佑霞.土工布的动态蠕变及疲劳性能[J].纺织学报, 2002,23(1): 33-36.

CHU Caiyuan,ZHANG Youxia.Dynamic creep and fatigue properties of geotextiles[J].Journal of Textile Research ,2002,23(1): 33-36.

[9] 陈丽华,宋玉惠,岳淑杰，等.氨纶经编针织物疲劳性试验参数分析[J].针织工业,2007(6): 6-10.

CHEN Lihua, SONG Yuhui, YUE Shujie, et al. An analysis on the experimental parameters of the durability of the warp knitted polyurethanefabric[J].Knitting Industries,2007(6): 6-10.

[10] 王府梅，李京歌，谢漩妍. PTT等弹性纤维的弹性回复性能比较[J].东华大学学报,2004,30(3): 90-92.

WANG Fumei, LI Jingge, XIE Xuanyan. Comparative study on elasticity of PTT and other elastic fiber[J].Journal of Donghua University, 2004,30(3): 90-92.

[11] 冯开隽.弹力织物的弹性伸长简易测试法[J].印染,2003(2): 34-35.

FENG Kaijun. Simple testing method of elastic extension for polyurethane fabric[J]. Dyeing & Finishing, 2003(2): 34-35.

[12] 陈丽华，宋玉惠，陈福州，等. 缝合工艺对针织物中氨纶丝抽拔性的影响[J].纺织标准与质量,2007(3): 33-35.

CHEN Lihua，SONG Yuhui, CHEN Fuzhou, et al. Impact of sewing stitching on spandex runback of elastic knitted fabric[J].Journal of Textile Standards and Quality, 2007(3): 33-35.