劉雪艷 蔣高明

摘要： 為深入研究編織運動壓力襪時各個參數(shù)對其壓力的影響，文章首先根據運動壓力襪常用原料、襪機的構造特點及相應軟件的可設計性，確定原料、組織、橡筋線送紗速度三個參數(shù)，然后設計了144組運動壓力襪襪筒實驗樣品，并進行彈性回復率和壓力測試，最后利用SPSS軟件進行分析。得出結論：編織時提高橡筋線送紗速度，會增加單位時間內送紗量，使得織物下機之后比較松弛，因此運動壓力襪的橡筋線送紗速度和壓力值呈負相關;織物彈性回復率和壓力值呈正相關;進一步統(tǒng)計分析得到壓力與紗線模量、織物彈性回復率、橡筋線送紗速度的回歸方程，在實際生產過程中可以預測運動壓力襪的壓力值，減少工序節(jié)約成本。

關鍵詞： 運動壓力襪;橡筋線送紗速度;襯墊組織;彈性回復率;壓力

中圖分類號： TS184.5

文獻標志碼： A

文章編號： 10017003（2021）07006908

引用頁碼： 071111

DOI： 10.3969/j.issn.1001-7003.2021.07.011（篇序）

Research on the relationship between knitting parameters and pressure of sports compression socks

LIU Xueyana， JIANG Gaomingb

（a.College of Textile and Engineering; b.Engineering Research Center for Knitting Technology， Ministry of Education，Jiangnan University， Wuxi 214122， China）

Abstract： In order to deeply study the influence of various parameters on the pressure of knitted sports compression socks， the raw material， weave， and elastic yarn feeding speed were determined according to the common raw materials of sports compression socks， the structural characteristics of the hosiery machine， and the designability of the corresponding software. Then， 144 groups of test samples of sports compression sock tubes were designed， and elastic recovery rate and pressure test were carried out. Finally， SPSS software was used for analysis. It is concluded that the increase of elastic yarn feeding speed during knitting would increase yarn feeding amount in the unit time， making fabric loose. Thus， the elastic yarn feeding speed is negatively correlated with the pressure value， and the elastic recovery rate of the fabric is positively correlated with the pressure value. Through the further statistical analysis， the regression equation of pressure and yarn modulus， elastic recovery rate and elastic yarn feeding speed was obtained. In practical production process， the pressure value of sports compression socks can be forecasted to reduce the process and save cost.

Key words： sports compression socks; elastic yarn feeding speed; cushion weave; elastic recovery rate; pressure

收稿日期： 20210120;

修回日期： 20210610

基金項目： 國家自然科學基金項目（61772238）;泰山產業(yè)領軍人才項目（tscy20180224）

作者簡介： 劉雪艷（1996），女，碩士研究生，研究方向為現(xiàn)代紡織技術。通信作者：蔣高明，教授，jgm@jiangnan.edu.cn。

隨著全民健身熱潮的來臨，運動產品迎來了新的機遇與市場，其中運動壓縮產品備受青睞。運動壓力襪是在醫(yī)療壓力襪的基礎上進行革新形成的腿部運動壓縮產品，它既保留了醫(yī)療壓力襪的基本特征，又根據運動特點做了相應的改變[1]，具有結構緊致透氣、有助于運動后修復等優(yōu)點。

目前關于運動壓力襪的研究主要集中在兩方面：一是對運動壓力襪幫助運動恢復效果的研究。例如，Stuarta Armstrong等[2]發(fā)現(xiàn)，運動員在馬拉松比賽后穿壓縮襪48 h比不穿壓縮襪再次進行力竭型耐力測試的時間延長了6%。H Jorn Bovenschen等[3]通過對13名休閑跑步者進行對照實驗，結果表明穿著漸進式壓力襪跑步可以有效減小小腿體積變化。Ned Brophy Williams等[4]選擇12名男運動員作為測試對象，分別進行穿著運動壓力襪及裸腿跑步5 km實驗，得出結論：在高強度跑步過程中，穿著運動壓力襪對于以后的跑步具有積極影響。楊柯等[5]認為，運動壓力襪能夠改善心臟輸出，在相同的運動強度下減少心臟的負擔，并且減少肌肉的橫向運動。二是對運動壓力襪本身力學性能與壓力的研究。例如，隨健美等[6]對運動壓力襪的橫拉和壓力進行相關分析，結果顯示橫拉與壓力呈顯著負相關;陳娜[7]通過研究調整型束褲服裝壓力與面料彈性回復性關系，得出彈性回復是影響服裝壓力大小的關鍵因素。

與普通運動襪不同的是，運動壓力襪通過襪筒產生彈性變形對人體皮膚實現(xiàn)自下而上的梯度減壓，其發(fā)揮作用的關鍵是：根據人體具體尺寸產生相應的梯度壓力。本文以小腿腿圍最大處為例，探究壓力的影響因素。理論上運動壓力襪在腳踝處產生15～20 mmHg（100%）的壓力，在小腿腿圍最大處產生75%的壓力值[1]。在運動壓力襪的織造過程中，編織時設置的機器參數(shù)與產生的壓力直接關聯(lián)，其中橡筋線的送紗速度影響極為重要。但目前的研究鮮有涉及橡筋線送紗速度的具體影響，而且目前市場上銷售的運動壓力襪是根據統(tǒng)計的人體尺寸和形態(tài)設計進行批量生產的[8]，運動壓力襪的壓力值不完全符合FZ/T 7301—2009《壓力襪測試標準》，甚至產生逆梯度壓力值的現(xiàn)象仍然存在，購買者很難買到真正適合自己的產品。因此，針對運動壓力襪編織參數(shù)與壓力關系的研究十分必要。本文綜合織物及機器參數(shù)研究運動壓力襪，得到原料、組織、橡筋線送紗速度對于運動壓力襪壓力的具體影響，為得到運動壓力襪特定部位壓力值的準確性提供依據。

1 樣品織造

1.1 紗線原料

參照FZ/T 7301—2009，壓力襪按照原料可分為彈力滌綸

絲（棉）、氨綸包芯紗交織壓力襪。因此，綜合考慮壓力襪行業(yè)標準和襪機用紗要求，實驗分別采用18.22 tex（32S）棉紗和33.33 tex（300 D）滌綸作面紗，11.11 tex（100#）橡筋線作襯墊紗，30/70氨綸包覆紗作地紗。

1.2 編織儀器

實驗選用MD-C312A一體襪機（振興機械公司），進行實驗樣品的編織，其針筒直徑為1.14 m（3.75英寸），針數(shù)為144針，可自主調節(jié)橡筋線的送紗速度和張力，同時配有相應的設計軟件，方便隨時修改樣品組織。

1.3 實驗織物

運動壓力襪產生作用的部位主要是襪筒，因此本實驗針對襪筒進行組織設計。采用編織運動壓力襪常用的添紗襯墊組織，設置6種襯墊比1︰1、1︰2、1︰3、2︰1、2︰2、3︰1，形成直條和斜紋兩種外觀（圖1）。圖1（a）中，紗線1為面紗，紗線2為地紗，紗線3為襯墊紗。

改變橡筋線的送紗速度，設置為400、450、500、550、600、650 r/min。共設計編織144個直徑為10 cm、高為30 cm的圓筒形針織物，并分別依據GB/T 3820—1997《紡織品和紡織制品厚度的測定》、FZ/T 70010—2006《針織物平方米干燥重量的測定》和FZ/T 70002—1991《針織物線圈密度測量法》，對上述144個針織物試樣的厚度、面密度（干燥）、線圈密度進行測試，以上織物基本規(guī)格參數(shù)如表1所示。

1.4 下機整理

樣品下機后，均在蒸汽熨燙機上進行整燙定型，使其自由收縮后進行彈性回復率和壓力測試。

2 樣品測試

2.1 紗線拉伸力學性能測試

根據GB/T 3916—1997《紡織品卷裝紗單根紗線斷裂強力和斷裂伸長率的測定》及GB/T 14344—2008《化學纖維長絲拉伸性能試驗方法》，采用XL-2型紗線強伸度儀（上海新纖儀器有限公司），隔距為25 mm，儀器自動給出所測樣品的初始模量值，最終結果取3組平均值。

2.2 彈性回復率測試

參照FZ/T 70006—2004《針織物拉伸回復率試驗方法》，采用YG028織物強力儀（寧波紡織儀器廠），預加張力為1 N，隔距為100 mm，試樣尺寸為200 mm×50 mm，橫向試樣3塊，拉伸到預定50%的伸長率時，停置1 min，以50 mm/min速度回到起點后，停置3 min，再加上1 N的預加張力，測試結果以3塊試樣數(shù)據的平均值表示。

2.3 壓力測試

采用壓力測試儀-邁茲襪業(yè)壓力服裝性能測試系統(tǒng)（無錫市佐佑公司），進行壓力測試。壓力測試點根據FZ/T 7301—2009《壓力襪測試標準》選?。▓D2）。試樣為直徑10 cm，高30 cm的圓筒形織物?？紤]到研究成本及實驗結果的可靠性，

本實驗從在校大學生中隨機挑選30名身高158～165 cm、體重48～55 kg的女生作為測試樣本，測試其小腿圍度最大值（標準上測試點C）。結果取平均值30 cm，計算得出儀器拉伸長度設置為95 mm，通過位移傳感器測得樣品壓力值。

3 結果與分析

3.1 實驗樣品的初始模量

測得18.22 tex（32 S）棉紗初始模量為313.52 MPa，33.33 tex（300 D）滌綸初始模量為430.02 MPa，11.11 tex（100#）橡筋線初始模量為4.72 MPa。

3.2 實驗樣品的彈性回復率

對以上144個織物試樣進行彈性回復測試，結果如表2所示。

由表2可以看出，對于直條外觀的織物，添紗襯墊組織的襯墊比為1︰1時，1#～6#棉紗織物的彈性回復率逐漸減小;73#～78#滌綸織物的彈性回復率也在逐漸減小。分析其他襯墊比時，發(fā)現(xiàn)織物彈性回復率有相同的變化趨勢?？傻贸觯簾o論織物的面紗為棉還是滌綸，當襯墊比確定時，提高橡筋線送紗速度，單位時間內橡筋線的送紗量增加，添紗襯墊組織的浮線長度會相應地增加，因而織物的彈性回復率隨之降低。另外，因為滌綸的彈性較棉好，所以對于具有相同直條外觀的兩類織物，直條外觀滌綸織物的彈性回復率較棉紗織物彈性回復率大，綜合1#～36#及73#～108#織物可看出此規(guī)律。其中，7#棉紗織物、79#滌綸織物的彈性回復率相對較大。

由表2還可以看出，襯墊比形成斜紋外觀的織物，無論棉紗織物還是滌綸織物，其彈性回復率均整體呈現(xiàn)隨橡筋線送紗速度增加而減小的趨勢;同樣地，由于滌棉本身的彈性差異，棉紗織物的彈性回復率仍然較滌綸織物的彈性回復率小，其中43#棉紗織物、121#滌綸織物彈性回復率較大。進一步對比表2中直條外觀織物和斜紋外觀織物的彈性回復率數(shù)值可以發(fā)現(xiàn)，直條外觀織物下機后，回縮力集中在兩邊比較均勻，顯示出較好的彈性回復;而斜紋織物由于相鄰線圈橫列之間線圈形成交錯，彼此之間的回縮力使得線圈增大，從而增加織物的挺括性，因而其彈性回復能力減弱，呈現(xiàn)直條外觀織物的彈性回復率整體較斜紋外觀織物的彈性回復率大的現(xiàn)象。

綜合以上結果，可得出直條外觀滌綸織物的彈性回復效果最好，因此只需以此為例分析襯墊比的影響。對73#～108#織物的彈性回復率每6個一組求平均值，結果表明襯墊比為1︰2時，即79#～84#直條外觀滌綸織物的彈性回復率最大。當以恒定的橡筋線送紗速度上機編織試樣時，定量的送紗長度下，襯墊比1︰2形成織物的可回縮空間大于1︰1;浮線短于1︰3;且懸弧少于2︰1、2︰2、3︰1，即形成的線圈相對較小，織物較為平整，因而織物的彈性回復率較大。

3.3 實驗樣品的壓力值

圖3為橡筋線送紗示意圖。圓1表示從動輪，逆時針轉動;圓2表示主動輪，順時針轉動;l1表示橡筋線。橡筋線送紗速度設置為400 r/min時，即主動輪的轉速為400 r/min。

以上144個織物試樣的壓力測試結果如圖4—圖9所示。

綜合圖4—圖9可以看出，編織時保持橡筋線送紗速度恒定，無論織物面紗和外觀效應如何，隨著襯墊比由1︰1增加到1︰3，襯墊紗橡筋線在地紗上形成的懸弧不變而浮線增加，織物背面受到的拉力變大，對于人體的作用力逐漸增大，所以試樣的壓力值均呈增加的趨勢;襯墊比顯示斜紋外觀的添紗襯墊組織，較直條外觀的添紗襯墊組織對人體產生的作用力均勻，因此前者的壓力值整體大于后者，襯墊比為1︰3時斜紋效應織物的壓力值最大。然而當襯墊比由2︰1增加到2︰2及設置為3︰1時，橡筋線較多形成懸弧掛在地紗上，背面的浮線較短，產生的作用力變小，于是試樣壓力值呈現(xiàn)隨之減小的趨勢;此時雖然斜紋效應織物產生更加均勻的作用力，但是由于襯墊比形成的懸弧會吸收部分作用力，因此直條效應織物的壓力值反而比斜紋織物大，當襯墊比設置為3︰1時斜紋效應織物的壓力值最小。

3.4 實驗樣品織物參數(shù)與壓力相關性分析

運用SPSS軟件分別對原料、彈性回復率、橡筋線送紗速度和壓力進行相關分析和回歸分析，結果見表3、表4。

通過表3可以看出，編織運動壓力襪時，襯墊組織的面紗無論為棉紗還是滌綸，調節(jié)的橡筋線送紗速度和壓力值均呈負相關，最終織物的彈性回復率和壓力值呈正相關。雖然如此，但是對于棉紗和滌綸兩種織物，其相關性具體數(shù)值并不相同，這說明面紗也是影響織物壓力的重要因素。于是，對原料、彈性回復率、橡筋線送紗速度和壓力進一步回歸分析。由表4可以看出，紗線的模量、織物彈性回復率、橡筋線送紗速度和壓力均呈現(xiàn)顯著回歸，顯著性P<0.01，回歸方程為Y=0.758X1-0021X2+0.021X3-36.132;Y為壓力（mmHg），X1為彈性回復率（%），X2為橡筋線送紗速度（r/min），X3為紗線模量（MPa）。

4 結 論

實驗變換原料、組織和橡筋線送紗速度三個參數(shù)，設計編織144個運動壓力襪襪筒試樣。通過對不同試樣進行彈性回復和壓力測試，結果表明：織物的彈性回復率增大時，其對于人體施加的作用力隨之增加，因此織物的壓力和彈性回復率表現(xiàn)為正相關;上機編織時逐漸提高橡筋線送紗速度，使得織物下機后尺寸變大、比較松弛，因此織物壓力和橡筋線送紗速度負相關。利用SPSS軟件分析得到運動壓力襪壓力與織物彈性回復率、橡筋線送紗速度、紗線的模量之間的回歸方程，在實際編織時，可用來預測其壓力值，降低生產成本的同時實現(xiàn)運動壓力襪壓力的可控性。

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