一种具有运动追随性的面料的制作方法

本发明涉及一种具有运动追随性的面料，具体涉及一种由非弹性纱线和弹性纱线形成的便于运动的经编针织物。

背景技术：

由聚氨酯纤维形成的弹性面料，在低速且定速的条件下具有较好的运动追随性，但在高速和急加速条件下会存在拉伸后回复不及时的现象。而且，不同的编织组织也会对面料产生不同的约束力，这种约束力也会影响到面料的伸缩性能的发挥，进而影响到运动追随性。

目前，市面上的大部分经编弹性面料，往往只适合低速且定速条件下的运动。如中国专利文献cn201120489030.5中公开了一种弹性经编针织面料，采用三把梳编织形成，表梳采用20d锦纶进行成圈，后两把梳分别采用40d、70d氨纶均形成衬纬组织。所得面料的弹性及柔软性较为优越，穿着舒适性佳。

又如，中国专利文献cn201520726964.4中公开了一种新型经编塑身面料，利用三把梳编织而成，具体为前梳化纤长丝形成经平组织；中梳氨纶以经平组织和重经组织交替编织；后梳氨纶以反向经平编织，所得面料对不同部位具有不同的束身效果。

再如，中国专利文献cn201080055534.4中公开了一种弹性经编织物，弹性纱线采用满穿经平或重经或经缎等成圈组织；非弹性纱线采用经绒或5针经缎组织且非弹性丝网眼倾斜角度为20度～70度，所得面料的经纬向伸长平衡性、回复性优异，合身感良好，穿着时花纹走样小，运动追随性优异。

对于顶尖技术的运动员而言，会出现高速、急变速的运动状态，然而，这些文献中均没有对弹性面料的高速和急加速条件下的运动追随性提出相关的解决方案。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种具有优异的运动追随性的弹性面料，特别适合进行高速和急加速状态的运动。

本发明的技术解决方案是:

本发明的具有运动追随性的面料，为由非弹性纱线和弹性纱线构成的经编物，其中弹性纱线的延展线与线圈纵行方向之间所呈的锐角角度为0～10°，非弹性纱线的延展线与线圈纵行方向之间所呈的锐角角度为5～85°。

本发明的具有运动追随性的面料，特别是在高速和急加速运动条件下，可以有效抑制伸长应力造成的着压上升，以及延迟回复造成的着压下降，能够维持穿着舒适性和防止肌肉振动。另外，本发明的面料即便长期使用也不易发生破裂、撕裂等问题，而且具有持久的弹性效果。适合用于制作运动员的服装，特别适合用于制作面向顶尖运动员在高速和急加速运动条件下穿着使用的紧身竞技服。

附图说明

图1是本发明的弹性纱线结构示意图，其中1表示弹性纱线线圈，2表示弹性纱线延展线，α表示弹性纱线延展线与纵行的锐角夹角。

图2是本发明的非弹性纱线结构示意图，其中3表示非弹性纱线线圈，4表示弹性纱线延展线，β表示非弹性纱线延展线与纵行的锐角夹角。

具体实施方式

本发明的具有运动追随性的面料，为由非弹性纱线和弹性纱线构成的经编物，其中弹性纱线的延展线与线圈纵行方向之间所呈的锐角角度为0～10°，非弹性纱线的延展线与线圈纵行方向之间所呈的锐角角度为5～85°。

考虑到弹性纱线和非弹性纱线在面料中的具体结构特征，是决定面料的运动追随性能的关键因素。对于前记具体结构特征本发明中通过线圈延展线与纵向所形成的角度来表征。具体角度大小通过sem电镜或者数码显微镜观察得出。

弹性纱线在面料中的结构由线圈和延展线两部分构成，其线圈沿纵向依次连接，弹性纱线线圈部分沿着线圈纵行方向可以将线圈的伸缩性能可以发挥到最大。为了使弹性纱线延展线部分的伸缩性能发挥到最佳状态，弹性纱线的延展线要尽可能全部贡献在线圈纵行方向，换而言之，弹性纱线的延展线在线圈纵行上的投影量越大越好，即弹性纱线延展线与线圈纵行方向所呈锐角角度越小越好，最小趋于0°时，弹性纱线的延展线伸缩性几乎全部贡献在线圈纵行方向，运动追随性能够达到最大化。当弹性纱线的延展线与线圈纵行方向所呈锐角角度大于10°时，如果对弹性纱线的延展线进行正交分解，在横列方向投影时有明显的分量，不利于弹性纱线在延展线方向的弹性性能集中发挥到纵行方向，造成在线圈纵行方向上弹性伸缩性能的损失，不利于提高运动追随性，因此，本发明中弹性纱线的延展线与纵方向所呈的锐角角度控制在0～10°之间，可实现运动追随性效果的最大化。

非弹性纱线在面料中的结构同样也是由线圈和延展线两部分构成，非弹性纱线的线圈同样分布在纵行方向，即伸缩运动方向，非弹性纱线的线圈与弹性纱线的线圈重合。一方面，非弹性纱线自身几乎没有伸缩性可言，所以只能通过其线圈结构的形变为弹性纱线提供伸缩空间；另一方面，由于非弹性纱线的强力要高于弹性纱线，非弹性纱线线圈对弹性纱线线圈起到一定的“加固”作用，可提高面料的强度。

非弹性纱线的延展线除了可以起到线圈纵行之间的联系作用，保证线圈之间相互连接顺利成布之外；还会对弹性纱线的伸缩起到一定的限定作用，即会影响到面料的运动追随性。对面料整体而言，其运动追随性、强度等性能必须分布均匀，所以考虑非弹性纱线的延展线在面料中的结构必须是一致的，即所有非弹性纱线的延展线与线圈纵行所呈角度是一致的。当非弹性纱线的延展线与线圈纵行所呈角度小于5°时，延展线分布偏向于线圈纵行方向，横向线圈之间联系相对较少，难以保证顺利编织成布；当非弹性纱线延展线与纵行方向所呈锐角角度为90°时，该角度正好与线圈纵行，对于与伸缩运动方向平行的弹性纱线性能的发挥产生较大的制约作用，不利于运动追随性能的达成，因此，非弹性纱线与纵向所呈锐角角度在5～85°范围内可以实现运动追随性的最大化。

本发明中所提及的弹性纱线没有特别限定，可以是聚氨酯纤维（又称氨纶，简称pu），也可以是单组分聚酯弹性纤维或者双组分并列型聚酯弹性纤维，还可以是高弹假捻加工纱等。从运动追随性面料设计的初衷考虑，希望通过弹性纱线的使用，不但能够抑制伸长时伸长应力造成的着压上升，而且能够抑制面料回复时延迟回复造成的着压下降，这就要求面料在获得较大的伸长量时，对应的拉伸应力要小；同时要求面料要具有较好瞬间回复率和较高的回复力保持率。此外，从耐穿性方面考虑，要求运动追随性面料经多次往复伸缩后，仍能保持原有的尺寸和弹性。因此优选具有低应力高伸长特性，并且伸长后回复及时､回复力保持率高、耐久性好的聚氨酯纤维，更优选为柔软弹性氨纶。所谓柔软弹性氨纶，是指聚氨酯纤维为由带有侧链的聚醚二醇、二异氰酸酯化合物与两种以上二胺化合物进行反应后得到的聚氨酯纤维，其中二胺化合物中含有的乙二胺与碳原子数3～5的分支状脂肪族二胺化合物的摩尔比为98：2～82：18。市场上现有的氨纶种类较多，例如英威达公司生产的lycrfusion^tm氨纶、晓星公司推出的creorapowerfit氨纶、华峰氨纶公司生产的千禧氨纶等。与上述氨纶相比，本发明所用柔软弹性氨纶具有优越的柔软弹性性能，其柔软弹性指数为0.75～1。柔软弹性指数是指100%伸长时的伸长应力与伸长到300%后回复到100%是的回复应力的比值。柔软弹性指数表明了柔软弹性氨纶具有较高的回复力保持率，有利于提升面料的回复性，减小延迟回复现象的发生，从而提高面料的运动追随性能。

本发明中，弹性纱线含量越高，弹性纱线发挥的效果越充分、显著，面料的运动追随性也就越好。理论上来说100%弹性纱线构成的面料，其运动追随性是最好的，但是面料有可能会因强度不够，容易产生破裂、撕裂等问题。为确保面料破裂、撕裂等强度性能达标，本发明中考虑采用非弹性纱线即“硬纱”进行补强，非弹性纱线的含量越高，其破裂、撕裂等强度性能指标也就越高，但相对而言，弹性纱线的含量也就越低，非弹性纱线对弹性纱线性能的发挥会有一定的抑制作用，不利于达成运动追随性。因此，需要在运动追随性和强度性能之间寻求平衡点，在保证强度的前提下，实现运动追随性的最大化。本发明中弹性纱线的含量优选为50～90重量%，能够满足面料在运动追随性和强度这两个对立方面的需求。

考虑到弹性纱线在面料中分布密度过小的话，面料的伸缩应力也就会过小，拉伸过程中，克服弹性纱线应力所做的功也就相对变小，虽然变得容易拉伸，但也存在着压不足，对肌肉振动的抑制效果变差的趋势，并且回复应力变小，高速和急加速下的及时回复性能也存在变差的趋势。反之，弹性纱线的分布密度过大的话，面料的伸缩应力、回复应力也就过大，虽然在高速和急速下的及时回复性有显著的提升，但拉伸时过程中，克服弹性纱线应力做的功也就相对变大，有可能出现不易拉伸的现象，相应地着压过大的话对人体造成的压迫感过强，穿着舒适性有变差的趋势。因此，本发明所提及的弹性纱线的分布密度优选为30～200w/inch。

本发明中所提及的非弹性纱线，优选具有5～50%的伸长率。由于纱线弯曲、成圈需要一定的牵伸量，在编织过程中，伸长率小于5%的话，纱线容易断裂，有可能满足不了编织要求。另外，伸长率大于50%的话，在编织过程中，纱线容易被过牵伸，有可能出现送纱不顺利，编成通过性较差的现象。满足上述伸长率范围的非弹性纱线的纤维原料可以是棉、毛等天然纤维，也可以是粘胶、莫代尔等人造纤维，还可以是尼龙、涤纶等合成纤维。从编织的高效性、面料成本等方面考虑，优选尼龙、涤纶等化纤长丝。其中尼龙具有良好的综合性能，包括力学性能、耐热性、耐磨损性、耐化学药品性和自润滑性，改性尼龙在此基础上进一步提高了尼龙的吸湿性、耐磨性、抗静电性等，更好地满足了着用舒适性的要求。涤纶是一种高强度高模量的纤维材料,耐冲击性好，耐热、耐腐蚀、耐蛀以及耐光性能都非常好，适合作为本发明的原料。

本发明所用非弹性纱线的纤度优选10～100d，更优选10～50d；弹性纱线的纤度优选30～300d，更优选70～140d。从面料克重等方面考虑，非弹性纱线尽可能选择相对较细的纱线，弹性纱线尽可能选择相对较粗的纱线。因此，优选弹性纱线的纤度是非弹性纱线纤度的1～10倍，进一步优选为1～5倍。

纱线的粗细除了对非弹性纱线和弹性纱线的含量有影响外，还会影响到面料的克重。如果克重过大，织物过于厚实，对于人体服装压、与皮肤表面的摩擦力等也相对较大，不利于运动追随性的达成，另外，也会影响到穿着舒适性。如果面料克重过小，织物过于轻薄，防透等性能不够理想，满足不了一般服用要求。因此，综合上述考虑，对于纱线的细度需要进行合理的选择。

本发明采用经编组织进行编织，梳栉数优选2把或2把以上，且不超过3把为宜，梳栉数过多，织物过于厚重，不利于运动追随性的达成。以2把梳编织形成的面料为例，面料从工艺正面到工艺反面共分4个层次结构，分别是前梳的线圈面、后梳的线圈面、后梳的延展线面、前梳的延展线面，这种4层相互串套、连接形成的结构，较单面纬编织物和机织物有较好的结构致密性和稳定性，能够保证运动追随性能的稳定发挥。在编成时，优选弹性纱线位于后梳，使其线圈面和延展线面均位于内层，防止其被磨损、提高耐穿性。

染色后加工，并无特别的限制，例如可以利用尼龙、涤纶（优选阳离子可染型即cd-pet）等原料的优越性，并且这些纤维原料与氨纶共同进行染色时也不会出现沾污现象。

考虑到在实际穿着时，往复运动过程中面料会发生延迟回复现象。为了还原这一现象，本发明中将弹性面料制成直径10cm、高度5cm的筒状，在50%伸长范围内、3回/秒伸缩条件下模拟往复运动，发现在运动过程中由于延迟回复，筒状面料向内部凹陷变形，而变形后的面料筒状边缘与竖直位置构成一封闭的面积，即为延迟回复产生的形变面积。为了获得优越的运动追随性效果，本发明中面料轮廓部位凹陷形成的松弛面积优选在2cm²以下。

优选，在穿着由本发明面料制得的服装时，测得静止状态下大腿中间部位衣服压为1.5～2kpa，相应部位的面料的回复应力为1.5～3n。在上述范围内可以保证穿着的舒适性，并且能够有效抑制大腿肌肉的振动。

优选，在jisl1096：2010d法测试条件下，测得本发明面料的撕裂强力为9.8n以上；在jisl1096：2010a法测试条件下，测得本发明面料的胀破强度为290kpa以上。在上述范围内，可以保证由该面料制成的衣服在多次穿、脱及使用过程中，不易撕坏，也不易发生破裂。

下面通过实施例及比较例来更详尽地说明本发明。其中涉及的性能指标由以下方法测定。

1.延展线与线圈纵行方向之间所呈的锐角角度

从面料中剪取150mm×150mm的样本，利用sem电镜或数码显微镜在放大20倍的倍率下对样本进行观察。以（弹性纱线或者非弹性纱线）线圈纵行方向作为竖直方向，选择任意一线圈纵行，将该线圈纵行左、右两侧边缘处的凸点分别用竖直方向的直线连接，从而在竖直方向可以得到两条近似平行的直线，在线圈纵行所处的平面内，取5个到这两条直线距离相等的点，再作一条基本经过这5个点的直线，该直线即为线圈纵行方向的参考线。以该参考线作为测量线圈延展线角度的基准线，在样本的上、下、左、右各选择3处线圈纵行位置，利用量角器测量不同位置线圈延展线与基准线所呈锐角角度大小，即延展线与线圈纵行所呈的锐角角度，总共测试12回，取其平均值。

2.松弛面积

意义：表示面料在特定的速度和伸长范围内进行往复伸缩运动，面料因延迟回复造成的松弛面积的大小，该数值越小表示面料的运动追随性越好。测试设备：德墨西亚式反复疲劳试验机（dc-210型），

①取样：长350mm×宽120mm

②样布前处理：将样布的上下边部夹持到拉伸试验机上下夹口位置，并进行固定，然后设定预伸长率80%，进行10回往复预伸缩处理，使得面料中纱线屈曲部分得以伸直；

③样布筒状化、安装：将经过前处理的样布沿长度方向利用胶带等粘结固定使其形成筒状、利用一对分别由内框和外框组合形成的环状固定器具，将筒状的样布的内侧套在环状内框外侧，然后将环状外框的内侧套在筒状样布的外侧，用螺丝等部件固定牢固，使之整体形成以面料为主体的筒状测试用具。固定后有效筒状尺寸为直径10cm×高度5cm，再将其整体安装到测试设备上；

④测试：设定面料的最大伸长率为50%，测试过程具体为低速（1回/秒）→中速（2回/秒）→高速（3回/秒）→中速高速（2回/秒）→低速（1回/秒），并且在各伸缩速度下测试时1分钟。整个测试过程利用高速摄像机进行拍摄、录像；

⑤定量：高速（3回/秒）条件下产生的松弛面积，为本发明运动追随性的评价指标。将上述面料在高速（3回/秒）条件下经伸缩测试1分钟后回复到初始位置状态时所拍摄的图像挑选出来，并打印，利用面积仪或其它图像处理工具在打印纸上测定上述形变面积大小（单位cm²）。另外，可以将其它测试速度：低速（1回/秒）、中速（2回/秒）下，用上述同一方法所测得的松弛面积，和高速（3回/秒）下的所测得的松弛面积一并进行面料运动追随性的分析、比较，更进一步地，可以将这一系列变化速度过程中，各速度对应的松弛面积的大小，作成松弛面积与对应伸缩速度的关系曲线，通过观察曲线变化趋势，考察和判定面料运动追随性的优劣。

3.衣服压

意义：表示面料对人体的触压｡该数值越小，表示面料对人体部位的包束性越小，越不利于肌肉振动的抑制。利用ami3037-5s衣服压测试仪器，将长500mm×宽100mm、周长400mm的样布的长度方向两端各预留50mm后缝制成筒状试样，然后将筒状试样湿润,平整地套在假人大腿中间部位,使其圆周向伸长达到500mm（使其对应的着用伸长率达到25%），测试3回后，取其结果平均值。

4.回复应力

意义：表示面料经拉伸后，力图回复到初始位置内应力的大小。该数值越大，表示面料回复性越好。测试方法：

a.样布：横向100mm×纵向150mm

b.使用装有自动记录装置的定速伸张型拉伸试验机，设置夹幅2.54cm、夹距7.6cm,施以29mn(3g)初始负荷；

c.以拉伸速度10cm/min拉伸至10n，读取出此时对应的伸长量，进而求得其伸长率。以3块同方向样布测试的平均值作为最终易伸长性的测试结果；

d.以拉伸速度10cm/min拉伸至（3）项中所得伸长率的80%，放置1分钟后，以同等速度返回到原来的位置，放置3分钟；

e.重复5回进行（4）项的操作后，将第5回伸长回复过程中，设备自动记录的数据绘制成伸长应力与伸长率相对应的关系曲线，读取回复至25%伸长率对应的回复应力，以3块同方向样布测试的平均值作为最终回复应力的测试结果。

5.撕裂强力

按照日本工业标准jisl1096：2010d法进行测试。该数值越大，表示面料撕裂强力越高，面料越不容易发生撕裂。

6.胀破强度

按照日本工业标准jisl1096：2010a法进行测试。该数值越大，表示面料撕裂强力越高，面料越不容易出现破裂。

实施例1

在rse4拉舍尔经编机（机号e32，机宽136英寸）上，选用40d-34f-尼龙fdy作为前梳纱线，100d普通氨纶（华峰公司制）作为后梳纱线，前梳横跨2针、后梳横跨1针的经平/编链组织进行编织制得坯布，再经精练、染色制得本发明的具有运动追随性的面料，具体参见表1。

其中精练：烧碱2g/l，精练剂2g/l，95℃×20min，浴比1：20；染色：95℃×30min，还原清洗：80℃×20min。

实施例2

在hks4高速特里科经编机（机号e32，机宽136英寸）上，选用20d-12f-阳离子可染涤纶fdy作为前梳纱线，140d普通氨纶（晓星公司制）作为后梳纱线，前梳横跨1～2针、后梳横跨1针的缺垫/编链组织进行编织制得坯布，再经精练、染色制得本发明的具有运动追随性的面料面料，具体参见表1。

其中，精练：烧碱2g/l，精练剂2g/l，95℃×20min，浴比1：20；染色：120℃×60min，还原清洗：80℃×20min。

实施例3

在hks4高速特里科经编机（机号e28，机宽170英寸）上，选用20d-12f-阳离子可染涤纶fdy作为前梳纱线，140d柔软弹性氨纶（torayopelontex公司制）作为后梳纱线，前梳横跨1～2针、后梳横跨1针的缺垫/编链组织进行编织制得，再经精练、染色制得本发明的具有运动追随性的面料，具体参见表1，其中，精练、染色条件同实施例2。

实施例4

在hks4高速特里科经编机（机号e32，机宽136英寸）上，选用40d-34f-尼龙fdy作为前梳纱线，100d普通氨纶（华峰公司制）作为后梳纱线，前梳横跨2针、后梳横跨1针的经平/编链组织进行编织制得坯布，再经精练、染色制得本发明的具有运动追随性的面料，具体参见表1，其中，精练、染色条件同实施例1。

实施例5

在rse4拉舍尔经编机（机号e32，机宽136英寸）上，选用20d-12f-阳离子可染涤纶fdy作为前梳纱线，140d柔软弹性氨纶（torayopelontex公司制）作为后梳纱线，前梳横跨1～2针、后梳横跨1针的缺垫/编链组织进行编织制得坯布，再经精练、染色制得本发明的具有运动追随性的面料，具体参见表1，其中，精练、染色条件同实施例2。

实施例6

在rse4拉舍尔经编机（机号e32，机宽136英寸）上，选用40d-34f-尼龙fdy作为前梳纱线，100d普通氨纶（华峰公司制）作为后梳纱线，前梳横跨2针、后梳横跨1针的经平/编链组织进行编织制得坯布，再经精练、染色制得本发明的具有运动追随性的面料，具体参见表1，其中，精练、染色条件同实施例1。

比较例1

在hks4高速特里科经编机（机号e32，机宽136英寸）上，选用20d-12f-阳离子可染涤纶fdy作为前梳纱线，140d柔软弹性氨纶（torayopelontex公司制）作为后梳纱线，前梳横跨1～2针、后梳横跨1针的缺垫/编链组织进行编织制得坯布，再经精练、染色制得具有运动追随性的面料，具体参见表1，其中，精练、染色条件同实施例2。

比较例2

在rse4拉舍尔经编机（机号e32，机宽136英寸）上，选用40d-34f-尼龙fdy作为前梳纱线，100d普通氨纶（华峰公司制）作为后梳纱线，前梳横跨2针、后梳横跨1针的经平/编链组织进行编织制得坯布，再经精练、染色制得具有运动追随性的面料，具体参见表1，其中，精练、染色条件同实施例1。

比较例3

在hks4高速特里科经编机（机号e28，机宽170英寸）上，选用40d-34f-尼龙fdy作为前梳纱线，100d普通氨纶（华峰公司制）作为后梳纱线，前梳横跨2针、后梳横跨2针的经平/经平组织进行编织制得坯布，再经精练、染色制得具有运动追随性的面料，具体参见表1，其中，精练、染色条件同实施例1。

表1

根据上表，

实施例1与实施例4可知，同等条件下，氨纶延展线与纵向所呈角度较大的面料与氨纶延展线与纵向所呈角度较小的面料相比，后者的运动追随性较为优异。

实施例2与实施例5可知，同等条件下，采用普通氨纶的面料与采用柔软弹性氨纶的面料相比，后者的运动追随性较为优异。

实施例3与实施例5可知，同等条件下，氨纶分布密度较小的面料与氨纶分布密度较大的面料相比，后者的运动追随性较为优异。

实施例4与实施例6可知，同等条件下，非弹性纱线（尼龙）延展线与纵向所呈角度较大的面料与非弹性纱线（尼龙）延展线与纵向所呈角度较小的面料相比，前者的运动追随性较为优异。

比较例1与实施例5可知，同等条件下，氨纶延展线与纵向所呈角度较大（超过10°）的面料与氨纶延展线与纵向所呈角度较小的面料相比，前者的运动追随性较差。

比较例2与实施例4可知，同等条件下，尼龙纱线的延展线与纵向所呈角度较小（小于5°）的面料，与尼龙纱线的延展线与纵向所呈角度较大的面料相比，前者的运动追随性较差。

比较例3与实施例1可知，同等条件下，氨纶延展线与纵向所呈角度较大（超过10°）且尼龙纱线延展线与纵向所呈角度较小（小于5°）的面料，与氨纶延展线与纵向所呈角度较小且尼龙延展线与纵向所呈角度较大的面料相比，前者的运动追随性较差。