李肖悅　丁笑君　王利君

摘要：為探究縫紉工藝參數(shù)對防靜電織物靜電壓半衰期的影響，以嵌織導(dǎo)電纖維織物為研究對象，選取縫紉針針號、縫紉線種類、縫型、縫紉線細(xì)度、線跡密度5個縫紉工藝因素，各因素設(shè)定3個水平，設(shè)計(jì)正交實(shí)驗(yàn)方案，對不同縫紉工藝條件下織物的防靜電性能進(jìn)行測試和分析。結(jié)果表明：除線跡密度外，其余縫紉工藝參數(shù)對織物防靜電性能均有顯著影響，影響程度由高到低依次為縫紉針針號、縫紉線種類、縫型、縫紉線細(xì)度;采用14號縫紉針、15 tex（7.5 tex×2）防靜電縫紉線、來去縫的縫紉工藝參數(shù)時，織物防靜電性能保持更好;得到了織物靜電壓半衰期與縫紉針針號之間的定量關(guān)系，并驗(yàn)證了回歸方程的精確度。研究結(jié)果對服裝企業(yè)生產(chǎn)防靜電服的縫紉工藝參數(shù)設(shè)計(jì)具有指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：防靜電織物;縫紉工藝參數(shù);正交設(shè)計(jì);方差分析;回歸分析

中圖分類號：TS941.63文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號：1009265X（2022）03019607

Influence of sewing process parameters on properties of antistatic fabric

LI Xiaoyuea， DING Xiaojuna，b， WANG Lijuna，b

Abstract： In order to investigate the effect of sewing process parameters on the static voltage halflife of antistatic fabric， with the embedded conductive fiber fabric as the research object， five factors for sewing process， including sewing needle number， sewing thread type， sewing type， sewing thread fineness and stitch density were selected. Three levels were set for each factor respectively， and an orthogonal experimental scheme was designed to test and analyze the antistatic properties of fabrics under different sewing conditions. The results show that except for the stitch density， other sewing process parameters have a significant impact on the antistatic properties of fabrics， and the effect degree from high to low is： sewing needle number， sewing thread type， sewing type and sewing thread fineness. When using the sewing process parameters of 14 sewing needles， 15 tex（7.5 tex×2） antistatic sewing thread and French seam， the antistatic properties of fabrics are better maintained. The quantitative relationship between fabric static voltage halflife and sewing needle number was obtained， and the accuracy of the regression equation was verified. The research results are of guiding significance for the design of sewing process parameters for garment enterprises' antistatic clothing production.

Key words： antistatic fabric; sewing process parameters; orthogonal design; variance analysis; regression analysis

據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，中國電子工業(yè)每年因靜電問題造成的直接損失近100億元人民幣，間接損失更大[1]。為了減少靜電在眾多領(lǐng)域給人們帶來的損失和危害，防靜電服飾的應(yīng)用越來越廣泛，對靜電防護(hù)的研究也進(jìn)入更全面的階段。目前已有研究中，對織物進(jìn)行防靜電整理加工較多，Kuo等[2]對紗線進(jìn)行改性處理，得到防靜電紗線;Fan等[3]采用分散染料對織物同時進(jìn)行染色和抗靜電整理;Liu等[4]通過絲膠溶脹固色的方式得到抗靜電真絲織物;Wang等[5]通過涂覆防靜電劑對非織造布進(jìn)行改性處理;Dincmen等[6]先用單體溶液，再對織物進(jìn)行等離子體接枝處理，得到防靜電織物;林燕燕等[7]采用導(dǎo)電炭黑錦綸復(fù)合長絲嵌織法制備出滌綸抗靜電織物;上述對織物進(jìn)行防靜電整理加工的研究內(nèi)容主要包括三類：纖維化學(xué)改性、織物表面整理和導(dǎo)電纖維嵌織。還有部分學(xué)者從防靜電性能的影響因素出發(fā)，探究各因素對防靜電織物性能的影響程度，Jankauskaite等[8]從鞋子結(jié)構(gòu)探究了防護(hù)鞋防靜電性能的影響因素;趙寶艷等[9]探討了織物經(jīng)密、緯密和導(dǎo)電纖維間距與織物防靜電性的相關(guān)關(guān)系;關(guān)越等[10]指出縫紉針和縫紉線會對織物防靜電性能產(chǎn)生影響。但上述已有研究主要集中于防靜電織物的設(shè)計(jì)與評價，關(guān)于縫紉條件對織物防靜電性能的影響研究相對欠缺，更沒有兩者之間定量關(guān)系的分析。0C2D6BAB-BD84-489C-91E6-B454388E8F88

因此，本文以嵌織導(dǎo)電纖維織物為研究對象，分析縫紉針針號、縫紉線種類、縫型等縫紉工藝參數(shù)對織物防靜電性能的影響，以及它們相互之間的定量關(guān)系，以期研究結(jié)果為服裝企業(yè)防靜電服的縫紉工藝參數(shù)設(shè)計(jì)提供依據(jù)。

1實(shí)驗(yàn)

1.1材料與儀器

材料：經(jīng)緯向嵌織導(dǎo)電纖維織物，規(guī)格見表1。

儀器：YG401織物感應(yīng)式靜電儀（寧波紡織儀器廠），S7100A電腦直驅(qū)干式高速平縫機(jī)（兄弟商業(yè)有限公司），YG（B）141D數(shù)字式織物厚度儀（溫州方圓儀器有限公司），精密電子天平（日本電子株式會社），織物密度放大鏡（長沙欣美和儀器有限公司），JFC3000FC鍍膜儀（日本電子株式會社），ULTRA55掃描電子顯微鏡（卡爾蔡司光學(xué)有限公司），主要實(shí)驗(yàn)儀器見圖1。

1.2正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.2.1工藝參數(shù)選擇

服裝縫紉質(zhì)量的優(yōu)劣受到諸多工藝參數(shù)的影響，包括縫紉機(jī)針號、線跡密度、縫型、縫紉線種類、送布牙大小與壓腳高低、壓腳壓力與縫紉機(jī)轉(zhuǎn)速等[11]，其中針號、縫紉線細(xì)度、線跡密度對可縫性的影響較為顯著[12]。結(jié)合李世雄等[13]的防靜電服標(biāo)準(zhǔn)解讀，本文選擇縫紉針針號、縫紉線種類、縫型、縫紉線細(xì)度、線跡密度這5個因素進(jìn)行研究，其余縫紉條件保持不變。

1.2.2正交實(shí)驗(yàn)方案

采用正交方法設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，選用L18（37）正交表，各因素選擇3水平。

a）縫紉線種類：目前應(yīng)用最廣泛的縫紉線是滌綸短纖縫紉線[14];防靜電縫紉線是采用導(dǎo)電炭纖維與滌綸復(fù)合而成的縫紉線，多用在靜電服中;尼龍縫紉線是一種光滑、較堅(jiān)硬的縫紉線，在服裝中主要用于配飾等小物件的縫制。

b）縫紉針針號：面料厚度0.17 mm，屬于輕薄型面料，縫紉針針號選擇9號、11號和14號。

c）縫紉線細(xì)度：根據(jù)縫紉針針號、縫紉線種類選擇對應(yīng)縫紉線細(xì)度7 tex（3.5 tex×2，7 tex×1，3.5 tex×2）、15 tex（7.5 tex×2，15 tex×1，7.5 tex×2）和30 tex（15 tex×2，30 tex×1，15 tex×2）。

d）縫型：平縫在所有縫型中應(yīng)用最廣;來去縫主要運(yùn)用在輕薄型面料中，且有包邊效果，正反面均無毛邊;分壓縫主要用在褲裝中，作用是縫合且固定毛邊。

e）線跡密度：通過預(yù)實(shí)驗(yàn)，線跡密度增至20針/3cm時，試樣開始出現(xiàn)皺縮，設(shè)備量程范圍內(nèi)能夠設(shè)置的最小值為8針/3cm，故線跡密度選擇8針/3cm、13針/3cm和18針/3cm。

正交實(shí)驗(yàn)因子水平見表2，正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)表見表3。

1.3防靜電性能測試

1.2.3試樣準(zhǔn)備

參照GB/T12703.1-2008 《紡織品 靜性能的評定 第1部分：靜電壓半衰期》標(biāo)準(zhǔn)，將實(shí)驗(yàn)面料根據(jù)縫紉工藝參數(shù)設(shè)置需求裁剪為7 cm×4 cm的裁片，將裁片沿經(jīng)向距邊緣1 cm處緝線，裁片及試樣見圖2，縫跡部位正對感應(yīng)電極，用以測試不同縫紉工藝參數(shù)處理后織物的防靜電性能。

1.2.4防靜電性能測試

織物防靜電性能的測試方法有很多，其中，半衰期法操作簡單，測試結(jié)果重現(xiàn)性好，非破壞性測量，可重復(fù)多次，保證結(jié)果準(zhǔn)確[15]。半衰期是其電壓衰減至一半所需的時間，單位s，是評價織物防靜電性能的一個重要參量。測試前將縫制試樣放置在溫度（20±2） ℃、濕度（35±5） %的環(huán)境下調(diào)濕48 h，使用YG401織物感應(yīng)式靜電儀測試試樣靜電壓半衰期。縫制后試樣見圖3。每個試樣重復(fù)測試3次，取平均值作為測試結(jié)果。

2結(jié)果與討論

2.1縫紉工藝參數(shù)對織物防靜電性能的影響

極差值說明各因素不同水平的差異情況，方差分析判斷各因素影響是否顯著;二者聯(lián)合使用能更全面的判斷各因素影響。表4為縫紉工藝參數(shù)對靜電壓半衰期的影響結(jié)果。

由表4可知，縫紉針針號、縫紉線種類、縫型的概率p值均小于0.01，故在99%的置信區(qū)間內(nèi)縫紉針針號、縫紉線種類、縫型對靜電壓半衰期的影響顯著;縫紉線細(xì)度對應(yīng)的概率p值小于0.05，在95%的置信區(qū)間內(nèi)縫紉線細(xì)度對靜電壓半衰期的影響顯著;線跡密度對應(yīng)的概率p值大于0.05，即線跡密度對靜電壓半衰期的影響不顯著。各因素極差值由大到小的排序?yàn)椋嚎p紉針針號、縫紉線種類、縫型、縫紉線細(xì)度、線跡密度。結(jié)合各因素對織物防靜電性能影響顯著性可知，各縫紉工藝參數(shù)對織物防靜電性能的影響程度由高到低排序?yàn)椋嚎p紉針針號、縫紉線種類、縫型、縫紉線細(xì)度。

圖4是縫紉針針號、縫紉線種類、縫型、縫紉線細(xì)度在不同水平下對靜電壓半衰期的影響圖，其中T1、T2、T3分別是表2中4個顯著因素對應(yīng)的水平1、2、3，圖中靜電壓半衰期數(shù)值為相同因素相同水平所得平均值總和。

a）縫紉針針號：縫紉針針號各水平對應(yīng)靜電壓半衰期大小順序?yàn)椋篢1> T2> T3。不同針號在織物表面形成的孔隙見圖5。9號縫紉針最細(xì)，在面料表面形成的針孔最小，織物中積聚的電荷與空氣接觸范圍最小，最難與空氣離子中和靜電，對應(yīng)的織物靜電壓半衰期最長，對防靜電織物的性能影響最大。

b）縫紉線種類：縫紉線種類各水平對應(yīng)靜電壓半衰期大小順序?yàn)椋篢1> T2> T3。不同種類縫紉線縫制效果電鏡圖見圖6。滌綸短纖縫紉線由短纖維加捻、卷繞而成，縫紉過程中的摩擦?xí)箍p紉線上的細(xì)小纖維脫落，從而對織物防靜電性能產(chǎn)生一定影響;而尼龍縫紉線為單股長絲紗線，表面光滑，故滌綸短纖縫紉線對應(yīng)織物靜電壓半衰期更長，對防靜電的性能影響更大;防靜電縫紉線采用導(dǎo)電炭纖維與滌綸長絲復(fù)合而成，有利于靜電導(dǎo)電，對應(yīng)織物靜電壓半衰期最短。

c）縫型：縫型各水平對應(yīng)靜電壓半衰期大小順序?yàn)椋篢3> T1> T2。不同縫型示意圖見圖7。來去縫可以將縫合后的縫份包在面料中間，使各層面料形成并聯(lián)結(jié)構(gòu)，電荷減少速度明顯快于平縫和分壓縫處理的面料，對應(yīng)織物靜電壓半衰期最短，對防靜電性能影響更小;分壓縫在平縫的基礎(chǔ)上，將縫份分別在縫合部位的兩側(cè)縫合固定，在縫紉處纖維交織點(diǎn)數(shù)增加，電阻更大，電導(dǎo)率更小，對應(yīng)織物靜電壓半衰期比平紋更長，對防靜電織物性能影響最大。0C2D6BAB-BD84-489C-91E6-B454388E8F88

d）縫紉線細(xì)度：縫紉線細(xì)度各水平對應(yīng)靜電壓半衰期大小順序?yàn)椋篢1>T3>T2。不同細(xì)度縫紉線縫制效果顯微圖見圖8。7 tex（7 tex×1）的縫紉線最細(xì)，在織物表面形成的孔隙最小，織物表面電荷更難通過孔隙進(jìn)入空氣釋放，對應(yīng)織物靜電壓半衰期最長，對防靜電織物的性能影響最大;在縫紉針號數(shù)一致的情況下，30 tex（15 tex×2） 與15 tex（7.5 tex×2）的縫紉線在織物表面形成的孔隙大小相當(dāng)，但30 tex（15 tex×2）的縫紉線更粗，受擠壓后在織物內(nèi)外表面產(chǎn)生堆積，使織物表面電荷更難接觸空氣，產(chǎn)生電離，故30 tex（15 tex×2）縫紉線對應(yīng)的靜電壓半衰期比15 tex（7.5 tex×2）縫紉線的更長，因此認(rèn)為15 tex（7.5 tex×2）縫紉線對防靜電織物的性能影響最小。

2.2縫制后織物防靜電性能回歸方程建立

由于各變量均為分類變量，不連續(xù)，因此需要設(shè)置虛擬變量才能納入正確回歸分析。對顯著變量縫紉針針號、縫紉線種類、縫型、縫紉線細(xì)度4個變量進(jìn)行擬合回歸分析，模型有效性檢驗(yàn)表明回歸方程無統(tǒng)計(jì)意義，故剔除影響程度較小的因素縫紉線細(xì)度，分析結(jié)果如表5—表8所示。

由表5可知，縫紉針針號對應(yīng)的顯著性概率p值小于0.05，說明縫紉針針號對織物靜電壓半衰期影響具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。由表6可知，皮爾森相關(guān)系數(shù)顯著，表明靜電壓半衰期與縫紉針針號呈線性關(guān)系，DurbinWatson（U）檢測值一般在0～4之間，越接近2，觀測值相互獨(dú)立的可能性越大。由表7知，DW檢測值為2.325，靜電壓半衰期的觀測值具有相對獨(dú)立性，R=0.812，R2=0.660，調(diào)整后R2=0.474，即共同解釋了47.4%的靜電壓半衰期變化。表8可知，F(xiàn)=3.558，顯著性概率p值為0.033，小于0.05，該回歸模型有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，因變量與自變量之間存在線性相關(guān)，回歸模型通過F檢驗(yàn)，回歸方程為：

y=59.976-41.920a1-49.527a2（1）

式中：y表示靜電壓半衰期，a1對應(yīng)11號縫紉針，a2對應(yīng)14號縫紉針，a1、a2同時取0對應(yīng)9號縫紉針。

由回歸方程可知，a1、a2整體上對y有顯著的線性影響，即其他工藝參數(shù)相同的情況下，與選擇9號縫紉針相比，選擇11號縫紉針時對應(yīng)的織物靜電壓半衰期短41.920 s，選擇14號縫紉針時對應(yīng)的織物靜電壓半衰期短49.527 s，故采用14號縫紉針時對應(yīng)的靜電壓半衰期最短，防靜電性能最好。

為驗(yàn)證回歸方程的準(zhǔn)確性，另外選取經(jīng)向嵌織導(dǎo)電纖維織物為實(shí)驗(yàn)對象，織物平方米質(zhì)量為102.7 g/m2，其他規(guī)格參數(shù)同表1，并以不同縫紉針針號縫制試樣，縫紉過程中其他工藝參數(shù)保持相同。

分別測試3塊試樣的靜電壓半衰期，并將實(shí)測值與回歸方程計(jì)算所得的預(yù)測值進(jìn)行比較，結(jié)果如圖9所示，預(yù)測值與實(shí)測值相對誤差均值為5.83%，精確度為94.17%，因此認(rèn)為上述多元回歸方程具有較好的應(yīng)用可行性，對于評估織物的防靜電性能具有一定的參考價值。

3結(jié)論

論文通過測試嵌織導(dǎo)電纖維織物縫制試樣的防靜電性能，將縫紉工藝參數(shù)與防靜電性能進(jìn)行極差、方差、回歸等相關(guān)分析，分析縫紉工藝參數(shù)對防靜電性能的影響，確定最佳工藝參數(shù)，得出以下結(jié)論：

a）顯著影響嵌織導(dǎo)電纖維織物防靜電性能的縫紉工藝參數(shù)有：縫紉針針號、縫紉線細(xì)度、縫紉線種類、縫型，影響程度從高到低排序依次為縫紉針針號、縫紉線種類、縫型、縫紉線細(xì)度。

b）采用14號縫紉針、15 tex（7.5 tex×2）防靜電縫紉線、來去縫的縫紉工藝參數(shù)時，織物的防靜電性能保持最好。

c）縫紉針針號對織物防靜電性能的影響程度最大，得到了織物靜電壓半衰期與針號之間的回歸方程。

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收稿日期：20210622網(wǎng)絡(luò)出版日期：20210827

基金項(xiàng)目：國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（11471287）;中國紡織工業(yè)協(xié)會項(xiàng)目（J201801）;浙江理工大學(xué)科研啟動基金項(xiàng)目（17072191Y）;浙江省服裝工程技術(shù)研究中心省部級重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放基金項(xiàng)目（2019FZKF09）

作者簡介：李肖悅（1997-），女，湖北孝感人，碩士研究生，主要從事服裝舒適性與功能服裝方面的研究。

通信作者：王利君，Email： wanglijunhz@zstu.edu.cn0C2D6BAB-BD84-489C-91E6-B454388E8F88