방법 논문

압축 된 양말의 제조 및 낮은 사지에 가해지는 압력 특성의 측정

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DOI:

10.3791/60852

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2020년 5월 27일

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1School of Fashion Engineering, Shanghai University of Engineering Science, 2Textile Industrial Key Laboratory of Ergonomics and Functional Clothing, Shanghai University of Engineering Science, 3Sino-British Joint Lab for Smart Sportswear, Shanghai University of Engineering Science, 4College of Textiles, Donghua University

이 논문에서

요약

이 문서에서는 직접 및 간접 방법을 사용하여 압축 호스어리의 제조, 구조 및 압력 측정을 보고합니다.

초록

이 문서에서는 직접 및 간접 적인 방법을 통해 압축 된 양말의 압력 특성 측정을 보고합니다. 직접 방법에서 인터페이스 센서는 하반신에 가해지는 압력 값을 측정하는 데 사용됩니다. 간접적인 방법에서 콘 및 실린더 모델에 의해 언급된 필요한 파라미터를 테스트하여 압력 값을 계산합니다. 필요한 매개 변수는 코스 밀도, 웨일즈 밀도, 둘레, 길이, 두께, 장력 및 압축 호스의 변형을 포함합니다. 직접 방법의 결과와 비교하여, 간접 적인 방법의 콘 모델은 콘 모델이 무릎에서 발목으로 하반신의 반경 변화를 고려하기 때문에 압력 값을 계산하는 데 더 적합합니다. 이 측정에 기초하여, 제조, 구조 및 압력 사이의 관계는이 연구에서 더 조사된다. 우리는 졸업이 웨일즈 밀도를 바꿀 수있는 주요 영향임을 발견합니다. 한편, 탄성 모터는 스타킹의 코스 밀도와 둘레에 직접적인 영향을 미칩니다. 우리의 보고 된 작품은 제작 구조 압력 관계와 점차적으로 압축 된 양말을위한 설계 가이드를 제공합니다.

서론

압축 호스 (CH)는 낮은 사지에 압력을 제공합니다. 그것은 피부를 누르고 더 정맥 반경을 변경할 수 있습니다. 따라서, 정맥 혈류 속도는 환자가 압축 양말로 옷을 입고 있을 때 제기됩니다. CH 및 기타 압축 의류는 하반신1,2,3,4에서정맥 순환을 향상시킬 수 있습니다. 치료 성능은 CH5의압력 특성에 의존하였다. 원자재와 CH 구조가 CH 압력 특성에 큰 영향을 미친다고 널리 믿어졌다. CH의 엘라스테인 원사는 일부 발표된 연구6에따른 압력 특성에 주로 책임이 있었다. 예를 들어, Chattopadhyay7은 엘라스틴 원사의 사료 장력을 조정하여 니트 원형 스트레치 직물의 압력 특성을 보고했다. 또한, Ozbayraktar8은 또한 CH의 확장성이 감소하는 동안 엘라스틴 원사의 밀도가 증가했다고 결정했습니다. 또한, 루프 길이9,니트 패턴9,원사7,10의 선형 밀도도 압력 특성에 미치는 영향을 나타냈다.

압력 값을 예측하는 데 사용되는 CH. Laplace 법칙의 압력 특성의 생성 메커니즘을 검사하기 위해 수치 모델이 제시되었습니다. 토마스11은 압력, 긴장 및 신체 사지 크기를 결합하여 라플라스의 법칙을 압력 예측에 도입했습니다. 비슷한 작품은 또한 Maklewska12에의해 보고되었다. 직물에 의해 가해지는 압력 값을 정확하게 예측하기 위해, 그들은 장착 된 응력 변형 방정식과 Laplace의 법칙으로 구성된 반 경험적 방정식을 제시했습니다. 또한, 영의 계수는 CH의 신장을 설명하기 위해 Leung13에 의해 제시되었다.

전술한 수치 연구는 CH두께(14)의무지로 인해 이탈한 실험 결과를 보였다. 또한, 일부 연구자들은 라플라스의 법칙에 관여하는 가설 실린더가 허벅지에서 발목까지의 하반신이 일정하지 않고 점차 감소하기 때문에 신체 사지를 설명하는 것이 부적절하다고 믿었습니다. 두꺼운 실린더 이론과 라플라스의 법칙을 결합하여, 데일14와 알 카부리15,16각각 여러 층으로 CH에 의해 가해지는 압력을 조사하기 위해 제안 된 수치 모델. Sikka17은 허벅지에서 발목으로 반경이 점차 감소하는 새로운 콘 모델을 제시했습니다.

CH에 내재된 압력 특성은 이전 연구에서 대부분의 실험 CHs가 일반적으로 상업적으로 구입되었기 때문에 정량적으로 연구하기 어려웠습니다. 패턴, 원사, 원료 등의 영향은 통제할 수 없었다. 따라서, 이 연구에서, 실험 CHs는 통제 할 수 집에서 조작되었다. 더욱이, 이 연구는 압력 특성을 측정하는 직접적인 방법 및 간접적인 방법을 관련시키는 2개의 방법을 제공하는 것을 목표로 합니다. 직접 방법에서, 인터페이스센서(재료표)는압력 값을 직접 측정하기 위해 피부와 섬유 사이에 배치된다. 한편, 간접적인 방법에서, 인공 하반신에 대한 CH 샘플 드레싱의 장력 및 일부 구조 파라미터가 먼저 측정된다. 그런 다음 결과를 콘 모델과 실린더 모델로 대체하여 압력 값을 계산합니다. 두 가지 방법의 결과로 얻은 압력 값은 대조되고 분석되어 보다 적합한 모델을 찾습니다. 제시된 방법은 압축 된 의류에 의해 가해지는 압력의 실험 적 측정에 대한 지침을 제공합니다.

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프로토콜

1. CH의 제작

  1. 프로그래밍
    1. STAT-Ds 615 MP 스타킹 소프트웨어를 열고 플레인 패브릭을 선택하여 새로운 양말 구조를 만듭니다.
    2. 순서대로 다음 내용을 선택 : 이중 웰트 1 피드, 패턴없이 전송, 이중 웰트 1 피드에서 일반 의료 다리, 일반 의료 다리에서 발 뒤꿈치시작, 발 뒤꿈치와 일반 의료 발의 끝, 일반 발 1f에서 발가락을 시작, 로소와 클립일반 발가락, 장치를 돌리지 않고 양말 릴리스, 양말의 끝. OK 버튼을 눌러 양말 디자인을 완성합니다.
    3. 바늘에 대해 200을 선택하고 프로그램 파일을 USB 플래시 디스크에 내보냅니다.
    4. Quasar로 전환하여 제작 매개 변수를 변경하고 졸업 행의 파란색 버튼을 클릭하여 새 창을 엽니다. 구조가 다른 CH를 조작하려면 실린더 S 및 E 열에 500을 입력하고 확인을 클릭하여 설정을 완료합니다.
    5. ELASTIC MOTORS 행의 파란색 단추 중 하나를 클릭하여 새 창을 열고 WELT 행과 실린더 S 및 E 열에서 800개를 입력합니다. 의료 다리 행에서 S 열에 800, 열 E에서 650을 입력합니다. 그런 다음 발목 행과 S 및 E 열에 650을 입력하고 확인을 클릭하여 설정을 완료합니다.
    6. 1.1.4 및 1.1.5 단계를 반복합니다. 졸업을 조정할 때 각각 350 및 650을 입력합니다. 각각 WELT 행에 1000 및 1200을 입력하고 탄성 모터를조정할 때 발목 행을 650으로 유지합니다.
      참고: 탄성 모터는 엘라스틴 원사의 장력을 제어할 수 있습니다. 날조된 CH는 무릎에서 발목으로 점차 압박감이 증가하도록 해야 합니다. 여기서, 발목내의 탄성 모터 번호는 고정(650)이며, WELT의 탄성 모터 번호는 서로 다른 압박감으로 CH 샘플을 조작하도록 변경(800, 1000, 1200)이다. 졸업은 전체 CH 샘플의 루프 크기를 제어할 수 있습니다. 루프가 클수록 CH가 느슨해지지만 루프가 작을수록 항상 촉박한 CH 샘플을 생성합니다. 따라서, 우리는 각각 350, 500 및 650을 졸업으로 입력합니다. 마지막으로, 변경 된 탄성 모터와 졸업과 프로그램 파일이 생성됩니다.
  2. 뜨개질
    1. CH 제작 기계에 접지 원사와 엘라탄 원사를 준비합니다.
    2. 기기를 켜고 USB 플래시 디스크를 삽입하고 1.1.3 단계에서 얻은 프로그램 파일을 선택합니다. 기계는 자동으로 CH 샘플을 제작합니다. 알파벳순으로 이러한 샘플을 A에서 I로 번호가 매겨지도록 합니다.
      참고: 표 1은 이러한 CH 샘플의 제조 매개 변수를 표시합니다.

2. 직접 측정

참고: 모든 CH 샘플은 측정 전에 표준 대기 환경(23°C, 65% 상대 습도 [RH])에서 24시간 동안 조절되어야 합니다. CH 샘플은 압력 값을 테스트하기 위해 인공 하반신에 옷을 입고 있습니다. 모든 측정은 평균 값을 계산하고 오류를 줄이기 위해 세 번 수행해야 합니다.

  1. CH 샘플의 선을 표시합니다.
    1. 샘플을 인공 하반신에 놓습니다.
    2. 6을 고르게 간격으로 표시하여 무릎에서 발목까지 압축 된 양말 샘플 드레싱에 원 라인을 표시합니다. 이 줄을 6, 5, 4로 번호 매기세요. 이러한 선은 도 1a에도시된 바와 같이 CH 샘플을 5부분으로 나눕니다.
  2. 압력 측정
    1. 압력 측정을 수행하려면 전방, 후방, 내측 및 측면 방향에 압축된 호스리 샘플의 1부 아래에 인터페이스 압력 센서를 배치합니다.
    2. 측정 소프트웨어에서 적절한 직렬 포트 COM을 선택하고 최소 임계값값을 0으로설정합니다.
    3. 측정 시작을클릭합니다. 실시간 채널 1~4는 압력 데이터를 표시합니다.
    4. 압력이 안정되면 측정 중지를 클릭합니다. 소프트웨어는 자동으로 압력 데이터를 내보냅니다.
    5. 인터페이스 프레스 센서를 CH 샘플의 다른 부분에 놓고 2.2.1-2.2.4 단계를 반복합니다.
  3. 전체 CH 샘플의 압력 측정 후 CH 샘플을 제거한 다음 인공 하반신에 다른 CH 샘플을 드레스하여 다음 측정을 준비합니다.

3. 간접 측정

참고: 여기서 실험은 원뿔 및 실린더 모델의 필요한 매개 변수를 측정합니다. 이러한 매개 변수는 드레싱 및 옷을 입지 않은 CH 샘플, 두께, 장력의 변형 및 구조 파라미터를 포함합니다. 모든 CH 샘플은 측정 전에 표준 대기 환경(23°C, 65% RH)에서 24시간 동안 조절되어야 합니다. 모든 측정은 평균 값을 계산하고 오류를 줄이기 위해 세 번 수행해야 합니다.

  1. CH 샘플의 구조 파라미터 측정
    1. 인공 하반신에 CH 샘플을 놓습니다.
    2. 측정 테이프를 사용하여 샘플의 총 길이(L)를 측정합니다.
    3. 선택 유리를 사용하여 각 분할 된 부분의 코스 밀도와 웨일즈 밀도를 측정합니다.
    4. 측정 테이프로 각 원 라인의 둘레(c)를 측정합니다. 이어서, 인접한 원라인의 둘레(c)를 평균화하여 CH 시료의 각 분할부분의 둘레(w)를 계산한다.
    5. 모든 구조 파라미터 측정값을 획득하면 사지에서 샘플을 제거합니다. 그리고 다음 측정을 준비하기 위해 인공 하반신에 다른 샘플을 채복하십시오.
    6. 옷을 입지 않은 CH 샘플의 각 원 라인의 둘레(c')를 측정합니다. 그런 다음, 인접한 원 라인의 둘레를 평균화하여 CH 샘플의 각 분할 부분의 둘레(w')를 계산합니다.
    7. 옷을 입지 않은 CH 샘플의 동일한 분할 부분의 코스 밀도 및 웨일즈 밀도를 측정합니다.
  2. 두께 측정
    1. 압축 된 호스리 샘플을 두께 게이지의 강철 원형 테이블에 부드럽게합니다.
    2. 두께 게이지를 켜서 다른 강철 라운드가 천천히 아래로 떨어지도록 하여 샘플 조각으로 누릅니다. 화면에 두께 데이터(t)가 표시됩니다.
    3. 샘플을 이동하고 다른 부품의 두께를 테스트하기 위해 3.2.1 및 3.2.2 단계를 반복합니다.
  3. 인장 실험
    1. 표시된 원 선을 따라 모든 CH 샘플을 잘라냅니다.
    2. 한 조각의 샘플을 인장 테스트 기기에 고정합니다.
    3. 인장 실험을 위한 소프트웨어를 열고, 초기 장력으로 5N을 입력하고, 인장 속도로 는 60mm/min, 초기 인장 길이로 200mm를 입력합니다. 다른 필드에 대한 기본 설정을 유지합니다.
    4. 모든 측정 매개 변수가 설정된 경우 시작을 클릭하여 인장 실험을 자동으로 실행합니다. 컴퓨터는 화면에 실시간 스트레스와 부담을 내보낼 것입니다. CH 조각이 파손되면 인장 실험이 자동으로 중지됩니다.
    5. 그런 다음 깨진 샘플 조각을 다음 테스트 및 반복 단계 3.3.3.3.4에 대한 새로운 샘플 조각으로 교체하십시오.

4. 이론적 계산

참고: 실린더 모델과 원뿔 모델은 간접 측정에 사용되어 가압을 계산합니다. 각 CH 샘플은 무릎에서 발목까지 5부분으로 분리됩니다. 실린더 모델에서 인간의 사지는 일정한 반경을 가진 실린더로 묘사되며 사지의 반지름은 원뿔 모델에서 가변적입니다. 회로도 다이어그램은 도 1b 및 도 1c에설명되어 있습니다. 모든 계산 단계는 Matlab 2018a에서 수행되며 계산 프로그램은 보충 코딩 파일에서찾을 수 있습니다.

  1. 실린더 모델
    1. 단계 3.1.3−3.1.5에서 얻은 측정된 결과에 따르면, 다음 방정식을 사용하여 옷을 입은 CH와 옷을 입지 않은 CH 사이의 둘레차이(D)를계산합니다.
      figure-protocol-1
      표시된 원선으로 구분되는 CH 조각의 수입니다. 원선 번호에 따라 번호가 매겨져 있습니다.
    2. 적절한 선형 방정식을 사용하여 3.3.4 단계에서 얻은 응력-변형 곡선에 맞춥시게 합니다. 선형 방정식의 경사는 인장 계수 E입니다.
    3. 방정식을 사용하여 드레싱 CH(T)의장력을 계산합니다.
      figure-protocol-2
      참고: 보조 표 1은 획득한 원래 인장 계수 E와 텐션 T를표시합니다.
    4. 실린더 모델과 얇은 벽가정(15)을기반으로, CH피스 i의 가압을 다음과 같이 표현한다.
      figure-protocol-3
      여기서 r은 분할된 부분의 반지름이고, figure-protocol-4 t는 CH 샘플의 두께이고, T는 4.1.3 단계에서 계산된 장력이다.
    5. 4.1.1-4.1.4 단계에 따라 CH 조각의 모든 가압을 계산합니다.
  2. 콘 모델
    1. 다음 방정식14에의해 CH 조각 i의 가압을 계산합니다.
      figure-protocol-5
      여기서 rc는 원선의 반지름이고, figure-protocol-6 T는 4.1.3 단계에서 계산된 장력이며, l은 각 분할된 조각의 길이이며 l =L/5로 계산될 수 있다(본단계에서, L은 다음 단계 3.1.2).

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결과

코스 밀도는 그림 2a에서무릎에서 발목까지 점차 증가합니다. 이것은 탄성 모터의 영향에 의해 설명됩니다. 무릎에서 발목까지, 증가된 탄성 모터는 CH 제조 공정에서 5부에서 1부로 점차 장력을 증가시게 한다. 따라서, CH 샘플은 점차 적으로 frapped되고 cm당 루프 수는 코스 방향으로 증가된다. 도 2b의 실험 라인은 ABC, DEF, GHI의 세 그룹으로 나눌 수 있습니다. 그룹 ABC는 가장 작은 졸업 값으로 제작되고 가장 높은 웨일즈 밀도를 얻고, 그룹 GHI는 가장 큰 졸업 값에 의해 생성되고 가장 낮은 웨일즈 밀도를 가져옵니다. 제조 과정에서 졸업은 바늘의 침몰 깊이에 영향을 미칩니다. 가라앉는 깊이가 클수록 루프가 길어지고 길이 방향을 따라 cm당 루프 수가 줄어듭니다. 따라서, 가장 높은 졸업값으로 제조된 CH 샘플은 가장 낮은 웨일즈 밀도를 나타내며 그 반대의 경우도 마찬가지입니다.

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토론

이 연구에서는 CH 샘플의 가압을 측정하는 두 가지 방법을 제공하며 이러한 방법은 피부에 다른 의류 드레싱의 가압을 측정하는 데 사용할 수 있습니다. 직접 방법에서, CH 샘플은 인공 하반신위에 옷을 입고 인터페이스 센서가 CH 샘플 아래에 배치된다. 압력 값은 데이터 수집 소프트웨어를 사용하여 화면에 표시할 수 있습니다. 직접 방법과 비교하기 위해 간접적인 방법도 공급합니다. 실린더 모델과 원뿔 모델과 관련된 두 가지 이론이 사용되어 압력을 계산합니다. 압력 분포를 얻기 위해 CH 샘플은 6개의 균일간격 원라인(도1a)을표시하여 5개 부분으로 분리된다. 코스 밀도, 웨일즈 밀도, 길이, 둘레 및 두께를 포함하는 필요한 구조 매개 변수는 인공 하반신에 옷을 입은 각 CH 부분뿐만 아니라 각 옷을 입은 CH 부품에 측정합니다. 인장 계수 분포를 얻기 위해 CH 샘플은 원라인을 따라 5개로 절단되고 각 조각은 파손될 때까지 인장 실험에 늘어납니다. 인장 계수 및 구조 매개 변수와...

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공개 사항

저자는 공개 할 것이 없습니다.

감사의 글

저자는 이 기사의 연구, 저자 및/또는 출판에 대한 다음과 같은 재정 적 지원을 공개합니다: 중국의 국가 키 R&D 프로그램, 보조금 번호 2018YFC2000900, 중국 국립 자연 과학 재단, 보조금 번호 11802171, 상하이 고등 교육 기관의 특별 약속 교수 (동부 학자) 프로그램 및 상하이 대학 공학 대학의 인재 프로그램.

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재료

이 논문에 사용된 재료 목록
이름회사카탈로그 번호댓글
인공 하지Dayuan, Laizhou Electron Instrument Co., Ltd.YG065C스타킹의 강도를 측정하는 데 사용됩니다. 사용 테스트 표준은 ISO 13934-1-2013이며, 섹션 3.3
CH 제조 기계Hongda, Co., Ltd.에서YG14N은 ISO 5084:1996이며, 섹션 3.2
엘라스테인 원사MathWorks, Co., Ltd.에2018a압력을 계산하는 데 사용되며 섹션 4에서 언급했습니다.
FlexiForce 인터페이스 압력 센서Qile, Co., Ltd.Y115B고정된 눈금자가 있는 돋보기로 구성되어 있습니다. 제작 된 CH에서 cm 당 루프 수를 계산하는 데 사용되며 sction 3.1.3 및 3.1.7에서 이를 측정했습니다.
FlexiForce 측정 소프트웨어Santoni, Co., Ltd.GOAL 615MP스타킹 제작에 사용되며 섹션 1.2
연마사Santoni, Co., Ltd.에80% 고무와 20% 비스코스로 구성된 덮인 원사의 일종으로, 섹션 1.2.1
Matlab 소프트웨어Santoni, Co., Ltd.에30% 폴리아미드와 70% 면으로 구성된 피복 원사의 일종으로 섹션 1.2.1
기계 테스트 기기 및 소프트웨어Santoni, Co., Ltd.에서GOAL 615MP제작 매개변수를 프로그래밍하는 데 사용되며 섹션에서 설명했습니다.1.1
유리Shenmei, Inc.F002160cm 높이의 표준 인공 여성. 크기는 중국 표준 GB 10000-1988로 구성되었습니다. 인공 femal은 유리 강화 합판으로 만들어졌으며 직물로 덮여 있습니다. 2.1 절에서 언급했습니다.
STAT-DS 615MP 스타킹 소프트웨어Tekscan, Inc.A201피부에 가해지는 압력을 측정하는 데 사용되며 섹션 2.2.1
두께 게이지 Weike, Co., Ltd.에서1lbs압력을 기록하는 데 사용되며 섹션 2.2.2-2.2.4에 설명되어 있습니다.
이를 참조했습니다.스타킹의 두께를 측정하는 데 사용되는 명시되어 있습니다. 명시되어 있습니다. 설명되어 있습니다. 이를 측정했습니다. 이를 언급했습니다.

참고문헌

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