基于CAD技術(shù)的形態(tài)記憶提花面料的設(shè)計(jì)與生產(chǎn)

王慧玲，周 彬,2，于 燦，徐毓亞

(1.鹽城紡織職業(yè)技術(shù)學(xué)院 紡織工程系，江蘇 鹽城 224005；2.江蘇省生態(tài)紡織工程研發(fā)中心，江蘇 鹽城 224005；3.悅弘織造有限公司，江蘇 鹽城 224005；4.鹽城市纖維檢驗(yàn)所，江蘇 鹽城 224005)

基于CAD技術(shù)的形態(tài)記憶提花面料的設(shè)計(jì)與生產(chǎn)

王慧玲1，周 彬1,2，于 燦3，徐毓亞4

(1.鹽城紡織職業(yè)技術(shù)學(xué)院 紡織工程系，江蘇 鹽城 224005；2.江蘇省生態(tài)紡織工程研發(fā)中心，江蘇 鹽城 224005；3.悅弘織造有限公司，江蘇 鹽城 224005；4.鹽城市纖維檢驗(yàn)所，江蘇 鹽城 224005)

將具有形態(tài)記憶功能的PTT長絲應(yīng)用于大提花織物的生產(chǎn)工藝。結(jié)合具體實(shí)例，探討了利用紋織CAD軟件進(jìn)行提花織物設(shè)計(jì)的流程及設(shè)計(jì)方法，最終獲得了一款高貴典雅、具有優(yōu)良抗皺性能的高檔提花面料。同時(shí)，測(cè)試了該面料的靜、動(dòng)態(tài)懸垂性系數(shù)和急、緩彈性折皺回復(fù)角，并進(jìn)行了試驗(yàn)分析，結(jié)果表明：該面料具有較好的形態(tài)記憶性能。

PTT纖維；記憶面料；CAD；大提花面料；生產(chǎn)工藝

PTT(聚對(duì)苯二甲酸1，3丙二醇酯)纖維與PET纖維、PBT纖維同屬聚酯纖維。用PTT纖維制成的面料具有形態(tài)記憶功能[1]，即具有良好的褶皺回復(fù)能力，其制成品在5 %應(yīng)變作用下回復(fù)率為93 %，織物柔軟、光澤亮麗，可與絲綢媲美，具有芯吸排汗功能、耐日照、優(yōu)越的抗菌性，其制品廢棄后在土壤或海水中可分解為二氧化碳和水，PTT纖維被譽(yù)為21世紀(jì)極具潛力的合成纖維。

PTT纖維具有的螺旋形彈簧結(jié)構(gòu)充當(dāng)了記憶原始形狀的彈性單元角色，同時(shí)在生產(chǎn)加工中，高密強(qiáng)捻的紡織結(jié)構(gòu)充當(dāng)了讓織物發(fā)生第二次變形和固定的可逆相角色，即紡織結(jié)構(gòu)提供面料或服裝形狀的可塑性，從而確保PTT面料具有記憶能力[2-3]。

本研究將PTT纖維應(yīng)用于大提花面料的生產(chǎn)，嘗試增強(qiáng)提花面料的抗皺性能，提高其附加值。

1 紋織CAD的應(yīng)用及相關(guān)工藝設(shè)計(jì)

1.1 織物規(guī)格及相關(guān)工藝參數(shù)

經(jīng)絲PTT-FDY，83 dtex，100 捻/10cm；緯絲P-FDY，滌綸有光有色彈絲，111 dtex；經(jīng)緯密分別為620根/10cm和580根/10cm；經(jīng)紗用量200 g/m；緯紗用量222.72 g/m；成品幅寬300 cm；織造筘幅320 cm；總經(jīng)絲數(shù)18 620根，邊經(jīng)紗根數(shù)30×2，每花經(jīng)紗根數(shù)4 640根，每花緯紗根數(shù)8 410根，花幅145 cm，當(dāng)在5 000針電子提花機(jī)上織制，紋針數(shù)夠用時(shí)，邊針采用一針吊一綜處理，需要加邊針30×2＝60針，投梭針留8針，所需紋針數(shù)為4 708針[4]。

1.2 紋織CAD的應(yīng)用

利用紋織CAD系統(tǒng)進(jìn)行織物設(shè)計(jì)的流程：紋樣設(shè)計(jì)→生成投梭與保存投梭→填組織表→建立樣卡→填輔助組織表→生成紋板→紋板檢查[5]。

與高檔織物的品質(zhì)相適用，紋樣的繪制須顯示較高貴的氣質(zhì)，一般不采用強(qiáng)烈對(duì)比的配置法?？椢锩芏仍酱?，紋樣的表現(xiàn)也越充分，細(xì)線條、小塊面、點(diǎn)子均可以呈現(xiàn)于織物上，更好地體現(xiàn)出大提花織物的立體感，表現(xiàn)出花位的豐滿性，從而獲得很好的美感。設(shè)計(jì)的紋樣(局部)如圖1所示。

圖1 紋樣設(shè)計(jì)圖(局部)Fig.1 Pattern design (part)

該設(shè)計(jì)為單層紋織物，投一梭。紋樣用不同的顏色代表不同的組織。地組織為5枚直貢緞，花組織采用10種組織來突顯花紋的立體感(圖2)，邊組織為緯重平。

圖2 組織配置Fig.2 Weave design

2 上機(jī)織造

2.1 整經(jīng)工藝

整經(jīng)選用了GA2180分條整經(jīng)機(jī)。該品種經(jīng)密大，經(jīng)紗有捻度，所以經(jīng)絲易相互摩擦糾纏，開口易不清晰，因此整經(jīng)時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制經(jīng)紗張力，力求做到片紗張力均勻，減少接頭和絞頭，并保證經(jīng)軸卷繞平整，軟硬一致。同時(shí)對(duì)伸縮筘和導(dǎo)紗輥認(rèn)真檢查，確保紗線通道光潔，提高整經(jīng)軸質(zhì)量。整經(jīng)架筒子大小一致，防止大小氣圈碰撞相互糾纏；整經(jīng)張力片分層分區(qū)排列，力爭(zhēng)做到卷繞、排列、張力三均勻。

主要工藝參數(shù)：整經(jīng)速度掌握在700 m/min內(nèi)，張力板隔距20 mm，壓棍壓力4 000 N，采用集體換筒和分片、分段配置經(jīng)紗張力，同時(shí)為解決織造過程中的松邊問題，應(yīng)加大邊紗的整經(jīng)張力。

2.2 織造工藝

選用GS900式劍桿織機(jī)進(jìn)行織造。GS900劍桿織機(jī)是一種帶鋼筘的劍桿織機(jī)，主要特點(diǎn)是產(chǎn)量高，操作靈活，使用方便，織造質(zhì)量高，功耗低，人機(jī)控制好，維護(hù)保養(yǎng)要求低。

織造的龍頭為SEJ168系列提花機(jī)。因該品種的經(jīng)緯密比較大，下機(jī)后的坯布疵點(diǎn)較難修織，為此采用稍大的上機(jī)張力，使織造開口清晰，減少星跳、沉經(jīng)、吊經(jīng)等織疵。穿經(jīng)穿筘采用前部織造剩下的絲接頭帶動(dòng)，每筘筘入數(shù)為4穿筘，筘號(hào)為15.12齒/cm。

主要工藝參數(shù)為：車速260 r/min，后梁位置前后105 mm、高低＋2 mm，停經(jīng)架位置前后56 mm、高低0，開口時(shí)間325°/min，投緯時(shí)間66°～70°，左接緯時(shí)間晚于右投緯10°，于180°接到，經(jīng)紗張力2 800 N，通過優(yōu)化上機(jī)工藝及采取一系列措施，沒有出現(xiàn)稀緯等織疵，布面質(zhì)量良好，經(jīng)向斷頭為3根/臺(tái)·h，緯向斷頭為l根/臺(tái)·h，織機(jī)效率達(dá)到86 %以上，下機(jī)一等品率為89 %，取得良好效果。

2.3 產(chǎn)品效果

PTT長絲經(jīng)過提花工藝織造后形成的面料如圖3所示。用手將面料揉皺，再平鋪于桌面上，只需反復(fù)幾次抹平，面料即可平整如初，充分體現(xiàn)了該面料的記憶特性。此外，恰當(dāng)?shù)慕M織配置使織物的花紋富有層次感與立體感，富麗堂皇，高貴典雅。

圖3 記憶提花面料實(shí)物Fig.3 Photo of shape memory jacquard fabric

3 性能分析

由于PTT形狀記憶織物的研究尚處于起步階段，目前國內(nèi)外均無形狀記憶效果表征的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、國家標(biāo)準(zhǔn)，缺乏對(duì)織物形狀記憶效果的客觀和定量的評(píng)價(jià)方法。目前常用于表征PTT織物形變保形性的較為客觀的方法有折皺回復(fù)角法，一般認(rèn)為織物折皺回復(fù)角越大，且緩彈回復(fù)角與急彈回復(fù)角之間的差值越小，其保形性越好，即記憶效果越好。同時(shí)，結(jié)合織物的懸垂性能，來間接評(píng)價(jià)織物的形態(tài)記憶性能，一般認(rèn)為織物在具有良好懸垂性能的前提下，懸垂系數(shù)越大，形態(tài)穩(wěn)定性越好，潛在的形態(tài)記憶性能越好。

對(duì)所得到的提花面料的形態(tài)記憶性能進(jìn)行測(cè)試，同對(duì)采用相同花型、規(guī)格相近的普通提花面料進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)，普通提花面料1、普通提花面料2的經(jīng)紗原料均為棉紗，緯紗原料為有光滌綸，普通提花面料3經(jīng)紗原料為普通滌綸，緯紗原料為棉紗，其測(cè)試結(jié)果見表1。

表1 面料形態(tài)記憶性能指標(biāo)Tab.1 Index of fabric shape memory performance

采用YG811L織物動(dòng)態(tài)懸垂性風(fēng)格儀對(duì)形狀記憶提花面料和3種普通提花面料進(jìn)行對(duì)比，測(cè)試試樣分別在轉(zhuǎn)速為6 r/min和24 r/min條件下的靜態(tài)、動(dòng)態(tài)懸垂性能。從結(jié)果可以看出形態(tài)記憶提花面料靜態(tài)與動(dòng)態(tài)懸垂系數(shù)比普通提花面料1分別高出27.4 %和22.8 %，比普通提花面料2分別高出15.7 %和16.4 %，比普通提花面料3分別高出18.7 %和17.1 %，說明形態(tài)記憶面料在自重下較普通提花面料1、2、3不易下垂，具有較好的保形性和穩(wěn)定性。

采用Y541L折皺回復(fù)儀測(cè)試這兩種面料的經(jīng)、緯向急彈性(15 s)、緩彈性折皺回復(fù)性(5 min)，從結(jié)果可以看出，形態(tài)記憶提花面料的經(jīng)、緯向急彈性折皺回復(fù)角比普通提花面料1分別高56.7 %和49.4 %，比普通提花面料2分別高43.9 %和16.5 %，比普通提花面料3分別高21.6 %和25.2 %；經(jīng)、緯向緩彈性折皺回復(fù)角比普通提花面料1分別高47.3 %和38.8 %，比普通提花面料2分別高43.2 %和14.2 %，比普通提花面料3分別高17.7 %和21.4 %；4種面料經(jīng)、緯向急、緩彈性折皺回復(fù)角的差值分別為：1.59°，2.13°，15.47°，15.34°，1.93°，4.87°，7.36°，6.78°。從以上結(jié)果可以看出：形態(tài)記憶提花面料的經(jīng)、緯向急、緩彈性折皺回復(fù)角要高于3種普通提花面料，且急、緩彈性折皺回復(fù)角差值小于其他3種普通提花面料，因此，形態(tài)記憶提花面料整體形變恢復(fù)能力好，形態(tài)穩(wěn)定性高，具有較好的形態(tài)保持性即記憶性。

4 結(jié) 語

采用較先進(jìn)的生產(chǎn)工藝，將具有記憶功能的PTT長絲用于大提花面料的生產(chǎn)上，不僅保留了大提花面料本身高貴華麗的特質(zhì)，而且通過試驗(yàn)證明，PTT形態(tài)記憶面料的經(jīng)、緯向急、緩彈性折皺回復(fù)角較高而其差值較小，說明其兼具良好的保形性，褶皺回復(fù)性強(qiáng)，該產(chǎn)品可應(yīng)用于床品面料，真正地將功能性與藝術(shù)性完美結(jié)合，屬于提花面料中的高檔產(chǎn)品。

[1] 錢以竑.PTT纖維與形狀記憶面料的市場(chǎng)發(fā)展[J].針織工業(yè)，2008(11)：21-22.

[2] 辛婷芬.PTT形狀記憶長絲的開發(fā)與應(yīng)用[J].針織工業(yè)，2008(3)：1-3.

[3] 周方穎，金先蘭.PTT印經(jīng)形狀記憶面料的設(shè)計(jì)與生產(chǎn)[J].絲綢，2010(11)：25-27.

[4] 羅炳金.紋織工藝與設(shè)計(jì)[M].上海：東華大學(xué)出版社，2008.

[5] 丁一芳，諸葛振榮.紋織CAD應(yīng)用實(shí)例及織物模擬[M].上海：東華大學(xué)出版社，2007.

Design and production of shape memory jacquard fabric based on CAD

WANG Hui-ling1, ZHOU Bin1,2, YU Can3, XU Yu-ya4
(1. Department of Textile Engineering, Yancheng Textile Vocational Technology College, Yancheng 224005, China; 2. Ecological Textile Engineering R&D Center, Yancheng 224005, China; 3.Yuehong Weaving Co., Ltd., Yancheng 224005, China;4.Yancheng Fiber Testing Institution, Yancheng 224005, China)

This paper introduced the production craft of jacquard fabric which use PTT filament with shape memory function. The design process and design method of jacquard fabric using CAD was introduced base on concrete example. Finally, a high-grade and elegant jacquard fabric which has anti-wrinkle function was obtained. At the same time, the static/dynamic drape coefficient and rapid / delayed elastic crease recovery angle of the fabric were tested, the results showed that this fabric has better shape memory ability.

PTT fiber; Shape memory fabric; CAD; Jacquard fabric; Production craft

TS106.54

B

1001-7003(2012)03-0038-03

2011-10-06

王慧玲(1982－ )，女，講師，主要從事家紡面料的設(shè)計(jì)與教學(xué)。