聚乳酸長絲機織物的設計開發

周　勤　鐘菊英

聚乳酸（PLA）纖維長絲機織物“PLA舒雅格”是絲綢型的色織小提花織物，產品將原料、配色、組織結構等設計元素進行了較為完美的設計組合。PLA纖維的使用使面料兼有吸濕排汗、抗紫外線和舒適透氣等優良性能；粗獷漸變的彩格包含了淺淡而細膩的色彩搭配；特殊的大循環組織結構，隱約可見的織紋機理，營造了光與影的對比效果。產品有著天然潔凈的外觀，高雅大方，適合制作夏季高檔女裝。

一、產品原料的選擇

PLA纖維以玉米為原料，具有可生物降解性，在貼身內衣、運動服裝、床上用品等領域得到廣泛應用。目前PLA纖維短纖紗在針織、機織物中都已獲成功，而PLA纖維長絲織物，尤其是PLA纖維的長絲機織產品，在國內市場尚未有報道。為此，本文以PLA長絲作為主要原料，開發設計了一系列不同風格、不同工藝路線的純織和交織產品。

二、產品設計的關鍵點

為全面掌握PLA纖維長絲的性能和外觀特征及其織造和染色加工特點，了解織物原料組合、經緯密度配置和組織結構等因素對產品風格特征的影響，本文首先進行了實驗性研究。根據本公司現有設備條件，選用PLA長絲做經絲，分別采用無捻上漿和加捻免漿工藝，進行了幾十個系列產品的設計打樣。具體情況如下：

（1）經緯組合包括：平經平緯、平經縐緯、平經縐平緯、縐經平緯、縐經縐緯、縐經縐平緯等；

（2）原料組合包括：純PLA長絲、PLA長絲與短纖、PLA長絲與其他長絲或短纖，以及多組原料交織等，并對PLA長絲與氨綸包覆紗進行了試驗性設計開發；

（3）組織結構包括：平紋、斜紋、緞紋、變化組織和多臂提花組織；

（4）應用了變化穿筘、變化穿綜、漸變排列等設計手法，有白織和色織兩種；

（5）后整理加工包括：染整、印花、燙金、涂層、軋皺、水洗等。

通過前期試樣，初步掌握了PLA纖維的染色性能，其上染溫度低、速度快，對染色溫度敏感，易造成色差。同時，PLA長絲具有透亮的光澤，本身存在細微光差，且伸長較大，整個生產織造過程中易受張力而產生拉伸，這些因素使產品在染色過程中極易造成經柳、色柳。如何充分發揮纖維的優良性能，又能避免產品產生色柳，獲得完美、時尚的風格，成為設計的關鍵。PLA舒雅格是此次選擇開發的PLA系列產品中最具代表性的一種產品，其設計的關鍵在于以下幾個方面。

1．細旦加捻工藝的選擇

PLA舒雅格產品的用途為夏季面料，為使產品獲得輕薄透氣的質地，經緯均采用纖度為 50 D的PLA長絲，依據歷年來對有光長絲產品，特別是有光人造絲類產品的設計開發經驗，判斷無捻有光長絲產品更易產生經向色柳，故本產品采用低加捻方法，既避免了經向色柳，又使其獲得更為柔和優雅的光澤，并能增加產品抗皺性、透氣性和滑爽感。

2．小提花大循環組織結構的設計

PLA舒雅格的創新之一在于其組織結構，其設計思路是通過組織設計在織物表面的經向形成帶有閃爍光澤、若隱若現、朦朧細膩的自然竹節外觀效果。為獲得自然美妙的光影效果，模擬了自然界秋風細雨、飄飄灑灑的影像，采用大循環的平紋地組織上自然撒落長短不一、粗細有別、似連非連的重組織提花紋理。為獲得更好的表觀效果，需要自然隨意多變的大循環花紋，同時考慮到應盡量通過最簡單的方法和最經濟的成本來實現產品要求，根據現有設備條件，本設計選擇了多臂織機，而如何運用多臂織機有限的綜框數來達到大提花效果成為本產品的設計難點。

在組織設計過程中，首先確定實用綜框數，用最小綜片數起基礎平紋組織，余下的綜片數設計成每片綜框均具有錯落有致、隨意間隔變化的不同提升規律，同時擴大緯絲循環數以獲得紋版圖；采用隨意多變并能確保均衡的變化穿綜法以滿足橫向多變。二者結合得到組織圖，觀其效果，然后修正經絲運動規格和改變穿綜次序，如此反復修改和打樣，最終形成了自然多變的多臂機大循環提花紋理，其組織結構特征如圖 1 所示。

3．經緯色彩配置和色絲排列設計

PLA舒雅格產品的另一設計重點在于經緯色彩配置和色絲排列的設計，以及色絲與組織結構的配合設計，本產品因原料性能和價格因素，定位為高檔面料產品，因此色彩選擇注重高貴優雅，同時含有流行色元素，為此選用了白色和中性色調。

選擇兩種中性色調的經絲分別與漂白經絲組成 2∶2 兩組不同的朦朧配色排列，再由這兩組排列組合成經向大循環的格條。其目的在于，通過 2∶2 的經向色絲排列與上述設計的組織結構配合、朦朧的色彩間隔和組織點的不規則重疊，構成了組織點和色彩之間多種組合而成的不同變化效果，使織物外觀更為隨意多變，再配以PLA纖維長絲特有的光澤，形成了閃爍不定、若隱若現的光影效果，同時也避免了經向色柳的產生。

在緯絲配置上，采用與經絲相同的 3 組色相互交替漸變式的大循環排列，從而獲得含蓄、自然的漸變色彩效果。配合經向色彩排列、特殊組織設計，形成了格調優雅、光影相映的多元風格。

三、產品開發的關鍵技術

PLA舒雅格為色織產品，采用先加捻后染色的工藝。因PLA長絲的伸長率較大，一般在 20% ～ 30%，因此采用低車速、小張力的加捻工藝。為提高吸色均勻性，采用松式卷繞的筒子染色，選用分散染料，嚴格控制染色溫度和保溫時間，一般淺色的溫度為 95 ～ 100 ℃，深色的溫度為 100 ～ 105 ℃。

為使織造簡單、順利，本產品采用分條整經、小張力織造工藝，整經張力為 5 ～ 10 cN/根，確保張力的一致性；織造張力為 18 ～ 20 cN/根，采用多組緯任意投梭變緯裝置，單經軸多臂機織造。色織物需經練整加工，因PLA纖維對溫度及堿劑（尤其是強堿）特別敏感，同時為確保織物原有色彩不受影響，采用低溫練整技術，溫度在 60 ℃左右，中性浴。將產品對照GB 18401 — 2003《國家紡織產品基本安全技術規范》標準及其他相關國家標準進行檢測，其部分項目的檢測結果如表 1 所示。

四、結語

通過PLA舒雅格及其系列產品的設計開發，筆者發現新產品必須合理應用新技術、新工藝和新原料，符合流行趨勢和消費者需求，從而使產品獲得新的風格和品質。

在設計開發過程中，發現制約PLA長絲機織物發展的瓶頸主要有：PLA長絲原料的伸長率大且不均勻，存在光差現象；織造過程中張力的微小波動易引起伸長差異，從而產生光差、色柳；PLA纖維需用分散染料在 110 ℃下染色，因分散性染料的特性，故深染有難度；PLA纖維的原料成本較高；等等。