基于CAD技術的形態記憶提花面料的設計與生產

王慧玲，周 彬,2，于 燦，徐毓亞

(1.鹽城紡織職業技術學院 紡織工程系，江蘇 鹽城 224005；2.江蘇省生態紡織工程研發中心，江蘇 鹽城 224005；3.悅弘織造有限公司，江蘇 鹽城 224005；4.鹽城市纖維檢驗所，江蘇 鹽城 224005)

基于CAD技術的形態記憶提花面料的設計與生產

王慧玲1，周 彬1,2，于 燦3，徐毓亞4

(1.鹽城紡織職業技術學院 紡織工程系，江蘇 鹽城 224005；2.江蘇省生態紡織工程研發中心，江蘇 鹽城 224005；3.悅弘織造有限公司，江蘇 鹽城 224005；4.鹽城市纖維檢驗所，江蘇 鹽城 224005)

將具有形態記憶功能的PTT長絲應用于大提花織物的生產工藝。結合具體實例，探討了利用紋織CAD軟件進行提花織物設計的流程及設計方法，最終獲得了一款高貴典雅、具有優良抗皺性能的高檔提花面料。同時，測試了該面料的靜、動態懸垂性系數和急、緩彈性折皺回復角，并進行了試驗分析，結果表明：該面料具有較好的形態記憶性能。

PTT纖維；記憶面料；CAD；大提花面料；生產工藝

PTT(聚對苯二甲酸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記憶功能[1]，即具有良好的褶皺回復能力，其制成品在5 %應變作用下回復率為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纖維被譽為21世紀極具潛力的合成纖維。

PTT纖維具有的螺旋形彈簧結構充當了記憶原始形狀的彈性單元角色，同時在生產加工中，高密強捻的紡織結構充當了讓織物發生第二次變形和固定的可逆相角色，即紡織結構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纖維應用于大提花面料的生產，嘗試增強提花面料的抗皺性能，提高其附加值。

1 紋織CAD的應用及相關工藝設計

1.1 織物規格及相關工藝參數

經絲PTT-FDY，83 dtex，100 捻/10cm；緯絲P-FDY，滌綸有光有色彈絲，111 dtex；經緯密分別為620根/10cm和580根/10cm；經紗用量200 g/m；緯紗用量222.72 g/m；成品幅寬300 cm；織造筘幅320 cm；總經絲數18 620根，邊經紗根數30×2，每花經紗根數4 640根，每花緯紗根數8 410根，花幅145 cm，當在5 000針電子提花機上織制，紋針數夠用時，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，所需紋針數為4 708針[4]。

1.2 紋織CAD的應用

利用紋織CAD系統進行織物設計的流程：紋樣設計→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]。

與高檔織物的品質相適用，紋樣的繪制須顯示較高貴的氣質，一般不采用強烈對比的配置法。織物密度越大，紋樣的表現也越充分，細線條、小塊面、點子均可以呈現于織物上，更好地體現出大提花織物的立體感，表現出花位的豐滿性，從而獲得很好的美感。設計的紋樣(局部)如圖1所示。

圖1 紋樣設計圖(局部)Fig.1 Pattern design (part)

該設計為單層紋織物，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 上機織造

2.1 整經工藝

整經選用了GA2180分條整經機。該品種經密大，經紗有捻度，所以經絲易相互摩擦糾纏，開口易不清晰，因此整經時應嚴格控制經紗張力，力求做到片紗張力均勻，減少接頭和絞頭，并保證經軸卷繞平整，軟硬一致。同時對伸縮筘和導紗輥認真檢查，確保紗線通道光潔，提高整經軸質量。整經架筒子大小一致，防止大小氣圈碰撞相互糾纏；整經張力片分層分區排列，力爭做到卷繞、排列、張力三均勻。

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

2.2 織造工藝

選用GS900式劍桿織機進行織造。GS900劍桿織機是一種帶鋼筘的劍桿織機，主要特點是產量高，操作靈活，使用方便，織造質量高，功耗低，人機控制好，維護保養要求低。

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

主要工藝參數為：車速260 r/min，后梁位置前后105 mm、高低＋2 mm，停經架位置前后56 mm、高低0，開口時間325°/min，投緯時間66°～70°，左接緯時間晚于右投緯10°，于180°接到，經紗張力2 800 N，通過優化上機工藝及采取一系列措施，沒有出現稀緯等織疵，布面質量良好，經向斷頭為3根/臺·h，緯向斷頭為l根/臺·h，織機效率達到86 %以上，下機一等品率為89 %，取得良好效果。

2.3 產品效果

PTT長絲經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，只需反復幾次抹平，面料即可平整如初，充分體現了該面料的記憶特性。此外，恰當的組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，目前國內外均無形狀記憶效果表征的行業標準、國家標準，缺乏對織物形狀記憶效果的客觀和定量的評價方法。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角法，一般認為織物折皺回復角越大，且緩彈回復角與急彈回復角之間的差值越小，其保形性越好，即記憶效果越好。同時，結合織物的懸垂性能，來間接評價織物的形態記憶性能，一般認為織物在具有良好懸垂性能的前提下，懸垂系數越大，形態穩定性越好，潛在的形態記憶性能越好。

對所得到的提花面料的形態記憶性能進行測試，同對采用相同花型、規格相近的普通提花面料進行對比試驗，普通提花面料1、普通提花面料2的經紗原料均為棉紗，緯紗原料為有光滌綸，普通提花面料3經紗原料為普通滌綸，緯紗原料為棉紗，其測試結果見表1。

表1 面料形態記憶性能指標Tab.1 Index of fabric shape memory performance

采用YG811L織物動態懸垂性風格儀對形狀記憶提花面料和3種普通提花面料進行對比，測試試樣分別在轉速為6 r/min和24 r/min條件下的靜態、動態懸垂性能。從結果可以看出形態記憶提花面料靜態與動態懸垂系數比普通提花面料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定性。

采用Y541L折皺回復儀測試這兩種面料的經、緯向急彈性(15 s)、緩彈性折皺回復性(5 min)，從結果可以看出，形態記憶提花面料的經、緯向急彈性折皺回復角比普通提花面料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、緯向緩彈性折皺回復角比普通提花面料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、緯向急、緩彈性折皺回復角的差值分別為：1.59°，2.13°，15.47°，15.34°，1.93°，4.87°，7.36°，6.78°。從以上結果可以看出：形態記憶提花面料的經、緯向急、緩彈性折皺回復角要高于3種普通提花面料，且急、緩彈性折皺回復角差值小于其他3種普通提花面料，因此，形態記憶提花面料整體形變恢復能力好，形態穩定性高，具有較好的形態保持性即記憶性。

4 結 語

采用較先進的生產工藝，將具有記憶功能的PTT長絲用于大提花面料的生產上，不僅保留了大提花面料本身高貴華麗的特質，而且通過試驗證明，PTT形態記憶面料的經、緯向急、緩彈性折皺回復角較高而其差值較小，說明其兼具良好的保形性，褶皺回復性強，該產品可應用于床品面料，真正地將功能性與藝術性完美結合，屬于提花面料中的高檔產品。

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

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

[3] 周方穎，金先蘭.PTT印經形狀記憶面料的設計與生產[J].絲綢，2010(11)：25-27.

[4] 羅炳金.紋織工藝與設計[M].上海：東華大學出版社，2008.

[5] 丁一芳，諸葛振榮.紋織CAD應用實例及織物模擬[M].上海：東華大學出版社，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計與教學。