三层局部自身接结户外面料开发

田少辉1崔欣2胡志毅1邓海芸2

(1. 中国人民解放军总后勤部建筑工程研究所，西安，710032；

2. 西安工程大学，西安，710048)

摘要：探讨了三层自身接结机织物的设计与织造工艺。选用竹浆纤维、苎麻纤维和海岛纤维三种纺织原料，设计了三层自身接结织物的组织结构和织物上机图，利用三层机织物自身结接织造方法，开发出了具有三层自身接结的外观独特、适应能力强的户外面料。

关键词：户外面料，机织物设计，接结组织，织造工艺

中图分类号：TS106.5+99文献标志码：A

收稿日期：2014-09-26

作者简介：田少辉，男，1978年生，工程师。主要从事伪装材料、涂层织物和特种篷盖布材料方面的科研工作。

采用三层组织结构[1]，通过经纬纱原料与组织结构的配合，可以赋予织物舒适、快干、防水透湿的功能。里层材料紧贴体表或内衣，要求能够把湿气吸附并转移到外层，保持近体空间干爽；表层和中层材料主要作用是隔热和保证织物的坚牢性，保持织物较大密度以获得防水透湿功能，能将皮肤释放的水分传至外层。中层材料选择超细纤维，表层材料选用放湿速度快的麻纤维。

1三层局部自身接结户外速干面料的设计

1.1　组织结构设计

三层接结织物的表、中、里三层均使用平纹组织结构。平纹组织的交织次数多，经纬纱循环数最小，组织紧密，织物表面平整光洁，耐磨性好。

在自身接结的三层结构中，为了避免由纱线织缩相差过大而造成织物坯布的不平整以至引起的织造困难[2]，应该使接结点均匀分散在各根纱线上，接结组织的循环最好与织物层数相匹配。同一纱线上接结点距离应尽量大，因为同一纱线上接结点的距离越大，因接结而产生的织缩变化就会越小，织造才能顺利进行。三层结构织物的每一层都有各自的作用。要求织物既能满足舒适性的要求，又具有一定的功能，其中的中层起着关键性的作用。通过中层结构的变化，可提高整个织物的服用性能，满足户外活动要求。

1.2　原料选择

根据三层结构织物中每一层的不同作用，选择竹浆纤维、海岛纤维和麻纤维作为原料。

1.2.1竹浆纤维

竹浆纤维具有良好的透气性、快速吸水性、耐磨性及良好的染色性等，同时又具有天然抗菌、抑菌、除螨、防紫外线等功能，是一种优质的纺织纤维。竹浆纤维含有丰富的果胶、竹蜜、酪氨酸、维生素E以及硒、锗等具有防癌抗衰老功能的微量元素。竹浆纤维是一种天然朴实的优质再生纤维素纤维，其织物染色后色泽儒雅、鲜艳真实、不易褪色、光泽亮丽、丰满挺刮、飘逸大方、悬垂性佳。

1.2.2海岛纤维

海岛纤维中的岛组分为超细纤维。用海岛纤维制成的织物在进行去“海”处理后，手感柔软、滑爽，在触感和生理的舒适性方面具有明显的优势。通常雨滴的直径为100～200 μm，人体的水汽直径大约为0.1 μm。控制收缩率，适当改变纤维间隙，织成间隙仅为0.2～10 μm的海岛纤维高密织物，可达到优良的防水透汽性能。

1.2.3苎麻纤维

苎麻是我国的特产，被世界誉为“中国草，中国宝”。苎麻纤维吸湿透气性约是棉纤维的3～5倍，同时含有叮咛、嘧啶和嘌呤等有益物质，具有抑菌、透气、凉爽、防腐、防霉和吸汗等功能，是世界公认的“天然纤维之王”[3]。

1.3　织物组织设计

设计的织物为三层组织与单层组织形成的格子状接结织物和三层交错接结织物。

(1)产品A。经纱排列比为表层∶中层∶里层=1∶1∶1，循环32次，总共需要96根纱，分三层，每层32根，然后用两根纱线作平纹组织接结，一个循环共有98根纱。纬纱排列与经纱相同。产品A的上机图见图1。由于组织图上重复纱线较多，上机图只画出三层结构一个循环和接结的平纹组织纱线。

图1　产品A上机图

(2)产品B。经纱排列比为表层∶中层∶里层=1∶1∶1，循环28次后上、中层自身接结；再按表层∶中层∶里层=1∶1∶1排列，循环28次后中、下层接结。将上、中层的接结位置与中、下层接结位置错开，有利于提高织物各项性能。纬纱与经纱的处理方法相同。产品B的上机图见图2。

2产品规格设计

2.1　原料选用与纱线设计

2.1.1产品A

图2　产品B上机图

产品A各层的经、纬向纱线采用相同的原料。表层是25 tex的苎麻纤维纱，中层是20 tex的海岛纤维，里层是28 tex的竹浆纤维纱。此产品在一个组织循环最后两根用单层平纹接结，所以产品A为三层与单层织物的结合，富有立体感。

2.1.2产品B

产品B表层的经、纬纱是25 tex的苎麻纤维纱，中层的经、纬纱是20 tex的海岛纤维，里层的经纱是28 tex的竹浆纤维纱、纬纱是25 tex的苎麻纤维纱。产品B采用自身接结的方法。表层接结中层时，中层不接结下层；中层接结下层时，上层不接结中层。这种交替接结方式使整个产品都是三层织物，这是与产品A不同之处，整体比较厚实耐用，适合外出使用。

2.2　织物参数设计

2.2.1织物密度和缩率

(1)经密和纬密的计算

经密按下式计算：

(1)

式中：Pj——经密(根/10 cm)；

Ej——织物经向紧度,单层Ej=39.8%；

kd——纱线直径系数，经纱kd=0.037；

Nt——织物经纱线密度。

海岛纤维、苎麻纤维纱和竹浆纤维纱的线密度不同，分别为20、25和28 tex,表层和里层纱线的线密度相差较小，里层密度与表层相同。计算得到表层与里层的经密为204根/10 cm，中层的经密为241根/10 cm，所以本试验样品总的经密为649根/10 cm。

纬密按下式计算：

(2)

式中：Pw——纬密(根/10 cm);

Ew——织物纬向紧度，单层Ew=34.4%；

kd——纱线直径系数，纬纱kd=0.037；

Nw——织物纬纱线密度。

纬密的计算方法与经密计算方法相同。

(2)织物缩率

织物的织造缩率根据产品特点试织测定，染整缩率按经过处理后的实际测试值计算。

织物密度及缩率参数见表1。

表1　织物密度及缩率

2.2.2其他参数

织物设计规格见表2。

表2　织物设计规格

3生产工艺

三层接结织物的生产工艺流程与普通织物一致，没有特殊要求，但后整理与一般织物相比有一些不同。因为本产品中用到了海岛纤维，后整理中需要进行去“海”处理。将织物放在95 ℃的4%NaOH溶液与0.2%NaCl溶液的混合溶液中煮40 min，取出后发现海岛纤维有起绒现象，并且变得柔软，有起皱效果[2]。图3是坯布和整理后织物外观的对比照片。

在三层接结织物生产中应注意以下问题：

图3　坯布和整理后织物外观对比

(1)上浆时，针对麻纤维毛羽问题，上浆烘干采用热风烘干，减少因为滚筒烘干在浆纱纱片剥离时形成毛羽或毛羽片，得不到浆纱效果。

(2)整经张力调节要考虑短纤维纱和长丝的差异，竹浆纤维和麻纤维相对较硬脆，蠕变小；海岛纤维较柔软，蠕变能力大，施加张力时应区别对待。

(3)保持生产机构(机件)表面光滑。

4产品特点

4.1　产品A

产品A为三层与单层织物的结合。若采用投纬根数每次的循环数不一样方法，可以设计不同的形状，分别为长方形与正方形。产品A的特点是透气性好、手感柔软，特别是海岛纤维通过去“海”处理后，手感更柔软，穿着贴身舒服。产品A使用竹浆纤维，使面料吸湿性和杀菌抑菌效果都优于其他纤维织物，更加适合户外多变的天气，受到消费者的广泛喜爱。

4.2　产品B

产品B与产品A不同，采用三层自身交替接结的方法，整体比较厚实耐用，适合外出使用。经过后整理的织物，表面起皱效果明显。这是由于苎麻纤维碱缩的影响以及海岛纤维去“海”处理时纤维收缩率大于另两种纤维收缩率而产生的。收缩使得织物表面漫反射加强，利于吸能和隐蔽。产品B

表层和里层纬纱均采用苎麻纤维，正好可以充分利用其优点，既舒适又美观，又散湿透气，适合剧烈户外运动穿着的要求。

5结语

通过经纬纱原料的合理搭配，采用三层局部自身接结织造方法开发出了外观独特、适应能力强的户外面料。该面料能发挥不同原料的优点，赋予每一层独自的作用，从而获得一定的多种功能。这对于高档次、功能化的户外面料开发具有一定的参考价值。

参考文献

[1]吴汉金，郑佩芳．机织物机构设计原理[M]．上海：同济大学出版社，1990.

[2]黄晓梅．三维梯度结构增强体的设计与制造〔J〕．南通工学院学报，2004(1)：49-51.

[3]濮美珍．苎麻织物的设计与生产[M]．北京：中国纺织出版社，1988.

Development of 3-tier local binding weave

TianShaohui1,CuiXin2,HuZhiyi1,DengHaiyun2

(1. Institute of Architectural Engineering of the General Logistics Department of the PLA；

2. Xi’an Polytechnic University)

Abstract:The weaving process and design of the 3-tier blinding fabric were discussed. The 3-tier blinding weaves and looming draft were designed by using bamboo pulp fiber, ramie fiber and sea-island fiber. Profiting from the tying structure of normal 3-tier woven fabric, the 3-tier binding weave will be apply to adaptable outdoor fabric with unique appearance.

Keywords:outdoor fabric, woven fabric design, binding weave, weaving process