1、 1 毕业设计文献综述 纺织工程 COOLMAX 纤维性能研究及多臂提花织物产品开发 一、 前言部分 随着社会经济的发展和生活水平的提高，人们对纺织品穿着舒适性的要求也越来越高。服装的穿着舒适性要求服装具有干爽、透气、保暖的效果。传统的天然纤维棉纤维具有较好的亲水性能和自然的形态结构，但在汗液浸湿后，会发生粘贴在人体皮肤上的现象，带来极不舒适的感觉；普通聚酯纤维由于其本身的疏水特性，影响了织物的舒适性。随着纺织科技的飞速发展，越来越多的高性能纤维横空出世，在增加了纤维家族种类的同时为生活生产纤维用料提供了更加丰富的选择余 地。美国杜邦公司近年推出的 Coolmax纤维（一种具有四凹槽截面的聚酯
2、纤维）是一种导汗、快干、凉爽、舒适的功能性纤维 1。中国加入 WTO后 ,随着市场国际化的不断发展和深入 ,纺织品的质量和档次在不断提高 。 产品多样化需要不断增加 ,以适应市场发展的要求 2。 一般的多臂织机由于受到综片数的限制，生产的提花产品花形比较简单，多数是单层的衬衫面料及部分床上用品，花纹仅起到点缀作用。如何利用现有的多臂织机，结合巧妙的组织结构设计，开发出装饰性较强的提花色织产品，提高产品的市场适应能力，具有重要意义 3。本文将对 coolmax纤维性能进行全面的研究实验，了解其吸收排汗、断裂强度等特性。此外，通过多臂 cad设计，从织物小花纹的组织设计到配色，获得全新的多臂提花织
3、物， 并利用 photoshop完成实物模拟， 使之在外观，手感，舒适度和性能上有新的突破，从而为提花和高性能纤维的结合的开辟了广阔的应用前景。 二、 主题部分 Coolmax纤维是美国杜邦公司于 1986年推出的异形中空聚酯纤维。其截面为独特的扁十字形，中空。纤维表面纵向有四个沟槽，管壁透气，纤维比表面积比常规圆形纤维大 20。纤维表面的微细沟槽在面料内可形成很好的毛细网络， 通过毛细管的芯吸作用将人体体表的水分转移到纤维外层并快速挥发，达到吸湿、排汗和透气功能，使皮肤保持干爽和舒适。另外， Coolmax纤维还具有聚酯纤维的滑爽、耐磨和抗皱性，染色性能良好，水洗尺寸稳定，手感柔软，悬垂性优
4、良 4。Coolmax纤维性能主要有： 1、 导热性能 2 织物的导热系数和热阻是两个含义相反的织物隔热性指标，织物的热阻大或导热系数小，织物的隔热性能好。因为织物的导热系数与织物中纤维的导热系数密切相关， Coolmax纤维是一种具有四凹槽截面的聚酯纤维，结晶度高，结构紧密，有利于热传导，其导热系数 比棉纤维大，其含量越高，织物的导热系数越大，散热越快，织物凉爽，适合夏季穿着。 2、 吸水性能 因为 Coolmax纤维表面有四道凹槽，能使相邻纤维易于靠拢，并形成许多毛细效应 很强的细小芯吸管道，这些管道能将液态水迅速吸收并向周围扩散，而且 Coolmax纤维吸水后几乎不发生像棉纤维那样的溶胀
5、作用，具有很强的持续吸汗排汗能力。 3、 透湿性能 Coolmax纤维特有的四道凹槽异形截面结构，比表面积大大增加，具有较大的表面能，纤维之间形成的毛细管芯吸管道，对水蒸气具有很强的物理吸附作用，同时能将吸附的水蒸气迅速传递 到织物的另一面，并快速蒸发，使得织物对水蒸气具有持续的吸附传递和快速蒸发达到散失水分和热量的作用，从而使得人体穿着 Coolmax 织物的服装在出汗后增加的水汽能被及时排出带走热量，从而使人产生凉爽感，维持一个良好的人体皮肤表面的微气候环境 1。 Coolmax面料在短时间或较长时间内的干燥速率都明显优于其它面料，是棉织物的 2倍左右。因为纯棉虽可吸汗，但排汗能力不高，而
6、 COOLMAX纤维在吸汗和排汗方面表现都很出色 5。 电脑提综小样织机是由电子纹版装置、提综装置、送纬装置和打纬装置等主要部件来实现经纱的 升降运动和纬纱织入的。该 小样织机结构简单 ， 采用手工投梭 和 打纬 。此外， 小样试织广泛应用于色织厂和毛纺织厂进行色织产品开发 (改进设计、仿制设计、创新设计 )和来样仿制生产其质量直接影响设计效果的实现，进而影响织造工艺参数的合理选取 6。 我们所说的小花纹织物主要是指利用织物组织的排列和变化，或者配合使用不同原料的经纬线，或者利用不同粗细、不同捻度或捻向、不同色彩的经纬线，以及各种花式线、彩色金银线，运用一定的艺术技巧，单独使用或者综合上述变化
7、条件，在较为简单的工艺过程和生产设备 一般用不超过 16 片综的多臂机 上，制织出具有线条型花型、条格型花纹、散点花纹等外观的织物。 小花纹的基本特征是通过不太复杂的工艺程序，用组织与色彩或经纬组合的配置与衬托等方法，使织物花纹图案新颖并具有立体感，再加上简练的点缀，织物的外观就更显得变换多彩。因此在纹样图案设计时，要求用概括和精练的手法处理题材，花纹图案不强调写实而求神似，不能只考虑花纹的富丽，布局的优美，而必须同时考虑生产工艺因素，使之有利于生产以及后道工序3 的顺利进行。因此如何运用一定的设计技巧，生产既有丰富的图案艺术图案以及绮丽多彩的外观，又有良好的使用性能，而生产过程 又不十分复杂
8、的优秀产品，是一个值得学习与研究的问题。小花纹织物是集这几大特点为一体的理想的选择 7。 织物中经纱与纬纱相互交错或彼此沉浮的规律叫做织物组织，织物组织设计是纺织品设计中的一项很重要的内容，也是织造过程中一项重要的技术条件。改变织物的组织将对织物结构、外观及其物理机械性能起到显著的影响 8。 在组织中最简单的是三原组织，又称基本组织，包括平纹，斜纹和缎纹三种组织。它们是各种织物组织的基础。以三原组织为基础加以变化（重平，方平，加强斜纹，复合斜纹、加强缎纹、变则缎纹等）或联合使用，因此可以得到 各种个样的组织结构，从而达到组织的多样性 9。 多臂织物的组织设计是在基原组织上通过加强、镶嵌、旋转、
9、移植、置换等方法进行创作的。为了使组织结构设计更丰富并保持特色，可同时采用上述两种或两种一上的方法，甚至可以进行多次反复。常用的组织结构设计方法有加强设计法、镶嵌设计法、旋转设计法、移植设计法等等。 由于普通织机的综框数为 16 片，使用综片控制在 12-14 片以内，为了充分表现花纹清晰美观，并具有较好的强力和牢度，除适当控制和减少经纬密度外，组织结构设计应选择简练的几何图形，充分利用经纬面对比、疏密对比以及轴 对称设计法则。由于花纹的交织浮长与基础组织有一定差异，为了防止纵横向可能产生密度难以控制和缩率不匀的问题，应采取加大花纹间距的办法，是缩率不匀和纬密不匀的弊病得到缓解。为了控制综框数
10、，又使花纹清晰、美观、丰满，通常以平纹组织为基础进行花纹设计 10。 机织物小提花的形成主要是运用不同织物组织的光泽明、程度和组织结构上存在差异的原理 ， 巧妙变化不同组织的排列形成提花 。 或利用不同原料、不同加工工艺、不同颜色等带来的纤维反射光 、 外观 、 染色吸色等不同 ， 以及染色织物外观取决条件的不同产生染色色差等 ， 配合使用不同的经 、 纬纱线来使形成的提花花纹更加明显 ， 更具立体感和美感 11。 在传统的设计工艺中，人们为了设计组织循环大，花纹复杂的组织，一般采用手工画图再手工描点的方法。在设计过程中，需要进行不断的修改来逼近最初的画稿，这是一项用时长，难度高的工作。纺织
11、CAD技术结束了手工描点设计织物组织的历史，大大提高了生产效率，缩短了设计周期。现有的纺织 CAD系统在组织设计方面提供了许多功能来辅助设计人员的工作，如：镜像拷贝、组织旋转设计、组织复合设计等。纺织 CAD将设计者从繁重的手工描点中解脱出来，大大提高了生产效率，缩短了设计 周期。 4 多臂织物 CAD系统主要用于各类织物的组织设计、图形编辑、工艺设计、模拟显示以及小样织造。目前国内的织物设计 CAD系统的功能主要有： （ 1）基础的组织设计功能，可根据织物组织图生成穿综图、纹板图及穿筘方案或根据穿综图、纹板图生成组织图。 （ 2）基本的组织图形编辑功能，如：缩放、剪接、旋转、翻转、移动、拷贝
12、等： （ 3）组织图的运算及自动生成功能，可在输入组织参数的基础上自动生成各种组织如：平纹、斜纹、缎纹及其变化组织、各种复杂组织等等。 （ 4）基本的组织设计功能，可对一个或多个组织进行迭加、旋转、拼合运 算，可自动生成组织图、纹板图、穿综图。并有循环扩展功能、建有组织库，简单组织可直接调用。 （ 5）工艺设计功能，可进行纱线设计 ， 织物的配色，织物工艺参数的修改等。组织设计中还可模拟嵌入已设计好的特殊纱线后的织物效果。织物组织的设计还可与纱线的配色功能相结合设计色织物或配色模纹织物。 （ 6）织物外观模拟显示功能。可进行纱线仿真、小样图仿真、色彩仿真，或对纱线、组 织、织物结构均配置好的布
13、面外观进行整体模拟。如再配有电脑织样机，则可达到完全的织物设计仿真模拟。其中小样图仿真国内可达到模拟稚料的拉毛、多次起毛的效果 12。 图 1.2多臂织物组织 CAD系统功能分析 由于受到综片数的限制，多臂织物组织的经纬循环通常都比较小，特别是采用原组织为基础5 组织时，要设计组织循环大的变化组织是比较困难的。长期以来，国内外一直关注这一问题的研究，随着当前纺织品产品和品种更新的速度越来越快，要求多臂织物表面花纹美观、变化多样和具有新颖的外观特征。而设计组织循环大的变化组织和联合组织无疑是满足这样需求的一条可采用的途径。多年来，我们在自行开发的多臂织物 CAD系统上，一直进行这方面的研究 13
14、。 三、 总结部分 本次设计将理论应用到实际当中 ，以高性能纤维 coolmax 为原料，从小花纹的组织及配色设计到最后上机织造，将高科技纤维和新型小花样结合起来织造织物。特作一下总结： （ 1） coolmax 具有比一般织物更优异的性能， coolmax 由于其具有独特的四沟槽形态，使得它在吸湿排汗功能让的领域具有优异的表现， 具有聚酯纤维的滑爽、耐磨和抗皱性，且染色性能良好，水洗尺寸稳定，手感柔软，悬垂性优良 14。 所以 coolmax 织物相较于其他的织物有很大的优越性。 （ 2）在设计小花纹图案时，因考虑到综片数的限制，纺织想得出、画得出，但织不出的现象。因此，在构 思好花纹图案后
15、，必须结合配置组织结构，使组织能与花纹很好的配合，取得画面与织造的一致性。 （ 2） 针对小样试织中出现的典型的布边疵点和布身疵点，从原料品质、织机状态和工艺设计等方面采取相应的防治措施，有较好的效果。如合理确定织机的上机工艺参数，提高织机梭口清晰度，选定合适的上机张力等，可改善 Coolmax织物的织造效率。 随着人们生活水平的提高，人们对织物的原料已经不仅仅局限于棉、涤纶等常用纤维。越来越多的功能性纤维受到了消费者的青睐。而且近来 中国轻纺城市场对口南北客商入市认购者逐步增加，春夏季女装提花面料多 款备受青睐。在多类涤纶、纯棉、涤棉提花面料中，春夏季提花服装面料局部性现货成交和下单相对较多
16、 。 CAD系统与织物花型设计有着紧密的联系 15。 将高性能纤维的应用和多臂 cad结合起来，采用自主设计的符合流行花型，通过设计生产提高产品的附加值，可以使企业增强行业竞争力，为产品出口提供一定的优势，因此高性能纤维和小提花的完美结合将是未来行业发展的一个重要方向之一。 参考文献 1 王耀武 ,杨建忠 ,田秀风 .Coolmax 织物热湿传递性能的测试分析 J.棉纺织技术 ， 2004，32(3). 2 朱秀青 ,高临宏 ,于统生 .梭织多臂细号高密小提花织物的开发 J.山东纺织科6 技 ,2003,(2):10-11. 3 邹清云 ,马芹 ,刘雪平 .纯棉提花色织产品的设计与生产 J.棉
17、纺织技术 ， 2006.34(4):1-4. 4梅肖瑾 .竹棉 /Coolmax 交织小提花织物染整工艺 J.印 染 ,2010,(5)： 21-23.5 李玉华 . COOLMAX 面料的染整加工 J.印 染 , 2010， 36(2):20-22. 6 巴亮 .织物小样疵点防治措施 J.广西纺织科技 .2007， 36（ 3）： 32-34. 7 区秋明 .小花纹织物设计 M.北京：纺织工业出版社， 1988. 8 荆妙蕾 .纺织品色彩设计 M 中国纺织出版社 ,2004 年 10月 . 9蔡陛霞 .织物结构与设计 M.中国纺织出版社， 2004. 10夏兆鹏，马会英，徐梅 .织物风格评定
18、研究发展 J纺织科技进展， 2005-05： 60-62. 11 范兴全 . 机织物小提花的形成及设计技巧 . 纺织科技进展 J, 2006, (2):53-55. 12 张瑜秋 .图形图像处理技术在多臂织物组织设计上的应用研究 D.浙江：浙江理工大学 . 13 施国 . 多臂织物大组织矩阵的设计方法 . 纺织学报 J, 2000,21(6):30-32. 14M.K.Sarkar,J.T.Fan,Y.C.Szeto,andX.M.Tao.Development and Characterization of Light Weight Plant Structured FabricsJ.Fibers and Polymers,2009,10(3):343-350. 15Hyun-Ah Kim and Seung-Jin Kim. Simulation of the Weave Structural Design of Synthetic Woven FabricJs. Fibers and Polymers,2010,11(6):905-910.
