基于CAD技术的形态记忆提花面料的设计与生产

王慧玲，周 彬,2，于 灿，徐毓亚

(1.盐城纺织职业技术学院 纺织工程系，江苏 盐城 224005；2.江苏省生态纺织工程研发中心，江苏 盐城 224005；3.悦弘织造有限公司，江苏 盐城 224005；4.盐城市纤维检验所，江苏 盐城 224005)

基于CAD技术的形态记忆提花面料的设计与生产

王慧玲1，周 彬1,2，于 灿3，徐毓亚4

(1.盐城纺织职业技术学院 纺织工程系，江苏 盐城 224005；2.江苏省生态纺织工程研发中心，江苏 盐城 224005；3.悦弘织造有限公司，江苏 盐城 224005；4.盐城市纤维检验所，江苏 盐城 224005)

将具有形态记忆功能的PTT长丝应用于大提花织物的生产工艺。结合具体实例，探讨了利用纹织CAD软件进行提花织物设计的流程及设计方法，最终获得了一款高贵典雅、具有优良抗皱性能的高档提花面料。同时，测试了该面料的静、动态悬垂性系数和急、缓弹性折皱回复角，并进行了试验分析，结果表明：该面料具有较好的形态记忆性能。

PTT纤维；记忆面料；CAD；大提花面料；生产工艺

PTT(聚对苯二甲酸1，3丙二醇酯)纤维与PET纤维、PBT纤维同属聚酯纤维。用PTT纤维制成的面料具有形态记忆功能[1]，即具有良好的褶皱回复能力，其制成品在5 %应变作用下回复率为93 %，织物柔软、光泽亮丽，可与丝绸媲美，具有芯吸排汗功能、耐日照、优越的抗菌性，其制品废弃后在土壤或海水中可分解为二氧化碳和水，PTT纤维被誉为21世纪极具潜力的合成纤维。

PTT纤维具有的螺旋形弹簧结构充当了记忆原始形状的弹性单元角色，同时在生产加工中，高密强捻的纺织结构充当了让织物发生第二次变形和固定的可逆相角色，即纺织结构提供面料或服装形状的可塑性，从而确保PTT面料具有记忆能力[2-3]。

本研究将PTT纤维应用于大提花面料的生产，尝试增强提花面料的抗皱性能，提高其附加值。

1 纹织CAD的应用及相关工艺设计

1.1 织物规格及相关工艺参数

经丝PTT-FDY，83 dtex，100 捻/10cm；纬丝P-FDY，涤纶有光有色弹丝，111 dtex；经纬密分别为620根/10cm和580根/10cm；经纱用量200 g/m；纬纱用量222.72 g/m；成品幅宽300 cm；织造筘幅320 cm；总经丝数18 620根，边经纱根数30×2，每花经纱根数4 640根，每花纬纱根数8 410根，花幅145 cm，当在5 000针电子提花机上织制，纹针数够用时，边针采用一针吊一综处理，需要加边针30×2＝60针，投梭针留8针，所需纹针数为4 708针[4]。

1.2 纹织CAD的应用

利用纹织CAD系统进行织物设计的流程：纹样设计→生成投梭与保存投梭→填组织表→建立样卡→填辅助组织表→生成纹板→纹板检查[5]。

与高档织物的品质相适用，纹样的绘制须显示较高贵的气质，一般不采用强烈对比的配置法。织物密度越大，纹样的表现也越充分，细线条、小块面、点子均可以呈现于织物上，更好地体现出大提花织物的立体感，表现出花位的丰满性，从而获得很好的美感。设计的纹样(局部)如图1所示。

图1 纹样设计图(局部)Fig.1 Pattern design (part)

该设计为单层纹织物，投一梭。纹样用不同的颜色代表不同的组织。地组织为5枚直贡缎，花组织采用10种组织来突显花纹的立体感(图2)，边组织为纬重平。

图2 组织配置Fig.2 Weave design

2 上机织造

2.1 整经工艺

整经选用了GA2180分条整经机。该品种经密大，经纱有捻度，所以经丝易相互摩擦纠缠，开口易不清晰，因此整经时应严格控制经纱张力，力求做到片纱张力均匀，减少接头和绞头，并保证经轴卷绕平整，软硬一致。同时对伸缩筘和导纱辊认真检查，确保纱线通道光洁，提高整经轴质量。整经架筒子大小一致，防止大小气圈碰撞相互纠缠；整经张力片分层分区排列，力争做到卷绕、排列、张力三均匀。

主要工艺参数：整经速度掌握在700 m/min内，张力板隔距20 mm，压棍压力4 000 N，采用集体换筒和分片、分段配置经纱张力，同时为解决织造过程中的松边问题，应加大边纱的整经张力。

2.2 织造工艺

选用GS900式剑杆织机进行织造。GS900剑杆织机是一种带钢筘的剑杆织机，主要特点是产量高，操作灵活，使用方便，织造质量高，功耗低，人机控制好，维护保养要求低。

织造的龙头为SEJ168系列提花机。因该品种的经纬密比较大，下机后的坯布疵点较难修织，为此采用稍大的上机张力，使织造开口清晰，减少星跳、沉经、吊经等织疵。穿经穿筘采用前部织造剩下的丝接头带动，每筘筘入数为4穿筘，筘号为15.12齿/cm。

主要工艺参数为：车速260 r/min，后梁位置前后105 mm、高低＋2 mm，停经架位置前后56 mm、高低0，开口时间325°/min，投纬时间66°～70°，左接纬时间晚于右投纬10°，于180°接到，经纱张力2 800 N，通过优化上机工艺及采取一系列措施，没有出现稀纬等织疵，布面质量良好，经向断头为3根/台·h，纬向断头为l根/台·h，织机效率达到86 %以上，下机一等品率为89 %，取得良好效果。

2.3 产品效果

PTT长丝经过提花工艺织造后形成的面料如图3所示。用手将面料揉皱，再平铺于桌面上，只需反复几次抹平，面料即可平整如初，充分体现了该面料的记忆特性。此外，恰当的组织配置使织物的花纹富有层次感与立体感，富丽堂皇，高贵典雅。

图3 记忆提花面料实物Fig.3 Photo of shape memory jacquard fabric

3 性能分析

由于PTT形状记忆织物的研究尚处于起步阶段，目前国内外均无形状记忆效果表征的行业标准、国家标准，缺乏对织物形状记忆效果的客观和定量的评价方法。目前常用于表征PTT织物形变保形性的较为客观的方法有折皱回复角法，一般认为织物折皱回复角越大，且缓弹回复角与急弹回复角之间的差值越小，其保形性越好，即记忆效果越好。同时，结合织物的悬垂性能，来间接评价织物的形态记忆性能，一般认为织物在具有良好悬垂性能的前提下，悬垂系数越大，形态稳定性越好，潜在的形态记忆性能越好。

对所得到的提花面料的形态记忆性能进行测试，同对采用相同花型、规格相近的普通提花面料进行对比试验，普通提花面料1、普通提花面料2的经纱原料均为棉纱，纬纱原料为有光涤纶，普通提花面料3经纱原料为普通涤纶，纬纱原料为棉纱，其测试结果见表1。

表1 面料形态记忆性能指标Tab.1 Index of fabric shape memory performance

采用YG811L织物动态悬垂性风格仪对形状记忆提花面料和3种普通提花面料进行对比，测试试样分别在转速为6 r/min和24 r/min条件下的静态、动态悬垂性能。从结果可以看出形态记忆提花面料静态与动态悬垂系数比普通提花面料1分别高出27.4 %和22.8 %，比普通提花面料2分别高出15.7 %和16.4 %，比普通提花面料3分别高出18.7 %和17.1 %，说明形态记忆面料在自重下较普通提花面料1、2、3不易下垂，具有较好的保形性和稳定性。

采用Y541L折皱回复仪测试这两种面料的经、纬向急弹性(15 s)、缓弹性折皱回复性(5 min)，从结果可以看出，形态记忆提花面料的经、纬向急弹性折皱回复角比普通提花面料1分别高56.7 %和49.4 %，比普通提花面料2分别高43.9 %和16.5 %，比普通提花面料3分别高21.6 %和25.2 %；经、纬向缓弹性折皱回复角比普通提花面料1分别高47.3 %和38.8 %，比普通提花面料2分别高43.2 %和14.2 %，比普通提花面料3分别高17.7 %和21.4 %；4种面料经、纬向急、缓弹性折皱回复角的差值分别为：1.59°，2.13°，15.47°，15.34°，1.93°，4.87°，7.36°，6.78°。从以上结果可以看出：形态记忆提花面料的经、纬向急、缓弹性折皱回复角要高于3种普通提花面料，且急、缓弹性折皱回复角差值小于其他3种普通提花面料，因此，形态记忆提花面料整体形变恢复能力好，形态稳定性高，具有较好的形态保持性即记忆性。

4 结 语

采用较先进的生产工艺，将具有记忆功能的PTT长丝用于大提花面料的生产上，不仅保留了大提花面料本身高贵华丽的特质，而且通过试验证明，PTT形态记忆面料的经、纬向急、缓弹性折皱回复角较高而其差值较小，说明其兼具良好的保形性，褶皱回复性强，该产品可应用于床品面料，真正地将功能性与艺术性完美结合，属于提花面料中的高档产品。

[1] 钱以竑.PTT纤维与形状记忆面料的市场发展[J].针织工业，2008(11)：21-22.

[2] 辛婷芬.PTT形状记忆长丝的开发与应用[J].针织工业，2008(3)：1-3.

[3] 周方颖，金先兰.PTT印经形状记忆面料的设计与生产[J].丝绸，2010(11)：25-27.

[4] 罗炳金.纹织工艺与设计[M].上海：东华大学出版社，2008.

[5] 丁一芳，诸葛振荣.纹织CAD应用实例及织物模拟[M].上海：东华大学出版社，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，讲师，主要从事家纺面料的设计与教学。