Outlast腈纶型空调纤维保暖针织面料的设计开发

王 琳，曹秋玲

(河南工程学院 纺织工程系，河南 郑州 450007)

近年来，保暖型产品已成为冬季服装面料特别是针织保暖内衣发展的一个热点.传统的保暖纤维在热调整作用上都是被动防护，不具有双向调节的能力，对湿、冷环境不能很好适应.Outlast腈纶型空调纤维是一种新型的“智能纤维”，它在腈纶纤维内植入微胶囊热敏相变材料，这种材料具有以潜热能的形式吸取储存和释放热量的功能，在温度变化中会通过固态与液态的相互转化实现吸热和放热，对外界温度的变化起到缓冲作用，使温度保持在一个舒适的范围内[1-3].利用Outlast腈纶型空调纤维，从技术、经济和性能等各方面综合考虑，通过选用合理的原料组合进行产品设计，定位开发了一系列保暖针织面料，其产品具有优良的保暖性、调温性和穿着舒适性.

1 原料

为了使开发的产品具有设计所要求的功能性和舒适性，又结合生产技术要求和市场推广前景及性价比，利用Outlast腈纶型空调纤维与其他纤维混纺、交织，生产高附加值的保暖针织面料产品.在实际生产中，纱线原料主要选取60/40棉/腈空调纤维混纺纱，既确保了产品的智能调温性，又较纯空调纤维纱线大大降低了生产成本，与棉混纺也减少了腈纶产品的起毛起球现象.选择Viloft/涤纶混纺纱、中空涤纶纱、低弹涤纶丝与棉/腈空调纤维混纺纱交织，既丰富了产品品种，又降低了生产成本，同时保证了开发的产品既有保暖调温的效果又有良好的服用性能.

Viloft纤维是一种高品质的木质纤维素纤维，纤维表面的细微沟槽使其具有良好的芯吸性能，扁平截面所构造的大量的微气囊能起到保温御寒的作用.Viloft纤维在与圆形截面涤纶纤维混纺的纱体中，能形成独特的导湿通道，起到湿气调节作用[4].用Viloft/涤纶混纺纱与棉/腈空调纤维混纺纱交织，可使针织产品不仅保暖、透气而且穿着柔软舒适，可用于开发优良的保暖内衣面料.中空涤纶纤维是具有中空结构的一种差别化纤维，它具有体积质量轻、蓬松柔软和保暖性好等优良性能，适用于加工高档针织面料.低弹涤纶丝除具有一般涤纶断裂强度高、热定形性能优异、回弹性能好、易洗快干等特点外，还具有膨松性高、隔热性好等特点，作为绗缝针织面料中间的衬纬填充材料，可增加面料的保暖性.

在设计开发产品时，除了对原料进行选择外，对于组织结构的设计也要考虑到产品的保暖舒适要求.组织设计时采用了单面组织和双面组织.

2 单面产品的设计

2.1 平针织物

平针织物表面平整光洁，具有良好的弹性和延伸性.

2.1.1 机器参数

选用迈耶·西单面针织圆机， 机号为E24， 筒径为863.6 mm(34″)， 路数为102 F， 总针数为2 544 N.

2.1.2 坯布工艺参数

42.2 tex棉/腈空调纤维混纺纱纬平针织物，PA=64纵行/5 cm，PB=94横列/5 cm，面密度=297 g/m2.

2.2 添纱衬垫组织

添纱衬垫织物反面有浮线形成的鱼鳞状纹样，正面平整，使用时反面可产生点接触效果，风格独特.把织物的反面浮线拉绒，面料手感更加柔软，同时可增加织物的保暖性.

2.2.1 机器参数

选用圆达三线卫衣机， 机号为E19， 筒径为863.6 mm(34″)， 路数为102 F， 总针数为2 016 N.

图1 添纱衬垫组织的编织图Fig.1 Notation of three-thread fleecy stitch

2.2.2 组织结构设计

添纱衬垫组织的编织图如图1所示.

2.2.3 坯布工艺参数

18.5 tex棉/腈空调纤维混纺纱做面纱、18.5 tex Viloft/涤纶混纺纱做添纱、18.5 tex中空涤纶纱做地纱形成三线添纱衬垫织物，PA=54纵行/5 cm，PB=88横列/5 cm，面密度=339.3 g/m2.

3 双面产品的设计

3.1 罗纹组织

罗纹组织织物表面平整光洁，具有良好的弹性及延伸性，制作的服装无压迫感，穿着舒适.

3.1.1 机器参数

选用金龙KRB-20-1罗纹机， 机号为E16， 路数为60 F， 筒径为762 mm(30″).

3.1.2 坯布工艺参数

18.5 tex棉/腈空调纤维混纺纱罗纹组织，PA=52纵行/5 cm，PB=74横列/5 cm，面密度=148.1 g/m2.

3.2 双罗纹组织

双罗纹组织织物表面平整光洁，手感柔软，结构致密.

3.2.1 机器参数

选用双罗纹机， 机号为E 24， 路数为72 F， 筒径为863.6 mm(34″).

3.2.2 坯布工艺参数

18.5 tex棉/腈空调纤维混纺纱双罗纹织物，PA=75纵行/5 cm，PB=74横列/5 cm，面密度=235.6 g/m2.

图2 三层衬纬织物的花纹意匠图Fig.2 Jacquard design of three-layer weft inlay fabric

3.3 绗缝组织

绗缝组织织物正面呈现均匀的小花效应，反面布面平整，织物较厚.

3.3.1 三层衬纬组织

(1)机器参数

选用德乐UP-372提花圆机， 机号为E24， 路数为72 F， 筒径为762 mm(30″).

(2)组织结构设计

里层为18.5 tex Viloft/涤纶混纺纱、中间衬纬层为150旦低弹涤纶丝、外层为18.5 tex棉/腈空调纤维纱形成三层衬纬织物，其花纹意匠图如图2所示,提花片为步步高(/)排列.形成花纹的针筒拨片排列如图3所示[5].

1358910111213151719222324252728左中右左中右左中右左中右左中右左中右左中右左中右左中右左中右左中右左中右左中右左中右左中右左中右左中右左中右1——————————————————2——————————————————3——————————————————4——————————————————5——————————————————6——————————————————7——————————————————8——————————————————9——————————————————10——————————————————11——————————————————12——————————————————

图3三层衬纬织物的针筒拨片排列
Fig.3Cylinderdialpiecearrangementofthree-layerweftinlayfabric

上机时，第1、3、5、8、10、12、15、17、19、22、24和27路在针筒针成圈；第2、4、6、9、11、13、16、18、20、23、25和28路在针盘针成圈.其中，第9、11、13、23、25和28路有选择地在针筒针集圈(如图2所示)；第7、14、21和26路不成圈，只作针背后的衬纬垫纱.

图4 双层织物的花纹意匠图Fig.4 Jacquard design of double-layer fabric

(3)坯布工艺参数

PA=85纵行/5 cm，PB=88横列/5 cm，面密度=288.6 g/m2.

3.3.2 双层织物

(1)机器参数

选用德乐UP-372提花圆机， 机号为E24， 路数为72 F， 筒径为762 mm(30″).

(2)组织结构设计

外层为18.5 tex棉/腈空调纤维混纺纱，里层为18.5 tex Viloft/涤纶混纺纱形成双层织物，其意匠图如图4所示,提花片为步步高(/)排列.形成花纹的针筒拨片排列如图5所示.

135789101112131517192021222324左中右左中右左中右左中右左中右左中右左中右左中右左中右左中右左中右左中右左中右左中右左中右左中右左中右左中右1——————————————————2——————————————————3——————————————————4——————————————————5——————————————————6——————————————————7——————————————————8——————————————————9——————————————————10——————————————————11——————————————————12——————————————————

图5双层织物的针筒拨片排列
Fig.5Cylinderdialpiecearrangementofdouble-layerfabric

上机时，第1、3、5、7、9、11、13、15、17、19、21和23路在针筒针成圈；第2、4、6、8、10、12、14、16、18、20、22和24路在针盘针成圈.其中,第8、10、12、20、22和24路有选择地在针筒针集圈.

(3)坯布工艺参数

PA=70纵行/5 cm，PB=77横列/5 cm，面密度=186.4 g/m2.

4 上机注意事项

(1)棉/腈空调纤维混纺纱、Viloft/涤纶混纺纱、中空涤纶纱和低弹涤纶丝在络纱时，可加入抗静电剂和柔软剂，减少编织时产生的静电，降低纱线的摩擦系数，使纱线更加柔软.

(2)织造时严格控制车间的温湿度，降低编织时的送纱张力，避免微胶囊的损坏或织造过程中因纱线强力低而造成的编织疵点.

(3)纬平针、罗纹和双罗纹织物在编织时，要注意控制各路纱线的送纱张力均匀一致，在保证正常编织的条件下送纱张力要尽可能小，以保证布面质量.

(4)添纱衬垫组织衬垫比采用1∶2的比例.

(5)三层衬纬组织和双层织物因棉/腈空调纤维混纺纱线强力不高，设计的花型不宜过大，集圈针数不能太多，否则容易出现破洞等疵点.

5 面料性能

设计开发的Outlast腈纶型空调纤维保暖针织面料规格参数见表1.

表1 面料规格参数Tab.1 Specification parameters of fabrics

采用YG606平板式保温仪测试面料的保暖性，以传热系数来反映织物在实际穿着时的热感觉或舒适程度.采用温度变化法评价面料的调温性能，所测指标时间指数为织物表面温度下降或上升至规定温度所需的时间与织物厚度的比值，以min/mm为单位.Outlast腈纶型空调纤维保暖针织面料的保暖与调温性能测试结果见表2.

表2 面料传热系数、调温时间指数Tab.2 Heat transfer coefficient and temperature adjusting time index of fabrics

从表2可以看出，加入了棉/腈混纺纱的1#～6#织物的传热系数比7#和8#全棉织物的传热系数要低，说明1#～6#面料的保暖性要比全棉织物好.1#～6#织物的降温时间指数和升温时间指数均明显高于7#和8#全棉织物，说明1#～6#保暖型空调织物的调温性能要比全棉织物好.

6 结语

利用Outlast腈纶型空调纤维所具有的双向温度调节的适应性，综合考虑技术、经济、性能等多方面因素，合理选用棉/腈空调纤维混纺纱、Viloft/涤纶混纺纱、中空涤纶纱和低弹涤纶丝等原料，设计开发了单面与双面2个系列6个品种的保暖针织面料并进行了设备和工艺参数优化，指出了上机中需要注意的问题.与普通全棉织物相比，设计开发织物的传热系数较低，降温时间指数和升温时间指数明显要高，这说明产品的保暖调温性比全棉织物好，体现了空调纤维良好的保暖调温功能.根据目前针织面料的发展趋势，今后还可以结合企业的生产实际情况，进一步开发加入氨纶等高弹纱线的塑体内衣产品以满足市场需求.

参考文献：

[1] 董家瑞.Outlast空调纤维的性能及其应用[J].针织工业，2007(3)：32-34.

[2] Farid M,Khudhair M, Razack Ali K. A review on phase change energy storage: materials and applications [J]. Energy Conversion and Management,2004,45 (9/10): 1597-1615.

[3] Rossi R M,Bolli W P. Phase change materials for the improvement of heat protection[J]. Advanced Engineering Materials, 2005,7(5): 368-373.

[4] 李朋朋，薛少林.Viloft纤维和珍珠纤维的定性鉴别[J].纺织科技进展，2010(6)：66-70.

[5] 龙海如.针织学[M].北京：中国纺织出版社，2009：111-114.