多功能雙面凹凸立體浮雕提花織物的創(chuàng)新設(shè)計(jì)

周 彬， 王慧玲， 王圣杰

(1.鹽城工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 紡織服裝學(xué)院，江蘇 鹽城 224005；2.浙江理工大學(xué) 材料與紡織學(xué)院，杭州 310018；3.江蘇省生態(tài)紡織工程技術(shù)研發(fā)中心，江蘇 鹽城 224005；4.江蘇悅達(dá)家紡有限公司，江蘇 鹽城 224000)

設(shè)計(jì)與產(chǎn)品

多功能雙面凹凸立體浮雕提花織物的創(chuàng)新設(shè)計(jì)

周 彬1,2,3， 王慧玲1， 王圣杰4

(1.鹽城工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 紡織服裝學(xué)院，江蘇 鹽城 224005；2.浙江理工大學(xué) 材料與紡織學(xué)院，杭州 310018；3.江蘇省生態(tài)紡織工程技術(shù)研發(fā)中心，江蘇 鹽城 224005；4.江蘇悅達(dá)家紡有限公司，江蘇 鹽城 224000)

文章介紹一種機(jī)織雙面立體浮雕織物的創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法。采用雙層填芯與雙層接結(jié)相結(jié)合的方法，在織物的正面與反面均能呈現(xiàn)出立體凹凸的浮雕效果。利用Bnierley異特異密織物實(shí)有方形密度設(shè)計(jì)原理，設(shè)計(jì)出合理的經(jīng)緯密度，并利用紋織CAD軟件設(shè)計(jì)出織物上機(jī)的各項(xiàng)工藝參數(shù)。為了增加織物的附加功能同時(shí)兼顧舒適性，經(jīng)紗全部采用7.38 tex鍍銀錦綸纖維/Tencelsun 50/50混紡紗，甲緯采用9.84 tex鍍銀錦綸纖維/Tencelsun 50/50混紡紗，乙緯采用9.84 tex Tencel紗，芯緯采用8.33 tex/36F滌綸網(wǎng)絡(luò)絲，從而得到集防電磁輻射、防紫外線、保暖、抗菌于一體的多功能雙面凹凸立體浮雕織物。

提花織物；雙面浮雕；凹凸立體；防電磁輻射；防紫外線；保暖；抗菌

凹凸立體浮雕效應(yīng)是指通過(guò)織物設(shè)計(jì)的各種巧妙手段，使織物表面呈現(xiàn)出立體凹凸感極強(qiáng)的浮雕花紋。此類織物不僅增強(qiáng)了服用效應(yīng)、技術(shù)含量和附加值,而且使織物更具美觀性和裝飾性[1]。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外凹凸風(fēng)格的織物越來(lái)越受到青睞，特別在歐美地區(qū)，織物所呈現(xiàn)的凹凸起伏、波浪感很受追捧。對(duì)凹凸立體織物的研究中以針織居多，在機(jī)織凹凸織物的各項(xiàng)研究中，多采用單層織物組織配以彈力紗線，或采用不同送經(jīng)量形成凹凸效果[2]。本研究利用兩組經(jīng)紗，三組緯紗，聯(lián)合運(yùn)用雙層填芯組織與普通雙層組織，芯紗采用具有彈力的滌綸網(wǎng)絡(luò)絲，間歇出現(xiàn)在織物的表層與中層。利用雙層組織的設(shè)計(jì)原理，創(chuàng)新設(shè)計(jì)一款新穎的雙面凹凸立體浮雕效應(yīng)織物，并且采用功能纖維作為經(jīng)緯紗原料，生產(chǎn)出具有防電磁輻射、防紫外線、保暖、抗菌于一體的多功能雙面凹凸立體浮雕織物。

1 織物規(guī)格設(shè)計(jì)與分析

1.1 紋樣平面模型設(shè)計(jì)

為了在織物上呈現(xiàn)明顯的凹凸立體浮雕效應(yīng)，需要提供給填芯紗線足夠的蓬松空間，紋樣模型設(shè)計(jì)時(shí)，將雙面凹凸部分的面積盡量增加，采用滿地布局，浮雕花紋的面積大約占到布樣總面積的3/4[3]，紋樣的平面模型如圖1所示。

圖1中，A區(qū)為浮雕效應(yīng)區(qū)域，滌綸網(wǎng)絡(luò)絲填充于內(nèi)部，不與經(jīng)紗交織，B區(qū)為平面結(jié)構(gòu)區(qū)域，所有的為實(shí)現(xiàn)雙面凹凸立體浮雕的效果，在A區(qū)采用雙層填芯組織，經(jīng)紗分為甲經(jīng)和乙經(jīng)兩個(gè)組分，排列比為1︰1，緯紗分為甲緯、乙緯和芯緯三個(gè)組分，排列比為(1︰1)×5︰5，表里組織均采用平紋。B區(qū)采用雙層接結(jié)組織，表組織為1/3右斜紋，里組織為四枚不規(guī)則經(jīng)緞，經(jīng)緯紗的排列比與A區(qū)相同。A區(qū)與B區(qū)的組織合成展開(kāi)后如圖2所示。

A.浮雕區(qū)， B.平面區(qū)圖1 雙面凹凸立體浮雕織物紋樣平面模型Fig.1 Plane model diagram of multi-functional double-sidedconcave-convex three-dimensional cameo jacquard fabric

紗線按照設(shè)計(jì)的組織全部參與交織[4-5]。

1.2 織物組織設(shè)計(jì)

圖2 雙面凹凸立體浮雕織物組織圖Fig.2 Weave chart of multi-functional double-sided concave-convex three-dimensional cameo jacquard fabric

1.3 紗線原料設(shè)計(jì)

為了實(shí)現(xiàn)雙面凹凸立體浮雕織物的功能性同時(shí)兼顧舒適性，兩組經(jīng)紗均采用7.38 tex(80S)鍍銀錦綸纖維/Tencelsun 50/50混紡紗(江蘇悅達(dá)紡織集團(tuán)有限公司)。甲緯采用9.84 tex(60S)鍍銀錦綸纖維/Tencelsun 50/50混紡紗(江蘇悅達(dá)紡織集團(tuán)有限公司)，乙緯采用9.84 tex(60S) Tencel純紡紗(江蘇悅達(dá)紡織集團(tuán)有限公司)，芯緯采用8.33 tex(75D)/36F滌綸網(wǎng)絡(luò)絲(江蘇盛虹化纖有限公司)。

1.4 經(jīng)緯密度設(shè)計(jì)

首先通過(guò)計(jì)算得出該織物平面區(qū)域表層的最大經(jīng)緯密度，進(jìn)而確定雙層織物的密度。根據(jù)Bnierley異特異密織物實(shí)有方形密度計(jì)算公式[6-7]：

Ne=2×Nej×New/(Nej+New)

(1)

式中：Ne為平均線密度，Nej為經(jīng)紗的線密度，New為緯紗的線密度，則Ne=8.61 tex(68.57S)。

棉型方形織物的最大密度為：

(2)

式中：D為織物的最大密度，f為織物組織平均浮長(zhǎng)，m為組織系數(shù)。

該織物平面區(qū)域表層組織為1/2斜紋，則f為1.5，m為0.39，D=405.4根/10 cm。

方形結(jié)構(gòu)常數(shù)為：

(3)

式中：K為方形結(jié)構(gòu)常數(shù)，D為織物的最大密度，Nej為經(jīng)紗的線密度，New為緯紗的線密度。

經(jīng)計(jì)算得K=12 988.09。

織物最大經(jīng)緯密度之比為：

R=Pjmax︰Pwmax

(4)

式中：R為織物最大經(jīng)緯密度之比，Pjmax為最大經(jīng)密，Pwmax為最大緯密。

根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，單層斜紋緊密織物的R取1.5，則Pjmax=518.69根/10 cm，Pwmax=Pjmax/R=345.79根/10 cm。

織物的表層經(jīng)緯密為：

Pbj=C×PjmaxPbw=C×Pwmax

(5)

式中：Pbj為織物的表層經(jīng)密；Pbw為織物的表層緯密；C值為織物緊度系數(shù)，根據(jù)不同的要求進(jìn)行選取，緊密織物取值范圍為0.91～0.96，較緊密織物為0.86～0.90，適度松緊織物0.81～0.85，松軟結(jié)構(gòu)織物為0.72～0.80。

本研究設(shè)計(jì)的多功能雙面凹凸立體浮雕織物，為了讓其更好地實(shí)現(xiàn)其功能性與實(shí)用性，采用較緊密織物的設(shè)計(jì)方案，C值取0.88，則Pbj=456.0根/10 cm，Pbw=304.0根/10cm，可根據(jù)織物試織結(jié)果做適當(dāng)調(diào)整。

表層上機(jī)經(jīng)緯密度設(shè)計(jì)好之后，即可確定出總經(jīng)密Pj=2Pbj=912根/10 cm，總緯Pw=2Pbw=608根/10 cm。

1.5 上機(jī)工藝設(shè)計(jì)

在大提花織機(jī)上進(jìn)行織樣，從前到后采用一順穿，90號(hào)筘，每筘四入。利用紋織CAD軟件(杭州經(jīng)緯計(jì)算機(jī)系統(tǒng)工程有限公司)進(jìn)行相關(guān)上機(jī)工藝的設(shè)計(jì)，由于緯紗分為三個(gè)組分所以投三梭，在組織配置表中正確配置各梭的組織，得到電子紋版后進(jìn)行上機(jī)織造[8-9]，多功能雙面凹凸立體浮雕織物如圖3所示。

圖3 多功能雙面凹凸立體浮雕織物Fig.3 Multi-functional double-sided concave-convex three-dimensional cameo jacquard fabric

2 功能測(cè)試與分析

2.1 防電磁輻射性能測(cè)試與分析

采用DR913織物防電磁輻射性能測(cè)試儀(溫州市大榮紡織儀器有限公司)，對(duì)織物進(jìn)行全頻率(輻射頻率范圍25 MHz～1.3 GHz)防電磁輻射性能測(cè)試，使用標(biāo)準(zhǔn)為SJ 20524—1995《材料屏蔽效能的測(cè)試方法》，其測(cè)試結(jié)果如圖4所示。

圖4 多功能雙面凹凸立體浮雕織物防電磁輻射性能Fig.4 Anti-electromagnetic radiation performance ofmulti-functional double-sided concave-convexthree-dimensional cameo jacquard fabric

根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)SJ 20524—1995《材料屏蔽效能的測(cè)試方法》規(guī)定，電磁輻射屏蔽效能SE=10 lg(P0/P1)。由測(cè)試結(jié)果可知，該織物最大屏蔽效能SE=99.999 1%，所對(duì)應(yīng)頻率為840 MHz，最小屏蔽效能SE=99.586 0%，所對(duì)應(yīng)頻率為1 250 MHz。鍍銀錦綸纖維的鍍銀過(guò)程采用多靶磁控濺射柔性鍍膜技術(shù)及復(fù)合電鍍技術(shù)，纖維表面包覆一層致密、均勻、牢固的鍍銀層，由于銀的電導(dǎo)率在自然界最大，鍍銀錦綸纖維導(dǎo)電性良好(4Ω/cm)?？椢镏械慕?jīng)緯紗采用這種材料進(jìn)行交織，結(jié)合雙面凹凸結(jié)構(gòu)，形成一個(gè)封閉連續(xù)的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)。這個(gè)網(wǎng)絡(luò)可以對(duì)電磁產(chǎn)生反射和引流，在鍍銀層內(nèi)產(chǎn)生與源電磁場(chǎng)相反的電流和磁極化，從而將電磁輻射阻擋在織物外層，因此，該織物具有非常好的防電磁輻射性能。

2.2 防紫外線性能測(cè)試與分析

采用YG902C防紫外線透過(guò)及防曬保護(hù)測(cè)試儀(寧波紡織儀器廠)，對(duì)織物進(jìn)行防紫外性能指標(biāo)測(cè)試，使用標(biāo)準(zhǔn)為GB/T 18830—2009《紡織品防紫外線性能的評(píng)定》，其測(cè)試結(jié)果如圖5所示。

圖5 多功能雙面凹凸立體浮雕織物防紫外線性能Fig.5 Anti-UV performance of multi-functional double-sidedconcave-convex three-dimensional cameo jacquard fabric

經(jīng)測(cè)試系統(tǒng)計(jì)算得出：該織物的紫外線防護(hù)系數(shù)UPF=58.2，UVA的透射比T(UVA)=2.59%，UVB的透射比T(UVB)=1.09%，日光紫外線透射比T(UVR)=2.15%。按照GB/T 18830—2009《紡織品防紫外線性能的評(píng)定》規(guī)定，當(dāng)樣品的UPF>40，且T(UVA)<5%時(shí)，可稱為“防紫外線產(chǎn)品”。結(jié)合測(cè)試結(jié)果，該產(chǎn)品符合防紫外線產(chǎn)品的要求。由于經(jīng)緯紗采用了Lenzing(蘭精)公司的防紫外線纖維Tencelsun，纖維在加工過(guò)程中加入了長(zhǎng)效的來(lái)源于礦物質(zhì)的抗紫外線輻射劑，同時(shí)織物具有雙層凹凸浮雕效果，使得該織物具有較佳的防紫外線效果。

2.3 保暖性能測(cè)試與分析

采用YG(B)606E型織物保溫性能測(cè)試儀(溫州市大榮紡織儀器有限公司)，對(duì)織物保溫性能進(jìn)行測(cè)試，其保暖率為39.6%。取同種原料且具有相似經(jīng)緯密和克重的織物進(jìn)行對(duì)比測(cè)試，其保暖率僅為16.3%。分析認(rèn)為，由于該織物A區(qū)內(nèi)滌綸網(wǎng)絡(luò)絲未參與和經(jīng)紗的交織，而是呈自由狀態(tài)填充于內(nèi)部，使得A區(qū)具有較高的蓬松度，容納了較多的靜態(tài)空氣，導(dǎo)熱系數(shù)低，保暖性能好。

2.4 抗菌性能測(cè)試與分析

參照GB/T 20944.3—2008《紡織品 抗菌性能的評(píng)價(jià)第三部分：振蕩法》對(duì)該織物進(jìn)行抗菌性能測(cè)試，對(duì)大腸桿菌和金黃色葡萄糖球菌的抑菌率分別為91.3%和95.1%[10]。按照標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，當(dāng)試樣對(duì)兩種菌種的抑菌率大于等于70%時(shí)，說(shuō)明該試樣具有抗菌效果。由于鍍銀錦綸纖維表層鍍有銀，使纖維具有較好的抗微生物作用，因此織物具有明顯的抗菌能力。

3 結(jié) 論

1)通過(guò)雙層填芯與雙層接結(jié)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在織物的正面與反面均能呈現(xiàn)出立體凹凸的浮雕效果，且織物雙面色彩各不相同，增強(qiáng)了織物的立體美感。

2)為增加織物的附加功能兼顧舒適性，經(jīng)紗全部采用7.38 tex(80S)鍍銀錦綸纖維/Tencelsun 50/50混紡紗，甲緯采用9.84 tex(60S)鍍銀錦綸纖維/Tencelsun 50/50混紡紗，乙緯采用9.84 tex(60S) Tencel紗，芯緯采用8.33 tex(75D)/36F滌綸網(wǎng)絡(luò)絲。

3)利用Bnierley異特異密織物實(shí)有方形密度設(shè)計(jì)原理，確定織物的總經(jīng)密Pj=2Pbj=912根/10cm，總緯密Pw=2Pbw=608根/10cm。利用紋織CAD軟件設(shè)計(jì)織物上機(jī)的各項(xiàng)工藝參數(shù)，進(jìn)行織造。

4)經(jīng)防電磁輻射、防紫外線、保暖、抗菌測(cè)試，其電磁輻射屏蔽效能SE在99.586 0%～99.999 1%，紫外線防護(hù)系數(shù)UPF=58.2，UVA的透射比T(UVA)=2.59%；由于凹凸浮雕結(jié)構(gòu)區(qū)A中充滿未交織的滌綸網(wǎng)絡(luò)絲，其彈性收縮、蓬松，容納較多的靜止空氣，保暖率可達(dá)到39.6%；由于鍍銀錦綸纖維的存在，織物對(duì)大腸桿菌和金黃色葡萄糖球菌的抑菌率可達(dá)到91.3%和95.1%，各項(xiàng)指標(biāo)均符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。因此，該織物集防護(hù)、保暖、抗菌、美觀于一體，具有較好的產(chǎn)業(yè)化推廣前景。

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Creative design of multi-functional double-sided concave-convex three-dimensional cameo jacquard fabric

ZHOU Bin1,2,3, WANG Huiling1, WANG Shengjie4

(1.Textiles and Apparel College, Yancheng Industry Vocational Technology College, Yancheng 224005, China; 2. College of Materials and Textiles, Zhejiang Sci-Tec University, Hangzhou 310018, China; 3. Jiangsu Ecological Textile Engineering R&D Center,Yancheng 224005, China; 4.Jiangsu Yueda Home Textile Co., Ltd., Yancheng 224005, China)

In this paper, a creative design method of multi-functional double-sided concave-convex three-dimensional cameo jacquard fabric is introduced. A stereo concave-convex cameo effect can be presented in both negative side and positive side of the fabric by combining double filling and double stitching methods. Reasonable warp/weft density is designed by using “Bnierley” different tex and fabric density of actual square design principles. Fabric process parameters are designed by using the fabric CAD software. In order to increase the additional features of the fabric as well as comfort, warp yarns are all made of 7.38 tex silver-nylon/Tencelsun 50/50 blended yarn; first filling yarns are made of 9.84 tex silver-nylon/Tencelsun 50/50 blended yarn; second filling yarns are made of 9.84 tex Tencel yarn; core filling yarns are made of 8.33 tex/36F polyester network filament. In this way, a multi-functional double-sided concave-convex three-dimensional cameo jacquard fabric which has the functions of anti-electromagnetic radiation, anti-UV, heat preservation, anti-bacteria can be obtained.

jacquard fabric; double-sided cameo; concave-convex; three-dimensional; anti-electromagnetic radiation; anti-UV; heat preservation; anti-bacteria

10.3969/j.issn.1001-7003.2016.12.009

2016-09-21;

2016-11-06 基金項(xiàng)目: 江蘇高校優(yōu)秀科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)資助項(xiàng)目(蘇教科〔2015〕4號(hào))；江蘇高校品牌專業(yè)建設(shè)工程資助項(xiàng)目(PPZY2015C254)；江蘇省高職院校青年教師企業(yè)實(shí)踐培訓(xùn)資助項(xiàng)目(2016QYSJ060) 作者簡(jiǎn)介: 周彬(1981_)，男，講師，博士，主要從事紡織新產(chǎn)品設(shè)計(jì)與檢測(cè)。通信作者：王慧玲，副教授，15949149207@126.com。

TS105.47

A

1001-7003(2016)12-0049-05 引用頁(yè)碼: 121201