冬季防風(fēng)保暖運動面料的設(shè)計與生產(chǎn)工藝

瞿建新,陸 艷,陳 群

(江蘇工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院,江蘇 南通226007)

0 前言

目前市場上流行的戶外運動面料都是以輕薄、透氣透濕為主,適用于夏季或早秋晚春季節(jié)。開發(fā)一款冬季防風(fēng)保暖戶外運動機(jī)織面料,集防風(fēng)、保暖、舒適、時尚、耐磨、抗撕裂、耐洗滌等基本功能于一體,以滿足冬季戶外運動愛好者的需求。

1 產(chǎn)品設(shè)計

冬季戶外活動面料的功能要求與夏季的戶外運動面料相比較,功能上有很大的區(qū)別:(1)冬季戶外運動面料要有防風(fēng)功能,以抵御寒氣的入侵;(2)面料要有較低的熱傳導(dǎo)性能,以降低熱量流失的速度;(3)經(jīng)向需要良好的彈性回復(fù)功能,以方便肢體的活動;(4)冬季戶外運動服需要貼身,避免面料與肌體間形成流動空氣;(5)戶外活動時,容易剮蹭、摔倒,面料要耐磨、抗撕裂功能等。產(chǎn)品根據(jù)以上的要求進(jìn)行設(shè)計。

1.1 產(chǎn)品的設(shè)計思路:

面料設(shè)計成三層結(jié)構(gòu),每層都有各自的性能特點。表層防風(fēng)、耐磨、抗撕裂、防剮蹭;中間層蓬松、柔軟、保暖;里層舒適、快干、透氣透濕;面料的經(jīng)向要有彈性,方便肢體做伸展運動;緯向要有彈性,緊身性能好,防止產(chǎn)生流動空氣;選用熱傳導(dǎo)性能低的纖維,減緩熱量的流失,防止外面寒氣的入侵。

1.2 面料的表層設(shè)計

1.2.1 表層面料原料的選用

面料表層需要耐磨、防風(fēng)、防剮蹭等功能,因此表層面料的纖維需要選用熱傳導(dǎo)性能比較低的纖維。合成纖維的回潮率比較低,熱傳導(dǎo)系數(shù)比較小,強(qiáng)力高、耐磨性能好,能夠滿足防風(fēng)、保暖、耐磨、防剮蹭等功能要求,適宜用作為外層面料的原料。

合成纖維中的錦綸纖維,彈性回復(fù)性能好,肢體作伸展運動時,比較方便;面料貼身性能好,能夠避免肌體與運動服間產(chǎn)生流動空氣;同時表層織物彈性好,中間層會更加膨松,能增加保暖織物中靜止空氣的含量,更利于保暖。本織物選用N70D/72F DTY FD 錦綸長絲,作為冬季戶外運動面料表層織物的原料。

戶外運動時面料的表層容易被剮蹭,而長絲織物容易出現(xiàn)勾絲現(xiàn)象。給予錦綸長絲適當(dāng)加捻,加捻捻度為680捻/m。錦綸絲加捻后,在遇到剮蹭、摩擦的情況下,不容易產(chǎn)生勾絲,耐磨性能得到提高。加捻捻度不宜大,捻度大,面料會缺少飄逸感,同時也會增加面料的生產(chǎn)成本。

表層的錦綸纖維要選用長絲,不要選用短纖紗,短纖紗的彈性不如長絲,經(jīng)向會影響肢體的伸展運動,緯向會影響面料的貼身性能。

1.2.2 表層織物的組織結(jié)構(gòu)

表層織物的防風(fēng)性能要好,因此織物的組織結(jié)構(gòu),宜采用交織次數(shù)多的平紋組織。平紋組織結(jié)構(gòu)的面料,精致細(xì)膩,抵御外來寒氣的入侵的功能要優(yōu)于其他松散的組織結(jié)構(gòu)。

1.2.3 面料的經(jīng)緯密度

面料的表層需要較大的經(jīng)緯密度,經(jīng)緯密度大,紗線間的間隙小,外面的寒氣難以入侵,防風(fēng)功能好,同時也不容易產(chǎn)生勾絲,提高了面料的耐磨性能。本織物表層經(jīng)密為550根/10cm,表層緯密為416根/10cm。

1.3 面料的中間層設(shè)計:

1.3.1 中間層的結(jié)構(gòu)

機(jī)織面料的中間保暖層有三種:經(jīng)緯交織的保暖層;只有經(jīng)紗的保暖層;只有緯紗的保暖層。

經(jīng)緯紗交織的保暖層:這種保暖層面料比較堅挺,適用于比較正規(guī)的場合,不宜用于休閑運動的場合。

選用緯紗作為保暖層:休閑運動場合的保暖層,要求蓬松、柔軟、輕盈,要含有較多的靜止空氣,因此設(shè)計中間層時,為了蓬松,只能使用較小的張力工藝,才能有較好的蓬松效果,根據(jù)上述分析,中間層不能選用經(jīng)紗,因為經(jīng)紗需要較大的張力,才能保證梭口清晰,滿足織造要求。

1.3.2 中間層的原料

中間層的原料不要選用短纖紗,短纖紗間的間隙大,容易形成流動空氣,蓬松效果也較差,影響面料的保暖效果。長絲蓬松度好,能使保暖層中含有大量的靜止空氣,阻隔了熱量的傳遞,提升保暖的效果,同時使保暖層輕盈,方便肢體活動。

中間層使用較粗的緯絲,增加面料的厚度。緯絲為N160D /96F ATY FD,面料比較厚實,含有的靜止空氣多,保暖效果更好。

中間層的緯絲不要加捻,因為一旦加捻,長絲中的空氣被擠壓,蓬松度下降,靜止空氣減少,會降低保暖效果。

1.3.3 中間層的密度

中間層的緯密為表層織物的50%。中間層密度不宜大,密度大會影響面料的輕盈性能,不利于肢體活動。

1.4 里層面料的設(shè)計

1.4.1 里層原料的選用

里層織物的原料選用14.7tex銅氨/腈綸吸濕發(fā)熱紗線,混紡比為 60%的超細(xì)旦抗起球腈綸纖維,40%的銅氨纖維。超細(xì)旦抗起球腈綸纖維,柔軟性好,舒適性佳,銅氨纖維吸濕性好,能迅速吸收肌體所產(chǎn)生的汗水,保持肌體干爽。發(fā)熱紗線,能夠吸收的濕氣,并將其轉(zhuǎn)化為熱量,這種發(fā)熱紗線制成的織物,柔軟、舒適,冬季觸體時沒有冷濕感。1.4.2 里層織物的織物組織

選用斜紋組織2/2斜紋,斜紋織物柔軟性好,觸體性能好,不容易形成流動空氣,能進(jìn)一步提升面料的保暖性能。

1.4.3 里層面料的經(jīng)緯密度設(shè)計

表層面料需要防風(fēng)、耐磨,因而需要較高的經(jīng)緯密度;中間層蓬松、柔軟,需要較小的經(jīng)緯密度;里層面料需要柔軟舒適、透氣透濕,也需要較小經(jīng)緯密度。里層織物的經(jīng)緯密度均為表層織物的50%。

1.5 接結(jié)組織:使用里層織物的經(jīng)紗,接結(jié)表層組織,并在表層形成菱形圖案。

2 織物的上機(jī)工藝

2.1 織物的上機(jī)圖

織物上機(jī)圖如圖1所示,圖中:A表示表經(jīng),C表示里層經(jīng)紗,a表示表緯,b表示中間層緯紗,c表示里緯,圖中表示表層織物的經(jīng)組織點,表示里層織物的經(jīng)組織點,○表示織制a紗時,C經(jīng)紗提起。接結(jié)組織:使用C經(jīng)紗,接結(jié)表層A經(jīng)紗的接結(jié)方式,接結(jié)點在織物表層形成菱形圖案,增強(qiáng)了面料的時尚感。

圖1 上機(jī)圖

2.2 反織工藝

由于表層經(jīng)紗比較多,為了減少提綜次數(shù),使用反織工藝,即將A經(jīng)紗用作為下層經(jīng)紗,C經(jīng)紗用作上層經(jīng)紗,a緯紗用作為下層緯紗,c緯紗用作為上層緯紗,這樣織制a緯時,C經(jīng)紗提起。由于C經(jīng)紗的根數(shù)少于A經(jīng)紗,有利于梭口的清晰。

2.3 面料的上機(jī)工藝:

坯布幅寬為160.8 cm,坯布總經(jīng)密為1010根/10cm,全幅總經(jīng)根數(shù)為11984根,一花24根,一花中A經(jīng)紗16根,C經(jīng)紗8根,全幅494花,其中A經(jīng)紗7904根,邊紗為128根,邊紗使用A經(jīng)紗,因此A經(jīng)紗共計8302根,C經(jīng)紗3952根。經(jīng)紗排列順序為:2A,1C;緯紗排列順序為:2a,1b,1c,上機(jī)筘幅為166.8cm,筘號為240齒/10cm,每筘3入。

3 生產(chǎn)要點

3.1 絡(luò)筒

表層經(jīng)紗絡(luò)絲速度設(shè)定為800m/min,選用中等絡(luò)絲速度。絡(luò)絲速度快,容易導(dǎo)致經(jīng)絲起毛。里層經(jīng)紗絡(luò)筒速度為1000m/min,絡(luò)筒張力為4檔。

3.2 倍捻

表層經(jīng)、緯絲,需要倍捻,捻度為680捻/m,倍捻速度為38m/min。

3.3 整經(jīng)

經(jīng)紗有二種,織縮各不相同,需要分開整經(jīng),其中A經(jīng)紗共8032根,整成11軸,整經(jīng)配軸為730×9+731×2;C經(jīng)紗,共3952根,整成6軸,整經(jīng)配軸為658×2+659×4;

3.4 并軸

A經(jīng)紗整經(jīng)后需要經(jīng)過并軸工序,并軸速度為80 m/min。

3.5 漿紗

C經(jīng)紗為短纖紗,需要經(jīng)過上漿工序。漿料配方為:變性淀粉56%,PVA漿料40%,抗靜電劑2%,蠟片2%。上漿速度為50m/min,上漿率為11%,漿紗回潮率為5.5%,漿槽溫度為950,使用前重后輕的壓漿工藝。

3.6 穿綜工藝

表層織物的A經(jīng)紗,根數(shù)比較多,經(jīng)緯密度大,織物組織為平紋,梭口難以清晰,穿在綜框的前區(qū),使用1～4頁綜織制。里層織物的C經(jīng)紗,根數(shù)只有表層經(jīng)紗的50%;C經(jīng)紗還有接結(jié)表層組織的功能,穿在綜框的中區(qū),使用5～12頁綜。具體穿綜順序為:1,5,2,3,6,4,1,7,2,3,8,4,1,9,2,3,10,4,1,11,2,3,12,4,每筘3入。

3.7 織造

織物組織為三層結(jié)構(gòu),經(jīng)紗有不同的織縮率,生產(chǎn)難度比較大,高速織機(jī)難以發(fā)揮效率,選用速度較低的GA747劍桿織機(jī)織制,織機(jī)轉(zhuǎn)速為185r/min。

雙軸織制:表層經(jīng)紗,交織次數(shù)比較多,經(jīng)織縮比較大,而且總經(jīng)根數(shù)也比較多,需要控制較大的上機(jī)張力,使用織機(jī)原有的送經(jīng)機(jī)構(gòu)。里層經(jīng)紗根數(shù)只有表層經(jīng)紗的50%,經(jīng)緯密度也比較小,經(jīng)織縮相對比較小,放在后梁上方的輔助軸架上。

織造的其他工藝:使用“早開口,遲引緯,低后梁”工藝,開口時間為2800,進(jìn)劍時間為800,后梁高度為105mm。這種織造工藝,上層經(jīng)紗張力較大,利于梭口清晰,有利于保障織造的順利進(jìn)行。

4 保暖性能測試

4.1 保暖性能測試

參照GB/T11048-2008《紡織品生理舒適性穩(wěn)態(tài)條件下熱阻和濕阻的測定》,本文使用YG606L平板式織物保溫儀對面料的保暖性能進(jìn)行了測試。取試樣3塊,試樣尺寸為30cm×30cm,實驗的主要技術(shù)參數(shù)如下:環(huán)境溫度20±2℃,相對濕度65±2%,預(yù)熱時間30min,加熱周期次數(shù)5次,試驗板溫度36℃,測試數(shù)據(jù)見表1。

表1 保暖性測試數(shù)據(jù)

4.2 測試數(shù)據(jù)分析

梭織保暖面料的保暖性能指標(biāo),目前還沒有國家標(biāo)準(zhǔn)。通過參考<針織保暖內(nèi)衣保暖性能國家標(biāo)準(zhǔn)>,來分析文章中面料的保暖性能。針織保暖內(nèi)衣一般要求面料的傳熱系數(shù)在25%～40%之間,傳熱系數(shù)越大,表示織物導(dǎo)熱性能越好,隔熱性能越差,熱量容易流失。本文中的面料,經(jīng)測試平均傳熱系數(shù)為16.68W/m2·℃,遠(yuǎn)低于一般保暖內(nèi)衣面料傳熱系數(shù)的要求,說明該面料有優(yōu)異的隔熱性能;克羅值越大表示保暖性越好,一般面料要求克羅值在0.22clo～0.32clo之間,本文中的面料,克羅值為0.4857clo,是一般面料的2倍多,同樣說明該面料有優(yōu)異的保暖性能;針織保暖內(nèi)衣的保暖率要求≥30%,文中的面料保暖率達(dá)到了41.75%,遠(yuǎn)高于國家標(biāo)準(zhǔn)的要求,說明該面料單位時間內(nèi)熱量的流失比較少,保暖性能優(yōu)越。三組數(shù)據(jù)都表明:冬季防風(fēng)保暖戶外運動面料有優(yōu)異的保暖性能。

5 結(jié)束語

冬季戶外防風(fēng)保暖運動面料,使用三層結(jié)構(gòu):表層原料選用錦綸,錦綸纖維具有輕薄、柔軟的特點,面料經(jīng)緯雙向都有彈性,緯向彈性,使面料的貼身性能好,不容易形成流動空氣,經(jīng)向彈性,方便了肢體的活動,錦綸的熱傳遞性能比較低,能有效抵御外來寒氣的入侵;保暖層柔軟、蓬松、輕巧,含有大量的靜止空氣,形成了天然的阻止熱量流失的阻隔層,能有效地減緩熱量的流失;里層使用銅氨纖維/腈綸纖維混紡發(fā)熱紗,里層透氣透濕性能好,制成的冬季服裝,沒有冷濕感。面料的三層結(jié)構(gòu),每層都有各自不同的服用功能,三層面料的功能組合,形成了一款高性能的防風(fēng)保暖冬季戶外運動面料。