（服装设计与工程专业论文）医用成型压力绷带的研究.pdf

a b s ，瞰c t a b s t i t w i t ht h e d e v e l o p m e n t o ft h es c i e n c ea n d t e c h n o l o g ya n d o u r s o c i e t y ，t h e t e x t i l ei n d u s t r yh a sa l s oc h a n g e d p r o f o u n d l y ，a n d c o n v e r t e di t se m p h a s i st o t h et e c h n i c a lt e x t i l ef a b r i c sw i t hh i g h e rs c i e n c ea n d t e c h n o l o g y c o n t e n ta n d a d d i t i o n a lv a l u e ，w h i c hh a sf i n a l l ya c h i e v e dg r e a ts u c c e s s i ti st h em e d i c a l t e x t i l ef a b r i ct h a th a sa l s ob e c o m et h ei n d i s p e n s a b l em a i na r e ai nt h e t e c h n i c a lt e x t i l e f a b r i c s ，a n d i th a st r a n s f e r r e df r o mt h et r a d i t i o n a l p r o t e c t i n gf a b r i ct o t h em u l t i - f u n c t i o n a lf a b r i c ，w h i c hh a sa l s og a i n e db i g d e v e l o p m e n t i ti si n t r o d u c e di nt h i sa r t i c l et h a tt h e p r e s e n t s i t u a t i o na n dt h e d e v e l o p m e n t o ft h es h a p i n g p r e s s u r eb a n d a g et o g e t h e rw i t ht h ep r i n c i p l e o fh o wt ou s ei tf o rt h et r e a t m e n to f v a r i c o s i t y b ym e a n s o fav a s ta m o u n to f a n a l y s i s ，w eh a v ef i n a l l ym e t t h et h e o r e t i c a lm e t h o do fd e s i g n i n gs h a p i n g p r e s s u r eb a n d a g e i t i st h eb u f f e rp r e s s u r ep r i n c i p l et h a th a sb e e na d o p t e di nc u r i n g v a r i c o s i t y a n di tw i l le f f e c t i v ew h e n o n eh a sp u to nt h es h a p i n g p r e s s u r e b a n d a g e ，a f t e rw h i c h t h eb a n d a g ec a na r i s et h ep r e s s u r ef r o mb i gt os m a l l o nt h ef o o ta n k l eu pt ot h et h i g h ，i nt h u sw a y ，t h eb l o o dc a nb er e c i r c u l a t e d t ot h eh e a r t t h er e s e a r c ht o p i cb e g i n sw i t ht h ea n a l y s i sa n dt e s tf o rt h e m a t e r i a la n dt h es t r u c t u r eo fe l a s t i ck n i t t e df a b r i c ，a n dt h e nd e t e r m i n e s w h i c hm a t e r i a la n ds t r u c t u r ew i l lb eu s e da c c o r d i n gt ot h er e q u i r e m e n tt o t h ee l a s t i ck n i t t e df a b r i c a n db a s eo nt h i s ，w ec o n t i n u et e n s i l es t r e n g t ht e s t o ft h er e c t a n g l es a m p l e sw i 山d i f f e r e n tl e n g t h s t h e nd oc o h e c t i o na n d a n a l y s i sa b o u tt h e t e s tr e s u l to nt h ec o m p u t e r ，s ot h a tw ec a ng e tt h e r e l a t i o n s h i p b e t w e e n e l o n g a t i o na n d t h et e n s i l es t r e n g t ha b o u tt h e r e e t a n g l e s a m p l e s u n d e rt h ee x t e m a lf o r c e s u p p o s et h eh u m a n l e gi sar i g i db o d y w i t hc i r c l ec r o s s s e c t i o n a n dw ec a nw o r ko u tt h ek n i t t i n gs i z eo ft h e t u b u l a rb a n d a g eo nt h ec o n d i t i o nt h a tt h el e gi su n d e rt h ep r e s s u r e m e a n w h i l e ，w eh a v ec a r r i e do nt h ed e v e l o p m e n t o ft h ec a d s y s t e mo f t i a b s t r a c t t h es h a p i n g p r e s s u r eb a n d a g e i nt h i sp a r t ，t h ec o m p u t a t i o nm e t h o do ft h e k n i t t i n gs i z e 。o ft h et u b u l a rf a b r i c sa n dk n i t t i n gt e c h n o l o g yi si n t r o d u c e d u n d e rt h ep r e s e n tc o n d i t i o n a n dt h es t r u c t u r e 、f u n c t i o n 、o p e r a t i o no f c a ds y s t e mi sa l s oi n t r o d u c e d t h er e s e a r c ho ft h i s s u b j e c tw i l lp l a ya p o s i t i v er o l e i ne n h a n c i n gt h ep o p u l a r i z a t i o na n dt h ea p p l i c a t i o no ft h e m e d i c a ls h a p i n g p r e s s u r eb a n d a g e i no u r c o u n t r y k e yw o r d s ：e l a s t i ck n i t t e df a b r i c ，m e d i c a ls h a p i n gp r e s s u r eb a n d a g e ， p e r f o r m a n c eo ft e n s i l es t r e n g t h ，v a r i c o s i t y ，c o m p u t e r i z e d f l a tk n i t t i n gm a c h i n e ，k n i t t i n g t e c h n i c s ，c a d 1 1 1 第一章课题的提出及意义 第一章课题的提出及意义 随着科技的进步和社会的高速发展，人们的生活节奏在不断地加快，生活方 式也在随之发生变化。高强度的工作压力和高节奏的工作方式，使得人们在追求 工作效率的同时，也越来越关注自己的健康问题。人们在工作中长期走动、站立 使其腿部常常会感到疲乏和肿胀，时间长了，便会导致静脉曲张、脉管炎等疾病， 在西方国家，10 - - 2 0 的人遭受着静脉曲张的痛苦，我国大约在10 左右。除 了其他一些治疗手段之外，成型压力绷带以其高效、方便和廉价等特点成为治疗 静脉曲张的一种有效方法。 1 1 静脉曲张的形成及成型压力绷带的治疗机理 1 1 1 静脉曲张的形成及症状 当人处于直立、站立的时候，上半身的静脉血液回流轻而易举，但下半身的 血液要回流到心脏会受到地心引力的影响，需要较大的力量，所以人体的腿部静 脉中都有瓣膜来防止血液的逆流，但若是经过长时间的重力作用及血液循环不 良，大量的血液便会囤积于腿部静脉，使得静脉瓣膜出现萎缩退化，使得血液的 回流就更加困难，因承受不住由上而下的血压造成血管涨大、突出甚至形成许多 细小弯曲的支流，日久就会浮出表面，形成所谓的静脉曲张。 静脉曲张在开始时只是血液循环不良，造成足部与小腿部位的肿胀，若不采 取任何舒缓的措施或抬腿，长时间下来容易出现小腿酸麻钝痛，有时会觉得皮肤 搔痒，再持续下去腿部便会逐渐变得沉重，常抽筋酸麻，出现肌肉痉挛等。当 然更严重的，不但表面会浮出弯弯曲曲的静脉曲张，甚至会造成皮肤表面的发炎 与溃烂，有时还会出现行走困难。 通常女性罹患率较男性高，除了身体的姿势之外，因为女性在青春期、怀孕、 停经几个阶段，内分泌的改变，使得骨盆腔的静脉血管分布及血流量增加，尤其 是孕妇，因为体重的增加、胎儿压迫的情形，更容易形成这方面的困扰。男性若 是罹患静脉曲张，通常也会伴随着泌尿系统方面的疾病，如精索静脉曲张、疝气 等疾病和问题。 易患静脉曲张的人群： 1 需要长时间站立的工作，如专柜小姐、美容师、牙医师、护士等。 2 长时间坐在办公桌，或是坐的时候经常将两腿交叠、翘二郎腿者。 第一章课题的提出及意义 3 经常穿着紧身束裤、紧身衣者。 4 体重过重者。 5 家族中父母有静脉曲张者。 1 1 2 成型压力绷带的治疗机理 在人体内，静脉血从下肢返回心脏需要一种泵的帮助，这种泵带有单向瓣。 这是由于单凭心脏产生的力量尚不能克服地心引力而将血液从脚运到头。深静脉 的这种泵功能是由肌肉来提供的，肌肉的收缩把血液以很高的压力挤回心脏，而 肌肉的这种收缩是在所环绕的深筋膜的严格范围内产生的。在回心脏的途中，血 液还要通过位于浅层脂肪组织内的长的以及短的隐静脉。这些脂肪组织围绕着肌 肉。因此，血液的回流压力就很低。肌肉筋膜将深静脉与浅静脉两个系统分开来， 而穿静脉又通过筋膜来连接起这两个系统。 对于静脉曲张保守治疗的主要目的就是通过恢复静脉泵来控制静脉高血压 及其伴随的水肿。通过使用缓压疗法，腓肠肌得到了加强，使得静脉泵可以更有 效地工作，增加了组织的压力，因而减小了静脉的直径，加快了血流的速度。于 是血液在流向心脏时得到了一定的支持，这样就可以帮助减轻血液郁滞。对于静 脉腿部溃疡，缓压疗法也可以帮助改善血流。 成型压力绷带采用了缓压作用，在腿部自下而上对静脉产生压力。当使用成 型压力绷带( 压力袜) 后，会在腿上产生一定压力，脚踝压力最大，到中腿、膝 盖、大腿压力逐渐减小形成静脉泵，帮助静脉血回流到心脏，从而减小了静脉曲 张的罹患率，并能从一定程度上改善症状，帮助防止进一步的损伤及慢性静脉供 血不足这样的合并症。 1 2 国内、外医用压力绷带的发展状况 在国外，医用压力绷带的研制相对较早，技术已日趋成熟，应用也比较普遍。 常用的有美国杜邦公司的莱卡功能性裤袜和t e d 的长袜，主要都是运用缓压及 静脉泵原理，使腿部减轻疲劳、增加能量并保持健康，而且经过特殊编织工艺和 后整理，还能保持腿部外观，产生美感。在成型编织方面，一种是采用袜子的编 织方式，并通过定型等方法形成腿部形状，以达到不同的压力要求。另一种是采 用织片成型的方式，通过收放针的方法，织成前后片再进行缝合。以这两种方式 2 第一章课题的提出及意义 编织的压力绷带在欧、美、日、港台等国家和地区有着广泛应用，深受青睐，尤 其得到年轻女性的钟爱。 在国内，这种利用缓压原理的压力绷带几乎还没有进行研究，应用也极其有 限。目前在国内市场上出现的只是一般绷带，太部分不具有预防和治疗静脉曲张 的效果，极少部分这类产品都是依赖迸v i 绝大部分市场被杜邦公司占有，但因 其价格相对中国消费者来说还是较为昂贵：其次，在国内大约有1 0 的人患有不 同程度的静脉曲张和脉管炎等疾病，大部分只能到医院进行手术住院的常规治 疗，不但花费时间，而且费用较高。随着中国经济的发展和人们生活水平的日益 提高，这种压力绷带的需求势必会越来越大，市场潜力也将逐渐呈现。因此，医 用成型压力绷带的研究也就显得更为重要了。 1 3 本课题的研究目的和意义 ( 1 ) 探讨在电脑横机上编织医用成型压力绷带的方法和工艺，包括原料的选 用、组织结构和成型方法等。 ( 2 ) 探讨编织的织物尺寸、腿部尺寸及腿部所受压力三者之间的关系。 ( 3 ) 根据上述关系编织出满足压力要求的成型绷带。 ( 4 ) 开发出相应的辅助设计系统以进行工艺设计与优化。 第二章压力绷带的原料与组织结构 第二章压力绷带的原料与组织结构 2 1 原料的选用 编织圆筒型弹力针织物，采用的原料自然是弹性纤维。弹性纤维的品种较 多，从最初的天然橡胶丝( e l a s t o d i e n e s ) 到“莱卡 ( l y c r a ) ”( 国内称之为 氨纶) ，乃至新型聚酯纤维p b t ( 聚对苯二甲酸丁二酯) 。 2 1 1 弹性纤维的物理性能 纺织加工对弹性纤维的要求：能在各种纺织设备上顺利加工；在纤维、纱 线或织物染整加工时，要具有很好的稳定性：染色性能要好，与其它非弹性纱 线交织的产品应具有较好的染色或印花性能：纤维及纱线应具有一定强力，以 保证织物强力。 从织物的使用性能方面，要求弹性纤维具有：在常规水洗条件下，有很好 的稳定性；要有良好的弹性及弹性持久性等；要有一定的强力、强力耐久性、 耐疲劳性和耐磨性；要有耐老化性；对阳光、药品等具有一定的耐受性和色牢 度。氨纶、橡胶纤维和p b t 纤维的物理性能比较见表2 1 。 表2 - 1 氨纶、橡胶纤维和p b t 纤维的物理性能对照 指标氨纶橡胶纤维p b t 纤维 最低纤度( d t e x ) 1 l1 5 6 拉伸强度( c nd t e x 。1 ) 0 5 1 1o 32 6 耐热性( )9 5 1 5 0稳定性差优 吸湿性( )0 3 1 20o 4 密度 1 2 0 l _ 2 5相近 断裂伸长率( )4 5 0 7 0 06 0 0 7 0 02 0 0 弹性回复率( ) 9 7 耐磨( 万次x 伸长5 0 3 0 0 1 0 02 4良 ，2 2 0 次，m i n ) 耐光( 4 0 h 日晒)强力降低2 0 强力接近0良 可用酸性、金属络合 染色性不易染色优 及分散燃料染色 资料来源：纺织导报，1 9 9 9 6 从表2 - 1 中可以看出，橡胶纤维单丝虽然有很大的弹性( 断裂伸长率6 0 0 7 0 0 ) ，但其拉伸强度很低，回弹过程很慢，要想提高弹性效果，就必须将单丝 加粗，这样纺成的纱线细度偏大，不适合织制薄型织物，同时橡胶纤维的耐老化、 4 第二章压力绷带的原料与组织结构 染色性和热稳定性与氨纶相比都不好。p b t 是一种新型纤维，与涤纶相比较具有 弹性好、上染速率高、色牢度好、尺寸稳定性好等优点，但与氨纶相比较其弹性 较低，而且吸湿性较差，现阶段在弹性织物中的应用还不广泛。因而目前在实际 应用中，用于服装等弹力织物的弹性纤维主要是氨纶纤维。 与橡胶纤维相比，氨纶在改善织物性能方面优越了许多。氨纶具有极好的伸 缩弹性，延伸度可达4 5 0 7 0 0 ，松弛后又可迅速恢复原状，具有柔软舒适 感，有良好的耐化学药品、耐油、耐汗渍、不虫蛀、不霉变、在阳光下不变黄等 特性。同时氨纶具有线密度低、强力高，弹性模量大、染色性能好等优点，能够 适应针织品、机织物等多种加工与用途。氨纶的高附加值使得含有氨纶的服装越 来越流行。许多传统的纺织品只需加入少量的氨纶即具有舒适的拉伸性和紧身合 体性；而纺织新产品加入适量氨纶亦会增辉不少。 2 1 2 弹性纱线 随着氨纶年产量的逐渐增加，氨纶的应用也越来越广泛。氨纶主要运用于： 紧身带、花边饰带类；医疗保健用品、护膝、护腕、弹性绷带：弹力薄型织物、 衬衫、裙类、纱巾；毛衣、线衣、针织品袖口和领口等；外衣系列，如弹力牛仔 裤、牛仔上衣等。 在氨纶的使用上，除部分情况直接使用氨纶裸丝外，主要还是使用氨纶复合 丝，裸丝有时不能达到要求的弹性效果。 氨纶弹性复合纱线有：包芯纱、包缠纱、合股线、网络纱、赛络纺纱( s i r o s p u n y a r n s ) 等几种形式。 氨纶长丝外包合成短纤或长丝可以纺成弹性包缠纱。氨纶包缠纱是目前使 用很广泛的一种弹性纱线。这种纱线由于通常外包合成纤维，所以其强力较高， 弹性好，但手感较硬，纱线粗。这种纱线一般采用二种生产方法：机械包缠和空 气包缠。包缠纱分为单缠纱和双缠纱二种，单缠纱是指外包纤维以同一缠绕方向 包覆氨纶丝，双缠纱是指二根外包纤维以不同缠绕方向包覆氨纶丝。双缠纱弹性 好于单缠纱，前者主要用于高弹性的针织物。 鉴于以上纱线特性，本课题选取氨纶双包缠纱做为弹性原料。 2 1 。3 地组织纱线的选取 众所周知，聚酰胺纤维( 锦纶) 是合成纤维中性能优良、用途广泛的一个品 第二章压力绷带的原料与组织结构 种。它最突出的优点是耐磨性能优于其它一切纤维：其次它是强度最高的合成纤 维之一：第三，它的弹性好，其回弹率可与羊毛相媲美；第四，它的质轻，为大 规模工业化生产的纤维中除丙纶之外比重最小的一种。那么，在聚酰胺纤维中占 主要地位的是聚酰胺6 6 ，称锦纶6 6 。锦纶6 6 的各项性能都适宜于弹力针织物。 氨纶弹力针织物一般是由棉、毛、弹力锦纶等原料为地组织，考虑到纱线 的编织难易程度、织物所要求达到的弹性程度，以及外观效果，本课题选用弹力 锦纶6 6 弹性网络纱作为编织织物地组织的原料。 2 2弹力针织物织物组织结构 本课题开发的成型压力绷带所采用的组织属针织物组织中的纬编组织，该组 织应满足： ( 1 ) 氨纶纱必须作为附加纱线编织在地纱中，因此，如何选取组织非常重要。 ( 2 ) 选取的组织应能保证最好的利用氨纶纱的弹性，又使成本尽量降低，还要保 证织物的耐用性，如强度和良好的外观。 在纬编组织中，可选用的组织结构如下所述。 2 2 1 单面弹力织物组织结构 2 2 1 1 衬垫组织 图2 1 所示3 种组织结构全为衬垫组织。氨纶纱作为衬垫纱间隔地衬垫在平 针组织的横列中。在成圈过程中，氨纶纱周期性地垫在某些针上，但氨纶纱不引 入针钩之下，而是直接引到旧线圈处同旧线圈一起脱在地纱所形成的新线圈上。 在未垫上氨纶纱的针上，氨纶纱处于针后位置，以后延展线处于织物反面。由于 氨纶纱的弹性，使得氨纶纱在织物中伸展而呈直线配置，凸出在织物的反面，并 使平针线圈纵行之间相互靠拢而呈凹凸状态。具有类似1 x 1 、2 1 、3 1 罗纹 组织的外观。这3 种织物组织常用于袜子的袜口或袜统，如毛巾假罗口袜的袜口， 长、中、短统高弹女袜的单、双层袜口。各类运动袜、棉锦交织袜的袜统、双层 袜口等，使袜口更具弹性，紧贴腿上。由于这3 种组织结构中的氨纶纱均是衬垫 入织物之中，没有参加成圈，所以氨纶纱很易全抽出，影响穿着性能。 可下甲f p 吗o r 6 第二章压力绷带的原料与组织结构 下f ? 严耳节啊c b 苁# 尹砰啤下甲开呷罕 c 一氨纶纱 _ 自纱 图2 1 2 2 1 2 单面添纱组织 图2 2 的6 种组织结构，氨纶纱以添纱的形式垫到针上，同地纱一起弯纱成 圈。这样氨纶纱不会从织物中抽出，提高了织物的牢度。 在图a 的组织结构中，氨纶纱在每一路与地纱一起所有织针编织，这种组织 氨纶纱耗量大，织物成本高。在图b 中，氨纶纱1 隔1 路喂入，氨纶纱所占比例 小，可降低织物成本。在图c 中，氨纶纱在1 、3 路中以1 隔1 针喂入，同地纱 一起弯纱成圈，在2 、4 路只有地纱在所有的针上成圈。在这种织物中，在第2 路，l 、3 、5 等奇数针上的线圈被拉长：在第4 路，2 、4 、6 等偶数针上的线圈 被拉长，而在每一拉长线圈的反面都有一地纱和氨纶纱的延展线，这样拉长的线 圈凸出在织物的表面，而与之相邻的抽紧线圈相对凹进一些。由于提花线圈和平 针线圈在织物上是交替出现，所以在织物表面形成了规则的凹凸效应。在图d 中，氨纶纱在1 、3 路同地纱都是1 隔t 喂入织针，在2 、4 路地纱也是间隔喂入 织针。这种组织结构的织物弹性好，比图a 减少氨纶用量，比图2 b 氨纶纱更均 匀地处于织物之中，布面平整。在图e 中，氨纶纱及地纱在第l 路中以1 隔1 针 垫到相同的织针上，在2 路，地纱在第1 路没有编织的所有针上垫纱，属于变化 平针组织，由于氨纶纱的弹性，没有垫上氨纶纱的纵行相对凸出在织物表面，形 成纵向条纹。这种组织结构也可以是氨纶纱隔2 针或隔3 针编织，该组织循环为 两路。在图f 中，二路编织一个横列，与图e 图类似，只是二路同时垫入地纱及 氨纶纱，但织物稍厚。 第二章压力绷带的原料与组织结构 1 - 呷彳下甲p n 下甲 2 t r r r n 呵下丁r 1 甲可叮下卞阿 2 丫下r n l 了耵 3 p 嗣下可叮节 丁丁了- q 1 1 丫t 矿 1 下守矸可下甲常 2 了t 下r 丌 彳t 丁 3 丁r 矸亍r 吁铲 。r 几1 t 门叩 固彳了币前甲_ 丁。r 阿1 一丁可一 币t 呷可丽 彳听鞠节严产f f 图2 2 2 2 1 3 假罗纹组织 图2 3 为假罗纹组织，第l 路垫入氨纶纱以l 隔1 针垫到相同的织针上编织， 第2 路地纱垫到所有织针上编织，由于氨纶纱的弹性以及组织中l 隔1 纵行线圈 个数相差一倍，织物表面形成纵向条纹，类似l l 罗纹，俗称“假罗纹”，也可 采用二路均添纱编织。 f 1t 广了。叮i 丁、 1 甲r p p 盯 图2 t 3 2 2 1 4 单面毛圈组织 弹力单面毛圈组织是在普通毛圈组织中添加氨纶纱编织而成。毛圈组织具有 良好的保温十牛和吸湿性，产品柔软、厚实，添加氯纶纱以后，使织物弹性增大， 第二章压力绷带的原料与组织结构 毛圈更为丰满、手感更好。毛圈织物还可以经过剪绒、印花等加工，制成印花天 鹅绒产品，这种织物比较柔软，手感好，悬垂性佳，可用来制作高档健美裤等服 装，充分体现女性的魅力。 2 2 2 双面弹力织物组织结构 2 2 2 1 罗纹组织结构 圈2 | 4 中，图a 为1 + 1 罗纹衬纬组织，氨纶纱不形成线圈，仅衬在罗纹的正 反线圈纵行之间。这种弹性罗纹用于双针筒袜子的袜口。氨纶纱浮线较短，织物 弹性好，且顺编织方向不脱散，可形成良好的袜口边缘。氨纶纱还可以衬入2 + 1 、 3 + 1 等罗纹中，一般要能够用于双针筒袜的袜统。图b 为全添纱罗纹组织，氨纶 纱与地纱一起弯纱成圈。用此方法编织的织物弹性好，但氨纶纱用量大。图c 为 半添纱罗纹组织，氨纶纱仅在一面针上( 针筒或针盘针上) 同地纱一起编织。用 此法编织的织物不仅弹性好，而且可降低氨纶纱用量( 如用7 8 r e x 氨纶裸体丝， 其含纱比为3 5 一5 ) 。该组织还可以进行变化，每隔1 路喂入氨纶纱，如图d 所示。图e 为罗纹抽针组织。这种组织可以是2 + 2 、3 + 2 、2 + 1 等罗纹组织，氨 纶纱可以在每路或每隔一路在针盘针上垫纱，以增加织物的弹性。罗纹织物具有 良好的弹性( 横向) ，添加氨纶纱后，织物弹性更好，适合于制作各种紧身男衣 裤，服装的裤口、袖口下摆、领口等。还可以在罗纹复合组织中添加氨纶纱，以 增加织物的弹性，如图f 所示。 a 牛脚 t 斗 叫由斗， 9 嫩 1 2 一。一。一。一。 第二章压力绷带的原料与组织结构 2 2 2 2 棉毛组织结构 图2 5 为弹力棉毛及棉毛复合组织。在图a 中，氨纶纱仅添加在针盘针上同 地纱一起弯纱成圈。这种织物弹性好，布面平整、厚实。这种组织中的地纱可以 用锦纶弹力丝、棉纱等原料，用来制作内外衣。图b 、图c 为弹力复合棉毛组织， 是在棉毛复合组织上周期地在针盘针上添加氨纶纱编织而成的。它们为双罗纹空 气层组织，织物紧密厚实，具有良好的弹性，可用来制作外衣，健美裤等。 ，擗件m 斗m 书 十* ；坪蚪朴件忤z 斗洱惭 一+ 帆 3 槲黼 z 忤h 懈忤蝌懈 。忤坪坪件惮5 * 忤 - * * 栅s 件* 懈 圈2 5 2 3 弹力针织物织物组织结构的确定 在上述各种组织结构中，根据在横机上全成型编织的特点，双面织物不易 采纳，根据实践经验及产品要求，衬垫组织的织物表面不够平正且厚重，也不易 采纳。因此，在选用不同纱线的条件下，选用添纱组织和变化平针组织是比较理 想的。 本课题通过实验的方法对实验结果进行综合分析来选取织物所要采用的组 织结构。 实验条件： 机型：s t o l lc m s 3 0 3t c 电脑横机机号：7 e 纱线类型及线密度： ：氧纶包缠纱( 取向往复包缠纱外包锦纶)1 9 0 6 8 2d t e x 第二章压力绷带的原料与组织结构 ：锦纶6 6 d t y ( 弹性网络纱) 7 6 2d t e x ：涤纶长丝84dtex 下机密度：横密a ( 纵行1 0 c m ) ，纵密b ( 横列1 0 c m ) ； 花宽w ，花高h 。 选用几种组织编织试样的各项指标如表2 2 所示。 柩枢宴 寸 z 一 落掣 嫠躺 1螂 榭 群眯 * 世一 霹较 螂剁群测 刹 斗 繇旧 忤馋疆鄙虫群j | | j 雹蜊捌嫠群奴虫 域晕掣群鞍嫠嫠 稍目 重薹冀差 冀器po 甚凸 年鲁_ 一 k 燃 o 蜊 昌导 塞薹 no 髑划 墓戛 卫世恒 百! 垣 特制苫 0oo 州州 i ni nn l o oool o l c j 圈掣 c , - 3 璺譬璺璺2 繇皇 西 固 赛萎慧 呼ol | r 3 h 。to 暑圆蚤圆卤圆 骤罂罂罂罂罂罂骅罂 旺螺 1 窿l 1窿1赶超1 繇甜繇姑姑寐辅繇繇 龌 墉非烽趣赢嚣媾撩鞲蜂 蜒 萋 燃 莉l r f , 赛 蜂 赂赡 萎 蒜 世妒 t 4 蝠嚣疆趟、s繇n-z群 一 m l n t q 凸 n ： o o 埭鞍 虫 躺 础 辩裂 蠹 到剁 较糕 螺眯母| 稿 牛 卧弧 檗裂韶卿窦餐密餐枣群 埭群虫铎： 日1 掣嫠 球枷虫 段群鞍铎羟 重量霉薹 2 , 9 - 运耋 oo 葛互互蕃 昌导 霎差霎耋 昌导 霎差耍虿耍蕃 o o ooo ni ni nu 、 n ooo 。 l c 3 鼍 t 鼍 一一一 j 景 c o i 2 粤粤 h “一 卤 鼍岬 一 弩 幽 c - , i “ n 6 o 罂罂罂掣罂罂骅诺罂罂罂 匿窿i窿1睦1窿1窿 甜姑嘏谢甜繇盘禽辩繇窝 婿非媾膝臻墉非酶喾酶非 o 矗 赂赂 胝骶 串 s 墅 型 姒 寸。卜 辑墨削苤g甜尽颦s蚤世很*域蜡进蝠婶 。吕p，nv r 鼍 楼辎s繇k辎趔山n)越驰懈睡盆s鬟删卷坦d卜h导僻 a r q 一 嫠 虫 辎眯桕| 平 1氐较蹋 球蹬鄹世 球制 j l | j 铎嵌 妇 鸯董翌 耋 昌导 霎耋耍至 oo n呐 oooo 吧t n -n- 罂罂晕罂 窿窿 甜嘏嘏繇 蜒非酶瞎 $ 牛* ss 制制 o m 第二章压力绷带的原料与组织结构 在表2 2 中我们列出了试样的一些性能指标，并对延伸性、回复性、手感、 织物的表面效果，以及每个试样在原长相同( l = 1 0 c m ) ，拉伸率相同( 5 0 ) 条 件下的载荷( n c m ) 等指标进行测试。通过测得的指标及外观评定的比较，得 到以下结论：当组织结构、原料等条件完全相同时，织物密度( 受n p 值影响) 较小时，所受的拉伸载荷较大，比较适合压力绷带的要求，但织物延伸性较差， 不易服用。在编织中加入涤纶目的是为了增加织物耐拉伸强度，以达到压力的要 求，但织物弹性与手感都有明显的下降。氨纶比例加大，织物表面粗造，不易作 绷带使用。采用假罗纹、变化平针组织，织物显得松软，受拉载荷较小。综合分 析，认为5 号试样的组织结构及原料的配比组合是比较理想的，能够满足设计 要求。以下的分析与设计均以5 号组织为基础完成。 第三章成型压力绷带的尺寸与压力的关系 第三章成型压力绷带的尺寸与压力的关系 3 1 测试原理 医用成型压力绷带是一种全成型的圆筒状弹力针织物，通过测试可得到满 足所需压强时的编织织物尺寸，即找到织物在不同伸长率状态下所能产生的压 强。 假设人体腿部是断面为圆形的刚体。建立如图3 1 所示的模型， 图中t 为 织物单位宽度的切线方向的拉力州c m ) ，p 为在接触点产生的压强n c m 2 ) ， 2n 为截取段织物与圆柱体表面的包围角，r 为圆截面半径( c m ) ，l 为圆柱体高 y 。 p 0 经检验， ：垒垒竺! 翌竺二生型竺竺竺生翌堡兰堕兰翌坚里 4 石xr 一1 1 5 5 ) 1 0 叫 3 3 为合理解 通过这一公式可以得到，在一定压力、一定腿部尺寸条件下，应编织的织 物尺寸。该公式在第四章的辅助设计中要用到。 第四章成型压力绷带的计算机辅助工艺设计 第四章成型压力绷带的计算机辅助工艺设计 4 1 计算机辅助设计的目的和意义 上一章介绍了，根据所需压强的大小，在一定原料、组织结构、密度、拉伸 后腿部尺寸等条件下，就可以确定未拉伸前筒状织物尺寸。但是，因为人体结构 的特点，腿部从踝到大腿的尺寸，也即半径是在变化的，这就给计算带来很多麻 烦，为此，编制了计算机辅助设计程序。随着现代计算机科学技术的飞速发展， 使得计算机对图形处理和数值计算的能力相当强大，而且计算机有着计算速度 快、计算精度高等优点。采用计算机辅助设计医用成型压力绷带可以提高工作效 率，降低设计周期，可避免因人工输入和计算产生的误差，提高整体设计的精度； 另外通过计算机图形技术可显示编织图、模拟织物外观和绘制编织工艺单，对设 计人员和使用者有极大的方便性和实用性，有很大的实际价值。 4 2 成型压力绷带c a d 系统 成型压力绷带c a d 系统是用m i c r o s o f t 公司的v i s u a lb a s i c 6 0 程序设计语 言编写。v i s u a lb a s i c 6 0 是一种面向对象的高级程序设计语言，有着程序设计效 率高、功能强大、程序运行速度高、代码简洁、使用方便等优点，深受广大程序 员和编程爱好者的青睐；另外，利用m i c r o s o f t 公司w m d o w s 操作系统提供的 a p i 程序接口函数，可以在v i s u a lb a s i c 6 0 中使用c ( c + + ) 语言函数和w i n d o w s 函数，增强程序的高级功能和提高代码运行效率。医用成型压力绷带c a d 的大 部分功能都利用了a p i 函数，尤其图形处理中，利用a p i 程序接口提供的图形 处理函数，不但提高了代码运行速度，而且使得工艺图显示更逼真，数据精度更 高。成型压力绷带的缓压性能主要是由c a d 系统中的算法利用压力变换梯度和 分析测试的公式来实现。 4 2 1 辅助设计系统的程序流程图 计算机辅助设计系统的程序流程图如图4 1 所示 第四章成型压力绷带的计算机辅助工艺设计 图4 a 程序流程图 4 2 2c a d 系统各主要窗体模块的组成及其功能 系统采用m d i 多文档窗体界面，窗体模块主要由窗体、控件及其事件组成。 图4 2 是由主窗体、参数输入窗体和意匠图显示窗体及他们的控件组成的系统操 作主界面。相应窗体模块的组成及功能见表4 1 表4 3 。 第四章成型压力绷带的计算机辅助工艺设计 图4 2 系统操作主界面 表4 - i 主窗体模块的组成及其功能 对象对象名称主要事件主要功能 通过主菜单管理各个子窗体以及文件的保 m d i f r mm r i l l f o l l l l l o a d 存、打开等操作 t b o l b a rt o o i b a r lb u t t o n c l i c k通过点击图标执行相应的操作 s t a t u s b a rs t a t u s b a r显示当前操作状态、工艺图的坐标 表4 2 参数输入窗体模块的组成及其功能 对象对象名称 主要事件 主要功能 工艺参数的输入以及生成编织图 f o r mf n n i n i s e il o a d 和工艺单 c o m b o b o x c o m b o p a r a ( o ) c l i c k 选择机型 c o m b o b o x c o m b o p a r a ( 1 ) c l i c k选择机号 c o m b o b o x c o m b o p a r a ( 2 ) c l i c k选择主要纱线 r e x t b o xt 枷o x输入各部位尺寸 c o m m a n d b u i = t o nc m d m a k e k n i t ec l i c k生成编织图 c o m m a n d b u t t o nc m d m a k e g y d c l i c k 生成工艺单 3 9 第四章成型压力绷带的计算机辅助工艺设计 表4 - 3 编织图显示窗体模块的组成及其功能 对象对象名称主要事件主要功能 f o 2 2 2 f r m k n j t t i n g l o a d 显示编织图意匠图 p i c t u r e b o xp i c o l e 编织图显示及滚动条工作区 p i c t u r e b o xp i c s h o wm o u s c m o v e显示编织图 v s c r o l l b a rv s e m i l c h a n g e 编织图超出工作区时实现垂直滚动 h s e r o l l b “h s c r o l l c h a n g e 编织图超出工作区时实现水平滚动 图4 3 是工艺单显示窗体，窗体的模块组成和功能见表4 - 4 。 表4 _ 4 工艺单显示窗体模块的组成及其功能 对象对象名称主要事件 主要功能 f o n i lf 】g y d a l ll o a d 显示压力绷带的编织工艺单 p i c t u r e b o xp i c g y工艺卑显不上作区 m s f i e x g - r i dh 任g r i d g y s e t规划并显示输入的工艺参数 m s f i c x c r r i dv s e r o l l 规划并显示上机编织工艺 圈4 3 工艺单显面体 4 2 3 系统主要功能的算法的功能及主要代码 c a d 系统共有三种设计思想：变换针数：主要采用筒状编织，在织物编 织中，通过变换针数的多少，达到控制组织收放针的要求。变换密度：采用筒 状编织，在织物编织中，不变换针数即针数固定，通过调节各部位的编织密度， 达到所需要的各部位尺寸及织物外形。由于运用此方法织物密度变换范围太大， 实际中针织机达不到这种密度变换要求，所以c a d 系统不采用此方法。织片缝 第四章成型压力绷带的计算机辅助工艺设计 合：织物编织采用片状，用横机织单面全成形，下机缝合成筒状。 在实际设计中，主要采用变换针数的方法，直接编织成筒状，即保证了外观 效果，无缝合；更重要的原因是这种编织方法能保证各部位受压均匀。由于实际 条件和编织工艺要求，c a d 系统最终采用变换针数为主要设计方法。以下介绍变 换针数设计方法的部分过程及代码。 4 2 3 1 获取数据及数据处理算法 由程序从参数设置窗体获得变换针数方法所需的机型、纱线、各部位尺寸、 所需压强等参数，存入相应的公共变量中，供变换针数处理算法和其它公共过程 调用。变换针数子程序主要实现了成型压力绷带的缓压效果。采用的压力梯度见 图4 4 即：踝部( a 点) 压强为1 0 0 时，中腿( b 点) 、膝盖( c 点) 、大腿( d 点) 依次降低为6 0 7 0 、5 0 5 5 、4 0 4 5 ，以便达到缓压作用。根据这一压力 变换原理，按上一章得到的公式3 - 3 ，可以分别计算出a 、b 、c 、d 各部位编织 半径尺寸。再根据针织成型编织的收放针原理，计算出整体的编织尺寸。 图4 4 成型压力绷带的压力梯度图 资料来源：中国纺织2 0 0 0 5 代码见附录一： 4 2 3 2 编织图的显示和编织工艺单的生成 编织图的显示主要由编织图窗体来完成，当编织图窗体显示时，由程序控制， 判断所选择的编织方法，调用相应的显示算法。图形的生成主要用v i s u a lb a s i c 6 0 的p i c t u r e b o x 控件的l i n e 画图指令来完成，根据算法获得的参数画出编织图。 另外，程序根据图形的大小自动显示或隐藏滚动条，通过滚动条调整来显示编织 图的每一部分。变换针数方法的编织图显示代码如附录二： 4 第四章成型压力绷带的计算机辅助工艺设计 4 3c a d 系统操作简介 由于c a d 系统采用可视化编程语言进行程序设计，因此系统具有友好的界 面，操作简便、明了。系统的简要操作过程如下： ( 1 ) 点击医用绷带c a d e x e 进入系统主操作界面见图4 2 ( 2 ) 在参数输入窗体输入图示的各部位尺寸、所需压强等参数，然后点击生 成编织图按钮，即可生成编织图。点击生成工艺单按钮可生成编织工艺单。 当鼠标在按钮上停留时会自动显示出提示信息。 ( 3 ) 打开菜单栏的选项，点击整体预览可以显示编织图的整体效果，在选项 中还有控制工具栏、状态栏的控制，以及对历史纪录进行控制。在菜单的参 数设置中有改变压力值选项，可以对压力绷带的压力值进行改变，生成符合 各种等级的成型压力绷带的编织图和编织工艺单。 ( 4 ) 成型压力绷带设计完成后，可点击文件菜单的保存或c t r + s 选项保存设 计参数和设计方法，默认为g y s 文件：点击打开选项可以打开己保存的文件 继续进行设计。另外由于在保存和打开过程中，有程序自动把操作文件写入 注册表，也可直接点击操作过的文件名，进行设计。在文件菜单中单击“退 出”，即可退出c a d 系统。 第五章成型压力绷带的编织 第五章成型压力绷带的编织 经过纱线选取和织物组织选取确定了本课题成型压力绷带的原料和组织结 构，试样测试与分析为辅助设计系统提供了理论依据，通过程序算法实现了医用 成型压力绷带的编织工艺。医用成型压力绷带的编织采用德国s t o l l 公司的 c m s 3 0 3 t c 电脑横机进行编织，利用电脑横机提供的全成形编织技术，编织出 所需的医用成型压力绷带。 按表5 一l 提供的人体腿部尺寸、压力等级( 踝部) 、密度等数据参数编织成 型压力绷带。 表5 - 1 编织成型压力绷带数据参数 腿部尺寸( e r a ) 等级 织物密度 压强 abcda b b cc dd 以上 ( m m n g 横密f 纵纵密伪 直径直径直径直径距离距离距离 距离 糯l l o e m )，：1 1 0 e m ) 6 8 51 1 31 0 51 2 7 1 7 1 0 1 552 51 4 66 3 注：a 一踝部b 一中腿c 一膝盖d 大腿 将数据输入医用成型压力绷带c a d 系统，生成如图5 1 所示编织工艺单。 图51 编织工艺单界面 工艺单中，起始点设在织物中央，负数表示编织点在起始点左侧，正数在 起始点右侧。 第五章成型压力绷带的编织 将工艺单输入s t o u 电脑横机的花型设计系统，采用选定的组织结构、原料 进行压力绷带的花型设计。由花型设计系统处理为电脑横机编织文件，从而完成 成型压力绷带的编织。从工艺单中我们发现，编织的织物始终进行放针编织。实 际编织中织物表面会出现放针造成的孔洞，影响织物外观。因此，采用反向收针 编织可得到满意的效果。 上级编织工艺： 弹性纱线：1 9 0 6 8 x 2d t e x 氨纶 地组织纱线：7 6 x 2d t e x 锦纶网络丝 弹性纱线张力：2 5 刻度 地组织纱线张力：1 刻度 弹性纱线n p 值：1 1 0 地组织纱线n