仿机织灯芯条针织产品设计 (1)(1).doc

仿机织灯芯条针织产品设计 高鹏 辽东学院硕士学位论文硕士学位论文仿机织灯芯条针织产品设计高鹏二一三年六月1前 言灯芯条针织产品以它独特的风格在国内外市场十分畅销。灯芯条针织产品具有绒条圆润、纹路清晰、绒毛丰满、手感柔软、光滑、有弹性、光泽柔和等风格特征。它既可作四季服装面料,又可作装饰用料,将越来越得到消费者的青睐。通过在针织平面圆纬机上开发仿机织灯芯绒系列新品一针织灯芯条，其中条纹挺凸醒目，立体感强、弹性好，受到市场欢迎。产品附加价值比常规产品高出3-4倍，有良好的经济效益。在开发研制灯芯条针织产品的过程中，其关键是要掌握灯芯绒织物的设计要点，掌握灯芯绒织物的组织结构规律。追溯灯芯绒产品的发展，可谓历史悠久。首次出现是在1750年法国里昂的市场上;1755-1790年英美及西欧各国相继研制;19世纪末，日本、瑞士、意大利等国也相继开发，即时，日本的大象牌灯芯绒独占鳌头。 我国的灯芯绒产品，从1936年常州民族资本家刘国均先生，在其大成工厂请1位日本技师进行试制起算，据今已有近70年历史。70年来，经历了1937年抗战爆发、机器破坏、陷于停顿的痛苦，也经历了1954年常州九丰染厂第一匹鹅黄色中条灯芯绒自行试制成功的喜悦，还经历了1965年中、细条灯芯绒产品在国际市场上被认为“白度、光泽、手感、纹路”等方面己超过日本同类产品的肯定，更经历了1980年前后评出月夜牌杂色灯芯绒为“国家金质奖”以及被港商誉为“中国纺织品中的王牌”的辉煌。 可以说我国的灯芯绒从技术引入到产品发展，经历了风雨无数，却始终在纺织品大家族中占了重要一席，成为我国内外销市场上经久不衰的品种。现在我国已成为灯芯绒主要的生产国和出口国，这与我们灯芯绒纺织、印染企业孜孜不倦的努力和追求息息相关。多年来，工艺设备不断改进、组织结构不断拓展、新材料新助剂不断使用，形成了一个较为完整的从粗到细、从直条到提花、从纯棉到混纤、从常规到弹力的产品系列。 然而，现代纺织面料己远远不是一般的遮体、保暖和简单的美化，而是要满足对人体的生理功能的适应，对生活环境和生态环境的适应，对现代生活方式、衣着时尚的多样化、个性化的审美需要的适应。为此，市场各类新面料日新月异，己明显呈现出多档次、多样化趋势。灯芯绒要想从容面对国内外纺织新产品的五彩缤纷、争奇斗艳，仍能保持和扩展在纺织面料中的市场份额，使这只古老产品持续焕发青春，必须不断对其进行拓展和创新。 当然任何一类面料的创新，都离不开该类面料的产品特色，灯芯绒也不例外。灯芯绒是双层绒纬结构，底纬和经纱组成织物的基础，绒纬经开断、刷毛完成面纱的分开、竖起、解捻、抱合过程，从而形成绒毛圆润、条纹清晰的条绒。 正是由于这种经纱和底纬形成的绒沟以及绒纬生成的绒毛所带来的立体凹凸效应，为不同于平织物的灯芯绒产品拓展了更广阔的开发空间，提供了更多样的变化途径，其中双色产品便是近年来发展较快的产品类型。 灯芯绒双色产品有混色双色、异色双色两种，前者通过浑然一体的色彩变幻，后者通过沟、绒不同色泽的和谐搭配，营造出朦胧中闪烁光华、深沉中洋溢热情的产品风格，使面料于亦动亦静中演绎出仪态万方。 分析灯芯绒双色产品的生产方式，可以“双色手法”的概念加以概括，归纳其实现途径，目前主要有三条:(1)利用各种原料的不同染色性能。(2)同种原料通过不同的工艺变化。(3)采用色织手法。2.1利用各类纤维的不同染色性能产生双色效果: 将经纱及底纬、绒纬用不同纤维进行组合，并通过与纤维相对应的染料进行染色，再对不同色性染料进行颜色的选择搭配，形成千变万化的异色产品。 这两种不同纤维的选择，一般以使用化学纤维与纤维素纤维的组合居多。如:涤纶、锦纶与棉、麻、粘胶等，用分散染料、酸性染料染涤、锦，棉用染料染另一组分，这样染色工艺容易控制，成品也比较稳定。 由于染纤维素纤维的活性染料对蛋白质纤维也有一定上染性，酸性染料可同时上染丝、毛、锦纶，蛋白质纤维不耐分散染色所需的高温等原因，类似棉/毛、毛/涤、丝/锦等组合，不太适合后双染工艺。2.1.1涤棉双色灯芯绒 这是目前最流行的后双染产品，下面对此作为利用各类纤维的不同染色性能产生双色效果的代表品种进行讨论。这类产品通常经纱用65/3 5涤棉混纺纱，底纬用涤纶长丝，绒纬用全棉纱。工艺流程:开毛一退浆一刷毛烧毛煮练一漂白一(定型)一染涤一染棉一柔拉(定型)成品。 主要设备:LMH042-160型平幅退浆机 LMH021-200型平幅煮漂联合机 红外热风锡林焙烘联合打底机 LMH2000-200型显色皂洗机 SLMA7391 F型浸轧烘燥定型联合机 高温高压卷染机等 主要染料与助剂:宽温幅退浆酶(诺维信)、100%烧碱、30%双氧水、分散染料(吉化S-2GFL红、S-4RL橙、S-3BG蓝、SE-6GLN嫩黄、EX-SF黑)、活性染料(京仁HF-6BN红、HF-2GR黄、HF-RH蓝，德司达RGB红、RGB黄、RGB蓝，汽巴HW红、HW黄、W-B青、C-2G红、C-2R黄、C-R蓝等)、硫化染料(丹阳BN元、SG棕、6G棕、B3R红棕、亮绿、蚌埠BRN蓝等)。2.1.1.1退、刷、烧: 这类品种比全棉灯芯绒化学浆料重，一般淀粉与化学浆的比例为2:1。目前使用较广的化学浆是PVA浆料(聚乙烯醇(CHCHOH) ,PVA在高温作用下物理状态或性能会发生变化，甚至条件更剧烈能使轻基之间发生脱水反应，使水溶性更低，所以当PVA浆含量较高时，最好在前几道工序尽早去除干净。 去除PVA浆料，较有效的方法是热碱退浆或氧化退浆，但相对酶退浆织物布身硬，手感下降。由于仍以淀粉浆为主，灯芯绒企业又有其设备特点和工艺习惯，还是选择以淀粉酶退浆提高汰水温度，后平洗保证三格90以上)，后结合煮漂工艺将两种浆料去除的工艺较好。这种方式较符合灯芯绒生产流程要求，控制简单，不影响染色及成品效果。 据资料报道，日本生命工学工业技术研究所开发了PVA分解酶和a一淀粉酶一起在50条件下作用的技术，使淀粉和PVA分解成低分子，并溶解而去除。其反应机理基于PVA的分解由两种酶反应发生。第一步反应是PVA分子中相邻的两个轻基被仲醇氧化酶氧化，生成分子中含p一双酮的氧化PVA和H202;第二步反应是B一双酮被分解酶分解成酮和梭酸，完成PVA分子链的断裂。其处理的工艺条件以温度45 C ,PH值8最为合适。如果这类产品能够尽快工业化生产，将是这类含PVA浆料较高产品的最佳退浆方式。 刷烧工序基本同常规产品，绒纬为全棉纱，可用气体烧毛或圆筒接触烧毛，在接触烧毛时，织物与圆筒的接触面可比纯棉产品略小，车速加快1030%，不能烧底板。2.1.1.2煮漂: 对于煮漂工序，非弹力品种可以用平幅连续炼漂工艺或冷堆煮漂工艺，弹力品种最好用冷堆工艺。由于涤纶在较强的碱和较高的温度作用下，分子中的酷键会发生一定程度的水解，而对氧化性漂白剂的稳定性良好，所以一般平幅连续炼漂工艺对这类产品采用轻煮重漂方式处理。当然此处的“轻”是相对纯棉织物而言，因绒纬仍是全棉，棉的一切共生物、棉籽壳等杂质同样需要去除，而且构成这类品种基础的经纱是涤棉，纬纱是全涤，本身的强力很高，大约是全棉产品的3-4倍，即使煮漂后强力有所下降，也关系不大。 可以看出，相对于常规全棉灯芯绒产品，煮炼工艺适度降低，漂白工艺有所提高。但对于浅底深面产品，可以同全棉漂白工艺甚至再降低。冷堆煮漂工艺适用范围较广，非弹、弹力品种都适用，除可节约热能，还可解决底板较硬的非弹涤棉灯和弹力涤棉灯，在连续煮漂机的L履带箱中汽蒸堆置时，产生规则和不规则的横档印问题。2.1.1.3染色: 染色工序是这类产品的关键。首先，颜色的搭配直接影响成品效果，底、面色一定要有较大的色相差异，因为由涤棉混纺的经纱和压在上面的全涤纬纱组成的绒沟，在绒纬割断、解捻、抱合后，只剩很窄的一条，绒纬与底纬1:1结构的绒沟稍大，若是2:1结构的，由于绒毛丰满，则绒沟更窄，如果底、面色相接近，看起来不是同色就是露底，失去了双色风格。当然太跳的颜色放在一起也无美感，所以色彩搭配一定要遵循即对立又和谐的原则。 其次，染料和工艺的选择也很重要，一般先染涤后染棉。染涤可采用热熔染色，也可用高温高压工艺，根据各厂的设备条件而定，前者比后者效率高、色光一致性好，但涤纶纱易产生阴阳面、深浅节等问题，会带来对色难度。染棉根据客户对颜色、牢度、环保性、后处理方式的不同而不同，对颜色、牢度、环保性要求高的，选用活性，如果还需要做仿旧洗、喷砂等处理，则选用硫化。由于在高温高压染色过程中，涤纶纤维微结构变松弛，分散染料有足够的时间从纤维表层扩散进入纤维内部，并以氢键、偶极引力和范得华力为主作用于涤纶纤维，染料对涤纶纱的染透性、均匀性都较好。 2)热熔法染涤: 工艺流程为:浸轧染液一烘干一焙烘一水洗。染液的组成很简单:分散染料、分散剂、防泳移剂。由于绒毛是全棉，对分散染料的选择要求不高，常规的具有较高升华牢度的染料都能使用。分散剂能使染料以细小晶体分散在染液中成稳定的悬浮液，但由于商品分散染料中已含有大量分散剂，而且分散剂太多会影响固色率，所以不宜多加，浅色由于冲淡倍数高，可比深色多加些，一般为深色1-3 g/L，浅色3-5。涤纶的临界水分率很低，比棉更容易产生泳移，虽然涤棉双色产品涤纶纱都在底板，只有绒沟露出，但当发生泳移，反面看起来涤纱己很深，绒沟的那一面还很浅，棉染色后会影响双色效果，所以要采取一定措施:加防泳移剂;控制轧余率60%左右，比棉低; 浸轧染液后不要立即接触烘干，升温也不宜太快，常用红外线预烘和热风烘干相结合。灯芯绒由于总带液量多，还要加两排烘筒烘干，以保证焙烘效率，焙烘温度一般为常规品种205-210 C，弹力品种175-180，焙烘时间根据品种不同而异，大多数2-3分钟，考虑到弹力品种温度不能超过185 0C，否则弹力损伤严重，所以得色不深，需适当延长时间到3-4分钟。 焙烘后，棉纤维上沾满了未转移到涤纶上的分散染料，此时直接进行活性或硫化染色，颜色的鲜艳度、纯正度以及染色稳定性都不好，所以一般先进行还原清洗，浅色较容易清洗，深色特别是黑色、咖啡色、深红色较难，面色为浅色时需要回洗。硫化染料特别是粉状硫化染料，是一类生产中较难把握的染料，现在仍在使用的染料品种，其还原性、上染速率、直接性差异很大，它们的大多数还是二十世纪初开始生产的，近几十年基本上没有发展，之所以还在灯芯绒上继续使用，是为了其价廉、染深性好、遮盖性好、不露底等特点，以及能更好顺应目前对产品的后处理要求。 对双色品种而言，染硫化更多是为了后者的需求。随着仿旧洗、喷砂、扎漂等产品的流行，硫化染色面料的后处理风格得到了市场的广泛认可。在双色品种上再赋予这些后处理手法，会幻化出更具魅力的产品。 硫化染色过程中的控制相当重要，有以下几点原则:通过化色控制每只拼色染料充分还原;通过合理冲水改善直接性影响;通过头续缸设定，减轻上染速率差异;通过严格各点工艺保持色光稳定。 无论用硫化染料上色还是活性染料上色，双色品种染色时还必须掌握对色规律。绒沟对色，以来样的涤纶部分为主体，一般采用生产样的底纬对客户来样的底纬(即涤长丝)，而且要对长丝的正面，因为来样、化验室小样或是高温高压染色样，分散染料在涤上的分布均匀性、透染度与热熔染色样不同，不同方位颜色差异度不一样，所以只能重点考虑对色光影响最大的正面。绒面对色，以整体效果为准，适当还可以对色光不太准的底色加以校准，但要注意成品风格是否需要刷毛，因为刷毛后绒条变细，绒沟色暴露多，对色光影响很大，所以最好试样时就进行模拟操作，以便及时调整色光。2在平面圆纬机上开发仿机织灯芯绒的可行性2.1机织灯芯绒的结构及外观特征机织灯芯绒是比较流行的面料。它由l组经纱和2组纬纱在布面的正面织出直条状浮纬，经割绒形成纵向灯芯状绒条。其外观绒条纵直、挺凸清晰，凹槽分割，其手感丰满、柔软、温暖。灯芯绒条按横向每英寸内的绒条数可分粗条(8条以下)、中条(8一13条)、细条(18条以上)。2.2 在单圆纬针织物的结构及外观特征2.2.1 单面纬针织物的结构及外观特征单面圆纬针织物是在单面圆纬机上，纬纱经过连续弯曲成为线圈，在纵向相互串套连接而成，没有经纱，基本单元是线圈（如图2-1）线工圈由直线段2-3、4-5与弧线段1-2、3-4组成。图2-1在线圈纵向串套中，针织物正面的直线段覆盖弧线段，形成直条外观，如图2-2(甲)其纵行称正面线圈纵行。在针织物反面，弧线段覆盖直线段，形成横条外观，如图2-1(乙)，其纵行称反面线圈纵行。图2-2由此可见，单面圆纬针织物正面具有与机织灯芯绒外观一样的纵向直条的特征。2.2.2 仿机织灯芯条开发的可行性就纬平针织物正面而言，虽有纵向直条的外观特征，但纵行各条彼此紧靠，既无明显的凹槽分隔，也缺乏纵条的挺凸清晰感。这是开发仿机织灯芯条必须解决的两个问题。(1) 设计思路之一采用反面线圈纵行配置在正面线圈纵行之间，利用反面线圈纵行成横条外观与正面线圈纵行成直条外观的对立特征，使其配置对正面线圈纵行之间具有良好的凹槽分隔效果。这在双面圆纬机上可用抽针办法实现。一般在针筒上，按一定规律抽针，在抽针处露出反面线圈纵行，如图2-3。在棉毛机针筒上隔3针抽1针。这样，织物正面呈现每3条正面线圈之间配置l条反面线圈纵行，使灯芯条(3个正面线圈纵行紧靠)之间形成鲜明的凹槽分隔。改变灯芯条粗细，只要改变抽针规律即可。在单面圆纬机上，采用配置反面线圈纵行于织物正面的设计思路，在实施上是十分困难的。图2-3(2) 设计思路之二采用加长线圈弧线段l- 2，形成凹槽，分隔正面线圈纵行。在单面圆纬机上，可用抽针办法实现，如图2-4(甲)。当抽走第2、6针后，在此位置上，织物正面形成由加长弧线段组成的纵行，如图2-4(乙)。它将正面线圈纵行l;3、4、5;7、8形成的3条灯芯条分隔。这种加长弧线段形成的纵行，相当于织物上的长漏针。由于弧线段加长后，呈松弛悬挂状，影响布面稳定，尤其是连续抽针2针以使两边正面线圈纵行发生相对位移，而无法使用。图2-2（甲） （乙）图2-4(3) 设计思路之三采用两块由加长弧线段分隔正面线圈纵行的组织，如图2-5(甲)。由纱线b形成的一块起分隔作用，由纱线a形成的一块为灯芯条。在单面圆纬机、双面圆纬机上可用针筒针选针成圈的办法实现。图5是在单面圆纬机上用选针法形成灯芯条的结构图。图2-5(乙)中在A路成圈时厂纱线a选针1、3、4、5、7、8成圈，而在2、6、9针上不成圈，形成加长弧线段。在B路成圈时，纱线b选针2、6、9成圈，而l、3、4、5、7、8针不成圈，形成加长弧线段。A、B两块组织经复合，在A路形成的正面线圈纵行覆盖B路的加长弧线段；在B路形成的正面线圈纵行覆盖A路的加长弧线段。这样，织物正面的A路正面线圈的纵行将被B路正面线圈纵行分隔。当A、B采用不同颜色、不同纱、不同原料编织时，将出现鲜明的凹槽分隔和挺凸的灯芯条。（甲） （乙）图2-53合理配置经纬密度机织物的经纬纱密度是指织物中单位长度内排列的经纬纱根数,织物经纬密度的大小对织物的使用性能和外观风格影响很大。显然,经纬纱密度大,织物就紧密、厚实、硬挺、耐磨、坚牢。密度小,织物就稀薄、松软、透气。经密与纬密之间的比值也影响织物的性能与风格。灯芯绒织物的主要特点是纬纱起绒,绒毛成纵向条纹,绒条圆润,织物丰厚,这些特点是灯芯绒织物设计的出发点。织物的经纬纱密度与毛绒高度,密度以及织物坚牢度有关,纬密大、绒毛稠密;经密大,在组织不变的条件下,毛绒短而固结坚牢,织物紧密,但手感较硬,通常灯芯绒织物的纬向紧度高达140%180%,经向紧度为50%60%,约为纬向紧度的三分之一,经向紧度小、纬向紧度大是灯芯绒织物结构的一大特点。4经纬向紧度紧密率为了衡量织物经纬向紧密程度,这里引入紧密率概念,实际织物的紧度与最大理论紧度之比称该织物的紧密率。经向紧度紧密率纬向紧度紧密率根据结构相理论,平纹结构在V相结构时,其经、纬向最大紧度为578%;2/1斜纹其经、纬向最大紧度为673%;2/2织物经、纬向最大紧度为733%。结合勃氏经验公式,各种方形织物的最大紧度为: 式中f纬浮长z结构系数R组织循环中经、纬纱根数例:如图所示为细条灯芯绒组织图,其规格为364292,1735275根/10厘米,16坑,地组织平纹,绒纬为变化纬重平,“W”固结,地:绒为1:2,绒根与地组织点部分重合5如何设计灯芯条如何设计灯芯条，要充分考虑到灯芯条的风格特征、可织性以及有利于割绒。例如在设计细条16W以上灯芯条时，灯芯条要求稀薄、透气，又要绒条圆润，耐磨性好，一般采用平纹地组织；地纬与绒纬比1:2；灯芯条根固结采用“W”固结；灯芯条纬浮长一般在34根之间；经向密度可根据设计条数确定，纬向密度选择经向密度的2.33倍之间。为了达到织物交织紧密、坚牢，灯芯条抱合性好，又要利于打纬，即可估算织物的纬向最大理论紧度，而合理配置纬向密度。中细条(8W15W)灯芯条织物，风格要求绒条清晰，布身厚实、有弹性，所以一般采用平纹地组织或纬重平组织；地纬与绒纬比1:2或1:3;绒根固结采用“W”或“V”固结，绒纬浮长一般在56根之间，纬向密度要根据地组织，地绒比及固结方式来合理配置。5.1 提高灯芯条挺凸度的设计对如前所述，在单面圆纬机