馬顏雪，王世娜，李毓陵，溫 潤

(1. 東華大學 紡織學院，上海 201620； 2. 東華大學 紡織面料技術(shù)教育部重點實驗室，上海 201620)

傳統(tǒng)羽絨制品將羽絨填充到上下2塊面料之間，后經(jīng)過絎縫工藝將2塊面料縫合到一起以固定填充的羽絨，從而提高羽絨制品的保暖性[1]，但易出現(xiàn)絎縫處針眼鉆絨、絎縫線處沒有羽絨影響整體保暖性等問題[2]。此外，絎縫工藝增加了羽絨制品的生產(chǎn)流程和人工成本，降低了生產(chǎn)效率。已有研究通過表里換層或接結(jié)組織制備一次成形雙層間隔機織羽絨面料[3]，以解決絎縫帶來的鉆絨問題，但該面料僅能形成1個橫向的羽絨填充空腔，羽絨易在腔體中移動且雙層接結(jié)處沒有羽絨，仍然影響羽絨制品的整體保暖性。采用絎縫的方法將布料縫在上下2層面料中間，形成立體方格結(jié)構(gòu)[4]，可有效提高整體保暖性，避免絎縫處或2層接結(jié)處無羽絨的問題，但會增大人工成本且降低生產(chǎn)效率。

本論文通過設(shè)計具有一定高度的方格立襯結(jié)構(gòu)機織物，實現(xiàn)了一次成形織造，可以提高羽絨制品的生產(chǎn)效率，改善羽絨制品絎縫帶來的保暖和鉆絨問題，提高其整體保暖性。

1 方格立襯結(jié)構(gòu)的設(shè)計

本文設(shè)計的方格立襯結(jié)構(gòu)織物包括上層、下層、經(jīng)向立襯層和緯向立襯層，其中上層、下層和經(jīng)向立襯層是由各層經(jīng)緯紗交織成的織物層，緯向立襯層是采用特殊組織設(shè)計成的緯浮線層。單位方格立襯結(jié)構(gòu)如圖1所示。可以看出：上、下層分別作為羽絨面料的表、里層，保證羽絨制品的基本屬性；相鄰的2個經(jīng)向立襯層形成具有一定高度的填充空腔；緯浮線組成的緯向立襯層在每個填充空間內(nèi)起到固定作用，防止填充的羽絨大范圍移動。方格立襯結(jié)構(gòu)一方面使表、里2層間具有一定距離，擴大了填充羽絨的空間，從而提高了羽絨制品的保暖性；另一方面，緯浮線結(jié)構(gòu)阻攔了橫向填充空間填充物的移動，使羽絨制品達到防鉆絨的效果。

1—上層；2—下層； 3—緯向立襯層；4—經(jīng)向立襯層； 5—緯接結(jié)區(qū)(由緯向立襯與外層或里層連接形成)； 6—經(jīng)接結(jié)區(qū)(由經(jīng)向立襯與外層或里層連接形成)。下同。圖1 單位方格立襯結(jié)構(gòu)Fig.1 Diagram of unit square lining structure

1.1 經(jīng)向立襯層

方格立襯結(jié)構(gòu)織物的經(jīng)向立襯層與上下層織物垂直，形成填充空腔，多個經(jīng)向立襯形成連續(xù)的平行填充結(jié)構(gòu)，方格立襯結(jié)構(gòu)織物的截面圖見圖2。由圖2(a)可以看出，2個相鄰經(jīng)向立襯的距離決定了填充腔體的縱向長度，立襯的高度直接影響腔體的高度并決定了最大充絨量。經(jīng)向立襯層經(jīng)紗作為單獨的一層織物，通過接結(jié)經(jīng)接結(jié)法與上、下層(表、里層)交替連接[5]并形成經(jīng)接結(jié)區(qū)。

圖2 方格立襯結(jié)構(gòu)織物的縱橫截面圖Fig.2 Longitudinal section (a) and cross section (b) of square lining structure

1.2 緯向立襯層

在上、下層織物和相鄰2個經(jīng)向立襯層形成的空腔內(nèi)加入緯向立襯，可防止填充羽絨的移動。由圖2(b)可以看出，2組交叉的緯浮線形成緯向立襯結(jié)構(gòu)，其中1組緯浮線立襯的兩端分別與織物的上、下層相接，2組緯浮線立襯在中間部位以“X”形彼此相交。當羽絨填充到腔體后，兩兩相交的緯浮線可以立起，起到固定羽絨的作用。

在緯起絨織物的固結(jié)方法中，“W”形固結(jié)法因與3根壓絨經(jīng)交織的交織點較多，使毛絨固結(jié)牢固[6]。故緯浮線與上、下層織物的連接采用緯絨毛織物中的“W”形固結(jié)方式，緯向立襯層與上層或下層連接形成緯接結(jié)區(qū)。

方格立襯循環(huán)織物結(jié)構(gòu)見圖3?？梢钥闯觯?jīng)緯向立襯組成了類似立方體的結(jié)構(gòu)，故稱為方格立襯結(jié)構(gòu)。相鄰2個經(jīng)向立襯的距離決定了單位填充格子的長度，1個循環(huán)中的緯浮長線則決定了單位填充格子的寬度。

圖3 方格立襯循環(huán)織物結(jié)構(gòu)Fig.3 Structure diagram of square lining fabric

理論上，一次成形方格立襯結(jié)構(gòu)織物使填充空間具有一定高度，能夠增加羽絨填充量且能防止空腔內(nèi)的羽絨移動，提高羽絨制品的保暖性和舒適性，有效解決了絎縫帶來的針眼處鉆絨問題，縮短了生產(chǎn)流程，提高了效率。

2 方格立襯結(jié)構(gòu)織物的織造實踐

2.1 組織結(jié)構(gòu)

針對終端羽絨產(chǎn)品的厚度要求，經(jīng)向立襯厚度不同。在方格立襯結(jié)構(gòu)中，經(jīng)向立襯層的經(jīng)紗與上層或下層交替接結(jié)，當不需要經(jīng)向立襯結(jié)構(gòu)時，這些經(jīng)紗與上層或下層經(jīng)紗組成經(jīng)二重組織。由于織造經(jīng)向立襯的經(jīng)紗與上、下2層經(jīng)紗的交織情況不同，故采用雙經(jīng)軸織造。

為使織物正反效果一致，織物上層基礎(chǔ)組織均為單起平紋組織，下層為雙起平紋組織；處于中間層的經(jīng)向立襯層的基礎(chǔ)組織為平紋組織，當中層經(jīng)紗與上層或下層經(jīng)紗一起織造時，采用經(jīng)二重組織；緯向立襯層采用“W”固結(jié)方式與上下層連接。

方格立襯結(jié)構(gòu)織物的上機圖見圖4。

■—上、下層的基礎(chǔ)平紋組織的經(jīng)組織點；◆—經(jīng)向立襯層經(jīng)紗與上層經(jīng)紗接結(jié)的經(jīng)組織點；◇—經(jīng)向立襯層經(jīng)紗與下層經(jīng)紗接 結(jié)的經(jīng)組織點； △—織造上層投里緯時表經(jīng)提起的經(jīng)組織點； ▲—織造下層投里緯時表經(jīng)提起的經(jīng)組織點；●—經(jīng)向立襯層的 經(jīng)組織點；★—緯向立襯的經(jīng)組織點；空白處是緯組織點。圖4 方格立襯結(jié)構(gòu)織物的上機圖Fig.4 Looming drafts of square lining fabric

由圖4可以看出，上層經(jīng)紗為1、2、3、4，緯紗為S1、S2、S3、S3、S4、S5、S6、S7、S8；中間立襯層與上層接結(jié)在一起的經(jīng)紗為S①、S②，與下層接結(jié)在一起的經(jīng)紗為X①、 X②； 用于經(jīng)向立襯的緯紗為Z1、 Z2、Z3、Z4，用于緯向立襯的2組緯浮線分別稱為A組和B組，在1個循環(huán)中，2組緯紗分別為A1、A2和B1、B2;下層經(jīng)紗為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ,下層緯紗為X1、X2、X3、X4、X5、X6、X7、X8。上層和下層作為織物的表里層，密度應(yīng)較大，因此將上、中、下層經(jīng)紗的排列比設(shè)為2∶1∶2；所設(shè)計的方格立襯結(jié)構(gòu)織物的織造為分段織造，組織變化較多，為使經(jīng)紗開口清晰、減少經(jīng)紗的摩擦，可采用分區(qū)穿法[7]，上層經(jīng)紗穿在前區(qū)，中層經(jīng)紗穿在后區(qū)，下層經(jīng)紗穿在上層與中層的中間區(qū)域；為減少經(jīng)紗與鋼筘的摩擦，經(jīng)紗穿筘為每筘5入。本論文方格立襯織物的組織循環(huán)經(jīng)紗數(shù)為40，緯紗數(shù)為64，所用綜框數(shù)為10頁。

2.2 上機參數(shù)

本文設(shè)計的方格立襯結(jié)構(gòu)織物的經(jīng)密較大，總經(jīng)根數(shù)較多，經(jīng)紗摩擦較大，為探究本文設(shè)計的方格立襯結(jié)構(gòu)織物的織造性能，在上機實踐過程中，為保證織造順利進行，經(jīng)、緯紗選用強力較高的25 tex×2滌綸紗。同層經(jīng)緯紗設(shè)置相同顏色，不同層經(jīng)緯紗設(shè)置不同顏色，以便于下機后觀察織物結(jié)構(gòu)特征。根據(jù)織機情況和織物保暖性測試要求，本文織造的方格立襯結(jié)構(gòu)織物基本規(guī)格參數(shù)如表1所示。

表1 方格立襯結(jié)構(gòu)的基本規(guī)格參數(shù)Tab.1 Fabric specification parameters of square lining structure fabric

此外，根據(jù)調(diào)研專業(yè)羽絨制品生產(chǎn)企業(yè)和市場上的終端羽絨產(chǎn)品，本文設(shè)計的方格立襯結(jié)構(gòu)織物規(guī)格尺寸參數(shù)見表2。

表2 方格立襯結(jié)構(gòu)織物規(guī)格尺寸參數(shù)Tab.2 Specification size parameter of square lining structure fabric

2.3 上機織造

由于方格立襯結(jié)構(gòu)織物的上、中、下層的織造順序不同，存在織口移動的問題，因此本文采用雙經(jīng)軸異步送經(jīng)系統(tǒng)[8]，將上下2層經(jīng)紗卷繞在下經(jīng)軸，將用于織造中間立襯層的經(jīng)紗卷繞在上經(jīng)軸，再配合織機的卷取運動、停止送經(jīng)、停止卷取運動，分4個階段在織機上實現(xiàn)了該結(jié)構(gòu)的順利織造，方格立襯結(jié)構(gòu)織物的織造過程如圖5所示。

第1階段，從上層至下層的經(jīng)向立襯織造。由圖5(a) 可以看出，用于織造經(jīng)向立襯的經(jīng)紗從上層經(jīng)紗中分離出來，單獨與中間層緯紗交織，形成經(jīng)向立襯。在第1階段織造時，下經(jīng)軸停止送經(jīng)，卷布輥停止卷取，織機正常引緯打緯，上下層的織口位置不變，經(jīng)向立襯的織口不斷向機后移動，但在雙經(jīng)軸異步送經(jīng)系統(tǒng)的調(diào)解下，上經(jīng)軸可被動送出少量經(jīng)紗，保持經(jīng)向立襯層經(jīng)紗張力穩(wěn)定，直至經(jīng)向立襯部分達到設(shè)定緯紗數(shù)，織機正常運動，形成經(jīng)向立襯結(jié)構(gòu)。

第2階段，上、下層和緯向立襯織造。由圖5(b) 可以看出，上下2個經(jīng)軸正常送經(jīng)，卷布輥正常卷取，形成方格立襯織物的上、下層和緯向立襯結(jié)構(gòu)。

第3階段，從下層至上層的經(jīng)向立襯織造。由圖5(c) 可以看出，用于織造經(jīng)向立襯的經(jīng)紗從下層經(jīng)紗中分離出來，單獨與中間層緯紗交織，形成經(jīng)向立襯。與第1階段織造相同，下經(jīng)軸停止送經(jīng)，卷布輥停止卷取，織機正常引緯打緯，上下層織口位置不變，經(jīng)向立襯的織口不斷向機后移動，直至經(jīng)向立襯部分達到設(shè)定的緯紗數(shù)，織機正常運動，形成經(jīng)向立襯結(jié)構(gòu)。

第4階段，完成上、下層和緯向立襯織造。由圖5(d)可以看出，上下2個經(jīng)軸正常送經(jīng)，卷布輥正常卷取，形成方格立襯結(jié)構(gòu)的上、下層和緯向立襯結(jié)構(gòu)。

圖5 方格立襯結(jié)構(gòu)織物的織造過程Fig.5 Weaving process of square lining fabric. (a) Phase 1; (b) Phase 2; (c) Phase 3; (d) Phase 4

3 織物性能測試及結(jié)果

3.1 織物基本性能分析

通過織物上機實踐，所設(shè)計的方格立襯結(jié)構(gòu)織物可以在織機上一次成形織造，且織造出的織物成形效果良好，符合設(shè)計要求。圖6示出下機后方格立襯結(jié)構(gòu)織物的實物圖。

圖6 方格立襯織物實物圖Fig.6 Physical map of square lining structure fabric. (a) Cross section of fabric; (b) Longitudinal section of fabric

由圖6(a)可以看出，織物的橫截面，單位方格內(nèi)2組交叉排列的緯浮線形成的 “X”型緯向立襯；由圖6(b)可以看出，織物的縱截面形成近似為連續(xù)的“工”字型經(jīng)向立襯。

方格立襯結(jié)構(gòu)織物下機基本參數(shù)如表3所示。本文對下機后的織物結(jié)構(gòu)與上機前設(shè)計的織物結(jié)構(gòu)進行對比，單位填充格子的實際邊長為7.9 cm，設(shè)計邊長為8 cm，實際經(jīng)向立襯高度為1.4 cm，設(shè)計高度為1.5 cm，均達到預期效果；只有緯密增加較多，是由于緯向立襯與方格立襯結(jié)構(gòu)的上、下層連接，且織造格子的邊長越長，引入的緯浮線就越多，在引入每一緯浮線立襯處，織機都進行了停卷停送設(shè)置，這種設(shè)置會使緯密增加。

表3 方格立襯結(jié)構(gòu)織物下機基本參數(shù)Tab.3 Basic parameters of machine of square lining structure fabric

從方格立襯結(jié)構(gòu)實物圖和下機參數(shù)可知，所織造的方格立襯結(jié)構(gòu)織物與最初設(shè)計的結(jié)構(gòu)一致，從實踐中證明了方格立襯結(jié)構(gòu)織物可以在織機上一次成形織造而成。

3.2 保暖性測試

保暖性是羽絨制品的主要功能，與產(chǎn)品的使用時間有關(guān)系。羽絨制品經(jīng)長期使用后，填充空腔內(nèi)的羽絨易大面積移動，出現(xiàn)竄絨現(xiàn)象，羽絨填充物聚集成團，影響其保暖性能和外觀[9]，所以對一次成形方格立襯結(jié)構(gòu)織物的保暖性和防竄絨性進行測試。傳統(tǒng)羽絨制品主要是通過絎縫工藝形成，因此，本文主要對比同規(guī)格的方格立襯結(jié)構(gòu)織物絨包和絎縫織物絨包的性能。

3.2.1 試樣準備

測試樣是方格立襯結(jié)構(gòu)織物制成的絨包；對比樣是用平紋結(jié)構(gòu)面料縫制后充絨制成的絨包，所用面料的經(jīng)緯密度與方格立襯織物的表經(jīng)和表緯相同。測試樣和對比樣均采用相同的紗線、織物密度、尺寸規(guī)格、每個絨包充絨量和羽絨種類，試樣基本參數(shù)見表4。

表4 試樣基本參數(shù)Tab.4 Basic parameters of samples

測試樣方格立襯結(jié)構(gòu)絨包制作過程為：量尺寸—裁剪—封邊—充絨—封口—拍打均勻。對比樣絎縫絨包制作過程為：量尺寸—裁剪—封邊—充絨—封口—絎縫—拍打均勻。測試樣絨包的每個橫向空腔的一側(cè)均留有1個4.5 cm充絨口，對每個橫向空腔充入等量羽絨后，進行封口；對比樣絨包只有1個4.5 cm充絨口，充入與測試樣相同的羽絨總量后，進行封口。

根據(jù)GB/T 14272—2011《羽絨服裝》，絎縫過程所用的絎縫線為線密度25 tex的滌綸縫紉線，用9號針，針距密度為14～15針/(3 cm)，針跡線形狀要求對比樣表面的絎縫針跡與原樣表面的方格形狀完全對應(yīng)。

3.2.2 測試結(jié)果

根據(jù)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》，用YG606G 熱阻測試儀(南通三思機電科技有限公司)測試織物熱阻性能，1個測試樣與1個對比樣為1組試樣，選3組試樣分別編號為1#、2#、3#，每組試樣分別測試3次，取平均值為對應(yīng)試樣的熱阻值R，絨包應(yīng)平整無折痕，熱阻值測試結(jié)果如圖7所示。在織物材質(zhì)、經(jīng)緯密度和充絨量相同的情況下，測試樣比對比樣有近2倍的保暖效果，一次成形方格立襯結(jié)構(gòu)織物實現(xiàn)上下2層織物的無縫連接，表現(xiàn)出良好的保暖效果。

圖7 熱阻值測試結(jié)果Fig.7 Thermal resistance of velvet bags

3.3 防竄絨性測試

竄絨是指在羽絨制品的填充空腔內(nèi)填充物移動的情況，目前針對防竄絨性的測試沒有具體的標準。因此，結(jié)合日常生活中洗滌后羽絨制品的鉆絨現(xiàn)象，根據(jù)文獻中對羽絨制品洗滌的介紹[10]，設(shè)計羽絨制品防竄絨性實驗。羽絨制品洗滌后，羽絨會在填充空腔中移動聚集成團造成分布不均勻，可以通過透光情況觀察判斷，透光好的地方羽絨少，反之羽絨多。洗滌后羽絨分布越不均勻的產(chǎn)品防鉆絨性差。

本實驗對測試樣和對比樣絨包進行洗滌觀察，測試樣絨包洗滌后整體透光效果不強，羽絨分布較均勻；對比樣絨包明暗對比明顯，羽絨分布不均勻?？梢缘贸?，一次成形方格立襯織物的經(jīng)緯向立襯及緯向浮線，能夠很好地阻礙填充物在空腔內(nèi)移動，提高羽絨制品的保暖性。與現(xiàn)有面料的充絨方式相比，本文所設(shè)計的一次成形方格立襯結(jié)構(gòu)織物的充絨步驟相對復雜，但是避免了后道絎縫工序的大量工作，且保暖性和防竄絨性均較好。

4 結(jié)束語

本文設(shè)計的一次成形方格立襯結(jié)構(gòu)織物由上、下層，及中間層的經(jīng)向立襯層和緯向立襯層組成。這種立襯結(jié)構(gòu)使上下2層織物之間保持一定距離，一方面提供了充足的空腔用于填充羽絨，另一方面也避免了絎縫帶來的上下2層絎縫連接處無羽絨、針孔鉆絨的情況，有效地提高了羽絨制品的保暖性。同時，緯向立襯由連續(xù)的緯浮線組成，對橫向填充空腔內(nèi)的填充物起到固定作用，能夠防止竄絨，避免由于羽絨移動帶來的保暖性差的問題，改善了羽絨制品的使用性能。此外，方格立襯結(jié)構(gòu)在織機上一次成形與人工絎縫的方式相比，降低了成本，減少了原料。

此外，通過織造實踐，驗證了具有方格立襯結(jié)構(gòu)織物的一次成形織造的可行性，總結(jié)了織造技術(shù)的要點，并驗證了其優(yōu)良的保暖性能和對填充空腔內(nèi)羽絨良好的固定作用，為羽絨制品的設(shè)計和開發(fā)提供了新的思路和實踐方法，在今后的研究中應(yīng)充分考慮羽絨制品的實際需求，進一步優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計及織造工藝，實現(xiàn)其產(chǎn)業(yè)化的應(yīng)用。