（纺织工程专业论文）THERMOLITE（R）保暖材料在针织上的应用及产品开发[纺织工程专业优秀论文].pdf

t 砸r m o l i t e 保暖材料在针织上的应用 及产品开发 摘要 保暖材料作为传统被褥的填充物和保暖内衣、保暖袜的原料，近 1 0 年来发展非常迅速，已经由最初的羊毛、棉絮、羽绒、裘皮等天 然材料向中空纤维、超细纤维等合成纤维原料扩展。这些合成纤维不 仅来源广泛，而且具有质轻、保暖、透气性好，防霉、防蛀，耐酸碱 性，可直接洗涤等优点，大量替代了羊毛、棉絮，用以生产保暖内衣、 防寒服、仿羽被等。 t h e r m o l i t e 纤维是杜邦公司仿造北极熊毛的中空结构研究出来 的一种新型中空超保暖材料，其纤维结构具有完美的7 5 中空率， 每根纤维都含有更多空气，犹如一道空气保护层，既可防止冷空气进 人，又能把湿气排出，使身体保持温暖、干爽、舒适和轻盈。据有关 数据表明，含功能性面料的干燥速率是丝或棉质面料的2 倍左右，适 用于保暖袜、登山服、背心、睡袋等。 近年来，国际上已经开始对t h e r m o l i t e 纤维进行大规模的产品 开发，尤以保暖内衣和运动服应用最广，其优于传统保暖材料的良好 特性，引起了纤维材料界乃至全世界的瞩目。目前国内应用它生产的 保暖织物还比较少，而对它保暖性能的研究就更少。对于这么一种具 有广泛市场前景的纤维，研究影响其保暖性能的因素，相信对以后广 泛应用该种材料，降低生产成本，具有积极的借鉴作用。 本课题首先对t h e r m o l i t e 短纤纱的基本性能如强力、毛羽等进 行测试，并与几种常见纱线的性能进行对比，t h e r m o l i t e 纱线具有 典型的短纤纱的性能，其织物在抗起毛起球性能，布面光洁方面较差。 在力学性能方面，t h e r m o l i t e m 韧性好，织物耐磨，耐冲击。然后采 用1 0 0 t h e r m o l i t e 娇1 t h c 两种纱线在s t o l l 电脑横机上，通过改 变不同的织物结构，与棉、丽赛纱线交织，开发了九种面料，并且对 这些面料依次进行煮练、染色、柔软处理和热定型，为后面的性能研 究奠定了基础。 经过所有染色和后整理工序后，对这九种织物进行了各项性能测 试，主要包括：织物厚度，平方米克重，保暖性，透湿性，保水性， 透气性，抗起毛起球性，色牢度，拉伸强力，顶破强力。通过对比和 分析发现，t h e r m o l i t e 织物保暖性好，织物轻薄，透湿性也明显优 于其他与棉或丽赛混编织物，但1 0 0 t h e r m o l i t e 织物抗起毛起球性 比t h e r m o l i t e 与棉混纺或混编织物差。 最后对这九种织物的综合性能分别应用了模糊决策和模糊聚类 分析的方法进行评价，并根据评价结果给出了一些结论，希望对以后 的实际生产有一定借鉴作用。 关键词：t h e r m o l i t e ，保暖材料，染色和后整理，产品开发， 电脑横机 t h e r m o l i t e t i 匝r m a i ，m a t e r i a i ，o nk n i t t e d f a b r i c sa n dr e s e a r c h i n g0 ft 砸i rp r o p e r t s a b s t r a c t t h eu s eo ft h e r m a lm a t e r i a l sa st h er a wm a t e r i a lf o rq u i l t , t h e r m a l u n d e r w e a ra n ds p o r ts o c k sh a v eb e e ng r o w i n gv e r yf a s ti nt h el a s tt e n y e a r s o r i g i n a l l yt h e yw e r em a d eo fw o o l ，c o t t o n , d o w n ，f u ra n do t h e r n a t u r a lm a t e r i a l s n o wt h ec h o i c e sh a v ee x p a n d e dt o s y n t h e t i cf i b e r s ， s u c h 鹤h o l l o wf i b e r sa n ds u p e r f i n ed e n i e rf i b e r t h e s es y n t h e t i cf i b e r s ， w h i c ha r en o t o n l ye a s yt op r o d u c eb u ta l s oh a v ea d v a n t a g e ss u c ha sl i g h t w e i g h t , h i g hh e a ti n s u l a t i n ga b i l i t y , a n dg o o da i rp e r m e a b i l i t y , h a v e r e p l a c e dw o o la n dc o t t o nf o rp r o d u c i n gt h e r m a lu n d e r w e a r , c o l d w e a t h e r g e a r , d o w n - l i k eq u i l ta n ds oo n t h e r m o l i t e i san e wh o l l o wt h e r m a lf i b e rd e v e l o p e db yd u p o n t c o m p a n y i t sh o l l o ws t r u c t u r ei sl i k eap o l a rb e a r sf u rs t r u c t u r e ，w h i c h h a sa7 5 h o l l o wr a t e e a c hf i b e rc a nc o n t a i nm o r ea i rf o ra na i rp r o t e c t l a y e r t h i sp r e v e n t st h ec o l df r o ma i re n t e r i n g ，t r a n s f e r st h es w e a tf r o m t h es k i ns u r f a c et ot h ea i r , w h i c hk e e p st h e b o d yw a r m ，d r y , a n d c o m f o r t a b l e t h i sr e p o r ts h o w st h e r m o l i t e sd r yr a t ei st w i c et h a to f s i l ka n dc o t t o n ，a n di ti ss u i t a b l ef o rm a k i n gt h e r m a ls o c k s ，s p o r t s w e a r a n d s l e e p i n gb a g s r e c e n t l y , t h e r m o l i t e h a sb e e nw i d e l yu s e da l lo v e rt h ew o r l d ， e s p e c i a l l yf o rt h e r m a lu n d e r w e a ra n di nt h es p o r t s w e a rf i e l d s i t ss u p e r i o r p r o p e r t i e sh a v ee a r n e dt h ea t t e n t i o ni nt h em a t e r i a lf i e l da n dt h ew h o l e w o r l d h o w e v e r , c h i n as t i l ld o e sn o tu s et h e r m o l i t e v e r ym u c ha n d t h e r ei sl e s sr e s e a r c ho n i t f i n d i n g o u tt h ef a c t o r si n v o l v e di n t h e r m o l i t e m a t e r i a lw i l lb ev e r yu s e f u lf o ru s i n gt h e r m o l i t e m o r ei n t h ef u t u r ea n da tl o w e rc o s t i nt h i st h e s i sf i r s t l yt h eb a s i cp r o p e r t i e so f t h e r m o l i t e y a r nw e r e t e s t e d ，s u c ha ss t r e n g t ha n dh a i r i n e s sa n dt h e nc o m p a r e dw i t ho t h e r n o r m a ly a m s t h e r m o l i t e h a st h et y p i c a lp r o p e r t i e so fs t a p l ey a m r e f e r i n g t o m e c h a n i c a l p r o p e r t i e s ，t h e r m o l i t e st o u c h n e s s ， a b r a s i o n - p r o o fa n db a l l i s t i c s - r e s i s t a n t , i t sa n t i - p i l l i n gt e n d e n c yi s n o t g o o d t h e nw eu s e d1 0 0 t h e r m o l i t e ，t h c ，c o t t o na n dr i c h c e l t o k n i td i f f e r e n ts t r u c t u r e sb yc o m p u t e rf i a tk n i t t i n gm a c h i n e n i n eg r e i g e f a b r i c sw e r ek n i t t e d ，s c o u r e d ，d y e d ，s o f tf i n i s h i n ga n dh e a ts e t t i n g a f t e rd y i n ga n df i n i s h i n g ，t h ef a b r i c sw e r et e s t e df o rt h i c k n e s s ， w e i g h t ，h e a ti n s u l a t i n ga b i l i t y , m o i s t u r ep e r m e a b i l i t y , w a t e r - r e t e n t i o n p r o p e r t i e s ，a i rp e r m e a b i l i t y , a n t i - p i l l i n gt e n d e n c y ，c o l o u rf a s m e s s ，t e n s i l e s t r e n g t ha n dt e a rs t r e n g t h c o m p a r i n gt h et e s t i n gr e s u l t s ，t h e r m o l i t e f a b r i ci sl i g h tw e i g h ta n dh a sg o o dh e a ti n s u l a t i n ga b i l i t ya n dm o i s t u r e p e r m e a b i l i t y b u ti t sa n t i - p i l l i n gt e n d e n c yi sn o ta sg o o da st h e r m o l i t e b l e n d e dw i t hc o t t o n t h e p r o p e r t i e so ft h e s en i n ef a b r i c sw e r ee s t i m a t e db yt h em e t h o d s o ff u z z yd e c i s i o nm a k i n ga n df u z z y c l u s t e r i n g i nt h e e n ds o m e c o n c l u s i o n sw e r em a d ea n dw h i c hw i l lh o p e f u l l yb eu s e f u lf o rf u t u r e p r o d u c t i o n f a n gf a n g ( t e x t i l e e n g e e r i n g ) s u p e r v i s e db yz h a ol i k e y w o r d s ：t h e r m o l i t e ，t h e r m a lm a t e r i a l s ，d y i n ga n df i n i s h i n g ， f a b r i cd e v e l o p ，c o m p u t e rf l a tm a c h i n e 附件一： 东华大学学位论文原创性声明 本人郑重声明：我恪守学术道德，崇尚严谨学风。所呈交的学位论文。是本人在导师 的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已明确注明和引用的内容外，本论文 不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品及成果的内容。论文为本人亲自撰写， 我对所写的内容负责，并完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名： o - 5 二，书 日期：j 年，z 月，譬日 附件二： 东华大学学位论文版权使用授权书 学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定。同意学校保留并向国家 有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅或借阅。本人授权东华大学 可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫 描等复制手段保存和汇编本学位论文 保密口，在年解密后适用本版权书 本学位论文属于 不保密日 学位论文作者签名：f 考 指导教师签名 日期：r 年i 明t s e t 琏l 卅 日期：r 年，、，月r 拍 第一章绪论 第一章绪论 第一节保暖理论和保暖材料概述 i i 材料保暖的原理 纤维是热的不良导体，然而空气的热传导率比纤维更小，大约只有棉花的 1 3 ，羊毛和腈纶的t 2 。表卜1 是空气、水分和各种纤维的导热系数 。 表i - i 空气、水分和各种纤维的导热系数 , m 2 0 c 材料导热系数材料导热系数 棉花 0 0 7 1 0 0 7 3腈纶0 0 5 1 羊毛 0 0 5 2 o 0 5 5丙纶0 2 2 1 o 3 0 2 尼龙o ，2 4 4 o 3 3 7空气0 0 2 7 涤纶0 0 8 4水o 6 9 7 因此，材料保暖的机理在于：材料所固定的相当量的静止空气产生的隔热 作用。材料及其聚集状态固定空气的能力越强，材料就越保暖。棉花、羽绒和 化学纤维等的保暖性能之所以有差异，主要是由于它们的聚集状态和组织结构， 在动态条件下关锁空气能力的大小造成的。试验表明，材料的保暖性跟它所固 定的静止空气层的厚度密切相关，材料越厚，其内部的静止空气越多，它的保 暖性就越好。 保暖材料通常可分为两大类：一类消极的保暖材料，即通过单纯阻止或减 少人体热量向外散失来达到保暖目的，如天然棉絮、羽绒、裘皮，以及各种天 然纤维、化纤絮片等；另一类是积极的保暖材料，即不仅遵循传统的保暖理论， 更能吸收外界热量，储存并向人体传递来产生热效应，常用的外界能量有电能、 r 9 1 化学能、生物能及太阳能等等，象远红外棉“1 。 1 2 保暖材料研究的现状 第一章绪论 绝热性强的材料，纤维所占的体积只有1 0 一2 0 ，而空气的体积则占8 0 一9 0 。空气是一种不良导体，其传导性仅为合成纤维的1 1 0 ，可以减少由传 导而损失的热量。服装材料中空气的体积越大，经传导损失的热量就越少。然 而空气对于辐射热几乎没有阻挡作用，而纤维却能阻挡辐射热。因此要避免辐 射熟损失，绝热材料中的纤维必须维持在某一最小值以上。作为一种好的绝热 材料的另一必要条件是材料中应该没有空气的流动，因为空气流动会导致热以 对流的形式散失。纤维有很大的特殊的表面积，其表面摩擦力可以相当大地阻 碍空气流动。显然，减少传导热损失和减少辐射、对流热损失二者所需的东西 r 1 是相互抵触的。 下面介绍几种目前已投入工业应用的保暖材料 4 5 j 。 1 中空纤维中空纤维内部空气体积约占纤维总体积的1 0 左右，由于 纤维在整个绝热材料系统中所占体积大约仅1 0 ，所以中空纤维的内部空间仅 使整个系统中空气的体积从9 0 增加到9 1 。与类似的实心纤维相比，在增加 绝热性方面，中空纤维的实际意义不大。但在重量方面却减少了1 0 ，这对于 冬服减重是有一定作用的。 2 超细纤维从理论上讲，纤维越细，自然对流的热损失就越小，同时 保证含有较多的空气。制造超高密度透气防风防雨的冬服面料，是超细纤维的 重要用途之一。在高密度织物中，纤维与纤维之间的间隙为0 2 一l u m ，而雨滴 的最小直径为l o o u 左右，因此，前者窄得足以挡住最小的雨滴，但对人体散发 的水蒸气而言，又宽得足以使它逸散出去。日本帝人公司研究的微纤维精细织 物，仿造了自然界荷叶对水的排斥效应，落在织物上的雨水形成闪动的小水珠， 在其表面滚动而不使它润湿。这是因为织物中微卷曲的纤维( 0 4 4 d ) 将空气围在 纱线内，空气对水的排斥性很强，当雨水落在织物上时，纱线内贮存的空气会 使水珠滚落。 3 太空织物呔空织物”中铝箔能把人体散发的热量反射回来，并能防止 外晃冷空气的侵入。同时由于铝箔上开有小孔，具有通气性，能使服装内汗气 散失，从而使人体保持舒适状态。经常有诸如“太空织物能反射9 0 的人体热量” 2 第一章绪论 的说法，如果人体的辐射热损失远大于其它方式的热损失，这种说法还是比较 能够被接受。但辐射热损失，尤其是在大风天气和体温过低的条件下，只占总 的热损失的一小部分，此种情况下主要的热损失方式是对流。因此，即使发挥 了最大理论保暖效果，太空织物的保暖性也是相当有限的。实际上铝箔的保暖 作用还要受到两个因素的限制，一是湿气会在铝箔表面冷凝，二是铝箔容易造 成热传导损失。 ， 1 3 人体与环境热交换的主要途径 人体通过四条途径与环境进行热交换，即：对流、传导、辐射、蒸发人 体与环境间不断地进行着熟交换，以保持人体热平衡和体温稳定。人体与环境 进行热交换的过程可用数学公式表述如下： as = m r c e w ( 1 - 1 ) 式中： s 一 、体的热平衡差 人体代谢产热量，均取( 十) 号； i k - 着装人体外表面与其周围环境之间的辐射散热量； c 一着装人体外表面与其周围环境之间的对流散热量： k 人体的蒸发散热量： w 一人体所作的机械功。 式( 卜1 ) 中与服装材料性能密切相关的主要是服装材料的保暖性，即热阻( 隔 热值c l o ) ，以及服装材料的透湿性，也就是湿阻透湿指数( i m ) 。 1 4 保暖单位( 隔热值c i o ) 0 6 j 人体新陈代谢产生的热量大部分是通过皮肤散发到环境中去的，散发的途径 有两种：蒸发散热和非蒸发散热。对于所讨论隔热值的概念，主要涉及的是非 蒸发散热对于服装而言，目前国际上普遍采用的隔热单位是“c l o ”。保暖材料 或保暖服装的保暖量用克罗值( c l o ) 表示，其含意是在室温为2 1 c ，相对湿度为 5 0 以下，气流为1 0 c m s 的条件下，试穿者静坐不动，其基础代谢为 5 8 1 5 w m 2 ( 5 0 k c a l 舻h ) 感觉舒适并保持其体表温度在3 3 c 时所穿服装的保暖 量，此时的保暖量( 隔热值) 即为l c l o 。 第一章绪论 为便于工程计算及普及以使一般人理解和接受，又引入o 1 8 c 廿h k c a l 的倒数5 5 5 k c a l m 2 h 。通俗地讲，如果服装或服装用保暖材料两面温差为 0 1 8 c 时，从每平方米的面积上通过l k c a l 的热量，则此服装或材料的隔热值为 l c l o ；或者说对于隔热值为l c l o 的服装或保温材料而言，当两面温差为1 时， 每小时每平方米通过的热量为5 5 5 k c a l 。 1 5 保暖性能的表征方法 7 8 儿9 1 0 】 有关防护服保暖性能的表征方法，目前通常有两种：一种被称为热绝缘 ( t h e r m a li n s u l a t i o n ) ，另一种被称为热阻( t h e r m a lr e s i s t a n c e ) 。所谓织物 的“热绝缘”，是指在单位面积、单位时间内织物表面的热流率。热绝缘可用下述 公式表示： r=仃lt2)it(1-2) 式中：r 为热流率； t 为织物表面温度( 相对较高的一面，) ； t z 为织物表面温度( 相对较低的一面，) ； h 为在单位时问、单位面积上织物的热流量，j m 2 s 由于空气是热的不良导体，因此我们常用i 表示空气的热绝缘值，其公式表 述如下： i=(tcta)h(1-3) 式中：t c 为织物的表面温度，； t 为空气的温度，： h 为单位时闻、单位面积上织物的热流量，j 酽s 。热绝缘通常用百分 比进行相对比较。 “热阻”的英文标识是t o g ，其含义可用以下公式表示： a ( t h - - t r ) l o c x v ( 1 - 4 ) 式中：a 为织物样品的面积，m 2i 4 第一章绪论 t h 为热板的温度，； t r 为室内温度，； c 为保持热板温度所需电流，a ： v 为保持热板温度所需电压，v 。 1 6 测试方法 1 1 1 ) 热板法 织物热缘性能最先进的测试手段是采用日本k a w a b a t a 所研制的 t h e r m o l a b o i i 型测试仪。t h e r m o l a b o - i i 型测试仪是基于热板法的测试原理， 即一块通电的热板在包覆被测试样品和未包覆样品两种情况下，维持一定温度 所消耗的瓦特数的比值，用百分数表示( 其值越小表明材料的保暖性能越佳) 。 2 ) 暖体假人试验法 在人工气侯室内，模拟环境的气侯条件，用暖体假人测试服装及服装材料 的c l o 值是研究服装保暖性的重要方法，它可以模拟一些人体的极限状态，重 演性极佳。 作为模拟人体散热过程的实验设备，暖体假人能定量地测量服装的隔热值， 并用于对人体服装一环境系统进行实验研究和客观评价。一般评价服装的非 蒸发散热性能，测其隔热值，用c l o 表示。根据c l o 值的定义，被试者的代谢 产热为2 0 9 3 4 k j m 2 ( 5 0 k c a l f h ) ，利用w i n s l o w 等人的实验结果，把c l o 值 标准化，那么： i 。l + i = o 3 2 m 2 h k c a l ( 1 - 5 ) 式中：i 。1 一服装的热阻；i 一空气层的热阻。 通过服装的散热量为代谢产热量的7 6 ，即5 0 x o 7 6 = 3 8 k c a l h m 2 。 在上述条件下，空气层的热阻为：i = 0 1 4 c m 2 h k c a l 因此，一个c l o 值 的单位保暖量为：i 。l = o 3 2 0 1 4 = 0 1 8 c m 2 h k c a l 在不同的单位制中，c l o 值的表示方法如下：l c l 0 = o 1 8 c 2 h k c a l = o 1 5 5 c m 2 w 第一章绪论 通过上述分析，说明测得服装的热阻( 隔热保暖量) 为一个保暖单位( c l o ) 。 其计算公式为： i 。l = ( t b t ) ( m s ) 0 1 8 ( 1 6 ) 式中：t 为平均皮肤温度，；t 一为环境平均温度，； s - - 为假人的体表面积，m 。；m - 一为假人的散热量，k c a l 。 该式是我们利用暖体假人测试服装c l o 值的理论基础。 3 ) 人体着装试验法 人体试验是服装研究在最后定型时不可缺少的一个重要程序。各类傈暖材 料、各类服装、各种测试方法，只有通过人体试穿试验，才能推广应用。所以， 人体着装试验是很有必要的。但人体测验比较复杂，测定的项目较多，精确性 不如仪器试验，个体间如能保证误差5 之内已是很满意的结果了。 人体试验方法和注意点大致如下：受试者身材要与所试服装的大小相匹配； 选用的试验环境条件要与服装的保暖性相适应，以便不使身体过热或过冷，保 持体热平衡，因为在有明显出汗或体温不稳时，很难求得准确的散热量；同理， 除非是特殊的试验目的，般均取坐位的活动水平；受试服装一般要置于受试 环境中，以取得服装吸湿的平衡状态。如果是几种服装同时受试，必须每一受 试者均穿着不同服装进行试验；受试时间约2 3 h ，第1 h 为取得与环境热平衡 的时间，只有第2 3 h 的试验数据可参与正式计算。按服装估计试验的环境条 件时，可以根据大约每降低8 c 气温需增加l c l o 的隔热值考虑。而防寒服装的 厚度与c l o 值的关系，大约按每c m 合1 6 c l o 左右来估计。 结果的计算可按下式进行 厶：i 5 _ 5 5 - 。：a “_ ( ：7 , - 1 l ) 一i b ( 1 - 7 ) 幻一万历j 而一 式中：m 一为代谢产热量，k c a l h ； a - 一为体表面积，舻；t 一为平均皮肤温度，； t 一为气温，；卜为热蓄积量，k c a l h ： 6 第一章绪论 p 一为呼吸及皮肤的蒸发散热量，k c a l h ； g 。为呼吸道的对流散热量，k e a l h ； i 一为空气隔热值，一般无风时取0 8 e l o 。 第二节新型保暖材料t h e r m ol it e 簧j 介 t h e r m o l i t e 。纤维是杜邦公司仿造北极熊的绒毛，采用1 0 0 杜邦独有中空 聚酯纤维生产出的保温性能特别出色的中空纤维。每根纤维都含有更多空气， 犹如一道空气保护层，既可防止冷空气进人，又能把湿气排出，使身体保持温 暖、千爽、舒适和轻盈。据有关数据表明，含功能性面料的干燥速率是丝或棉 质面料的2 倍左右，且机可洗、耐穿，适用于登山服、滑雪服、睡袋等“。 1 1 a l l n l 图卜1 t h e r m o l i t e o 的截面图 图l 屯t h e r m o l i t e 纤维的热循环系统 t h e r m o l i t e 固纤维在中国最初是应用于保暖内衣领域，其中最著名的三大品 牌为：心仪( 杜邦) 、豪门、浩沙自2 0 0 0 年，豪门内衣和美国杜邦公司合作 开发t h e r m o l i t e 圆b a s e 中空纤维产品以来，将豪门内农的产品开发带入了科技 时代。之后又陆续的正式引进杜邦l y c r a 弹性纤维、杜邦t a c t e l 超细纤维、奥 7 第一章绪论 地利m o d a l 天然木浆纤维，让豪门内衣的产品有了不同以往的全新面貌。时时 满足顾客内在美的需求，追求高品质的内衣文化，让身体在冬季里，不论是白天 或是晚上，室内或室外，动和静，都随时保持温暖、千爽和舒适，豪门借助 t h e r m o l i t e 圆成为了人体最贴身的伙伴。 但随着实践的深入，t h e r m o l i t e o 在保暖内衣方面的弊端也逐渐显露出来， 主要表现在易起毛起球和抗静电性能较差。虽然t h e r m o l i t e o 和棉都是短纤纱， 都会因有自由端而起毛起球，但棉的伸长率较小，自由端突出后就会因摩擦而 脱落，而t h e r m o l i t e 西则是留在织物表面产生起毛起球现象。目前，t h e r m o l i t e 固 纤维更多的应用于体育用品上，其轻质、息好的透气透湿性更能满足体育服装 的功能性要求，使人们能够运动自如，因此t h e r m o l i t e 纤维在体育领域很有前 景。 如：早在1 9 9 8 冬季奥运会指定使用杜邦t h e r m o l i t e 园b a s e 所制成的运动 服装的国家有：美国，加拿大，意大利，中国，德国，英国，瑞士等。 目前，市场上还出现了多种t h e r m o l i t e 西的衍生系列 2 3 2 剖。 t h e n n o l i t c p l u s - 一轻巧的典型保暖材料，适用于：滑雪衣、手套、睡 袋等，有绝佳的保暖效果。 比薄的保温材料保温程度高百分之三十。 比 一般厚的保温材料更保暖，却比厚的保温材料轻巧。即使湿了也能阻挡热 量的流失。 t h e r r n o l i t e a o t i v e 一最暖和的超簿保暖系列( 包括a c t i v e s o f t 、a c t i v e t - o 、a c t i v e t 4 等) 。适用于：滑雪衣、风衣、夹克、雨衣、背心、手套、 帽子及雪衣等，品质绝佳。保暖性特优，非常柔顺，可提供优美的外饰； 舒适、漂亮、舍身，较一般薄性保暖材料更为优良。 t h e r m o l i t e v l i c 时超级保暖材料，适用于：成衣、睡袋、手套。以 超细纤维制成的最高级保温材料，比天然毛更轻柔、更柔软、更有弹性，和 高级羽毛比起来，成本只有一半，却能提供2 倍的保暖效果。 t h c r m o l i t e e x t r e f n e 一高级保暖材料，适用于：睡袋、雪衣、手套。具 有比实心纤维更高的保暖性， 有优良的柔软性和压缩性。 第一章绪论 t h e r m o l i t e e x t r a - - - - 为新兴的保暖材料。适用于：睡袋、成衣。柔顺 有弹性，三孔中空，比实心纤维饱有更多的空气，具有更强的保暖。 第三节本课题研究的意义 随着生活水平的提高，人们在选择保暖服装时，不仅关心其保暖性，而且更 注重织物的舒适性和美观性。 目前，市场上的保暖材料主要有三种：一是天然材料，如棉花絮料、羽绒、 羊毛皮和羊绒絮片等；二是由纯化纤材料制成的热熔絮片、喷胶棉絮片和针刺 絮片等；三是多种材料经过复合加工制成的太空棉、南极棉、太阳绒等。天然 纤维由于来源紧张、洗涤不便、易板结、比重偏大和易虫蛀等缺点，应用受到 很大限制；化纤絮片虽然具有较好的可裁性、可缝性、耐穿性和可洗性，但吸 湿性和透气性较差，穿着时有闷热感。 羽绒作为一种传统的优质保暖材料，具有膨松、质轻、压缩回弹性和保暖性 好的特点，但缺点是受原料的影响质量参差不齐，回潮率高，潮湿后保暖值下 降明显，而且制成品臃肿，穿着活动不便，所以近年来在人们穿衣观念变化的 情况下，羽绒制品销路也一直不被看好。为了改进和提高材料的保暖性能，各 国正相继开展新型保暖纤维的研究。 美国杜邦公司仿造北极熊毛的中空结构研究出t h e m o l i t e o 中空超保暖纤 维，目前国内应用它生产的保暖织物还比较少，而对它保暖性能的研究就更少。 对于这么一种具有广泛市场前景的纤维，研究影响其保暖性能的因素，相信对 以后广泛应用该种材料，具有积极的借鉴作用。 9 第二章t h e r m o l i t 躺纤纱的针织织物开发 第二章t h e r m o lir e 短纤纱的针织织物开发 第一节织物原料的选择和性能测试 1 1 原料的选择和性能介绍 2 4 】 本课题欲在1 2 针电脑横机上编织四平、双元宝、空气层组织，在原料选择 时，除了3 2 s t h e r m o l i t e 短纤纱和3 2 s t h e r m o l i t e 和棉混纺( 混纺比例为5 0 5 0 ) 短纤纱外，还选了3 0 s 普梳棉纱和3 0 s 丽赛 ( r i c h c e l ) 短纤纱。目的有两个： 一是为了织物的手感和性能，因为t h e r m o l i t e 毕竟是聚酯纤维，有化纤一些天 生的缺点，如易起毛起球；二是为了降低成本，t h e r m o l i t e 纤维价格比较贵， 通过和其他纤维混纺或交织，希望其最终产品价格合理，各项性能符合标准。 1 1 1 丽赛 ( m c h c e l ) r i c h c e l 是经典的高湿模量纤维素纤维，生产原料来源于日本进口的天然针 叶树精制专用木浆，丽赛纤维与人体皮肤具有良好亲和性，而且十分柔软，许 多舒适性指标都接近于羊绒。被业界称之为“植物羊绒”。r i c h c e l 纤维线密度 为1 1 1 5 5 6 d t e x ，纤维长度为3 8 1 0 0 m m ，该纤维的特点是断裂强度高，断裂 伸长小。吸水率低，织物形态、尺寸稳定性好，耐碱性好，在与棉混纺对能经 受丝光处理，可纯纺，混纺或交织。可以生产各种机织和针织物面料。 r i c h c e l 纤维织物导湿透气，手感柔软滑爽、有身骨，悬垂性好，弹性极佳， 染色鲜艳，富有光泽。 l 1 2 棉 棉是天然纤维素纤维，它的千强为2 6 - 4 3 c n d t e x ，湿强比干强高，为 2 9 - 5 6c n d t e x 。由于棉纤维具有多孔性而纤维素大分子又有过多的醇羟基， 吸湿性能好，同时棉纤维对碱的抵抗能力很强。 i 1 3 毛腈( 5 0 5 0 ) 羊毛是重要的纺织原料，弹性好、吸湿性强、保暖性好、不易沾污。光泽 1 0 第二章t h c r m o l i t e 短纤纱的针织织物开发 柔和。腈纶弹性好，稳定性好，有“人造羊毛之称”纱线具有良好的保暖性 1 2 纱线性能测试 1 2 1 纱线毛羽与c v 值 采用y 6 1 7 2 型纱线毛羽测试仪，该仪器用于测定毛羽指标的纺织电子仪器， 能够对纱线中毛羽的长短，数量及分布进行自动测试和统计分析。可用于纱线 质量监检指导纺纱工艺。 图2 - 1 几种常用材料的毛羽指数 图2 2 几种常用材料的c v 值 数据分析：丽赛纱线短毛羽数最多，其次为化纤类和毛类，棉纱线毛羽数相对 第二章t h e r m o l i t e 短纤纱的针织织物开发 较少。 结论；t h e r m o l i t e 纱线由短纤纱纺成，因此与其他纱线相比，纱线中长度短的 毛羽数较多，有自由端，从而易接结产生起毛起球现象。 1 2 2 条干均匀度 采用y 0 1 3 5 条干均匀度分析仪，该机用于测试和分析纱条条干不匀程度可得 出，粗细节，棉节的测定及其产生的原因，考核纱条质量，指导纱线生产的高 精密仪器。 图2 - 3 几种常用材料的条干均匀度 数据分析：毛类纱线的变异系数较大，其次为化纤、棉类，丽赛最小、最均匀。 而平均差系数，毛类和化纤类相差不多，棉类和丽赛最小。 结论：与其他纱线相比，t h e r m o l i t e 纱线条干不匀率较大。虽说是化纤制品， 但这点与纺纱工艺过程的控制有很大关系，采用适当的方法可以避免这个问题 的发生。 第二章t h c r m o l i t e 娟纤纱的针织织物开发 图2 - 4 几种常用材料的粗细节及棉结 数据分析：t h e r m o l i t e 纱线细节最多，其次为毛类、棉，丽赛最少。兔毛的粗 节最多，其次为t h e r m o l i t e 和棉，丽赛最少。棉结类兔毛最多，其 次为丽赛、棉、t h e r m o l i t e ，毛类最少。 结论：与其他纱线相比，t h c r m o l i t e 粗细节较多，棉节较少，这与条干不匀率 较大互为因果关系。 1 2 3 纱线力学性能测试 采用单纱强力机y g 0 2 1 - - 5 ，该机用于测定棉、毛、麻、包芯纱的单根纱线 及合成纤维长丝、变形丝的断裂强力和断裂伸长率。采用高精度、高速率力值 测量系统。型式：等速伸长( c l i e ) 。 第二章t h c r m o l i t e 短纤纱的针织织物开发 图2 5 几种常用材料的拉伸强力及伸长 数据分析：t h c 纱线断裂强力最大，毛睛其次，兔毛最小。 断裂伸长率毛类最大，其次是t h e m l o l i t e ，棉较小。 结论：与其他纱线相比，t h e r m o l i t e 纱线强力居中，但断裂伸长率较大，因此 当织物表面形成毛结后，不易脱落，从而起毛起球效果明显。 1 2 4 纱线捻度测试 采用y 3 3 1 a 型纱线捻度机，该机用于测定各种纱线的捻度及捻度不匀率。 采用微电脑控制，l e d 显示，无级调速。 图2 - 6 几种常用材料的捻度 ， 数据分析：丽赛纱线的捻度最大，手感较硬，其次为棉和化纤，毛类捻度最小。 结论：与其他纱线相比，t h e r m o l i t e 纱线捻度较大，织物强度和耐磨性均较好。 综合来看，1 0 0 t h e r m o l i t e 纱线具有典型的短纤纱的性能，其织物在抗起 毛起球性能，布面光洁方面较差。在力学性能方面，t h e r m o l i t e 韧性好，织物 耐磨，耐冲击。适当与棉混纺( 比如5 0 5 0 ) 可改善t h e r m o l i t e 的起毛起球性 能和条干不匀，而且强力与韧性也均可提高。所存在的问题是注意控制纺纱工 艺以减少条干不匀，此外t h e r m o l i t e 是涤纶制品，后道的染色工艺较困难。 1 4 第二章t h e r m o l i t e 筛纤纱的针织织物开发 第二节织物组织设计与编织 i r l 2 1 织物结构设计“ 1 ) 四平组织 四平组织又称满针罗纹，该组织编织的织物平整、厚实、紧密。一般用于 大身、袖片和门襟等部位，适用于保暖内衣织物。 图3 - 1 四平组织编织图 2 ) 双鱼鳞组织 学名畦编，俗称双元宝，双面集圈组织。该组织的织物手感松软、厚实、 富有弹性且脱散性小。主要用于针织毛衫的大身。采用二种纱线编织，可以形 成两面不同的素色外观。 2 人、* 1 4 图3 2 双鱼鳞组织编织图 3 ) 空气层组织 织物的正反面采用两种不同的纱线编织，中间用氨纶纱连接起来而形成。 该组织的织物具有良好的保暖性，厚实。 第二章t h e r m o l i t e j 豆纤纱的针织织物开发 6 上t 畸五 _iili l b 1 1 广r 可1 广矿 4 人广l 丫i 一人y 3 量t 土- 广五t l t 2 l ，j 1 广- l 1 r l 可上 1 人f 、上广人丫l 图3 - 3 空气层组织编织图 2 2 织物的编织工艺 1 ) 实验设备： 本实验是采用德国s t o l l 针织电脑横机对织物进行编织的。s t o l l 是世界上 电脑化平面编织机和花型设计体系的领先制造商之一一百三十年源远流长的 历史，使s t o l l 在时装科技领域中形成了其独特的具有开放性、创造性和创新 性的文化。正因为如此，现在世界上最优秀的时装编织衣物的设计及生产都使 用s t o l l 电脑技术支持的设备。 2 ) 编织过程 用s t o l l 专用花型电脑设计系统将所选组织排针并存档于软盘中，然后将 软盘插入横机，将纱线依次穿入导纱管、纱嘴后，按显示屏指示操作，选择好 所需组织，即可编织成织物。 2 - 1 ) 四平组织 土可量下* 用一藉纱嘴编织，同时喂入两根纱线 2 - 2 ) 双元宝组织 2 下 1 土丫五丫芷 用一把纱嘴编织，同时喂入两根纱线 2 - 3 ) 空气层+ 集圈组织 1 6 第二章t h e r m o l l t e 短纤纱的针织织物开发 6 上t l 丁* 5 r l 下b * 4 上p 卅 3 上t l t * 2 - l 了1 j 1 1 r 1 工丫l t * 用三把纱嘴编织，三行编织一个横列。第一、四行分别穿一根氨纶丝；第二、 五行分别穿两根棉纱( 或丽赛) ：第三、六行分别穿两根t h e r m o l i t e 纱线。 3 ) 织物样布的规格 表2 一l 织物样布规格表 织物 纵密1 0 c m横密1 0 c m厚度( m m )平方米克重 1 1 l 四平 1 1 77 7 1 2 62 7 5 t h + 棉空气层 1 0 07 71 8 4 3 3 0 4 t h + 棉四平 1 0 57 1i 4 12 3 2 6 删c 四平 1 2 26 9 1 4 72 7 3 1 t h + 丽赛四平 1 0 77 11 3 l2 1 9 1 t h + 丽赛空气层 1 0 48 4 1 9 53 5 5 7 t h + 棉双元宝 8 94 11 8 32 2 1 3 1 1 l 十丽赛双元宝 9 55 21 6 72 5 6 3 毛睛四平 8 55 61 9 44 4 6 5 数据分析：由于组织结构的特性，