纺织品设计概述

第一章纺织品设计概述第一页，共三十九页。第一节纺织品设计的分类

织物设计是纺织生产的重要环节，亦是生产优质产品的基础，是决定企业产品品种方向和能否合理组织生产并提高企业经济效益的关键。各类织物设计可分为仿制、改进、创新三种。一、仿制设计仿制产品设计一般按客户提供的样品进行，包括来样分析、织物工艺设计、试织、正式投产几个步骤。第二页，共三十九页。1、来样分析来样分析包括以下几项内容：（1）技术规格分析：对来样进行线密度、密度、原料分析。（2）花纹组织分析：分析来样的组织及色纱配合。通过分析，估计产品的用综数，确定是否需用双轴织造等生产技术条件。

2、织物工艺设计根据来样分析结果，参考同类产品，确定该产品生产的工艺流程及各工艺流程的主要参数。第三页，共三十九页。3、试织确定好产品的工艺之后，可以进行小批量生产，检查设计的技术规格、花纹图案、色泽、风格等是否与来样相同，如发现问题要分析原因，进行改进，由此最终制定该产品的工艺条件和措施，达到来样的要求。4、正式投产当试织产品和来样完全相符时，就可以大批量投产。比较传统的仿制设计是由客户提供布样，但现在仿制产品的形式多种多样，比如客户提供织物的原料、组织规格及花纹纸样，设计人员根据客户织物的经纬密度及纸样花型的尺寸确定色纱排列，再根据同类产品确定该产品的工艺，然后打小样或试织，试织出产品后再返回客户，得到客户认可后就可以大批量生产。第四页，共三十九页。二、改进设计改进设计是对现有产品的一些不足进行改进，可以是改进外观风格，可以是改进织物的某项性能，也可以是降低产品成本等。改进产品的方法多种多样，其主要内容有以下几点：1、经、纬密度的改变经、纬密度影响织物的各项机械性能。当纬密不变，经密增加时，可以使织物经向强力及纬向强力增强；当经密不变，增加纬密时，则经向强力下降，纬向强力增加；当织物紧度较大时，一般织物手感较硬，悬垂性差，但可以通过改变经纬紧度比来改变悬垂性。当经纬紧度比增加时，有利于改善悬垂性，但同时要考虑纬向强力应满足使用的需要。第五页，共三十九页。2、经、纬线密度的改变经、纬线密度会影响到织物外观、强度、耐磨、抗皱性、悬垂性及手感等。如果织物的强度不足，可以采用增加纱线线密度的方法来解决。要想使织物悬垂性好、手感柔软一些，可以采用较细的纱线，但同时应适当增加密度。若织物的耐平磨性差，可以考虑增加纱线线密度；若织物耐曲磨性差，则要考虑降低纱线线密度。捻度及捻向对织物的风格及性能也起着举足轻重的作用。如夏令服装面料一般紧度较小，容易发软，没有身骨，如果出现这种情况，就要适当增加纱线捻度。如果是股线，要用相同捻向的捻线，经、纬纱采用同捻向配置，使交织处纱线互相啮合，织物就显得薄、挺、爽。第六页，共三十九页。3、原料的改变和搭配原料关系到织物的成本及性能，要想降低织物成本，可以混入一部分廉价的原料，如在毛织物中加入化学纤维，可以起到降低成本的作用。传统的涤棉衬衣面料一般采用涤65/棉35，其抗皱性较好，但吸湿、透湿性较差，穿着有闷热感，要改善穿着的舒适性，可采用增加棉比例的方法，如采用棉65/涤35、棉80/涤20等高比例棉面料做衬衣，会大大提高穿着的舒适性，再加上进行抗皱整理，受到消费者的青睐。第七页，共三十九页。4、组织的改变有时为了提高织物某一方面的性能，需要改变织物的组织设计，毛织物中的相似结构设计就属于此类。新织物与原织物原料、纱线密度相同，手感、身骨与原织物相似，仅改变织物组织，可利用织物的几何结构来估算出新织物的密度。当织物紧度较小时，可通过降低纱线浮长来改善织物的耐用性；当织物紧度较大时，可通过增加纱线的浮长线来改善织物的耐磨性。在配色模纹中，也可以进行一些组织改变，但花纹图案并不发生改变。第八页，共三十九页。三、创新设计在商品生产不断发展的今天，企业能否以高科学技术为本，研究开发优质新产品投放并占领市场是企业成败的关键之一。因此，世界各国企业界，为了在激烈的商品竞争中获胜，都十分重视新产品的研究和开发。纺织材料、纺织产品所涉及的科学技术领域及其应用领域日益扩大，向着空间、海洋、生物领域飞速发展。特别是空间、生物领域的高新技术纺织品对国力发展有着巨大的作用。新产品可以大幅度降低材料、能源消耗，增加和提高产品的功能和附加值，从而产生巨大的经济效益。第九页，共三十九页。（一）新产品的定义我国的一些专家把新产品定义为：具有新的原理、构思和设计，具有新的材料或元件，具有新的性能特点，具有新的功能，具有以上某项或多项特征的产品就称为新产品。新产品的含义十分广泛，而且是一个相对概念。一方面，新产品与老产品相比较，其原理、性能、用途、结构、材质、技术特征等有显著提高和改进，且具有独创性、先进性、实用性和明显的经济效益及推广价值。另一方面，凡是产品整体中某一部分有创新和改进的也属于新产品的范畴。第十页，共三十九页。（二）创新设计的途径1、原材料途径（1）合理使用普通合成纤维和天然纤维：不同的纤维各有其优缺点，设计时要充分发挥各纤维的特点，如将天然纤维和合成纤维以不同品种、不同比例混纺、交织，以使两类纤维取长补短。相得益彰。（2）精工细作普通纤维材料：毛纺产品粗毛细作、细毛精作的思路可使产品档次和附加值提高。低线密度产品、单纱产品、精经粗纬产品、粗经精纬产品、薄型产品既可减少原料的消耗，又可提高产品的档次。第十一页，共三十九页。（3）改性处理普通材料：对羊毛的毡缩、虫蛀、变形；涤纶的难染、静电、不吸湿、不透气；麻类的粗糙、刺痒；棉的易皱等，经过一定的改性加工，可弥补其不足。其中，羊毛的脱鳞片处理，可大大改善其毡缩性、增加其吸湿性和放湿性，并使纤维变细、手感柔软。若将细羊毛进行脱鳞片处理，可使其接近山羊绒的细度，部分将其混入而代替羊绒作用，可使其身价倍增。涤纶的碱减量、涤纶与锦纶的接枝改性，均可使其缺点得以纠正。第十二页，共三十九页。（4）开发新合纤和仿真纤维：如仿丝型涤纶、粘合丝（也称仿麻丝）、仿真丝涤纶、腈纶新品种等。这些新原料可以开发出仿毛织物、仿麻织物、仿真丝织物等多个品种，其性能优良，不少品种综合性能超过天然纤维织物。（5）开发特殊功能材料：高性能纤维及特殊功能纤维可以开发用于空间、化工、医疗、海洋及生物等领域。如医疗上使用的抗菌、理疗、止血、人体可吸收纤维及其制品。（6）采用特殊的纱线、长丝：改变纱线和长丝的性能、结构、材料、花色、风格及功能，即可设计出各种各样的新型织物。（7）采用后整理用化学材料：纺织品的风格、一般功能和特殊功能，都可以采用化学整理剂，通过一定的整理加工得以实现。

第十三页，共三十九页。2、加工技术途径采用新设备、新技术、新工艺而改变产品的品质、风格和功能。（1）化纤生产技术：新型纺丝技术，可以纺制出异形截面、中空、超细、细特、复合纤维，还可以纺制出预取向丝和全拉伸丝。另外，还有无捻丝、强捻丝等若干不同的纤维新产品。

第十四页，共三十九页。第十五页，共三十九页。（2）纺纱技术：传统的环锭纺纱技术，除可纺制出不同捻度、不同细度的纱之外，还可通过不同材料的混入、控制纺纱机构的运动状态以及包缠方法，纺制各种非常规的纱线，如混纺纱、多色纱、彩点纱、粗细节纱、包芯纱、圈圈纱。利用新型纺纱技术，如转杯纺纱、尘笼纺纱、涡流纺纱以及新型捻纱技术，可纺制出高蓬松度纱、毛羽纱、竹节纱、结子纱等新产品，可织出各种风格和功能的纺织品。（3）织造技术：改变织物的结构、紧度、厚度和密度，也可采用交织的方法织造各种不同风格的纺织品，采用新型织机和新型织造技术，可织造超薄的、超密的、多层的、立体的、异形的织物，这些都是独具特色和功能的新型产品。第十六页，共三十九页。（4）后整理技术：后整理技术，可赋予纺织品实用功能、美学特征，可体现其品质、风格。运用好后整理技术，可显著提高纺织品的附加值。染色、印花除了可使纺织品获得各种不同的花纹和色彩外，还可以通过印染技术使纺织品具有闪光、变色的功能，还可以使织物具有夜光、荧光及金属般的光泽，通过机械和化学的整理加工，可以使纺织品产生丝光、闪光、皱缩、绒毛、凹凸的表面效果。既可使纺织品变得滑糯、柔软、挺括、悬垂，又可以使之变得硬挺、坚实、厚重。此外，通过后整理技术，还可以赋予纺织品防污、防水、吸湿、防风、防缩、防虫蛀、防蚊虫、防霉、抗菌、抗起毛起球、防辐射、防化学侵蚀、防臭、隐形、过滤、吸尘等许多特殊功能。第十七页，共三十九页。（5）高新技术：现代高新技术包括生物工程、原子核能、空间科学、新材料与材料科学、信息技术、微电子激光技术等方面，它们都与纺织品有极密切的关系。应用遗传基因可培养优质棉、麻纺织品材料、品质优良的动物毛、蚕丝。目前，已培养出具有天然色彩的棉、毛纺织材料，这些均为开发新型纺织品提供了前所未有的条件，其产品独具一格。另外，生物酶在纺织工业中的应用，也为开发新产品提供了新天地，如用纤维素酶可以对牛仔布进行处理，取得类似砂洗石磨的效果，而且手感滑糯、柔软，强力损伤度低。以酶对麻进行脱胶处理，既提高了麻纤维的质量，又减少了环境污染；以酶对羊毛进行脱鳞片处理，一方面大大降低了羊毛的毡缩，另一方面使羊毛纤维变细，手感改善，具有羊绒的风格。第十八页，共三十九页。低温等离子体可通过电晕放电、微波放电等不同方式获得，低温等离子体在纺织中的应用，可以引起纺织材料结构和性能的变化，可大大改善其服用性能与风格，这种技术已成功地应用于涤纶等合成纤维的改性及羊毛和兔毛的改性。

第十九页，共三十九页。3、开发产品的功能路径新产品和其他产品一样，具有一定的功能性。以服用纺织品为例，主要有生理卫生功能、气候适应功能、防护功能、装饰功能、保健运动功能以及某些特殊功能。产业用纺织品主要有耐化学功能、耐高温高压功能、耐油耐火功能、防辐射功能等。所谓功能路径，就是以功能为出发点进行纺织新产品的构思、设计与开发，然后通过选材和选择技术路线，完成产品的开发。比如，防静电产品，可以选用防静电纤维，可以采用导电纤维混入或交织，也可以通过防静电后整理技术来实现这一功能目标。再如表面具有绉效应的织物，可以采用下面的方法实现。第二十页，共三十九页。（1）利用织物组织，采用不同长度的经纬浮长，在纵横方向错综排列，形成织物表面分散且规律不明显的小颗粒状外观，具有绉的效应；（2）采用平纹组织，利用不同捻向的强捻纱织造，通过后整理形成绉的效应，如双绉、顺纡绉和乔其纱；（3）用不同捻度、不同线密度进行织造，因纱的缩率不同，后整理后可出现凹凸效果；第二十一页，共三十九页。

（4）采用不同张力的经纱织造，因后整理缩率不同而出现凹凸效果；（5）在织物中织入弹性较强的丝或纱，如氨纶丝、橡皮筋，下机后则自然成凹凸状；（6）在印花机上局部施加氢氧化钠溶液，因纤维素受碱的作用而发生局部收缩，使织物呈凹凸状；对于化纤类织物（如锦纶），可印制含有苯酚的印浆，使锦纶收缩而出现凹凸状。第二十二页，共三十九页。第二节纺织品设计的内容设计人员在对市场调研的过程中，了解了用户的需求，他们结合本企业生产、技术、设备、人员及原料的实际情况，将其作为产品发展方向的决策依据。织物设计的内容包括：原料设计、纱线设计、织物结构设计和染整工艺设计。第二十三页，共三十九页。

一、原料设计不同原料有不同的性能特点，所形成的织物具有不同的性能和外观。纤维对织物服用性能有的起决定性的作用，有的起重要作用。那些与物质本身有关的性能，如耐酸、耐碱、耐化学品等化学性能，防霉、防虫等生物性能，几乎完全决定于纤维的性能。织物的大部分物理机械性能，如强伸性、耐磨性、吸湿性、易干性、热性能、电性能等，纤维对其的影响是主要的。许多结构和形态方面的性能，纤维的影响同样不容忽视。第二十四页，共三十九页。织物美观方面的许多内容，如悬垂性、抗皱性、抗起毛起球性、挺括性、尺寸稳定性等有关物理机械性能，纤维对其有重要影响。另外，像色泽、光泽、质感之类的外观，纤维也与之有密切的关系。目前，一般织物的原料成本占70％以上，并且，纺、织、染整加工所需的费用与原料密切相关。因为原料决定着加工系统、产品质量以及销售情况和利润。不同原料的加工特点、对设备的要求不同。所以选择原料时要充分考虑所设计产品的用途、性能要求及风格特点，要结合工厂实际技术条件及设备状态。若为混纺产品，不仅要考虑混纺组分，混纺的比例也同样重要。第二十五页，共三十九页。二、纱线设计按照织物品种及风格要求，确定产品的纱线线密度、捻度、捻向及纺制工艺条件。1、线密度纱线的粗细对产品的外观、手感、质量及机械性能均有影响。在织物组织和紧密度相同的情况下，低线密度织物比高线密度织物的表面细腻而紧密。织物设计时，可根据织物的厚薄确定线密度。但是如果织物要求表面细腻，同时又比较厚重，则要选择线密度较低的纱线，织物的厚重可以通过采用二重或双层组织来实现。第二十六页，共三十九页。2、捻向及捻度（1）捻度：纱线的捻度对织物的手感、弹性、耐磨、强力、起球及光泽都有影响。选择捻度时，一般应考虑如下因素：①要考虑纺纱能否顺利进行，即使使用了股线，也应使单纱具有一定强力，以减少纺制过程中的断头。在织造过程中，经纱反复承受较大的张力和摩擦，应采用较大捻度，而纬纱所受张力小，宜采用较低捻度。②纤维的长度、细度和强力较合适时，可选用较小捻度。③薄爽风格的织物捻度应适当加大，手感柔软丰满的织物要采用较低捻度。第二十七页，共三十九页。（2）捻向：利用不同捻向的经纬纱和不同织物组织的配合，可以生产出具有不同外观效应的织物，对织物的手感、光泽及纹路的清晰程度也有一定的影响。捻向对织物纹路清晰度的影响如下：①斜纹织物：根据光的反射原理可知，当斜纹方向与纱线表面捻向垂直时，纹路较清晰，所以在选用右斜纹组织时，经纱宜采用S捻，纬纱用Z捻。若经纬纱采用同捻向，则应根据占优势纱线的捻向而定；选用左斜纹组织时，经纱宜采用Z捻向纱。②缎纹织物：缎纹织物有经面缎纹与纬面缎纹两种，缎纹织物表面又有要求显斜纹与不显斜纹之分。如直贡要求显斜纹，贡子清晰。棉横贡、羽缎及一般丝织缎纹，则要求织物表面匀整，光泽好，不显斜纹。第二十八页，共三十九页。对于缎纹组织来说，当飞数大于R/2（R为组织完全循环纱线数）时，有左斜倾向；当飞数小于R/2时，有右斜倾向。纬面缎纹一般纬密大于经密，织物正面由纬纱覆盖，这类织物表面是否呈现斜纹主要取决于纬纱的捻向与缎纹组织斜纹倾向之间的关系。如果纬纱捻向与斜纹线方向平行，织物表面不呈现斜纹；反之，织物表面将会出现斜纹效应。同样道理，经面缎纹中一般经密大于纬密，织物正面由经纱覆盖。织物表面能否呈现斜纹效应，取决于经纱捻向与缎纹组织斜纹倾向间的配合。如果经纱捻向与斜纹线方向平行，织物表面不呈现斜纹；反之，织物表面将会出现斜纹效应。根据以上原理，棉横贡缎纹织物宜采用5枚3飞的纬面缎纹组织，纱直贡宜选用5枚3飞的经面缎纹，线直贡宜选用5枚2飞的经面缎纹。第二十九页，共三十九页。③捻向对织物光泽和手感的影响：当经纬纱采用不同的捻向，如经纱为Z捻，纬纱为S捻时，织物表面经纬排列方向相同，反射光线一致，织物表面光泽好；但在经纬纱交织处纤维相互垂直排列[如右图（1）所示]，经纬纱之间不能紧密啮合，纱线容易相互移动，织物较厚实、柔软。反之，当经纬纱采用同向捻(如均采用Z捻)，则织物表面经纬纱排列方向不同，织物表面反光散乱、光泽柔和，经纬纱交织处纤维相互平行[如右图（2）所示]，利于相互啮合，经纬纱问不易滑移，织物紧密、坚牢，手感较硬挺。第三十页，共三十九页。

3、工艺设计纱线的不同纺制工艺，影响纱线的性能，进一步影响织物的性能。如传统环锭纺纱的纱线强力高；气流纺纱的纱线强力偏低，但条干好，膨松度好，弹性也比环锭纺纱要好，耐磨。可以根据不同织物的要求选择合适的纺纱方法。第三十一页，共三十九页。三、织物结构设计1、组织的选择选择织物组织时，要考虑织物的使用要求、品种风格、织机允许的最大用综数等。如果在一种织物上使用两个及两个以上的组织，则要考虑组织之间的配合关系。如果采用单轴生产，则要求在一个组织循环内，经纱平均浮长相差不要太大，以免造成经纱的织缩不一，使织缩小的经纱在梭口满开时，由于松弛而下沉，使停经片下落，产生织疵及空关车等弊病。第三十二页，共三十九页。组织的选择也包括布边组织的选择。织物布边的好坏，对服用性能虽无多大影响，但在消费者看来，布边也是质量高低的一项因素，同样会影响产品的销售。布边设计的合理与否，对织造和染整加工效率有很大影响。为了防止染整加工中的卷边现象，对于有异面效应的斜纹或缎纹等织物，常常需要采用不同于布身的边组织。因此，布边设计是织物设计和工艺设计中较为重要的一项内容。布边组织的设计要点是使布边与布身具有相同的平挺度，在染整加工中不产生卷边现象。因此，选用布边组织时，应首先采用织物正反面经、纬浮点相同的同面组织。如采用纬重平组织、经重平组织、方平组织或变化纬重平组织。第三十三页，共三十九页。2．经纬密度的选择织物的经纬密度是织物结构参数的重要一项，直接关系到织物的使用性能、风格及成本。在概算织物密度时，可以根据所设计织物的风格或要求，选择比较恰当的经纬向紧度，再根据紧度与线密度及密度的关系，概算出织物的经纬向密度，并经过试生产与试销，最后定出织物的经、纬密度。第三十四页，共三十九页。3．织造的缩率在织造过程中，经、纬纱相互交织而产生屈曲，因而织物的经向或布幅尺寸小于相应的经纱度或筘幅尺寸，这种现象称为织缩。用经、纬纱织造缩率(简称织缩率)表示织物缩率的大小，缩率是以织物中纱线的原长与坯布长度(或宽度)的差异对织物中纱线原长之比的百分率来表示的。计算公式如下：

式中：、——经、纬纱织缩率，%；、——经、纬纱原纱长度，cm;