CN103103680A - 一种具有仿生结构的保暖型吸湿排汗毛绒织物 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种具有仿生结构的保暖型吸湿排汗毛绒织物，该织物为双经轴织造的多层织物，织物中经纱系统在织物厚度方向上自织物底层向织物顶层逐层分离，形成类似羊毛原纤的多级仿生结构。织物中的毛经纱在织物表层起圈，经割绒、开松后在织物表面形成毛绒，毛绒高度可控。在一个织物组织循环中，经纱根数为12根，其中毛经纱6根，地经纱6根，纬纱根数为36根，该结构有效缩短了水分沿纱线由织物低层向织物顶层的传输通道，有效提高织物的导湿效率。该仿生绒毛织物可以在普通织机上制造，节约生产成本。该织物具有良好的弹性和蓬松性，织物表面毛绒丰满，保暖性好。织物经纱系统的导湿通道连续，织物的湿舒适性好，是良好的冬季保暖面料。
Description
技术领域
本发明涉及一种具有仿生结构的保暖型吸湿排汗毛绒织物，属于纺织材料与纺织工程技术领域。
背景技术
绒毛织物是常见的冬季服装面料，绒毛织物表面的纤维呈松散状，一方面起到增加织物厚度，达到保暖效果的目的；另一方面，绒毛纤维间形成较纱线间更小的孔隙，利于保留静止空气，起到保暖的作用。从舒适的角度来看，绒毛织物更为柔软舒适。此外，绒毛织物表面的纤维之间形成了微细的毛细管，有利于织物中液态水的传输，增加织物的湿舒适性。对于冬季服装而言，织物良好的湿传导性质是服装的保暖性充分发挥的前提和保障。人体在着装时身体始终在向外界释放湿气即潜汗，当人体有较大运动量时，还会有汗液从皮肤排出即显汗，不论是潜汗还是显汗，水分如果不能及时从服装和皮肤之间形成的微环境向外界导出，微环境就会有水分积聚，产生湿冷感，使织物的保暖性能降低，穿着舒适性变差。
自然界为人类提供了众多优化设计的模板，为设计者提供了丰富想象空间和设计灵感。在纺织领域，借助仿生设计开发功能性纺织材料还处在起步阶段，尚有广阔的开拓空间。与众多新型纤维材料相比，天然纤维材料依然以其优异的热湿舒适性受到人们的青睐。除了天然纤维材料具有较多的亲水基团以外，天然纤维材料内部大多具有多层次的结构特征。例如羊毛纤维具有多层次原纤构成的枝杈状分型结构，位于原纤之间的基质和皮质细胞间质也形成了枝杈状分形结构体，由于基质和细胞间质为无定形区，其分形结构特征对于纤维的吸湿透湿性能具有重要影响，是仿生织物结构设计提供了的一个范本。
对于厚型毛绒保暖织物而言，通过将纤维内部微观尺度的优异结构引入到织物的结构设计中，在织物厚度方向使纱线由多层织物的底层向顶层连续过渡，并在织物顶层形成纤维须头，能够为人体与织物间微环境中的气态水和液态水向外界环境传导提供连续的导湿通道，从而提高织物导湿效能和织物的保暖性。
范金土等设计了一种带毛辫的植物仿生多层织物，通过使不同材料的纬纱在织物厚度方向上不断分叉形成模拟植物枝杈的结构，形成织物厚度方向上连续的导水通道，在织物顶层有突出于织物表面的毛辫，增加织物表面水分的扩散面积，提高织物的导水性能(J.Fan，Y.Szeto，M.K.Sarkar，Y.C.Szeto，X.M.Tao，Plant structured textile fabric，MaterialsLetters，61：561-565)。该织物为三层结构织物，最底层为4/4方平，纬纱由底层过渡到织物顶层的一个交织循环至少需要跨越72跟经纱，即水分由织物底层的纬纱沿纱线向织物顶层的传导距离过长，连续导水通道坡度过缓，会减弱连续通道导水的效能。因此，需要减少组织循环经纱数，提高织物导湿效率。另外，使纬纱在织物厚度方向上形成枝杈结构需要的经纱循环数过大，普通织机无法织造，需要使用提花织机，会造成加工成本高的问题，因此，需要降低组织循环经纱数，降低织造成本，提高织造效率。此外，文献资料未对织物起毛辫的纱线系统是经纱系统还是纬纱系统进行说明，如果该织物是经纱系统形成毛辫，则毛辫与形成织物厚度方向上分叉仿生结构的纬纱系统不是同一系统，则织物导湿通道在织物表层不具有连续性，会降低织物的导湿性能。
本发明提供一种具有仿生结构的保暖型吸湿排汗毛绒织物，该织物为双经轴织造的多层织物，织物中经纱系统在织物厚度方向上自织物底层向织物顶层逐层分离，形成类似羊毛原纤的多级仿生结构。织物中的毛经纱在织物表层起圈，而后通过割绒，开松在织物表明形成毛绒，毛绒高度可控。该织物可在普通织机上完成织造。在一个织物组织循环中，纬纱的组织循环数为36根，与文献中所述织物相比，该缩短了经纱系统将水分由织物底层向织物顶层传导的距离，并且织物表层毛绒由毛经纱形成，确保了水分传输通道的连通性，能够有效提高织物的导水效率。同时，经纱系统在织物底层形成浮长线，有利于织物扩大水分吸收的面积，提高织物导湿性能。该织物具有良好的弹性和蓬松性，织物表面毛绒丰满，保暖性好。织物经纱系统的导湿通道连续，织物的湿舒适性好，是良好的冬季保暖面料，普遍适用于采用各种纤维原料织造。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有仿生结构的保暖型吸湿排汗毛绒织物。
为了达到上述目的，本发明的技术方案提供一种具有仿生结构的保暖型吸湿排汗毛绒织物。其特征在于，具有仿生结构的保暖型吸湿排汗毛绒织物是由双经轴织造的多层毛绒织物，经纱在织物厚度方向上形成由织物底层向织物顶层逐层分叉的仿生结构，并由毛经纱在织物表面形成毛绒，织物具有良好的保暖性和透湿性。
所述的双经轴织造为经纱由毛经纱和地经纱两个系统的纱线构成。
所述的多层毛绒织物由三层构成，第一层为平纹组织，第二层为方平组织，第三层为经浮长线构成的表里换层组织。
所述的多层毛绒织物的毛绒由毛经纱在织造过程中经起毛赶起毛后，经割绒、开松后形成，绒毛高度通过选用不同起毛杆控制。
所述的仿生结构为经纱在织物厚度方向上形成的类似羊毛纤维内部多级原纤结构的分级枝杈结构，经纱在织物底层为经纱并和在一起的浮长线，在织物的第二层，经纱分为两根一股与纬纱交织形成方平组织，在织物顶层两根经纱分开，分别与纬纱交织形成平纹组织，并且织物表层毛经纱形成的毛圈经割绒开松后经纱中纤维彼此分离，成为松散纤维束，这一结构实现了经纱系统在织物厚度方向上由织物底层向织物顶层过渡过程中不断分叉，最终纱线又分离成单纤维的类似羊毛原纤的多层次仿生结构。
所述的保暖型吸湿排汗毛绒织物的经向纱线交替穿梭于织物底层与顶层之间，且毛经纱经割绒开松在织物顶层形成散纤维绒毛为织物提供导湿连续通道，赋予织物优良的透湿性能。
所述的保暖型吸湿排汗毛绒织物可通过将底层织物经纱起绒的方法进一步提高织物的保暖性能和透湿能力。
所述的保暖型吸湿排汗毛绒织物结构蓬松，织物表面有绒毛，保暖性好。
所述的多层毛绒织物的不同层次可以采用不同的纬纱，通过变换织物不同层的纬纱，对织物的保暖性和导湿性进行调控。
所述的多层毛绒织物的经纱循环数为12，其中地经纱6根，毛经纱6根，纬纱循环数为36。
本发明所述的具有仿生结构的多层毛绒织物具有纤维在织物底层和顶层之间形成连续贯通分布的特征，有利于为织物中的气态水和液态水提供连续的传导通道，提高织物的导湿效率，同时纱线在织物顶层为平纹交织，且伸出织物表层的毛经纱经开松后成为单纤维束，使得纤维在毛绒织物表面具有较大的分布面积，利于织物表面水分的有效传导与快速挥发，提高织物的导湿能力。同时，织物的结构蓬松，表面有单纤维构成的绒毛，织物具有更加优异的保暖性。
附图说明
图1为本发明织物的结构示意图。
图2为本发明织物的纵向截面结构示意图。
图3为未经割绒、开松处理的本发明织物实物图(绒毛高度3mm)，(a)正面，(b)反面
图4为本发明织物实物图(绒毛高度3mm)，(a)正面，(b)反面
具体实施方式
下面通过实施例来具体说明本发明。
为了便于测量比较织物的性能，实施例全部采用同一细度的经纬纱，经纱全部采用全毛纱线，根据式样不同，纬纱采用不同原料同一细度的纱线。在实际应用时，可根据具体需要变换织物的经纱材料、纱线细度及纱线密度。
实施例1
采用全毛25tex×2纱线，按照图1所示结构上机织造，上机工艺为：经密450根/10cm，纬密为300根/10cm，每6根毛经纱和每6根地经纱间隔穿入综丝，筘号为75号筘，筘入数为6入/筘，织造时选用高度为3mm起毛杆，对下机毛圈织物进行割绒、开松。
实施例2
采用全毛25tex×2纱线，按照图1所示结构上机织造，上机工艺为：经密450根/10cm，纬密为300根/10cm，每6根毛经纱和每6根地经纱间隔穿入综丝，筘号为75号筘，筘入数为6入/筘，织造时选用高度为6mm起毛杆，对下机毛圈织物进行割绒、开松。
实施例3
经纱采用全毛25tex×2纱线，纬纱第一层采用全毛25tex×2纱线，第二层采用全棉25tex×2纱线，第三层采用全涤25tex×2纱线，按照图1所示结构上机织造，上机工艺为：经密450根/10cm，纬密为300根/10cm，每6根毛经纱和每6根地经纱间隔穿入综丝，筘号为75号筘，筘入数为6入/筘，织造时选用高度为3mm起毛杆，对下机毛圈织物进行割绒、开松。
实施例4
采用全毛25tex×2纱线，按照图1所示结构上机织造，上机工艺为：经密450根/10cm，纬密为300根/10cm，每6根毛经纱和每6根地经纱间隔穿入综丝，筘号为75号筘，筘入数为6入/筘，织造时选用高度为3mm起毛杆，对下机毛圈织物进行割绒、开松。此外，对织物反面进行起绒整理
表1实施例中所述织物的热阻值和湿阻值
*全部试样经密450根/10cm，纬密为300根/10cm，纱细度为25tex×2
从表1可以看出，毛绒织物正面向上进行测试得到的织物热阻值和湿阻值，较织物反面向上进行测试时得到的热阻值和湿阻值小，反之，织物的热阻值和湿阻值较大，表明织物中经纱在织物厚度形成的仿生结构对织物的热湿传导产生影响。绒面向下时，毛绒纤维间形成大量细小静止空气，利于保温，因此，织物绒面向下时热阻值高。同时，绒面比表面积大，吸附水分子的能力强，但由于经纱在织物厚度上形成倒置树形结构，不利于纤维中湿气的传导，最终导致仿生织物绒面向上时导湿效率更高，而反之织物绒面向上时，导湿效率更好。试样4为织物反面起绒试样，与试样1相比，试样4具有更高的热阻值，同时，织物绒面向上时，织物的湿阻进一步降低，而织物绒面向下时，由于上层绒面对湿气扩散的阻碍作用，湿阻略有升高。
绒毛高度是影响仿生织物热湿舒适性的重要因素，表1中实验结果表明绒毛高度越高，织物的热阻下降，湿阻反而上升，因此，绒毛高度短密，有利于提高织物的透湿保暖织性能。此外，选用不同种类纱线作毛绒织物不同层的纬纱，可以对织物的热湿传导性能进行调控。
Claims (10)
1.一种具有仿生结构的保暖型吸湿排汗毛绒织物，其特征在于，具有仿生结构的保暖型吸湿排汗毛绒织物是由双经轴织造的多层毛绒织物，经纱在织物厚度方向上形成由织物底层向织物顶层逐层分叉的仿生结构，并由毛经纱在织物表面形成毛绒，织物具有良好的保暖性和透湿性。
2.如权利要求1所述的双经轴织造，其特征在于，经纱由毛经纱和地经纱两个系统的纱线构成。
3.如权利要求1所述的多层毛绒织物，其特征在于，多层毛绒织物由三层构成，第一层为平纹组织，第二层为方平组织，第三层为经浮长线构成的表里换层组织。
4.如权利要求1所述的多层毛绒织物，其特征在于，毛绒由毛经纱在织造过程中经起毛赶起毛后，经割绒、开松后形成，绒毛高度通过选用不同起毛杆控制。
5.如权利要求1所述的一种具有仿生结构的保暖型吸湿排汗毛绒织物，其特征在于，仿生结构为经纱在织物厚度方向上形成的类似羊毛纤维内部多级原纤结构的分级枝杈结构，经纱在织物底层为经纱并和在一起的浮长线，在织物的第二层，经纱分为两根一股与纬纱交织形成方平组织，在织物顶层两根经纱分开，分别与纬纱交织形成平纹组织，并且织物表层毛经纱形成的毛圈经割绒开松后经纱中纤维彼此分离，成为松散纤维束，这一结构实现了经纱系统在织物厚度方向上由织物底层向织物顶层过渡过程中不断分叉，最终纱线又分离成单纤维的类似羊毛原纤的多层次仿生结构。
6.如权利要求1所述的保暖型吸湿排汗毛绒织物，其特征在于，经向纱线交替穿梭于织物底层与顶层之间，且毛经纱经割绒开松在织物顶层形成散纤维绒毛为织物提供导湿连续通道，赋予织物优良的透湿性能。
7.如权利要求1所述的保暖型吸湿排汗毛绒织物，其特征在于，毛绒织物可通过将底层织物经纱起绒的方法进一步提高织物的保暖性能和透湿能力。
8.如权利要求1所述的保暖型吸湿排汗毛绒织物，其特征在于，织物结构蓬松，织物表面有绒毛，保暖性好。
9.如权利要求1所述的多层毛绒织物，其特征在于，可以通过变换织物不同层的纬纱，对织物的保暖性和导湿性进行调控。
10.如权利要求1所述的多层毛绒织物，其特征在于，织物的经纱循环数为12，其中地经纱6根，毛经纱6根，纬纱循环数为36。
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