氨纶弹力织物产品开发与设计

氨纶是一种高弹性纤维，用少量氨纶纤维与其他纤维混合使用，制织出的弹力织物可用于紧身内衣、衬衫、运动服、牛仔服、休闲服等服装，深受消费者的青睐。氨纶纤维的纺丝生产工艺有干纺、湿纺、熔融纺、化学纺4种。干纺纺丝细度范围22-5600dtex，纺丝速度高，纤维品质优良；湿纺纺丝细度范围5-400 dtex，纺丝速度低；熔融纺一般只生产33 dtex以下的细旦产品。

氨纶纤维的性能

氨纶纤维链结构中软链段部分有聚酯、聚醚两种类型，分为聚酯型氨纶和聚醚型氨纶。一般聚醚型氨纶较聚酯型氨纶玻璃化温度低，弹性好。纤维性能见表1。人们对氨纶的性能要求也从单纯的伸缩性进一步扩大到功能性，如日本旭化成公司开发的高吸放湿氨纶、耐氯性氨纶、高柔软性氨纶、高定形性氨纶、显色性氨纶，美国杜邦公司开发的Soft莱卡、Tcowel莱卡等都成了一定的规模。

氨纶丝有低特单丝和高特复丝两种，通常称氨纶裸丝。裸丝拉伸和回复性能好，可直接用于织造，主要用于针织。氨纶弹力纱线根据其加工原理和纱线风格，分为氨纶包芯线、合捻线和包覆纱3种。

弹力织物的产品开发和设计

弹力织物的分类

01 弹力大小分类

各公司规定标准不一。杜邦公司的标准如下：

(1)高弹织物：具有高度伸长和快速回弹性。其拉伸率(即弹性)为30％-50％时，回复率减弱小于5％～ 6％ ，主要作滑雪服、游泳衣、妇女胸衣、运动服等。

(2)中弹织物：也称舒适弹性织物。其拉伸率为20％-30％时，回复率减少小于2％-5％，主要作日常衣着和室内装饰用品。(3)低弹织物：又称一般弹力织物。通常为低比例氨纶弹力纱织物，其拉伸率小于20％。适用于一般衣着，如男女衬衫、外套、工作服等。

02 按弹性方向分类

可分为3种：经向弹性、纬向弹性和经纬弹性。目前各公司对弹力织物的弹力指标要求不一样，日本东丽公司规定单向(经向或纬向)弹力10％ ，双向(经向和纬向)弹力15％的织物为“一般弹力织物”。将单向弹力20％ ，双向弹力25％的织物称为“高弹织物”。

目前市场上氨纶机织弹力织物中，纬向弹力织物约占90％以上，经纬双弹织物约占8％～9％。经向弹力织物因生产难度较大，品种和数量不多。针织弹力织物一般采用氨纶丝与锦纶丝、涤弹丝在经编机和纬编机上织造，织物弹性较高，适做体操服、游泳衣、妇女胸衣等，穿着体形优美。

机织弹力织物一般以氨纶包芯纱、氨纶包覆纱、氨纶合捻线为原料，与其他纱线交织成织物。主要品种有弹力牛仔布、灯心绒、平绒、卡其、府绸、牛津布、仿毛时装呢、毛弹力织物等等。

机织弹力织物的开发和设计

氨纶弹力织物新产品设计首先要明确新工艺的特点，明确织物的用途、使用要求及织物的外观风格特征。在明确氨纶弹力织物设计目的基础上，首先确定织物的弹力方向和弹力大小，合理选择原料、纱线、经纬密度、幅宽、经纬纱线排列、花纹、织物组织、图案配色以及加工工艺和后整理要求。

氨纶弹力织物还有特殊的要求，例如美国杜邦公司和日本的JIS标准规定的主要指标是：成品门幅89-92era；伸长率(即弹性)20％~30％ ；变形率3％~4％ ；缩水率经向3％~ 4％ ，纬向6％~8％。

01 弹力方向和大小确定

普通服装面料的伸缩性只有5％左右，而弹力服装面料能适应人体的适当动作。伴随动作人体皮肤表面的伸展率为：背部(横向)为13％～16％ ；肘的外侧为30％～40％，肘的周围为15％～22％ ；膝的外侧为35％-40％ ，膝的周围为12％-14％ ；坐在椅子上的腰部(横向)为4％-6％ 。

皮肤表面的伸展率因人体的不同部位及不同动作有差别，一般在20％左右，肘和膝弯曲时，纵向的皮肤伸展率最高可达45％。日常穿着服装织物弹性在10％ ～25％即可满足要求。

不同用途织物的弹性伸长率(％)为：衬衣、工作服为10～15(纬向)，外衣、套装为10～25(纬向)，裤装为15～20(经纬向)，运动装、童装为20～30(经纬向)，滑雪衣为40～60(经向)，体操服为50-200(经纬向)。

氨纶弹力织物品种及弹性范围如下：弹力府绸织物25％--30％；弹力卡其织物20％-25％；弹力灯心绒、弹力仿平绒织物20％-30％；人棉平纹弹力布在20％左右；弹力时装呢15％-20％。适作裤料的弹力织物弹力以15％为宜，保持裤线挺直，膝盖部位不致凸起。茄克衫、制服、工作服的弹性在10％-20％为宜。运动茄克衫的弹性以20％-40％为宜。滑雪衫、体操服、妇女胸衣、女内衣裤的弹力以40％为宜。

氨纶弹力织物弹性大小是由氨纶丝的特数、弹力纱线在加工过程中氨纶丝的牵伸倍数及成纱中氨纶含量这三个因素决定的。氨纶芯丝特数越大，成纱弹性越大；牵伸倍数越大，成纱弹力越大；芯丝在成纱中比重越大，成纱弹性越大。

02 原料选择

衬衫和内衣一般选用棉纤维氨纶包芯纱，时装、休闲装等外衣面料一般选用人棉纱、涤纶细旦长丝氨纶包覆纱，牛仔服装可选用棉氨纶包芯纱和棉纱氨纶丝合捻纱线。棉氨包芯纱因纺织工艺复杂，成本较高，弹力持久性较差而很少采用，目前生产的弹力牛仔布大都使用合捻纱线。

03 氨纶纱线细度选择

根据弹力织物的用途、厚薄和质量，客户往往明确提出氨纶芯丝和外包纤维纱线细度指标要求。氨纶纱线的纺出细度C=H+(N／E)XK式中，C为氨纶纱线纺出细度(tex)；N为氨纶丝细度(tex)；E为氨纶丝牵伸倍数；H为外包纤维纺出细度(tex)；K为氨纶丝牵伸配合系数，一般取1.16。

氨纶丝牵伸倍数应充分考虑不同规格氨纶丝的牵伸特性，其最佳状态是使氨纶处于应变区的中间，根据经验，氨纶丝牵伸倍数一般取2.5-5.0倍，一般不超过5倍。

氨纶丝预牵伸倍数=前罗拉线速度／氨纶送出罗拉线速度 ，不同规格的氨纶丝牵伸倍数见表2。这里所述牵伸倍数是总牵伸倍数的概念，应同时考虑到氨纶筒子在卷绕成型时10％一16％的张力牵伸(预牵伸)。因此，退绕时机械牵伸=总牵伸／(1+张力牵伸)。

04 氨纶丝含量

氨纶含量在很大程度上决定着织物弹性大小。一般情况下，氨纶含量愈高，织物弹性愈大，但氨纶含量过高，将使织物的成本提高，中厚型织物的氨纶含量宜为3％--5％ ，氨纶细度选用44~77dtex。

弹力纱线中氨纶丝含量G=(N K_／EC )×100％氨纶在织物中一般含量为1％--5％ ，平纹、斜纹、缎纹为1％--3％ ，纬弹灯芯绒为3％～4％，双弹织物为4％～ 5％ ，内衣为2‰ 5％ ，泳装及体育运动装则应为12％--20％ ，胸衣及紧身服为10％--45％ 。

05 捻系数的确定

氨纶包芯纱应适当加大成纱的捻系数，一般比同支纯棉纱捻系数大10％--20％ ，特克斯制捻系数范围为330—380，以增大短纤维之间、短纤维与氨纶之间的抱合力。

06 织物组织的选择

织物弹力随织物组织结构的紧凑程度不同而有较大变化。一般选择经纬交织点较小的松组织，有利于充分发挥弹力织物的弹性伸长。常采用斜纹、缎纹、斜纹变化、山形斜纹及提花组织等。轻薄衬衫面料可采用平纹组织。

2/2 斜纹、人字纹斜纹、平纹组织的左右对称应力均衡，属于平衡组织。2/1 、3/1 斜纹组织属于不平衡组织，有利于发挥纬向高弹织物的性能。为防止弹力织物卷边，要求边组织相对紧密和加宽，浮点越长，要求边组织越密越宽。经纬双弹织物由于其经向有弹力，故布边组织应与布身结构相似，以免产生皱折。

07 经纬纱紧度和密度的确定

(1)经纬向紧度是织物结构的重要参数，它影响织物的风格特征和服用性能。织物紧度比用经纬密度更能反映织物真实的紧密程度。弹力织物紧度设计时应考虑到织物收缩率大造成的成品紧密，在确定织物紧度时，可参照同品种普通织物的紧度范围，一般比同品种普通织物紧度低10％一15％。以保证织物的弹性伸长能力不会降低。

普通织物的经纬向紧度范围见表3。

(2)经纬纱密度的确定

08 织物幅宽的确定

弹力织物在织造过程中弹力纱线处于拉伸状态。坯布下机后由弹力纱线的弹性恢复使坯布幅宽收缩。在染整过程中，经过前处理加工使弹力织物内在应力完全释放，氨纶丝弹性得到恢复，织物充分收缩，导致织物具有最大的弹力和可拉伸的最大幅宽，为热定形提供了必要的条件。

热定形可拉伸的最大幅宽一定要对应于前处理收缩所赋予的最大拉伸幅宽。据美国杜邦公司和日本旭化成公司资料介绍，热定形效率(成品幅宽与定形幅宽的比率)一般掌握在90％左右。国内一般推荐热定形的幅宽超过成品幅宽的10％一15％。通过后整理热定形的作用使弹力织物达到设计规格和弹性率的要求。

其他如弹力纱线类型、氨纶丝规格、氨纶丝牵伸倍数以及织物结构、织造工艺等对经纬向织缩率都有影响。