纺设开题报告

苎麻服用产品开发

一、课题研究的背景及意义

1.1苎麻简介：

苎麻，学名Boehmerianivea(Linn.)Gaudich，英文名Ramie，又有别名家苎麻、白麻和圆麻[1]。

苎麻是中国特有的以纺织为主要用途的农作物，是我国国宝，我国的苎麻产量约占全世界苎麻产量的90%以上，在国际上称为“中国草”。

苎麻是多年生宿根性草本植物，是重要的纺织纤维作物。其单纤维长、强度最大，吸湿和散湿快，热传导性能好，脱胶后洁白有丝光，可以纯纺，也可和棉、丝、毛、化纤等混纺，闻名于世的浏阳夏布就是苎麻纤维的手工制品。

中国是苎麻品种变异类型和苎麻属野生种较多的国家，中国苎麻栽培历史最悠久，距今已4700年以上。苎麻较适应温带和亚热带气候。

由地下茎和根系形成强大的根蔸。一般用营养体繁殖的苎麻没有主根，从地下茎上发生许多细根，其中一部分具有副形成层，膨大成萝卜状，表面光滑，它们的次生木质部薄壁细胞中含大量淀粉，有贮藏养分的功能，故称贮藏根。根群大部分分布在30-50cm深的土层中，少数支根可入土深达1m以下。地下茎各分枝的顶芽生长，伸出地面，成为地上茎。地上茎丛生，直立，圆柱形，表面有毛，高1.5-2m左右，基部直径0.8-1.2cm，一般不分枝，绿色或带红色，成熟时皮层木栓化，变褐色。初生纤维在韧皮部中的外侧，经济价值较高，由初生分生组织产生分化而成；一般鲜茎出麻率为4-6%，鲜皮出麻率为10-15%，茎的木质部疏松或空心，容易折断。

苎麻单纤维长度为60-250mm，是麻类作物中最长的。直径17-64um，横断面呈多角形、椭圆形。叶互生，叶片卵圆形、椭形或近圆形，边缘有锯齿，叶片表面粗糙或有皱纹，绿色或黄绿色，背面有银白色毡毛，叶柄、叶身或托叶的主脉绿色或黄绿色，有时带红紫色。

苎麻的宿根年限为10-30年，多至百年以上。生育期头麻约80-90天，二麻50-60天，三麻70-80天，全年生育期230天左右。

苎麻为短日照植物。昼夜长短不仅影响苎麻开花的迟早，也影响雌雄花的比率。日长8-9小时能促进开花，但多生雌花；日长为14小时时则多生雄花。苎麻种子发芽的最适温度25-30℃。地上茎生长的适温为15-32℃。早春气温低于3℃则幼苗受寒害。冬季土温低于零下3-5℃的持续时间长，则地下茎受冻害。叶面积系数可达4-7。由于蒸腾量大，同时营养生长快，需要充足的水分。一般年雨量宜在800-1000mm以上，且分布合理。适宜的相对湿度为80%左右。土壤含水量为20-25%。纤维的主要成分是纤维素，光照强度和每天日照时数对纤维产量有很大影响。日照不足，则光合作用减弱，茎秆软弱，麻皮薄，纤维细胞壁薄，工艺成熟延迟，产量降低。但阳光太强，高温干旱，也会使麻茎生长受到抑制，纤维细胞壁木质化，降低纤维品质和产量。茎叶茂盛，根蔸发达，要求土层深厚、疏松、有机质含量高，保水、保肥、排水良限。土壤pH值以5.5-6.5为宜，低于4.5或高于7.6的，应加以改良。在中国，苎麻一般都种在山区平地、缓坡地、丘陵地或平原冲击土上。土质最好是砂壤到粘壤。但地下水位在1m以内或易淹水的土地不宜种植。

茎皮纤维长，柔韧色白，不皱不缩，拉力强，富弹性，耐水湿，耐热力大，富绝缘性，为优良纺织原料。用途较广：根供药用，为利尿解热药，有安胎作用，治腹痛、下血等症；茎、叶可提苎麻浸膏，止血效果较好。

苎麻的主要产地为湖南、湖北、四川、安徽、江西、广西、浙江、贵州、河南、陕西、江苏、云南、福建、广东和台湾等省、自治区。其中以湖南、湖北和四川省为最多。

1.2苎麻的历史：

苎麻中国古代重要的纤维作物之一，原产于中国西南地区，新石器时代长江中下游一些地方就已有种植[2]。考古出土年代最早的是浙江钱山漾新石器时代遗址出土的苎麻布和细麻绳，距今已有4700余年。秦汉以前，苎麻已进入北方，故《诗经》中有“东门之池，可以沤苎”。但长期以来，苎麻的主要产区在南方。故王祯《农书》说：“南人不解刈麻（大麻），北人不知治苎”。不过在元代苎麻又有向北方扩展的趋势。当时的农书也开始积极致力于苎麻栽培技术的总结。元官修农书《农桑辑要》中就专门新添有“栽种苎麻法”，代表了当时苎麻栽培技术的最高水平。后来王祯《农书》“农器图谱”还专为苎麻设立一门，备载治苎纺织工具。

1.3苎麻织物

（1）手工夏布[3]

苎麻起源于中国，是历史上继葛、大麻后我国最早使用的纺织纤维之一。我国的产量占世界产量的60%以上。早在4700多年前的新石器时代，从浙江吴兴钱山漾遗址曾出土一批苎麻织物残片，它是平纹织物，经纱密度为23.6—30.7根/cm,纬纱密度为16-20跟/cm,比较细致。到了奴隶社会的商周时代，苎麻织物也有发展，民间诗歌《诗经》中就有“东门之池，可以沤苎”的诗句，说明我国古代早就掌握了沤制苎麻，利用纤维，织成细布的方法。在《周礼》中还规定，设置了专门管理苎麻纺织的官员。根据《左传》记载：在春秋战国时期，统治阶级以苎衣作为互相馈赠的礼品。从出土的西汉距今2100年前的长沙马王堆一号汉墓文物中，就有几块精细的苎麻布。其中有一件女衣，经纱密度为32-38根/cm，轻薄似纱，重量仅53kg。按衣服实样分析：如果纤维细度为4dtex(2500公支)左右的话，只用25-30根纤维就能织成一根纱。这表明在我国古代就已经掌握了苎麻的部分脱胶和加工技术，不仅能使纤维束分离精细，而且可以织成较细的纱和织很薄的布，苎麻手工纺织技术已达到了相当高的水平。中国不但是苎麻的起源地，而且也是世界上最早生产苎麻织物的地方。

中国最古老的苎麻织物是夏布，自古以来苎麻是用手工绩麻，织成夏布的。将生苎麻进行沤麻、捶打、洗晒，使苎麻脱去部分胶质，利用苎麻单纤维间残存伴生胶质，将苎麻纤维束劈成所需的细度，再头尾捻接，成为所要长度的纱。该纱基本无捻度，平直光滑，用以织成夏布。夏布的品质和色泽随脱胶加工技术不同而分为浅棕色及漂白夏布。

手工苎麻纱是由较细的纤维束组成的，其表面光滑，没有毛茸，织造时断头少。用它制织成的夏布表面光滑、强力高、手感硬挺、坚牢耐用。随着胶质去除量的增多，白度增加，光泽好，手感变软但强力逐渐下降。由于头尾捻接，捻接处形成了粗节，粗节的大小由纤维分离的细度和捻度的长度决定。又因粗节不规则的分布，夏布布面形成不规则的大小粗节，成为夏布的独特风格。

（2）机制麻布

机制麻布残胶含量极低，手感比夏布柔软，比夏布白，机制麻布的手感、外观、白度及服用性能都比手工夏布好。但由于苎麻纤维刚性大，抱合力差，成纱及织物表面毛茸多，虽经整理，仍不能完全消除服用时的刺痒感。

由于苎麻织物有通风透气、凉爽舒适的特点，在国内外市场已有销路，特别是细支纯麻布。

但和棉纤维相比，苎麻纤维粗、长，结晶度高、刚度大，成纱抱合力差。这种性质在苎麻织物上表现为粗糙硬挺的手感，表面毛羽多且硬。当织物与皮肤接触时，硬挺的毛羽刺激皮肤，产生刺痒感，严重的为刺痛感。

1.4苎麻织物的分类：

（1）按纤维的种类分类

可分为纯苎麻布，苎麻和涤纶以及各种化纤混纺或交织布，苎麻与天然纤维合捻、混捻、交织布。苎麻可同一种或一种以上纤维进行混纺、交织、合捻，常见的有涤麻，涤棉与涤麻交织，毛麻涤，丝麻涤，麻棉，麻粘，或麻粘棉等产品。

（2）按织物用途分类

服用织物：各种服装包括内衣及外衣面料。内衣面料要求滑爽、挺括、凉爽、手感柔软、吸湿排汗、使人体感到舒适。外衣面料要求粗厚、挺括和弹性好，春夏季服装，还需要凉快舒适，丰满平整。

还有工业用织物，装饰用织物等，这里不做具体介绍。

（3）按印染加工性质分类

可分为漂色布、印花布、色织布和整理布。

1.5苎麻织物的风格特征

苎麻织物的风格由苎麻纤维的特性所决定。

苎麻纤维为一个单细胞所形成，纤维横截面有椭圆形或腰圆形等，纵向呈带状，表面光滑，无自然捻曲捻回，但有结节，在麻类纤维中以苎麻纤维为较细长（与大麻、黄麻、亚麻相比较）。因此适合纺细支麻纱和制织轻薄麻衣。苎麻纤维中间有一条沟状的空腔，故其透气性好，热传导率高，易向外发散，吸收水分快而发散也快，有利于散热散湿。所以使得苎麻及其混纺交织织物具有通风透气，吸湿排汗和出汗不贴身的优点。随着苎麻含量的增多，凉爽感更突出。适宜做夏季衣料以及各类窗帘、蚊帐和装饰布等。

苎麻纤维分子结构排列整齐，结晶度及取向度高，所以苎麻纤维断裂强度高，断裂伸长小，不耐屈折，湿强比干强增加16%--18%，因此苎麻与其他纤维混纺、交织及合捻的织物手感挺括。

由于苎麻纤维半制品的回潮率变化大，会造成麻纱长片段不匀、布面粗细不匀、条影明显，故而形成麻织物独特的特点。短麻纺与长麻纺相比，其抱合力，条干，大小节和布面平整度等方面较好。短麻纺的可纺支数较粗，能使织物具有一种粗狂的线条，适合做各种外衣面料及装饰用布等。

为了突出苎麻织物的风格，采取较稀疏的经纬密度，组织结构上采用重平、方平、提花等组织，增加透气性，也可以采用加入各种短纤，人为纺出很多不规则的大小节，更能突出麻织物的风格，考虑到苎麻织物的手感较硬挺，纱支较粗，布面显得粗糙，穿用初期有刺痒感，印染时，采用碱处理，以及柔软整理等加工工艺，使织物具有滑、挺、爽的手感，提高服用性能。

1.6功能性纤维——吸湿排汗纤维

一般纺织品要达到吸湿排汗功能的方法可采用以下方法[4]:

纤维截面异形化：Y字形、十字形、w形和骨头形等，增加表面积，纤维表面有更多的凹槽，可提高传递水气效果。

中空或多孔纤维：利用毛细管作用和增加表面积原理将汗液迅速扩散出去。

纤维表面化学改性：增加纤维表面亲水性基团，达到迅速吸湿的目的。

亲水剂整理：直接用亲水性助剂在印染后处理过程中赋予织物或纤维纱线亲水性。

采用多层织物结构：利用亲水性纤维作内层织物，将人体产生之汗液快速吸收。再经外层织物空隙传导散发至外部。达到舒适凉爽性能。

吸湿排汗功能即是通过织物结构设计或纤维改性等方式，改变织物对水分之吸湿、移动、排汗等性质，同时能够具有吸水性和快干性[5]。吸湿排汗纤维是利用纤维表面微细沟槽所产生的毛细现象使汗水经芯吸、扩散、传输等作用，迅速迁移至织物的表面并发散，使其能够快速挥发，从而保持人体皮肤的干爽感。同时，在湿润状态时也不会像棉纤维那样倒伏，始终能够保持织物与皮肤间舒适的微气候状态，达到提高舒适性的目的。

吸湿排汗面料能够广泛应用于衬衣、外衣、运动服、内衣、西裤、衬里、装饰制品等领域。使用吸湿排汗纤维可以改善贴身衣物的舒适性，原因是可调节贴身衣物与皮肤表面间的水分及湿度之间的关系(衣服内气候)、衣物和皮肤接触时的压力或接触感等，可称为“可呼吸面料”，面料既具有棉制品令的触感，又具清爽感。

美国杜邦公司生产的Coolmax纤维、日本生产的Coolplus纤维和我国生产的Coolnise纤维、Coolbest纤维均为十字形的沟槽涤纶纤维，对水分和水气具有良好的疏导作用，可用于生产导热排汗服装[6]。

其中，COOLBST吸湿排汗纤维：一种应用于高级面料、高档服装的COOLBST吸湿排汗纤维，在江苏仪征化纤股份公司瓶级切片事业部多功能短纤装置上开发成功。仪征公司生产的COOLBST纤维采用了全新的纤维截面形状设计，将毛细管原理成功地运用到织物结构，使其能够快速吸水、疏水、扩散和挥发，从而保持人体皮肤的干爽感[7]。

1.7服装面料流行趋势

我们的先祖发现和创造了光辉灿烂的麻文化的服饰文明。“麻”通过时装表现其面料舒适、挺括、柔软、滑爽的特点。可以通过面料的色彩、质感、肌理等方面表现目前国际上流行的麻时尚，以求达到现代人追求舒适、自然的穿着需求。

麻面料之所以能在欧美非常流行是因为西方人的穿衣习惯以舒适为主，而中国人习惯上穿衣是给别人看的，自身体验反而在其次。麻纺面料最初是以坯布出口的形式存在，从外观上吸引不了大众的目光，也不能引起设计师的兴奋点，因此无法与时尚衔接，造成在麻面料上找不到时尚性与舒适性的双重体验。

现代人对环境保护意识的增强和对自然的渴望,使得天然纤维越来越受宠。麻，这一有这悠久历史的面料，会愈加走近人们的生活。

随着时代的进步，我们对于服装的要求，已经不仅是舒适，更多的是流行。色彩可以流行，款式可以流行……在诸多流行因素中，环保也已经占据了一定比例。换句话说，面料功能的变化除舒适之外，市场对于面料的环保功能要求也越来越高。

当我们看国产面料时，感触最深的就是功能性面料的增多、保健纤维的普遍应用，这些都表现出企业更人性化的开发理念。如今，环保已成为一大流行点，人们在呵护自己的同时，也在保护着环境。

所谓环保是指产品在生产过程中对环境无污染、无破坏。从加工过程看，面料的环保应该从纤维开始。传统的环保纤维主要是棉、麻。棉纤维的强度高、抗皱性好，拉伸性则较差；耐热性较好，仅次于麻；对染料具有良好的亲和力，染色容易，色谱齐全，色泽也比较鲜艳。纯棉织物，透气性好，吸湿性强，穿着舒服。麻纤维有其他纤维难以比拟的优势：具有良好的吸湿散湿与透气的功能，传热导热快、凉爽挺括、出汗不贴身、质地轻、强力大、防虫防霉、静电少。麻织物不易污染、色调柔和大方、粗犷，适宜人体皮肤的排泄和分泌。

无论是对于环境还是对于人本身，环保都是发展趋势所在。

当你走进一家服装店，销售人员几乎都会向你推荐纯棉产品，据观察在任何一家服装店都会如此。无论是休闲装，还是正装。但是，他们绝对不会专门说“这是环保面料”，因为这是人所周知的。棉产品无处不在，为人们生活带来了更多的便利与舒适。近几年，随着技术的发展，麻面料的服用性能得到了很大程度的提高，应用也更为普遍。伴随着消费者对于麻面料的更深入的了解和消费能力的提高，麻面料的消费也逐渐热起来了。

环保面料是我们所追求的，因为它除了保护我们的环境之外，也保护了我们自己，可谓最体贴的流行。

苎麻纤维是纤维中的珍品，其透气、吸湿、抗菌、保健功能和良好的服用性能居各种天然纤维之首，被国际上公认为绿色环保纺织品，具有巨大的市场发展空间。这一切条件都是苎麻产品会成为流行的必要因素。

二、国内外研究现状

苎麻织物由于纤维结晶度大，取向度大，无定形区小，纤维粗，单根纤维的弯曲刚性指数和最大抗弯力都较大，纤维间抱合力差，使织物表面的毛羽长而多，与人体皮肤接触时产生刺痒感。

苎麻织物刺痒感产生的原因复杂，除了因为纤维本身的性质决定外，后道加工不当亦会加剧刺痒感[8]。

烧毛的目的是去除织物表面的毛羽，但如烧毛不尽，短而粗硬的毛羽根部的存在，使刺痒感加剧。

苎麻织物经浓碱丝光后，纤维变粗变硬，织物结构间更不易滑动，织点突出，使触觉更感粗糙。

预缩及液氨处理对改善苎麻织物的手感，减轻刺痒感有明显的效果。

作为一个品种，砂洗苎麻织物是受欢迎的，它不仅保持了苎麻织物原有的透气透湿特性，基本上消除了硬糙感和刺痒感，同时服用性能也提高。

纤维素酶对苎麻织物的减量处理，也是改善苎麻织物手感及刺痒感的有效手段。

现在我们从一个新的角度去考虑解决苎麻织物刺痒感的问题，用CoolBST这种透气性好的功能性纤维和苎麻结合在一起，用适当的方法解决苎麻在贴身穿时的刺痒感。

目前，吸湿快干运动休闲针织面料是近年研发的新产品，很快受到市场青睐，有逐渐风行之趋势。目前棉型吸湿快干针织面料多为棉盖涤组织，里层为涤(75D／72f细旦丝、Coolmax沟槽纤维等)，面层为棉[9]。经整理后有较好的亲水吸湿性，但因棉散湿较慢，其快干性尚未达到相关标准的要求。苎麻纤维吸湿放湿快、透气性能优于棉。如果采用麻盖涤组织，开发含麻吸湿快干针织面料，苎麻的刺痒问题将被掩盖，而突出了其吸湿放湿快、干爽利汗的优良服用性能。研发人员在研发含麻吸湿快干针织面料时测试了棉盖涤、麻盖涤平纹针织物吸湿散湿性，结果表明麻盖涤平纹针织物吸湿散湿性明显优于棉盖涤。

那么,可以采用二重组织或者双层组织，使得苎麻在表面，而CoolBST在里层，这样透气的CoolBST织成的面料即保持了苎麻织物本来的风格特征，也彻底解决了它的刺痒感的问题。

在织物设计上面，我们要使用德国EAT公司大提花织物设计，德国EAT公司从1983年开始开发了一系列的计算机辅助设计软件，主要应用于机织(大、小提花)、针织、染整等生产领域[10]。目前该公司的产品已遍布欧美市场，并开始向我国市场进军。该设计系统还可选配调制解调器，通过网络由德国EAT公司提供垒球性的技术服务该软件系统由图案设计、扫描、打印输出、织造工艺设计、仿真“织造”这五十软件包组成。

三、课题研究内容

采用二重组织或者双层组织，织造织物，使得苎麻在表面，而CoolBST在里层，这样，透气的CoolBST织成的面料处于里层，可以即保持了苎麻织物本来的风格特征，也彻底解决了它的刺痒感的问题。

使用EAT软件进行织物设计，它可以仿真二重组织的织物，先期先进行面料的设计，要考虑到图案、花型、肌理、颜色等方面。

织造样布，进行服用性能测试。

四、技术路线

（1）设计：使用德国EAT公司大提花织物设计软件。定5个主题，它们分别是迷系列、叶系列、水系列、冷系列和大地系列。每个主题分别要织白布（供后期印染）、色织布、公务员之家:

（2）在电脑小样机上织造样布,以供后续实验和留底。在5个主题的规定样布之外，另要织造苎麻和普通涤纶的二重组织或者双层组织的面料，用以和规定的实验样布做差别化比较。

五、关键技术介绍

5．1织物工艺参数的确定

捻度与捻向：苎麻纤维粗、刚性大，纱线硬挺，故捻度不宜太大，以免纤维扭曲，经纬纱采用同捻向，以使交接处吻合密切，易于织造[11]。

整经工艺：采用小张力，以保证纱线弹性。

织造参数：宜采用早开口、迟投梭，同时适当降低后梁及停经架的高度使开口清晰。

5．2苎麻印染加工要求

坯布必须经过退浆、烧毛、煮练、印花及整理加工，否则会手感粗硬。

六、要解决的技术问题

1)选用合适的纱线。要选择质优、性能稳定的纱线。

(2)良好的实验条件和环境会对实验结果产生影响，如温度、空气湿度等。因本试验大部分会在冬天完成，因此应考虑现实情况为试验做足准备。

(3)要考虑试验误差。

(4)学习必须得的应用统计知识，为实验数据分析做准备。

七、日程安排