曹 毅，易東芳

（河南工程學(xué)院 材料與化學(xué)工程學(xué)院，河南 鄭州450007）

木棉纖維是附著于木棉蒴果殼體內(nèi)壁的單細(xì)胞纖維，其附著力小，纖維的初加工比較容易。木棉纖維表面有較多的蠟質(zhì)，使纖維不易吸水、纏結(jié)，且有一定的防蛀和防霉性［1］；其纖維長度短、強(qiáng)力低、抱合力差，因此難以單獨(dú)紡紗，可與棉等纖維混紡［2－3］。近年來隨著木棉紡紗工藝技術(shù)的進(jìn)步，木棉混紡紗的品質(zhì)也有了明顯提升［4］。本文首先對(duì)吉貝屬木棉纖維的性能進(jìn)行測(cè)試，在全面了解木棉纖維性能基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)開發(fā)了三種木棉混紡緯編針織面料，以期為擴(kuò)大木棉纖維的紡織應(yīng)用提供技術(shù)參考。

1 木棉纖維的性能

1.1 試驗(yàn)部分

用Y111型羅拉式長度分析儀測(cè)量木棉纖維長度，用Y171纖維切斷器測(cè)定纖維線密度，在雙目顯微鏡下觀測(cè)木棉纖維的縱向特征，采用Nicolet Nexus 670紅外光譜儀進(jìn)行纖維的化學(xué)成分分析，分辨率為4cm－1，掃描次數(shù)64次。采用YG747通風(fēng)式快速八籃烘箱測(cè)試?yán)w維的回潮率，烘干溫度設(shè)置為105±2℃；在LLY－06B單纖維強(qiáng)力儀上進(jìn)行纖維強(qiáng)伸度測(cè)試；試樣夾持距離為10mm，下夾頭下降速度為100mm／min。

1.2 結(jié)果分析

實(shí)測(cè)吉貝屬木棉纖維的主體長度為21.5mm，線密度為0.68dtex，表明在纖維長度和細(xì)度上均小于棉紡織廠生產(chǎn)所用細(xì)絨棉和長絨棉纖維的。從圖1可看出，木棉纖維沒有棉纖維的天然轉(zhuǎn)曲特征，纖維細(xì)胞壁較薄，中腔大。在顯微鏡切片制作中還可看到木棉纖維比較容易彎折，有明顯折痕。

圖1 木棉纖維縱面

從圖2可看出，木棉纖維在3 200～3 400cm－1出現(xiàn)寬而強(qiáng)的吸收峰，歸屬于OH的伸展振動(dòng)；2 890cm－1的吸收峰歸屬于C－H 的伸縮振動(dòng)；2 850cm－1的吸收峰歸屬于－CH2對(duì)稱伸縮振動(dòng)；1 630cm－1產(chǎn)生 H－O－H吸收帶；1 356cm－1出現(xiàn)C－H彎曲振動(dòng)；1 335cm－1出現(xiàn)O－H面內(nèi)彎曲振動(dòng)；1 160cm－1出現(xiàn)C－OH基團(tuán)的C－O伸縮振動(dòng)或O－H彎曲振動(dòng)；1 100cm－1附近的吸收峰，歸因于含有C－O骨架伸展振動(dòng)上的氫鍵效應(yīng)。即木棉纖維顯纖維素的譜圖特征。

圖2 木棉纖維的紅外光譜圖

測(cè)得木棉纖維回潮率為10.08%，木棉纖維吸濕性能好于棉纖維的。測(cè)得木棉纖維平均斷裂強(qiáng)力為1.42 cN，平均斷裂伸長率為3.03%。木棉纖維細(xì)、細(xì)胞壁薄，其強(qiáng)伸性能明顯小于棉纖維的。

2 木棉混紡針織面料編織

在了解木棉纖維性能基礎(chǔ)上，在針織圓機(jī)上設(shè)計(jì)開發(fā)了緯平針、雙羅紋、襯墊組織三種木棉混紡緯編針織面料。

2.1 緯平針組織面料

原料為18.2tex棉／木棉／粘膠（61／24／15）混紡紗；機(jī)器參數(shù)：型號(hào) XL－3FA；筒徑76cm（30″）；機(jī)號(hào)26E；路數(shù)90F。

組織設(shè)計(jì)：四個(gè)踵位的織針按“／”形排列，每路均參加墊紗編織，編織圖如圖3所示。

圖3 緯平針組織的編織圖

2.2 雙羅紋組織面料

雙羅紋組織是由兩個(gè)羅紋組織彼此復(fù)合而成。雙羅紋組織的彈性與延伸性較羅紋小，只能逆編織方向脫散，脫散性較小。

原料：14.6tex棉／莫代爾／木棉（45／30／25）混紡紗；機(jī)器參數(shù)：機(jī)型LIL－8A；筒徑76cm（30″）；機(jī)號(hào)24E；路數(shù)84F。

組織設(shè)計(jì)：第1路在低踵針上墊紗成圈，形成一個(gè)1＋1羅紋，第2路在高踵針上墊紗成圈，形成另一個(gè)1＋1羅紋，兩個(gè)1＋1羅紋復(fù)合在一起形成一個(gè)1＋1雙羅紋橫列，以此循環(huán)往復(fù)即可形成雙羅紋組織面料。雙羅紋組織的編織圈如圖4所示。

圖4 雙羅紋組織的編織圖

2.3 襯墊組織面料

襯墊組織是在編織線圈的同時(shí)，將一根或幾根襯墊紗夾帶到組織結(jié)構(gòu)中，而與地組織紗線發(fā)生一定程度的交織而形成的。襯墊織物的脫散性較小，僅能逆編織方向脫散。由于襯墊紗突出在織物反面，在襯墊紗與地組織之間形成了靜止的空氣層，因而提高了織物的厚度和保暖性。此外，因懸弧和浮線的存在，織物的橫向延伸性很小。

原料：18.2tex棉／木棉／粘膠（61／24／15）＋14.6 tex棉／莫代爾／木棉（45／30／25）＋27.8tex棉。

機(jī)器參數(shù)：機(jī)型VX－DF3；筒徑26cm（30″）；機(jī)號(hào)18E；路數(shù)90F。

組織設(shè)計(jì)：每3個(gè)成圈系統(tǒng)形成一個(gè)線圈橫列，18.2tex木棉混紡紗做地紗，14.6tex木棉混紡紗做面紗，27.8tex棉紗做襯墊紗形成添紗襯墊組織，其中襯墊紗以1∶2位移式墊紗方式墊紗。反面棉紗形成的襯墊紗可以拉絨形成絨布，以增加面料的保暖性。采用添紗襯墊的組織結(jié)構(gòu)襯墊紗不易“露底”。

2.4 編織中遇到的問題及解決方法

在上機(jī)編織過程中，木棉混紡面料都出現(xiàn)了較多的破洞。這可能有以下幾個(gè)原因：①紗線強(qiáng)力較低；②編織密度過高；③紗線的摩擦系數(shù)較大。

雖然木棉纖維的強(qiáng)力比較低，致使混紡紗線的強(qiáng)度也較低，但是不至于低到不能編織的程度。經(jīng)測(cè)試分析，環(huán)境溫、濕度較低時(shí)木棉混紡紗線的強(qiáng)度下降，柔軟性變差。經(jīng)適當(dāng)調(diào)整車間的溫、濕度后，坯布破洞明顯減少?？紤]到編織過程中紗線要反復(fù)受到拉伸、彎曲，在絡(luò)紗時(shí)對(duì)紗線上蠟或給油，可明顯改善紗線的柔軟性，進(jìn)一步減少了坯布破洞。同時(shí)調(diào)整彎紗三角的彎紗深度，使上機(jī)密度適當(dāng)減小，坯布編織時(shí)的破洞現(xiàn)象完全消失，編織過程順利。

3 木棉混紡針織物的染整

以下為利用14.6tex棉／莫代爾／木棉混紡紗開發(fā)的雙羅紋織物的染整工藝。

3.1 織物前處理

由于木棉纖維較棉纖維細(xì)、短，在染整過程中容易起毛，因此前處理采用了短流程冷軋堆前處理工藝。其工藝簡(jiǎn)單、流程短、高效、低耗，適應(yīng)小批量多品種生產(chǎn)需要。

3.1.1 工藝流程

浸軋打卷→堆置→水洗

3.1.2 工藝條件

浸軋打卷： 多浸一軋

軋液率／%： 95～100

卷 長／m·卷－1：1 000～1 200（與溢流染色機(jī)匹配）

車 速／m·min－1： 35～40

堆 置：室溫處理24h，用塑料薄膜包扎好，由電機(jī)帶動(dòng)整軸織物均勻轉(zhuǎn)動(dòng)，速度為4～6r／min。

水 洗：熱水（90℃以上）二格→熱水（80℃以上）一格→流動(dòng)熱水（45～50℃）一格→流動(dòng)冷水一格。

3.1.3 工藝配方

3.2 織物酶洗

酶洗是利用纖維素酶控制纖維的水解，達(dá)到去除織物表面絨毛的目的，可改善織物的外觀。木棉混紡針織物由于絨毛較多，織物外觀和光澤較差，可經(jīng)過酶洗來彌補(bǔ)這些缺陷。

3.2.1 酶洗配方

3.2.2 工藝流程

將前處理過的織物直接送進(jìn)溢流染色機(jī)，溫度調(diào)到55℃，用冰醋酸調(diào)pH值至5左右；加入纖維素酶處理50min后，升溫到80℃；加入純堿調(diào)pH值至9～10，處理10min，以終止酶的催化作用，使其失活，然后進(jìn)行染色。

3.3 織物的染色

活性染料有利于木棉纖維的染色，并具有良好的染色性能［5］。針對(duì)木棉混紡織物的特點(diǎn)，選用含有乙烯砜和一氯均三嗪雙活性基的Megafix B型活性染料。Megafix B型活性染料對(duì)纖維素纖維織物具有較優(yōu)良的染色性能和較高的固色率，且B型活性染料的染色性能優(yōu)良，勻染性、重現(xiàn)性均較好，色澤鮮艷，給色量高，操作方便。

3.3.1 染色配方

3.3.2 染色工藝曲線

圖5 染色工藝曲線

染色完成后，進(jìn)入熱水洗→冷水洗→皂洗→水洗→柔軟→烘干→定形。

4 結(jié)語

吉貝屬木棉纖維的主體長度為21.5mm，線密度為0.68dtex；木棉纖維沒有棉纖維的天然轉(zhuǎn)曲，呈現(xiàn)纖維素的紅外譜圖特征；木棉纖維回潮率為10.08%，平均斷裂強(qiáng)力為1.42cN，平均斷裂伸長率為3.03%。所設(shè)計(jì)開發(fā)的緯平針、雙羅紋、襯墊組織三種木棉混紡緯編針織面料，經(jīng)采取適當(dāng)技術(shù)措施后編織過程順利。

對(duì)棉／莫代爾／木棉混紡織物宜采用短流程冷軋堆前處理，通過酶洗減少織物表面絨毛，同時(shí)選用含有乙烯砜和一氯均三嗪雙活性基的Megafix B型活性染料進(jìn)行染色。

［1］肖 紅，于偉東，施楣梧.木棉纖維的特征與應(yīng)用前景［J］.東華大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2005，31（2）：121－125.

［2］洪 杰，劉梅城，莫靖昱，等.含木棉織物服用性能測(cè)試與分析［J］.紡織學(xué)報(bào)，2012，33（8）：46－49.

［3］常向真.竹炭木棉針織面料的研發(fā)［J］.印染，2011，（7）：26－27.

［4］嚴(yán)金江，徐廣標(biāo)，王府梅.從紗線質(zhì)量看木棉紡紗技術(shù)進(jìn)步［J］.紡織科技進(jìn)展，2012，（1）：9－13.

［5］王 倩.活性染料在木棉纖維上的應(yīng)用研究［J］.中國纖檢，2012，（13）：80－81.