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        甲殼素纖維床上用品織物的設計與試制

        2019-03-11 07:34:18張顯華魏世豪李媛媛鄒清云
        棉紡織技術 2019年3期
        關鍵詞:產(chǎn)品設計

        張顯華 魏世豪 李媛媛 鄒清云 周 蓉

        (河南工程學院,河南鄭州,450007)

        隨著人們消費意識及自我需求的變化,床上用品逐漸向功能性方向發(fā)展,織物的抗菌功能性可以通過兩種途徑實現(xiàn),一種是在紡絲時加入抗菌纖維,得到的產(chǎn)品將具有長時間的抗菌性能;另一種是加入抗菌劑對紡織品進行抗菌處理。前者的抗菌性能更持久,織物風格和手感更好[1]。人體和床上用品親密接觸最多,因此具有衛(wèi)生保健的功能性床上用品自然備受關注。

        甲殼素是從殼類生物中提取的物質,資源豐富,屬于天然高分子材料,具有大量的親水性基團和良好的生物特性,抑菌率高達90%,能防止異味的產(chǎn)生,擁有持久的抑菌防臭效果,在功能性紡織品領域有著廣泛的應用[2]。單獨開發(fā)純甲殼素纖維織物,其生產(chǎn)成本相對太高。目前生產(chǎn)的甲殼素纖維細度偏粗, 在強度方面相對偏低,其成紗強度受到影響,可以采用將其和棉纖維或其他纖維進行混紡,改善紡紗性能,同時可以降低織物的生產(chǎn)成本。

        1 織物風格

        本產(chǎn)品是以甲殼素纖維、棉纖維為原料,通過混紡來設計并織制床上用品織物。其外觀細膩平整,手感柔軟,色澤亮麗,具有抗菌除臭的性能,紗線顏色選擇清爽的淺色系。

        2 織物規(guī)格設計

        2.1 原料設計

        床上用品在日常生活中與人們接觸最多,甲殼素纖維具有抗菌抑菌除臭性,且親膚性良好,能進行生物降解,應用廣泛,本產(chǎn)品將甲殼素纖維與棉纖維進行混紡,提高了甲殼素纖維的可紡性,同時使織物的生產(chǎn)成本降低,可以極大地滿足消費者對床上用品衛(wèi)生性的要求[3]。

        本產(chǎn)品是棉甲殼素纖維混紡床上用品織物,采用的細絨棉線密度為1.65 dtex,成熟度系數(shù)1.7,纖維長度31.6 mm,含雜率2.34%,回潮率8.4%[4]。甲殼素纖維平均長度30 mm,對其進行預處理,可以減少纖維的束絲,進而改善纖維間的抱合力,細度1.8 dtex,回潮率12%。選用甲殼素纖維長度小于棉纖維,可使其較多的分布在混紡紗線的外側,同時選擇棉/甲殼素纖維70/30是原料成本和產(chǎn)品性能的最佳比例[5]。

        2.2 紗線設計

        2.2.1 線密度設計

        本產(chǎn)品定位于高檔的床上用品面料,在紗線密度的選擇上,以細特紗為主,紗線的線密度為14.5 tex,使織物柔軟舒適,光澤好。

        2.2.2 捻度設計

        本產(chǎn)品設計的織物手感柔軟,考慮緞紋織物捻度的特點,捻度不宜太大,但較小會影響織物的外觀和服用性能,由于甲殼素纖維的特性,其捻度選擇應大一些,捻系數(shù)為370。為了生產(chǎn)方便,經(jīng)緯紗設計同一捻系數(shù),實測捻度為91.28捻/10 cm。

        2.2.3 捻向設計

        對經(jīng)緯紗線進行合理的捻向配合,可以使織物具有一定的外觀效應,本設計的床上用品織物手感柔軟,織物組織為正反緞紋,呈現(xiàn)出不同的光澤效應。選用經(jīng)紗Z捻,緯紗S捻,光澤較好。

        2.3 織物結構設計

        2.3.1 織物緊度

        床上用品手感柔軟舒適性好,且表面光澤要好,織物的緊度不能太大,同時由于其堅牢度的要求,參考床上用品的織物緊度范圍,選用織物Ej為79%,Ew為50%,總緊度為89.5%[6]。

        2.3.2 組織及布邊設計

        本產(chǎn)品設計的是床上用品織物,組織為緞紋,質地松軟,利用組織循環(huán)、顏色搭配,設計出方格,同時呈現(xiàn)出不同的光澤。為保證織造、染整后加工的順利進行,并得到良好的外觀效應,應當合理設計布邊,布邊要求平直,質地緊密,與布身縮率一致,故布邊設計為四上一下經(jīng)重平組織,不僅滿足了布邊強度,還能保證布身美觀。織物組織圖如圖1所示。

        圖1 織物組織圖

        2.3.3 產(chǎn)品規(guī)格

        織物的匹長是根據(jù)其使用方式、厚度、織機的最大卷裝容量等多種因素來選定的。匹長為40 m,4聯(lián)匹,產(chǎn)品幅寬250 cm,經(jīng)密550根/10 cm,緯密355根/10 cm。

        3 織造工藝

        3.1 絡筒

        采用GA012型雙面槽筒松式絡筒機,將原紗卷繞成一定密度、成形良好的松式筒紗,使紗線能更好地進行染色??紤]到甲殼素纖維強力和紗線毛羽的問題,絡筒速度為400 m/min。甲殼素纖維與棉纖維混紡,甲殼素纖維的吸濕性能好,為防止染色不均勻和層差的出現(xiàn),卷繞密度為0.37 g/cm3。甲殼素纖維吸濕性較好,對濕度比較敏感,生產(chǎn)時要對其進行嚴格的控制,溫度一般調控在25 ℃~35 ℃以內,相對濕度在65%左右[7-8],不宜大于70%。

        3.2 紗線染色前處理

        本產(chǎn)品采用棉甲殼素纖維混紡紗線,棉是天然纖維,需要進行染色前處理,減少染色色差。本紗線的煮練工藝,選擇燒堿用量為2 g/L。表面活性劑對紗線進行進一步的濕潤,同時會使表面的蠟狀物質和各種雜質進行軟化分散,同時可以避免其重新黏附,有利于試劑向纖維內部滲透,表面活性劑為1 g/L。軟水劑能有效防止生成另外一些雜質,用量為1 g/L[9]。

        在漂白工藝中,雙氧水能破壞色素分子,濃度為4 g/L;硅酸鈉是常用的穩(wěn)定劑,穩(wěn)定作用佳,同時對pH值具有一定的緩沖作用,可以抑制雙氧水的分解,用量為3 g/L;浴比為1∶15;pH為10~11;JFC為適量。

        3.3 紗線染色

        由于甲殼素纖維對染料的吸附和結合能力較強,染色速度快于棉纖維,對棉纖維進行陽離子化試劑處理,使棉纖維改性而獲得正電荷,提高了混紡的勻染性[10]。

        棉甲殼素纖維混紡織物經(jīng)預處理后可實現(xiàn)活性染料染色,能得到較好的染色深度和勻染性,對抗性和皂洗牢度影響較小,染色條件易控制。Na2CO3質量濃度為10 g/L,可以調節(jié)pH,同時有固色作用。在進行染色過程中,用食鹽作促染劑,用量為40 g/L。結合本產(chǎn)品面料風格,紗線以淺色為宜,浴比為1∶8。甲殼素纖維對染料助劑比較敏感,食鹽、純堿要分次加入;為了減少對紗線的損傷,采用加完食鹽后緩慢升溫至80 ℃,分次等量加入堿劑,每隔10 min加入一次,以使充分勻染。

        3.4 絡筒

        采用Schlafhorst Autoconer338型絡筒機。該織物所用紗線線密度為14.5 tex,屬細特紗,絡筒速度應適當減小,但應大于松式絡筒時的速度,絡筒速度為500 m/min。甲殼素纖維之間摩擦抱合力較小,張力應適當偏小,本產(chǎn)品的張力為10 cN。卷繞密度與紗線的號數(shù)有關,參考相似產(chǎn)品,卷繞密度為0.42 g/cm3。

        3.5 整經(jīng)

        選擇本寧格ZDA-GE型分批整經(jīng)機。本產(chǎn)品設計床上用品的紗號數(shù)細,為減少伸長損失并降低斷頭,整經(jīng)工藝以“小張力,低轉速”為原則。主要參數(shù)設置:張力20 cN,張力桿隔距26 mm,整經(jīng)速度550 m/min,整經(jīng)卷繞密度0.52 g/cm3,整經(jīng)寬度272 mm。接頭方式為織布結,相對濕度65%,計算并修正整經(jīng)軸數(shù)為16個。為達到拼幅、拼花的要求,在漿紗前需要對紗線進行劈花和排花。

        3.6 漿紗

        采用祖克S432型漿紗機,高壓上漿,浸透與被覆并重,使?jié){料緊緊貼伏。甲殼素纖維混紡后的紗線毛羽較多,不利于織造時開口,容易形成織疵。紗線經(jīng)過上漿,可以有效地改善紗線表面毛羽等情況。鑒于棉甲殼素纖維混紡紗線毛羽較多、紗線強力不夠,其主要參數(shù)設置:上漿率14%,漿紗回潮率9%,經(jīng)紗伸長率0.96%,控制車速50 m/min,溫度90 ℃。甲殼素纖維紗線耐堿不耐酸,為了減少對紗線的損傷,漿液一般為中性或者微堿性,pH值為7~8[11]。

        3.7 穿經(jīng)

        采用半自動穿經(jīng),經(jīng)停片6排,采用順穿法?;A組織是五枚三飛經(jīng)面緞紋和五枚三飛緯面緞紋,布邊是四上一下經(jīng)重平組織,將布邊穿入最后2頁綜,分別為11、12;布身采用順穿法來提高工作效率,穿綜情況依次為1、2、3、4、5、6、7、8、9、10。本產(chǎn)品幅寬為250 cm,筘幅為267.7 cm,選擇布邊穿筘為3入,布身為4入,公制筘號133齒/10 cm。

        3.8 緯紗準備

        緯紗定捻采用SFVC型定捻鍋,可以在一定程度上穩(wěn)定紗線捻度。本產(chǎn)品緯紗為棉甲殼素混紡紗線,紗號較細,捻度適中。具體定捻工藝:溫度85 ℃,時間60 min,壓力9.78 kPa。

        3.9 織造

        為了達到織物布面柔軟光滑、色澤光亮的要求,采用ZAX9100型噴氣織機,其入緯率、生產(chǎn)效率高。甲殼素纖維紗線在織造過程中容易產(chǎn)生毛羽,易造成經(jīng)紗黏連、飛花、斷頭等,織物幅寬較寬,織造采用“早開口,小張力,低后梁”的工藝原則,使布面平整細膩,色澤光亮。

        4 后整理工藝

        燒毛可以去除經(jīng)過各種摩擦后產(chǎn)生的布身細毛,使布面光潔美觀,保證質量并提高服用性。本產(chǎn)品使用LZCM028型氣體燒毛機,采用一正一反燒毛??椢镙p薄,由于甲殼素纖維紗線生產(chǎn)過程中毛羽很多,車速不宜太大,太小又有可能損傷此織物。主要參數(shù)設計:車速110 m/min,火焰溫度800 ℃,火焰與布面距離1.0 cm。

        采用酶退漿和氧化劑退漿相結合,酶退漿具有專一性,較溫和,氧化劑輔助退漿褪去PVA漿料,退漿更徹底、充分。生物酶無危害,對環(huán)境的污染小,氧化劑亞溴酸鈉相比雙氧水對纖維的損傷更小。

        拉幅將織物的幅寬拉至規(guī)定的寬度,并使它呈穩(wěn)定狀態(tài),同時可以糾正一些緯紗問題,使織物的外觀質量得到改善。采用德國Moenus公司KranzeK30型熱風拉幅機。棉甲殼素纖維混紡紗公定回潮率為10.92%,給濕率為16%,熱風烘房溫度110 ℃,車速60 m/min,蒸汽氣壓200 kPa。

        通過降低織物在使用過程中的經(jīng)向收縮來穩(wěn)定織物尺寸,一般未整理前的織物經(jīng)向縮水率約在8%~10%,經(jīng)過整理可以使其在3%左右[12]。本產(chǎn)品吸濕性較好,采用三輥筒橡膠毯式預縮機,給濕率為15%,車速為30 m/min。

        5 結語

        本產(chǎn)品選用棉/甲殼素纖維70/30 14.5 tex紗,經(jīng)紗Z捻,緯紗S捻,捻度91.28捻/10 cm;織物經(jīng)密550根/10 cm,緯密355根/10 cm,總緊度89.5%,采用緞紋及紗線顏色設計出方格組織,其性能柔軟舒適,光澤好,抑菌率達70%以上。該面料在滿足普通床上用品性能的基礎上,還具有抑菌抗菌、環(huán)保等特點,豐富了產(chǎn)品的價值,提升了消費者的生活品質。

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