金 鑫，汪吉艮

（1南通市紡織工業(yè)協(xié)會，江蘇南通 226000； 2江蘇大生集團有限公司，江蘇南通 226000）

微生物在自然界中無處不在，與人類生活密不可分。日常生活中，紡織品是這些微生物良好的寄生地。紡織品是疾病的傳播源之一，增加了人類感染的可能性。為了身體健康，人們通過不同的手段來抑制病菌的生長繁殖，達到抑菌的目的，抑菌紡織品應運而生。目前，市場上70%以上的紡織品是通過后整理加工方法來實現(xiàn)抑菌功能的，這類抑菌紡織品的功能效果和舒適感不太理想，織物經(jīng)過若干次洗滌后便會失去抑菌功能，難以滿足消費者或醫(yī)療衛(wèi)生行業(yè)的要求。隨著化纖技術的迅速發(fā)展，抑菌功能性纖維應運而生，為紡織從業(yè)者研發(fā)永久抑菌功能性紡織品打開了新思路。這類抑菌紡織品不僅抑菌功能持久，而且面料舒適、透氣，受到消費者的青睞，具有較好的市場前景。[1]本研究著重總結具有永久抑菌功能的生物質(zhì)纖維混紡抑菌家紡面料的開發(fā)要點。

1 設計思路

將新型抑菌生物質(zhì)纖維材料與新型紡織加工技術進行集成，克服以往常規(guī)面料缺少對織物特有功能性目標的研究，為功能性面料的開發(fā)提供新思路；重點研究現(xiàn)有生物質(zhì)纖維中抑菌效果佳、功能持久耐用的Tencel-C纖維、大豆蛋白絨纖維及亞麻纖維的可紡性及其混配特性；探討復合新型紡紗技術，研究開發(fā)具有抑菌功能的新型生態(tài)柔軟紗線；合理設計面料組織結構、綠色生態(tài)上漿技術和生物質(zhì)纖維染整工藝，形成具有永久抑菌、吸濕透氣、舒適柔軟的功能性家紡面料。

2 技術路線

2.1 產(chǎn)品開發(fā)技術路線

產(chǎn)品開發(fā)技術步驟及路線見圖1。

圖1 產(chǎn)品開發(fā)技術路線

2.2 加工路線

2.2.1 紡織加工路線（纖維到坯布）

經(jīng)紗：生物質(zhì)抑菌天絲大扭矩紗→整經(jīng)→穿綜→織造→坯布。

緯紗：生物質(zhì)抑菌天絲大扭矩紗→織造→坯布。

2.2.2 生物質(zhì)抑菌天絲大扭矩紗加工路線

抑菌天絲纖維：清棉→梳棉→并條→粗紗→大扭矩紡紗→絡紗。

2.2.3 生物質(zhì)抑菌混紡大扭矩紗加工路線

生物質(zhì)抑菌纖維按一定比例混合→清棉→梳棉→并條→粗紗→大扭矩紡紗→絡紗。

2.2.4 印染加工路線（坯布到印染布）

坯布→燒毛→精煉→染色（印花）→整理→成品。

3 工藝技術方案

經(jīng)紗為Tencel-C大扭矩賽絡緊密紡紗，紗支9.8 tex。該紗線以Tencel-C纖維為原料，含有海洋護膚物質(zhì)，具有護膚養(yǎng)膚、促進細胞再生的功能。采用大扭矩、緊密紡、賽絡紡一步法復合紡紗技術，形成具有抑菌功能的內(nèi)緊外松、表面光潔的紗線結構，實現(xiàn)面料抗起毛起球等級達到3級以上，有助于解決后道印染過程中的原纖化現(xiàn)象。

緯紗為大豆蛋白纖維50%、精梳棉30%、亞麻20%混紡大扭矩賽絡緊密紡紗，紗支為9.8 tex。該紗線以大豆蛋白纖維、精梳棉、亞麻纖維為原料，大豆蛋白纖維具有親膚、潤膚、抗菌、抗紫外線等優(yōu)良特性；棉纖維有較好的吸濕性、透氣性、耐磨性、無靜電，可紡性能好；亞麻纖維是一種稀有天然纖維，被譽為”天然纖維中的纖維皇后”，具有吸濕散熱、保健抑菌、抗靜電、防紫外線、阻燃等優(yōu)越性能。將三種纖維通過合理的配比，采用集大扭矩、緊密紡、賽絡紡一步法紡紗技術，形成具有抑菌親膚、舒適柔軟功能的抑菌混紡紗線。

設計采用緞紋組織結構，開發(fā)綠色環(huán)保上漿工藝、松式無張力染整工藝及防縮整理技術，實現(xiàn)面料的永久抑菌、吸濕透氣、舒適柔軟等功能。

4 工藝技術措施

以270.5 cm Tencel-C 9.8 tex/（大豆絨50/JC30/L20）9.8 tex 716.5/472 5/3緞紋抑菌面料為例。

4.1 經(jīng)緯向原料

經(jīng)向原料：Tencel-C 9.8 tex 大扭矩紗。

緯向原料：(大豆絨50/JC30/L20) 9.8 tex大扭矩紗。

4.2 工藝流程

5 Tencel-C 9.8 tex 大扭矩紗

5.1 工藝流程

清棉→梳棉→并條→粗紗→細紗（大扭矩紡紗）→絡紗。

5.2 主要工藝技術措施

5.2.1 預處理

對天絲原料進行人工松包，噴灑一定比例的抗靜電劑，控制24 h吸濕平衡。

5.2.2 開清棉工序

為了保證纖維的充分混合，適當降低抓包機的打手速度，做到“勤抓少抓”，使抓包機的運轉(zhuǎn)率達到100%。同時，又要盡量減少對纖維的損傷，適當降低各部分打手速度，打手一為430 r/min、打手二為500 r/min、打手三為610 r/min。在降低綜合打手速度的同時提高風扇速度，以利于成卷。另外，在成卷機上加裝凹凸羅拉，并借助粗紗牽紗，保證棉卷在鋼絲能順利退繞。加大打手與給棉羅拉隔距，設置為12.7 mm×19.05 mm×25.4 mm×31.75 mm，減少纖維損傷，降低短絨的產(chǎn)生以減少棉結。

5.2.3 梳棉工序

采用合理隔距，刺～平12 mm、刺～錫6 mm、錫～道4 mm，以多梳少落的工藝原則，提高錫林與刺輥的速比至1：2.4，適當調(diào)整錫林與蓋板隔距0.25 mm×0.23 mm×0.20 mm×0.20 mm×0.23 mm，使纖維得到充分梳理和及時轉(zhuǎn)移，減少棉結產(chǎn)生。

5.2.4 并粗工序

為了提高纖維伸直平行度，減少棉結，頭并后區(qū)牽伸倍數(shù)偏大掌握設定為2.0，降低二并牽伸倍數(shù)設定為1.6，以提高條子的條干均勻度。為了防止靜電，并條采用較低車速250 m/min，使用抗靜電皮輥，并加強膠輥的清潔工作，防止皮輥裹花，保證生產(chǎn)穩(wěn)定。為減少意外牽伸，提高條干水平，粗紗工序注意調(diào)整好里面外排張力，粗紗捻系數(shù)設置為80，以確保質(zhì)量達到內(nèi)控標準。主要工藝參數(shù)：粗紗定量3.6 g/10 m，總牽伸10.5倍，后區(qū)牽伸1.3倍；羅拉隔距12 mm×30 mm×40 mm，鉗口隔距6.5 mm，粗紗捻系數(shù)76.5。

5.2.5 細紗工序

細紗工序采用大扭矩紡紗技術，通過在細紗工序采用具有大間距的雙粗紗同時喂入，同時在前羅拉鉗口和導紗鉤之間、靠近導紗鉤位置加入一阻捻裝置，實現(xiàn)加捻點下移，并配合在前羅拉鉗口和阻捻裝置之間加入一種捻度裝置，大幅減少成紗毛羽，提高強力，實現(xiàn)緊密紗的效果。在同種條件下，所紡成的紗線3 mm及以上有害長毛羽與普通環(huán)錠紡相比降低65%～80%，強力提高5%～8%。主要工藝參數(shù)：羅拉隔距18 mm×35 mm，羅拉加壓137N×98N×137 N，后區(qū)牽伸倍數(shù)1.21，細紗捻系數(shù)380，銷子隔距2.5 mm，鋼領型號PG14254，鋼絲圈型號Bracker 13/0，錠子轉(zhuǎn)速14 500 r/min。

5.2.6 絡筒工序

絡筒工序是毛羽增長的工序，要采取措施減少毛羽產(chǎn)生，同時絡筒工序又是產(chǎn)品質(zhì)量的最后一道關口，是提高成紗質(zhì)量的關鍵，絡筒采用正常車速為1 200 m/min；適當調(diào)整絡筒張力，確保筒紗成型質(zhì)量及正常生產(chǎn)。

5.2.7 成紗質(zhì)量

Tencel-C大扭矩9.8 tex技術質(zhì)量指標測試數(shù)據(jù)見表1。

表1 Tencel-C大扭矩9.8 tex技術質(zhì)量指標測試數(shù)據(jù)

6 大豆蛋白絨50/JC30/L20 9.8 tex大扭矩紗

6.1 工藝流程

預處理→清棉→梳棉→并條→粗紗→細紗（大扭矩紡紗）→絡紗。

6.2 主要工藝技術措施

6.2.1 預處理

大豆蛋白纖維手感柔軟，卷曲數(shù)少，從纖維斷裂曲線來看，纖維呈現(xiàn)脆性，在紡織過程中纖維的抱合力差，特別容易黏附機件，纖維的質(zhì)量比電阻大，在生產(chǎn)過程中靜電問題比較嚴重，所以在紡紗前需對纖維進行預處理。對纖維進行給濕、添加表面活性劑以增強纖維的抗靜電能力，在添加表面活性油劑的同時要控制好纖維的含油率，使纖維符合紡紗要求。

亞麻纖維含有一定量的殘膠、雜質(zhì)，纖維脆硬，必須進行軟化處理。軟化的方法是給油、給濕。給油可增加纖維的柔軟度和改善纖維表面狀態(tài)，減少靜電產(chǎn)生，給濕可增加纖維回潮率，減少纖維靜電積聚。給油、給濕后亞麻需存放24 h以上方可使用。

預處理宜采用“多松、少打”的工藝路線，使纖維得到充分松解，便于纖維之間能夠均勻混合，除此以外，控制好加工車間的相對濕度比較重要，相對濕度小易產(chǎn)生靜電，飛花嚴重，相對濕度高，易纏繞皮輥羅拉和針布，控制在65%左右。

將大豆蛋白纖維、棉纖維、亞麻纖維在開紡前提前24 h移進預處理室，將預處理好的各種組份按工藝比例進行棉箱混棉。

6.2.2 開清棉工序

由于纖維抱合力略差，比電阻較高，成卷過程中易產(chǎn)生靜電，棉卷易黏附蓬松，為使棉卷正卷率高，避免縱向不勻，采取以下方案：嚴格控制車間的溫度與相對濕度，減少靜電的影響；嚴格控制棉卷定量，否則也將對后道工序帶來不良影響；采用“兩箱兩刀”短工藝流程，執(zhí)行“小束抓取，多梳少打、多收少落、輕定量、低速度、防黏卷”的工藝原則，降低打手速度，加強分梳與開松效果、減少纖維損傷，運轉(zhuǎn)操作嚴格執(zhí)行先進先用。

6.2.3 梳棉工序

由于大豆蛋白纖維、亞麻纖維抱合力差，棉網(wǎng)易下墜或棉網(wǎng)飄頭、爛邊，造成機前斷棉條現(xiàn)象。梳棉機按“柔和梳理、順利轉(zhuǎn)移、輕定量、低速度、中隔距”的工藝原則，適當抬高給棉板，降低刺輥、錫林和蓋板速度；提高錫林與刺輥的線速比；適當放大蓋板與錫林的隔距，防止充塞蓋板，提高棉網(wǎng)的質(zhì)量和清晰度；適當降低道夫速度。采用新型化纖專紡針布，減少纖維沉淀，有利于纖維轉(zhuǎn)移。同時，加裝皮圈導棉裝置，在總落棉的控制方面，宜小為好。主要工藝參數(shù)及品質(zhì)控制指標參數(shù)見表2。

表2 梳棉工序主要工藝參數(shù)

6.2.4 并條工序

由于大豆蛋白纖維、棉纖維、亞麻纖維在染色性能上存在一定差異，并條工藝以加強混和和降低質(zhì)量不勻為重點，縮小臺眼間的差異波動，以減小成紗后的色差差異。采用順牽伸工藝配置，頭并后牽伸倍數(shù)和羅拉隔距偏大掌握，有利于改善條干均勻度。車速可適當降低，并對膠輥適當?shù)谋砻嫣幚?，以減少纏繞羅拉和膠輥。喇叭口口徑偏小選擇，適當放大張力牽伸倍數(shù)，使成條結構緊密和卷放緊密，減小意外牽伸和生產(chǎn)過程中摩擦起毛現(xiàn)象。

6.2.5 粗紗工序

掌握“重加壓、大隔距、小張力牽伸、低速度、輕定量”的工藝原則。因為條子中纖維抱合力差，所以卷裝不宜太大，卷裝太大易冒紗、脫圈，影響細紗生活。在卷裝方面，宜采取小卷裝，并結合較大軸向卷繞密度，減少粗紗退繞時的意外張力和斷頭。粗紗捻系數(shù)適中掌握，過大細紗后區(qū)解捻不開易造成吐硬頭，過小易發(fā)毛導致成紗毛羽多。適當降低粗紗機車速，粗紗張力在保證正常開車的前提下偏小掌握，以減小意外牽伸。粗紗定量應偏輕掌握，以減小細紗牽伸，提高條干水平。生產(chǎn)和運輸過程中應采取措施嚴防條子起毛。主要工藝參數(shù)見表3。

表3 粗紗工序主要工藝參數(shù)

6.2.6 細紗工序

本課題研究開發(fā)新型集成紡紗技術，集新型緊密賽絡紡紗技術、大扭矩紡紗線生產(chǎn)裝置、大扭矩紡紗線生產(chǎn)方法等專利技術于一體，形成具有獨創(chuàng)性的多重組合紡紗技術。同時，運用雙進單出鴨嘴喇叭口和大前沖帶壓力棒直板上銷等新型紡紗器材，大幅度減少粗細節(jié)和棉結，減少毛羽，提高條干水平。

由于原料抱合力較差，蓬松性較高，加上又經(jīng)過了三道并條，細紗工序車速宜偏低掌握以改善紗線條干適應織造要求，掌握“低速度、中加壓、小后牽伸、小鉗口隔距、中硬度膠輥”的工藝原則。為了提高成紗質(zhì)量，采取以下措施：細紗前膠輥位置適當前移，最大限度的減少紡紗三角區(qū)的面積；膠輥的硬度適中，表面進行抗靜電處理，有利于減少毛羽的產(chǎn)生；膠圈采用內(nèi)花絞膠圈，減少滑溜，有利于纖維的控制，有效防止纖維的擴散，減少纖維端伸出須條的幾率，減少毛羽；細紗捻系數(shù)適當偏大掌握，使纖維頭端不易從紗體中滑出，減少毛羽數(shù)量；增大羅拉壓力和后區(qū)隔距；適當降低車速和錠速，從而降低離心力作用和靜電積聚現(xiàn)象對成紗質(zhì)量的影響；保證導紗鉤、鋼領和錠子三者的同心度，減少毛羽。

6.2.7 絡筒工序

絡筒工序的工藝原則是“低速度、小張力”，根據(jù)后道產(chǎn)品質(zhì)量要求合理設置電清參數(shù)，用好輔助點；合理選擇退捻加捻等參數(shù)，保證氣捻結強力和外形；選擇合適的絡紗張力；相對濕度控制在60%～65%。主要工藝參數(shù)：槽筒速度1 000 m/min，張力9 CN，電清140×2.0。

6.2.8 成紗質(zhì)量

大豆絨50/JC30/L20 9.8 tex大扭矩紗質(zhì)量指標測試數(shù)據(jù)見表4。

表4 大豆絨50/JC30/L20 9.8 tex大扭矩紗質(zhì)量指標測試數(shù)據(jù)

7 織造

7.1 工藝流程

Tencel-C 9.8 tex 大扭矩紗→整經(jīng)→漿紗→穿綜→織造→整理。

大豆蛋白絨50/JC30/L20 9.8 tex大扭矩紗→織造→整理。

7.2 主要工藝技術措施

7.2.1 整經(jīng)工序

整經(jīng)工藝以“小張力、低伸長、保彈性”為原則，合理分段配置張力，以確保整經(jīng)張力均勻，伸長較小。為防止邊紗重疊，提高布邊平整度，加大邊經(jīng)的張力，車速不宜過高，保證卷繞平整。保證經(jīng)紗通道光滑無毛刺，并在運輸、擺放筒子時做到小心輕放，剔除不良筒子。具體工藝參數(shù)：預張力裝置打開延遲時間0.5 s，制動裝置打開延遲時間1 s，張力桿深度0 mm，壓紗2 000 N，卷繞轉(zhuǎn)速500 r/min。

7.2.2 漿紗工序

采用綠色環(huán)保上漿技術，漿料配方為K-2000 25 kg、磷酸酯淀粉75 kg、CD-52蠟片5 kg、AD-2 12 kg 、潤滑劑 2 kg。

選用貝寧格A15927型漿紗機，設計采用“中濃，中壓，低黏”的上漿路線和“小張力，小伸長”工藝原則。為了保證各工段張力得到均勻控制，引紗輥—上漿輥、上漿輥—烘房分別采用了分單元變頻調(diào)速裝置進行張力控制。漿紗的總伸長控制在1.0%以下。為了改善淀粉漿膜的柔韌性，在紗線出烘房后采用抗靜電平滑劑進行后上油，從而提高了紗線表面漿膜的柔韌度，使紗線表面更平滑，毛羽更貼伏，減少了織造過程中的摩擦，提高了織造開口清晰度，提高了織造效率。具體工藝參數(shù)設定為：上漿率（11±1）%，漿紗伸長率（1.0±0.5）%，漿紗回潮率（10±1）%，漿槽溫度（90±1）℃，漿槽黏度（6.5 ±0.5） S（3#漏斗）；烘房溫度T1=110 ℃，T2=100 ℃；退繞張力（450±50）N，入漿槽濕區(qū)張力0.2%，出漿槽濕區(qū)張力0.8%，干區(qū)張力（1 500±100）N，卷繞張力：小直徑時（2 200±100）N，大直徑時（2 400±100） N；托紗張力（2 100±100）N，壓漿輥壓力：0速3 kN，40 m/min，（12～14）kN。

7.2.3 布機織造

由于使用了抑菌天絲、大豆蛋白纖維、棉纖維、亞麻纖維，紗線的收縮率與一般純紡紗線或混紡紗線有一定的差異，在產(chǎn)品設定時，要充分考慮這一點，合理設定織造工藝參數(shù)。對于高支高密品種，織造難度相對較大，為此，選用進口津田駒噴氣織機織造。采取早開口、晚引緯、中開口量、中張力、高后梁等工藝配置原則。合理配置停經(jīng)片、綜絲，減少織造過程中，停經(jīng)片和綜絲眼對經(jīng)紗的摩擦，減少經(jīng)紗斷頭。

由于面料緯向縮率大、緯紗強力小，易造成邊撐疵，影響產(chǎn)品質(zhì)量，研究采取以下措施解決邊撐疵：合理選用邊撐刺環(huán)，并保證沒有彎針、斷針、刺環(huán)間間隙??；合理調(diào)整邊撐位置，保證邊環(huán)的撐幅作用和中間刺環(huán)的握持力均勻；適當提高后梁高度和經(jīng)停架高度，降低綜框高度，提高托布桿，提前開口時間，配合調(diào)整平穩(wěn)時間、平穩(wěn)量，避免織口前后的游動，保證生物質(zhì)纖維混紡抑菌家紡織物的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量水平。具體工藝參數(shù) ：車速650 r/min ，機上張力2 200 N，后梁前后位置12檔，后梁高低位置1.5檔，停經(jīng)架前后位置15檔，停經(jīng)架高低位置1.5檔；防開車檔設置為緯停倒轉(zhuǎn)量0.8緯，其他0緯；開口290°。

織造效果可以實現(xiàn)十萬緯經(jīng)向停臺14根，十萬緯緯向停臺13根，下機一等品率76.5%，織疵率2.2%，織機效率90.2%。

8 染整

8.1 工藝流程

輕燒毛→卷染機酶退漿→卷染機卜公茶皂素煮漂→卷染染色→烘干→防縮整理→拉幅→機械預縮→檢驗包裝。

8.2 主要工藝技術措施

（1）采用松式無張力染整工藝，減小面料縮水率。

（2）進行防縮整理，提高面料尺寸穩(wěn)定性。防縮整理液配方：Arkofix NZF 75 g/L、MgCl2·6H2O 7 g/L、非離子柔軟劑V-12 20 g/L、水、檸檬酸（將pH調(diào)至4.0～4.5）。工藝為平幅進布，二浸二軋防縮整理液，帶液率70%，120℃松式烘燥，超喂3%上針板，八格熱風焙烘，其中第1～2格溫度150℃，第3～8格溫度160℃，兩個錫林冷卻落布，車速為40 m/min。

（3）進行機械預縮?？椢锞鶆蚪o濕，含濕率8%～12%，橡膠毯承壓輥蒸汽壓力0.1～0.2 Mpa，控制預縮率3%～5%，布速40～45 m/min。

（4）采用活性染料一步法染色，減少環(huán)境污染，降低加工成本。耐水漬色牢度、耐酸汗?jié)n色牢度、耐堿汗?jié)n色牢度、耐摩擦色牢度、耐皂洗色牢度均達 4～5級。

9 產(chǎn)品實驗數(shù)據(jù)

270.5 cm Tencel-C 9.8 tex/(大豆絨50/JC30/L20)9.8 tex 716.5/472 5/3緞紋抑菌面料產(chǎn)品經(jīng)檢測，抑菌性能指標達到FZ/T 73023—2006《抗菌針織品》AAA級標準，具體數(shù)據(jù)見表5；技術質(zhì)量指標達到FZ/T 14014—2009《萊賽爾纖維印染布》標準規(guī)定的一等品技術要求，具體數(shù)據(jù)見表6。

表5 抑菌性能指標檢測結果

表6 質(zhì)量技術指標檢測結果

10 結語

生物質(zhì)纖維混紡抑菌家紡面料的開發(fā)，從最初纖維原料的選擇到最終面料的成形，采用了產(chǎn)業(yè)鏈聯(lián)合設計開發(fā)的模式。這種模式不僅節(jié)約了開發(fā)成本，還提高了開發(fā)效率和開發(fā)成功率。通過生物質(zhì)纖維混紡抑菌家紡面料的開發(fā)，相繼開發(fā)了Tencel-C纖維、大豆蛋白絨/棉/亞麻等生物質(zhì)纖維純紡或混紡抑菌類紗線產(chǎn)品及關鍵紡紗技術，生物質(zhì)纖維混紡綠色環(huán)保漿紗技術、織造關鍵技術以及生物質(zhì)纖維混紡染整關鍵技術等，是生物質(zhì)纖維混紡抑菌家紡面料及產(chǎn)業(yè)化關鍵技術。該研究為系列面料的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)打下了堅實的基礎，對家紡面料產(chǎn)品的更新?lián)Q代和轉(zhuǎn)型升級起到了良好的引導和推動作用。