張啟祥，楊 驥，趙瑞芝

（江蘇大生集團(tuán)有限公司，江蘇 南通 226000）

現(xiàn)代人生活節(jié)奏快、壓力大，據(jù)調(diào)查，存在睡眠障礙的成年人比例高達(dá)30%，睡眠障礙已成為困擾現(xiàn)代人的重要問(wèn)題。開(kāi)發(fā)具有健康睡眠功能的家紡面料有助于營(yíng)造高質(zhì)量的睡眠環(huán)境、改善人們的健康狀況、提高生活和工作質(zhì)量，具有非常廣闊的市場(chǎng)前景。本研究介紹的是一種生物質(zhì)纖維健康功能家紡面料的開(kāi)發(fā)過(guò)程。

1 開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)理念

要想營(yíng)造高質(zhì)量的睡眠環(huán)境，家紡面料必須同時(shí)具備舒適性和健康功能性。本研究介紹的這款家紡面料，舒適性主要通過(guò)柔軟的觸感、良好的吸濕性和透氣性來(lái)體現(xiàn)。健康功能性主要包括抑菌、防螨、發(fā)射遠(yuǎn)紅外線改善人體微循環(huán)和釋放負(fù)氧離子改善睡眠與情緒等方面[1-3]。

該面料所采用的纖維原料本身具有產(chǎn)品所需要的基本特性，后道無(wú)需進(jìn)行功能助劑整理即可達(dá)到舒適性和健康功能特性的設(shè)計(jì)要求，而且功能持久，上漿、退漿、染整等生產(chǎn)過(guò)程符合環(huán)保理念。

2 原料選配

2.1 基礎(chǔ)原料

選擇雅賽爾TMⅡ型纖維（以下簡(jiǎn)稱(chēng)雅賽爾纖維）作為基礎(chǔ)原料，該型號(hào)纖維屬于高強(qiáng)低伸型，采用100%的天然木漿制成，可生物降解，是一種新型生物質(zhì)再生纖維。該纖維表面是溝槽結(jié)構(gòu)，比一般的再生纖維素纖維的吸濕透氣性更好，體感更柔軟、舒適。由于采用了特殊工藝，雅賽爾纖維的濕斷裂強(qiáng)度和濕態(tài)模量比黏膠纖維高，干、濕斷裂伸長(zhǎng)度比黏膠纖維小，與莫代爾纖維比較接近。解決了黏膠纖維高比例應(yīng)用于家紡面料時(shí)尺寸穩(wěn)定性差的問(wèn)題，與莫代爾纖維相比還具有低成本優(yōu)勢(shì)，非常適合作為一種提供舒適性的基礎(chǔ)材料。雅賽爾、黏膠和莫代爾3種纖維的主要技術(shù)指標(biāo)對(duì)比如表1所示。

表1 雅賽爾纖維、黏膠纖維、莫代爾纖維主要技術(shù)指標(biāo)對(duì)比

2.2 功能材料

選擇大豆蛋白絨纖維為功能材料。大豆蛋白絨纖維源自生物質(zhì)，是一種維綸為基體的植物蛋白纖維。該纖維以豆粕為原料，采用生物技術(shù)提純球蛋白，通過(guò)添加羥基和氨基高聚物，與維綸分子接枝共混而成。大豆蛋白絨纖維不僅具有蛋白纖維所特有的親膚性和透氣性，而且具有抑菌、防螨、發(fā)射遠(yuǎn)紅外線、發(fā)散負(fù)氧離子改善睡眠與情緒等功能。

蛋白質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)高于20%，斷裂強(qiáng)度為4.1 cN/dtex，斷裂伸長(zhǎng)率為±3%，回潮率為7.5%。

3 產(chǎn)品規(guī)格

紗線規(guī)格為9.8 tex，其中，雅賽爾纖維占比為60%、大豆蛋白絨纖維占比為40%?？椢镆?guī)格為幅寬272 cm，織物組織為5枚三飛緞紋，經(jīng)緯向均為雅賽爾纖維與大豆蛋白絨纖維混紡9.8 tex紗，經(jīng)密717根/10 cm，緯密472根/10 cm。

4 工藝路線

4.1 紡紗工藝路線

纖維預(yù)處理→和棉→開(kāi)清棉→梳棉→并條→粗紗→細(xì)紗→絡(luò)筒。

4.2 織造工藝路線

整經(jīng)→漿紗→穿綜→織造→整理→打包入庫(kù)。

4.3 染整工藝路線

輕燒毛→酶退漿→煮漂→染色→烘干→防縮整理→拉幅→機(jī)械預(yù)縮→檢驗(yàn)→包裝。

5 技術(shù)措施及質(zhì)量性能指標(biāo)

5.1 紡紗關(guān)鍵技術(shù)措施及紗線質(zhì)量指標(biāo)

（1）針對(duì)兩種纖維的特點(diǎn)，在投料生產(chǎn)前先分別進(jìn)行預(yù)松和抗靜電處理，雅賽爾纖維預(yù)松后均勻噴灑抗靜電劑混合液，靜置12 h以上，抗靜電劑混合液中抗靜電劑和水的質(zhì)量比為1∶22；大豆蛋白絨纖維預(yù)松后同樣均勻噴灑抗靜電劑混合液，靜置12 h以上，抗靜電劑混合液中，抗靜電劑和水的質(zhì)量比為1∶30。

（2）采用和棉機(jī)按混紡比例對(duì)兩種纖維進(jìn)行預(yù)混和，打包后進(jìn)入開(kāi)清棉工序，著重加強(qiáng)對(duì)兩種纖維的開(kāi)松混合，減少打擊點(diǎn)和打擊強(qiáng)度，避免過(guò)度損傷纖維、增加棉卷短絨率。由于纖維柔軟而且蓬松，非常容易產(chǎn)生黏卷現(xiàn)象，可采用牽粗紗隔離棉卷的方式進(jìn)行改善。

（3）梳棉工序針對(duì)纖維卷曲數(shù)少和易損傷的特點(diǎn)，采用柔性梳理工藝。主要工藝參數(shù)：除塵刀角度為90 ℃，除塵刀高低位置為+2 mm，刺輥與錫林的隔距為0.13 mm，蓋板和錫林之間的隔距為0.23、0.18、0.18、0.18、0.23 mm，刺輥速度為750 r/min，錫林速度為330 r/min，蓋板速度為160 mm/min，道夫速度為20 r/min。

（4）并粗工序?yàn)榉乐鬼殫l纏繞采用經(jīng)過(guò)抗靜電涂層處理的膠輥。由于前道各工序已對(duì)兩種纖維進(jìn)行了較充分的混和，并條采用兩道并合即可，工藝參數(shù)的設(shè)置重點(diǎn)放在提高纖維伸直平行度和棉條條干均勻度上，頭道并合采用較小總牽伸和較大后區(qū)牽伸配置，二道并合采用較大總牽伸和較小后區(qū)牽伸配置。粗紗工序采用小張力牽伸，后區(qū)牽伸倍數(shù)為1.12，粗紗捻系數(shù)偏大設(shè)計(jì)為102，采用小卷裝并適當(dāng)增加軸向和徑向卷繞密度，使須條排列緊密，避免紗條在細(xì)紗工序退繞時(shí)產(chǎn)生過(guò)多意外牽伸，粗紗落紗時(shí)套塑料袋防止運(yùn)輸過(guò)程刮擦碰毛。

（5）細(xì)紗工序采用自主研發(fā)的大扭矩集成紡紗技術(shù)，配置中加壓和較小后區(qū)牽伸倍數(shù)，加強(qiáng)對(duì)纖維的控制，采用減少棉結(jié)和毛羽產(chǎn)生。主要工藝參數(shù)：羅拉隔距19 mm×38 mm，前、中、后羅拉加壓為137.2、98.0、137.2 N，羅拉速度125 r/min，錠速15 065 r/min，鋼領(lǐng)型號(hào)PG14254，鋼絲圈型號(hào)UI 6/0。

（6）絡(luò)筒工序遵循小張力、低速度、小卷裝的工藝原則，減少因雅賽爾纖維斷裂伸長(zhǎng)率小而引起的后道脆斷頭數(shù)量。主要工藝參數(shù)：絡(luò)筒張力9 cN，槽筒速度1 000 m/min，卷裝質(zhì)量1.67 kg/只。

（7）嚴(yán)格控制車(chē)間溫濕度，粗紗車(chē)間的相對(duì)濕度在60%左右，細(xì)紗車(chē)間的相對(duì)濕度在55%～60%，使纖維在細(xì)紗工序處于放濕狀態(tài)，減少靜電和毛羽產(chǎn)生。

（8）紗線質(zhì)量指標(biāo)達(dá)到預(yù)期要求，如表2所示。

表2 紗線質(zhì)量指標(biāo)檢測(cè)數(shù)據(jù)

5.2 織造技術(shù)措施及坯布物理指標(biāo)

整經(jīng)工序采用小張力、低車(chē)速工藝，減少因纖維斷裂伸長(zhǎng)率小而引起的斷頭增多問(wèn)題。主要工藝配置：預(yù)張力裝置打開(kāi)延遲時(shí)間0.5 s，制動(dòng)裝置打開(kāi)延遲時(shí)間1.0 s，張力桿深度0 mm，壓紗力300 daN，卷繞速度550 m/min。

漿紗工序采用高浸透、高回潮、低上漿率和無(wú)PVA的“兩高一低一無(wú)”漿紗工藝。由于雅賽爾纖維是再生纖維素纖維，而大豆蛋白絨纖維打開(kāi)了維綸分子鏈中的部分羥基。按照相似相容原理，采用無(wú)PVA上漿可減少對(duì)環(huán)境的危害，生產(chǎn)成本低，上漿效果好。漿料配方選擇具有優(yōu)良漿膜柔韌性的高性能變性淀粉K2000及磷酸酯淀粉為主漿料，用量均為50 kg；輔以少量SQ環(huán)保型漿紗潤(rùn)滑劑2.5 kg，963抗靜電劑2 kg，使紗線上漿后毛羽更加貼伏，減少生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生過(guò)多摩擦和靜電?？紤]到雅賽爾纖維斷裂伸長(zhǎng)率小，較容易脆斷，漿紗生產(chǎn)采用小張力和小伸長(zhǎng)加工工藝，漿紗速度40 m/min，退解張力400 N，喂入張力230 N，干紗1 600 N，卷取張力2 500 N，托紗張力3 000 N，伸長(zhǎng)率≤1%。

織造工序采用低后梁、小張力、早開(kāi)口、低氣壓工藝，減小織物意外伸長(zhǎng)，降低織造斷頭率，減小織物縮水率，提高面料的尺寸穩(wěn)定性。主要工藝配置：車(chē)速600 r/min，張力（4 000±100）N，停經(jīng)架位置1.5×16，后梁位置1×9。采用銅環(huán)與橡膠相結(jié)合的邊撐，解決布面邊撐疵的問(wèn)題。坯布物理指標(biāo)達(dá)到預(yù)期目標(biāo)，如表3所示。

表3 坯布物理指標(biāo)檢測(cè)數(shù)據(jù)

5.3 染整技術(shù)措施及面料性能指標(biāo)

由于前道采用了無(wú)PVA綠色上漿工藝，染整工序采用生物酶退漿，減少對(duì)環(huán)境造成污染。配方為OPT-260淀粉酶1.5 g/L、氯化鈉4 g/L、JFC滲透劑1.5 g/L。

采用活性染料一步法染色，為減小面料縮水率，全程采用無(wú)張力松式工藝。

為提高面料的尺寸穩(wěn)定性，對(duì)面料要進(jìn)行防縮整理。采用二浸二軋、平幅進(jìn)布、松式烘燥工藝。防縮整理液以專(zhuān)門(mén)用于接觸皮膚類(lèi)面料的Arkofix ELF為主配方，避免甲醛對(duì)人體健康造成危害，用量為75 g/L，配以氯化鎂7 g/L、非離子柔軟劑20 g/L以及水和檸檬酸，整理液的pH控制在4.0～4.5。

采用橡膠毯預(yù)縮機(jī)對(duì)面料進(jìn)行機(jī)械預(yù)縮，進(jìn)一步降低經(jīng)向縮水率，使面料尺寸更加穩(wěn)定。面料含濕率控制在10%～12%，承壓輥壓力為0.1～0.2 MPa，預(yù)縮率為4%～6%，車(chē)速50 m/min。面料物理性能指標(biāo)達(dá)到設(shè)計(jì)要求，如表4所示。

表4 面料物理性能指標(biāo)測(cè)試結(jié)果

5.4 面料功能性指標(biāo)

（1）金黃色葡萄球菌抑菌率96%，大腸埃希氏菌抑菌率73%，白色念珠菌抑菌率90%，符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)FZ/T 73023—2006要求。

（2）遠(yuǎn)紅外法向發(fā)射率89%，遠(yuǎn)紅外輻射溫升1.6 ℃，符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 30127—2013要求。對(duì)人體產(chǎn)生共振、滲透和溫?zé)嵝Ч?，激活生物分子活性，改善微循環(huán)，對(duì)自律神經(jīng)有調(diào)節(jié)作用，可以幫助使用者改善睡眠質(zhì)量。

（3）負(fù)氧離子濃度1 410個(gè)/cm3，達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 30128—2013要求，技術(shù)指標(biāo)處于較高水平。具有抗氧化性，可消除人體自由基，營(yíng)造良好的睡眠環(huán)境，起到舒緩情緒和提高睡眠質(zhì)量的作用。

（4）防螨率達(dá)91%，可避免螨蟲(chóng)叮咬干擾睡眠。

（5）由于采用高吸濕材料，有效避免了產(chǎn)品使用時(shí)產(chǎn)生靜電，影響舒適度和人體健康。

6 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)優(yōu)選纖維原料，采取關(guān)鍵技術(shù)措施，使面料在保證高吸濕性的同時(shí)具有良好的尺寸穩(wěn)定性，破解了傳統(tǒng)高吸濕黏膠面料無(wú)法應(yīng)用于家紡面料的難題[4]。

采用綠色上漿、生物酶退漿和一步法染色工藝，減少了環(huán)境污染，降低了加工成本。

面料功能特性達(dá)到預(yù)期設(shè)計(jì)要求，兼具舒適性和持久的抑菌防螨、發(fā)射遠(yuǎn)紅外線、釋放負(fù)氧離子等健康功能，有助于使用者改善睡眠質(zhì)量，同時(shí)還解決了功能助劑整理效果差、持久性差、成本高和環(huán)境污染等問(wèn)題。