含木棉纖維的混紡緯編針織面料開發(fā)

曹 毅，易東芳

（河南工程學院 材料與化學工程學院，河南 鄭州450007）

木棉纖維是附著于木棉蒴果殼體內壁的單細胞纖維，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，使纖維不易吸水、纏結，且有一定的防蛀和防霉性［1］；其纖維長度短、強力低、抱合力差，因此難以單獨紡紗，可與棉等纖維混紡［2－3］。近年來隨著木棉紡紗工藝技術的進步，木棉混紡紗的品質也有了明顯提升［4］。本文首先對吉貝屬木棉纖維的性能進行測試，在全面了解木棉纖維性能基礎上設計開發(fā)了三種木棉混紡緯編針織面料，以期為擴大木棉纖維的紡織應用提供技術參考。

1 木棉纖維的性能

1.1 試驗部分

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

1.2 結果分析

實測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度上均小于棉紡織廠生產所用細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曲特征，纖維細胞壁較薄，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出現寬而強的吸收峰，歸屬于OH的伸展振動；2 890cm－1的吸收峰歸屬于C－H 的伸縮振動；2 850cm－1的吸收峰歸屬于－CH2對稱伸縮振動；1 630cm－1產生 H－O－H吸收帶；1 356cm－1出現C－H彎曲振動；1 335cm－1出現O－H面內彎曲振動；1 160cm－1出現C－OH基團的C－O伸縮振動或O－H彎曲振動；1 100cm－1附近的吸收峰，歸因于含有C－O骨架伸展振動上的氫鍵效應。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。測得木棉纖維平均斷裂強力為1.42 cN，平均斷裂伸長率為3.03%。木棉纖維細、細胞壁薄，其強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上，在針織圓機上設計開發(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；機器參數：型號 XL－3FA；筒徑76cm（30″）；機號26E；路數90F。

組織設計：四個踵位的織針按“／”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羅紋組織彼此復合而成。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；機器參數：機型LIL－8A；筒徑76cm（30″）；機號24E；路數84F。

組織設計：第1路在低踵針上墊紗成圈，形成一個1＋1羅紋，第2路在高踵針上墊紗成圈，形成另一個1＋1羅紋，兩個1＋1羅紋復合在一起形成一個1＋1雙羅紋橫列，以此循環(huán)往復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，將一根或幾根襯墊紗夾帶到組織結構中，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。

機器參數：機型VX－DF3；筒徑26cm（30″）；機號18E；路數90F。

組織設計：每3個成圈系統(tǒng)形成一個線圈橫列，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構襯墊紗不易“露底”。

2.4 編織中遇到的問題及解決方法

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

雖然木棉纖維的強力比較低，致使混紡紗線的強度也較低，但是不至于低到不能編織的程度。經測試分析，環(huán)境溫、濕度較低時木棉混紡紗線的強度下降，柔軟性變差。經適當調整車間的溫、濕度后，坯布破洞明顯減少?？紤]到編織過程中紗線要反復受到拉伸、彎曲，在絡紗時對紗線上蠟或給油，可明顯改善紗線的柔軟性，進一步減少了坯布破洞。同時調整彎紗三角的彎紗深度，使上機密度適當減小，坯布編織時的破洞現象完全消失，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、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。其工藝簡單、流程短、高效、低耗，適應小批量多品種生產需要。

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，由電機帶動整軸織物均勻轉動，速度為4～6r／min。

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

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，可經過酶洗來彌補這些缺陷。

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溢流染色機，溫度調到55℃，用冰醋酸調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pH值至9～10，處理10min，以終止酶的催化作用，使其失活，然后進行染色。

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］。針對木棉混紡織物的特點，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，進入熱水洗→冷水洗→皂洗→水洗→柔軟→烘干→定形。

4 結語

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曲，呈現纖維素的紅外譜圖特征；木棉纖維回潮率為10.08%，平均斷裂強力為1.42cN，平均斷裂伸長率為3.03%。所設計開發(fā)的緯平針、雙羅紋、襯墊組織三種木棉混紡緯編針織面料，經采取適當技術措施后編織過程順利。

對棉／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型活性染料進行染色。

［1］肖 紅，于偉東，施楣梧.木棉纖維的特征與應用前景［J］.東華大學學報（自然科學版），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試與分析［J］.紡織學報，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］嚴金江，徐廣標，王府梅.從紗線質量看木棉紡紗技術進步［J］.紡織科技進展，2012，（1）：9－13.

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