吸濕涼感緯編面料開發(fā)

賀建國， 蒲劍， 陳力群

(泉州海天材料科技股份有限公司，福建 泉州 362005)

人們在發(fā)展經(jīng)濟(jì)的同時(shí)開始注重環(huán)境問題，倡導(dǎo)低碳生活，此外，消費(fèi)者對紡織品的使用要求已從重視其實(shí)用性向功能性轉(zhuǎn)變。在這種大環(huán)境下，尤其炎炎夏季，人們迫切需要有冰爽舒適功能的衣服。具有冰感功能的纖維材料備受學(xué)界關(guān)注，冰爽功能的紡織品將成為夏季服飾發(fā)展趨勢[1]。

1 設(shè)計(jì)思路

1.1 原料設(shè)計(jì)

目前市場上有以滌綸為載體融入納米云母，利用其天然的層狀結(jié)構(gòu)和“導(dǎo)熱+含水”雙重功效開發(fā)的云母涼感纖維[2]。紡織面料按照一定比例加入此類纖維，制成的服飾在吸濕排汗的同時(shí)會(huì)快速地導(dǎo)熱,使瞬間接觸的體感溫度比普通纖維服裝低1～2 ℃[3]。開發(fā)的織物，外層做為服用的正面，內(nèi)層做為服用的貼膚面，織物的內(nèi)層采用8.3 tex(36 f)FDY涼感聚酯長絲，能夠迅速導(dǎo)熱，產(chǎn)生接觸涼感，達(dá)到?jīng)鏊孢m的感覺；織物外層選用8.3 tex(72 f)細(xì)纖維聚酯長絲，使織物的內(nèi)外層形成毛細(xì)管半徑梯度差，且聚酯長絲具有良好的疏水性，有利于織物吸濕快干。

1.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

織物結(jié)構(gòu)采用雙層設(shè)計(jì)，當(dāng)織物外層纖維形成細(xì)的毛細(xì)管；織物里層纖維形成較粗的毛細(xì)管時(shí)，在織物內(nèi)外層界面之間就會(huì)產(chǎn)生附加壓力差，織物中的液態(tài)水在附加壓力差作用下自動(dòng)從里層流到外層[4]。運(yùn)用毛細(xì)效應(yīng)和熱濕傳遞機(jī)理，采用雙層織物組織結(jié)構(gòu)與不同織物結(jié)構(gòu)參數(shù)組合設(shè)計(jì)，再結(jié)合涼感纖維的涼感功能，使織物達(dá)到吸濕、吸熱、散熱效果，并使人體感到?jīng)鏊孢m。熱濕傳導(dǎo)示意如圖1所示。單向吸濕、吸熱、散熱的織物產(chǎn)品，通過織物的吸濕、吸熱作用最大化提升人體穿著的涼爽感。

注：1雙面空氣層結(jié)構(gòu)；2織物貼身的涼爽面；3織物外層，吸濕快干；4 汗液導(dǎo)向示意。 圖1 熱濕傳導(dǎo)示意 Fig.1 Schematic of tansfer

第一塊織物為涼感雙面針孔小豎條，外層選用8.3 tex(72 f)DTY聚酯長絲紗線，里層選用8.3 tex(36 f)FDY涼感聚酯長絲紗線，在織物內(nèi)部形成一個(gè)壓力差，將水汽最大化分離人體表層并高效散發(fā)，保持體表干爽。

第二塊織物為涼感雙色網(wǎng)眼，外層紗線選用8.3 tex(72 f)100%陽離子DTY聚酯長絲+8.3 tex(72 f)DTY聚酯長絲。陽離子DYT聚酯長絲結(jié)晶度低，染料分子易于滲透，纖維容易染色[5]。將使用陽離子染料的陽離子DTY聚酯長絲，與使用分散染料的滌綸[6]混紡，使織物外層有雙色格子效果。內(nèi)層用8.3 tex(36 f)FDY涼感聚酯長絲，同時(shí)集圈交織使用8.3 tex(36 f)FDY涼感聚酯長絲，既利用織物內(nèi)部的壓力差增加熱傳導(dǎo)功效，又使內(nèi)層形成網(wǎng)孔狀，增大織物的透氣性。

2 材料與方法

2.1 原料和設(shè)備

2.1.1原料 100%陽離子DTY聚酯長絲，江蘇盛虹化纖有限公司提供；DTY聚酯長絲，恒力化纖提供；FDY涼感聚酯長絲，韓國曉星提供。

浴中柔軟劑SF-66，昆山?jīng)臣抑鷦┯邢薰咎峁?；去油劑MFB，巴斯夫歐洲公司提供；3746B，廣東德美精細(xì)化工股份有限公司提供；高溫勻染劑TF212E，無錫宜澄化學(xué)有限公司提供；BR分散翠蘭，杭州福萊蒽特精細(xì)化工有限公司提供；3RL-ED分散金黃、GRL-ED分散陽離子紅、RP-ED分散陽離子蘭，無錫化藥有限公司提供；氫氧化鈉、連二亞硫酸鈉、醋酸(質(zhì)量分?jǐn)?shù)85%)，泉州市立信化工貿(mào)易有限公司提供；其它的分散染料皆由浙江龍盛集團(tuán)股份有限公司提供。

2.1.2設(shè)備 雙面緯編機(jī)針織大圓機(jī)(V-4AL),日本福源；高溫高壓繩狀染色機(jī)(AK-U2 )，臺(tái)灣亞磯工業(yè)股份有限公司制造；十箱拉幅定型機(jī)(LK82811-A2500H)，臺(tái)灣力根實(shí)業(yè)股份有限公司制造；8箱拉幅定型機(jī)(MOVFONGS328)，立信門富士紡織機(jī)械有限公司制造。

2.2 涼感雙面針孔小豎條織造工藝

2.2.1原料配比 采用8.3 tex(72 f)DTY聚酯長絲與 8.3 tex(36 f)FDY涼感聚酯長絲進(jìn)行交織，交織比例為51∶49。

2.2.2設(shè)備參數(shù) 針織大圓機(jī)選用福源雙面緯編機(jī)，機(jī)號(hào)為28 G/in，筒徑：863 mm，大圓機(jī)總路數(shù)為68 F，總針數(shù)為2 880枚。

2.2.3織針排列 針盤針為單針道，共計(jì)2 878枚。針筒針為二針道，按ABB排列,共計(jì)2 878枚，針盤針和針筒針按羅紋排針配置。

2.2.4三角排列 三角排列見表1，每8路為一個(gè)循環(huán)組織。

表1涼感雙面針孔小豎條面料三角排列

Tab.1Dual-sidedpinholeandsmallverticalstripefabricwithcollingpropertytrianglearrangement

路數(shù)/F針盤針A針筒針AB12345678∨﹣∨﹣∨﹣∨﹣∩∧﹣∧﹣∧﹣∧﹣∧﹣∧﹣∧﹣∧

注：“∨”“∧”分別為針盤、針筒成圈三角;“∩”為針筒集圈三角;“﹣”為針盤、針筒不工作三角。

2.2.5穿紗方式 第1，3，5，7路穿8.3 tex(72 f)聚酯長絲，第2，4，6，8路穿8.3 tex(36 f)涼感絲聚酯長絲。說明：織物正面做為織物內(nèi)層使用，一般針筒面織物用在服裝的正面，為了便于生產(chǎn)的操作，這一織物在應(yīng)用時(shí)調(diào)換正反面。

2.2.6織物毛坯編織參數(shù) 毛坯的編制參數(shù)記錄如下：橫密為152縱行/dm，縱密為196橫列/dm；面密度是100 g/m2；第1，3，5，7路的每100線圈長度均為244 mm，第2，4，6，8路的每100線圈長度均為232 mm。

2.3 涼感雙色網(wǎng)眼織造工藝

2.3.1原料選擇 采用8.3 tex(72 f)100%陽離子DTY聚酯長絲+8.3 tex(72 f)DTY聚酯長絲+8.3 tex(36 f)FDY涼感聚酯長絲進(jìn)行交織，交織比例為19∶37∶44。

2.3.2設(shè)備參數(shù) 針織大圓機(jī)選用萬錦雙面緯編機(jī)，機(jī)號(hào)為28 G/in，筒徑為863 mm，大圓機(jī)總路數(shù)為72 F，總針數(shù)為2 976枚。

2.3.3織針排列 針盤針為單針道，共計(jì)2 976枚，針筒針為四針道，按ABCDCB排列,共計(jì)2 976枚，針盤針和針筒針按羅紋排針配置。

2.3.4三角排列 三角排列見表2，每24路為一個(gè)循環(huán)組織。

表2涼感雙色針眼面料三角排列

Tab.2Dual-coloredmeshandporousfabricwithcoolingpropertytrianglearrangement

路數(shù)/F針盤針A針筒針ABCD123456789101112131415161718192021222324∨﹣∨﹣﹣﹣∨﹣∨﹣﹣﹣∨﹣∨﹣﹣﹣∨﹣∨﹣﹣﹣∩∧∩∧∧∧∩∧∩∧∧∧﹣∧﹣﹣﹣﹣﹣∧﹣﹣﹣﹣﹣∧﹣∧∧∧﹣∧﹣∧∧∧﹣∧﹣﹣﹣﹣﹣∧﹣﹣﹣﹣﹣∧﹣﹣﹣﹣﹣∧﹣﹣﹣﹣﹣∧﹣∧∧∧﹣∧﹣∧∧∧﹣∧﹣﹣﹣﹣﹣∧﹣﹣﹣﹣∩∧∩∧∧∧∩∧∩∧∧∧

注：“∨”“∧”為針盤、針筒成圈三角;“∩”為針筒集圈三角;“﹣”為針盤、針筒不工作三角。

2.3.5穿紗方式及毛坯編織參數(shù) 毛坯的編織參數(shù)記錄如下:橫密為144縱行/dm，縱密為80橫列/dm；面密度是128 g/m2。第1，3，7，9，13，15，19，21路穿8.3 tex(36 f)涼感聚酯長絲，每100線圈長度均為258 mm；第2，8，14，20路穿8.3 tex(72 f)陽離子聚酯長絲，每100線圈長度均為226 mm,第4，5，6，10，11，12，16，17，18，22，23，24路穿8.3 tex(72 f)聚酯長絲，每100線圈長度均為148 mm。

2.4 涼感雙面針孔小豎條織物的染色工藝

2.4.1染色工藝流程 理布→縫頭→坯布進(jìn)缸去油→60 ℃熱洗→冷水洗凈→出缸→脫水→剖幅→預(yù)定型→染色→130 ℃保溫→降溫到80 ℃→不排液進(jìn)行還原清洗→60 ℃熱洗→酸洗→冷洗干凈→出缸→脫水→成品定型。

2.4.2去油工藝 選用高壓繩狀染色機(jī)，采用水溶性去油劑配方在染機(jī)內(nèi)進(jìn)行去油處理。采用在染缸內(nèi)對坯布進(jìn)行精煉去油的加工方式，對提高針織面料的品質(zhì)有以下作用:①使坯布原料滌綸纖維上的油劑和污漬與精煉浴中的去油劑充分接觸，在去油劑的潤濕乳化作用下，油劑和污漬從纖維上脫落并分散在精煉浴中，再通過后續(xù)清洗達(dá)到充分而均勻去除油劑和污漬的目的，從而分散染料均勻上染聚酯滌綸纖維并為后續(xù)顏色的飽和度符合要求奠定基礎(chǔ)。②坯布在預(yù)定之前進(jìn)行松弛精煉去油，一方面使坯布的原料成份滌綸纖維在染缸內(nèi)較高溫度的精煉浴中松弛回縮，有利于滿足客戶對面料手感、幅寬、面密度的要求；另一方面，能充分釋放坯布原料纖維在前段加工中累積的內(nèi)應(yīng)力，使布面上的線圈密度和形態(tài)均勻一致，布面風(fēng)格滿足要求。去油工藝配方為：m(浴中柔軟劑)∶m(織物)=0.5%，m(去油劑MFB)∶m(織物)=0.5%，浴比1∶10。

中樣在染機(jī)內(nèi)的去油工藝曲線如圖2所示。染機(jī)內(nèi)循環(huán)布的速度設(shè)置為每30 s循環(huán)一圈。

圖2 去油工藝曲線Fig.2 Curve of deoilling process

2.4.3預(yù)定型工藝 預(yù)定型加工的目的：①使聚酯滌綸纖維在后道低于預(yù)定型加工溫度的染整濕熱加工程序中保持尺寸穩(wěn)定，確保面料面密度、縮水率的波動(dòng)幅度在允許范圍之內(nèi)；②對于使用分散染料染色的聚酯滌綸纖維面料，采用高溫預(yù)定后續(xù)低溫成定的工藝路線，有利于大幅度減少染料分子從纖維內(nèi)部向纖維表面的熱量遷移，從而保證面料的各類色牢度指標(biāo)滿足要求；③對編織結(jié)構(gòu)緊密的以聚酯滌綸纖維為原料的坯布，采用預(yù)定型的工藝路線，有利于大幅減少、減輕坯布在高溫高壓染缸內(nèi)染色時(shí)因擠壓、噴嘴的大噴射力而產(chǎn)生折皺，保證成品面料布面平整。

選用十箱拉幅定型機(jī)，采用濕布浸軋的方式進(jìn)行預(yù)定型加工， 定型機(jī)從第1到第10烘箱的工藝溫度設(shè)定見表3。定型的車速控制在21～23 m/min，風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速控制在1 500 r/min。面料預(yù)定下機(jī)的幅寬為(170±5)cm，面密度為(140±5)g/m2。浸軋清水，軋余率70%。

表3 定型機(jī)溫度設(shè)定

2.4.4染色工藝 采用分散染料在高溫高壓、規(guī)定浴比、弱酸性條件下對聚酯滌綸纖維針織坯布進(jìn)行染色的方法，既能使坯布顏色純正、飽和度高，手感豐滿，縱橫向的彈性好，又能減輕編織組織結(jié)構(gòu)線圈非正常形變程度，并容易管控在生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的布面顏色和風(fēng)格、彈性等品質(zhì)的波動(dòng)幅度。

選用高溫高壓繩狀染色機(jī)進(jìn)行染色，染機(jī)內(nèi)循環(huán)布速設(shè)置為30 s循環(huán)一圈。染色工藝配方為：m(BR分散翠蘭)∶m(織物)=A%，m(HFRL分散紫)∶m(織物)=B%，m(浴中柔軟劑SF-66)∶m(織物)=0.3%，m(高溫勻染劑TF212E)∶m(織物)=C%，m(高溫分散劑DLP)∶m(織物)=D%，m(螯合分散劑8108K)∶m(織物)=0.5%，φ(醋酸)=X‰，浴比1∶10。染色工藝曲線如圖3所示。

2.4.5還原清洗和酸洗工藝 采用合理的堿性還原劑配方和還原清洗工藝參數(shù)，將在染色過程中吸附在聚酯滌綸纖維表面的分散染料分子結(jié)構(gòu)破壞，使其容易從聚酯滌綸纖維上脫落進(jìn)入還原清洗浴中，再通過水洗和酸洗將聚酯滌綸纖維表面的殘留物清洗干凈。既提高面料的色牢度，使面料顏色的色光純正，滿足顏色品質(zhì)要求，同時(shí)也為下一步的功能性染整加工做好準(zhǔn)備。

圖3 染色工藝曲線Fig.3 Curve of dyeing process

在降溫到80 ℃的染浴中直接加入堿性還原配方進(jìn)行清洗，除可保證面料的色牢度合格外，還具有縮短流程、降低水電汽能源消耗的作用。

選用高溫高壓繩狀染色機(jī)進(jìn)行還原清洗和酸洗，還原清洗工藝配方為：m(氫氧化鈉)∶m(織物)=1%，m(連二亞硫酸鈉)∶m(織物)=2%，浴比1∶10。酸洗工藝配方中φ(醋酸)=0.5‰，浴比1∶10。還原清洗和酸洗工藝曲線如圖4所示。

圖4 還原清洗和酸洗工藝曲線Fig.4 Curve of reduction cleaning and acid washing process

2.4.6成品定型工藝 經(jīng)過此工序的加工，賦予面料優(yōu)良的吸濕排汗功能和舒適的手感，使面料的色牢度指標(biāo)和縮水率指標(biāo)合格，滿足布面風(fēng)格、幅寬、面密度要求，符合面料內(nèi)外品質(zhì)的各項(xiàng)指標(biāo)。

在8箱拉幅定型機(jī)設(shè)備上，選用濕布浸軋方法進(jìn)行成品定型。成品定型工藝為：第1～8箱烘箱工藝溫度均為130 ℃。定型車速控制在1.8～13.7 m/min，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制為1 500 r/min，軋余率為70%，浸軋工藝配方為：ρ(3746B)=12 g/L,φ(醋酸)=0.2‰。經(jīng)上述染整工藝獲得的光坯面料，實(shí)測有效幅寬167 cm，面密度140 g/m2。

2.4.7面料實(shí)樣 涼感雙面針孔小豎條面料實(shí)樣如圖5所示，織物外層是點(diǎn)狀的小豎條網(wǎng)眼，織物緊致而有彈性，且透氣性好，手感干爽，顏色純正，飽和度好；織物內(nèi)層觸感涼感、滑爽。

圖5 涼感雙面針孔小豎條面料實(shí)樣Fig.5 Dual-sided pinhole and small vertical stripe fabric with cooling property

2.5 涼感雙色網(wǎng)眼織物的染色工藝

2.5.1染色工藝流程 理布→縫頭→坯布進(jìn)缸去油→60 ℃熱洗→冷水洗凈→陽離子纖維和滌綸一浴一步法染色→125 ℃保溫→降溫到80 ℃溢流水洗到60 ℃排液→60 ℃熱洗→冷水洗凈→脫水→剖幅→成品定型(160 ℃)。

2.5.2去油工藝 染色前進(jìn)行精煉去油，目的是充分而均勻地去除坯布原料(聚酯滌綸纖維和陽離子改性聚酯滌綸纖維)上的油劑和污漬，為染料均勻上染做好基礎(chǔ)準(zhǔn)備；釋放坯布原料在前段加工中積累的內(nèi)應(yīng)力，使布面上的線圈密度和形態(tài)均勻一致，布面風(fēng)格滿足要求。在高溫高壓繩狀染色機(jī)內(nèi)用水溶性去油配方對織物進(jìn)行去油處理，去油工藝配方為：m(浴中柔軟劑 SF-66)∶m(織物)=0.5%,m(去油劑MFB)∶m(織物)=0.5%,浴比1∶10。

中樣在染機(jī)內(nèi)的去油工藝曲線如圖6所示，染機(jī)內(nèi)循環(huán)布的速度設(shè)置為：循環(huán)一圈的時(shí)間不超過30 s。

圖6 去油工藝曲線Fig.6 Curve of deoilling process

2.5.3染色工藝 采用分散染料和分散陽離子染料一浴一步的高溫高壓染色工藝，使兩類染料分別逐步上染聚酯滌綸纖維和陽離子改性聚酯滌綸纖維。實(shí)現(xiàn)陽離子改性滌綸纖維染深色，聚酯滌綸纖維染淺色的雙色效果。既能使坯布的色差波動(dòng)程度在允許范圍內(nèi)，手感豐滿，縱橫向的彈性好；又能保證成品面料的牢度指標(biāo)滿足要求；還能降低單位產(chǎn)品的水電汽消耗，降低成本，達(dá)到節(jié)能環(huán)保的生產(chǎn)要求。

選用高溫高壓繩狀染色設(shè)備進(jìn)行染色，染機(jī)內(nèi)循環(huán)布速設(shè)置為：循環(huán)一圈的時(shí)間不超過30 s。染色工藝配方為：m(NP-4R分散橙)∶m(織物)=A%,m(S-5BL分散紅玉)∶m(織物)=B%,m(HGL分散深藍(lán))∶m(織物)=C%,m(3RL-ED分散金黃)∶m(織物)=D%,m(GRL-ED分散陽離子紅)∶m(織物)=E%,m(RP-ED分散陽離子蘭)∶m(織物)=F%,m(高溫勻染劑 TF212E)∶m(織物)=0.5%,m(浴中柔軟劑 SF-66)∶m(織物)=0.5%,φ(醋酸)=X‰,浴比1∶10。染色工藝曲線如圖7所示。

圖7 染色工藝曲線 Fig.7 Curve of dyeing process

2.5.4成品定型工藝 經(jīng)過此工序的加工，賦予面料優(yōu)良的吸濕排汗功能和舒適的手感，使面料各項(xiàng)指標(biāo)符合要求。

在8箱拉幅定型機(jī)設(shè)備上，選用濕布浸軋方法進(jìn)行成品定型。成品定型工藝為：第1～8箱烘箱工藝溫度：140，150，160，160，160，160，160，150 ℃。定型車速控制在21～23 m/min，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制為500 r/min，軋余率為70%，浸軋工藝配方為：ρ(3746B)=12 g/L,φ(醋酸)=0.2‰。

經(jīng)上述染整工藝獲得的光坯面料有效幅寬158 cm，面密度165 g/m2。

2.5.5面料實(shí)樣 涼感雙色網(wǎng)眼面料實(shí)樣如圖8所示，外層為格子，富有立體感，手感干爽，柔滑，彈性好，顏色對比度高；內(nèi)層為是涼爽面，且有透氣網(wǎng)眼，手感滑爽。

圖8 涼感雙色網(wǎng)眼面料實(shí)樣Fig.8 Dual-colored mesh and porous fabric with cooling property

2.6 面料涼感性能

參照 GB/T 35263—2017，委托SGS對兩種織物的瞬間接觸涼感進(jìn)行測試，測試結(jié)果見表4。

表4 兩種織物的瞬間接觸涼感檢測結(jié)果

3 結(jié)語

選用聚酯長絲和涼感長絲為原料，采用高導(dǎo)濕、高透氣的雙面組織，利用纖維的細(xì)度差異，結(jié)合織物的線密度設(shè)計(jì)，開發(fā)了具有良好瞬間接觸涼感的夏季面料，兼具吸濕速干舒適功能，具有較強(qiáng)的實(shí)用性。經(jīng)市場推廣，已在安踏、李寧、探路者等國內(nèi)品牌上應(yīng)用，顯示出良好的市場應(yīng)用前景。