雙層透濕保暖面料的開發(fā)研究

龔蘊(yùn)玉 瞿建新 侯夢(mèng)瑤

（江蘇工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇南通，226007）

隨著時(shí)代的進(jìn)步和科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，為了滿足現(xiàn)代人們的穿著需求，出現(xiàn)了很多種類、很多樣式的紡織面料，并且成為現(xiàn)代人們主要的消費(fèi)產(chǎn)品。初春和晚秋季節(jié)氣溫變化比較大，天氣忽冷忽熱，人的身體易受到寒氣侵襲。雙層透濕保暖面料較適宜于這一季節(jié)的服裝。當(dāng)氣溫變低或人們停止活動(dòng)時(shí)，面料具有較好的保暖性能，使人的身體免受寒氣入侵；當(dāng)氣溫升高或人們運(yùn)動(dòng)時(shí)，面料又具有較好的透濕性能，可以將人肌體產(chǎn)生的汗水及時(shí)地傳輸?shù)矫媪媳韺?，使身體保持干爽舒適。我們?cè)O(shè)計(jì)并生產(chǎn)了一款雙層透濕保暖面料，本文將生產(chǎn)要點(diǎn)總結(jié)如下。

1 面料規(guī)格

成品幅寬146 cm，經(jīng)緯紗均為滌綸/萊賽爾60/40 14.5 tex混紡紗，其中滌綸為異形截面結(jié)構(gòu)。成品經(jīng)密567根/10 cm，成品緯密480根/10 cm。

坯布幅寬158.5 cm，坯布經(jīng)密524根/10 cm，坯布緯密468根/10 cm，上機(jī)筘幅166 cm，筘號(hào)124齒/10 cm，地經(jīng)紗8 232根，邊紗48根，總經(jīng)根數(shù)8 280根。

2 產(chǎn)品設(shè)計(jì)思路

2.1 原料的選用

紗線中使用的滌綸為Y形截面滌綸和中空結(jié)構(gòu)滌綸。

當(dāng)早晚氣溫較低的時(shí)候，雙層透濕保暖面料要具有較好的保暖性能。根據(jù)這一要求，面料選用中空滌綸纖維作為保暖材料。中空滌綸的保暖性能非常好，這是因?yàn)橹锌諟炀]纖維熱傳導(dǎo)系數(shù)低，熱量不容易散失，而且中空滌綸纖維中含有靜止空氣，能形成阻止熱量流失的隔熱層，從而能夠有效地防止肌體熱量流失。

當(dāng)人體氣溫比較高的時(shí)候，面料要具有優(yōu)良的透濕功能。根據(jù)這一要求，面料中選用Y形截面的滌綸纖維。Y形截面的滌綸表面積大，纖維表面有三條明顯的溝槽及大量的微孔，這種結(jié)構(gòu)使得纖維的芯吸功能非常好，能訊速吸收人體肌膚產(chǎn)生的汗水，并通過(guò)表面的三條溝槽將汗水傳輸至面料的外層，從而保持肌體的干爽舒適［1］。

透濕保暖面料適宜作內(nèi)衣面料，其需要具有優(yōu)良的舒適性能。Y形截面滌綸和中空滌綸的柔軟性均較好，面料手感柔和，但這兩種纖維都是滌綸纖維，回潮率比較小，容易產(chǎn)生靜電。萊賽爾纖維是一種再生纖維素纖維，回潮率在12%～13%之間，纖維的舒適性、柔軟性均較好，并且纖維有絲綢般的光澤；面料中加入40%的萊賽爾纖維后，面料的回潮率得到了較大的提高，舒適性得到較大的提升，且面料光澤亮麗，保形性好，外在品質(zhì)得到提高［2］。

Y形截面結(jié)構(gòu)的滌綸與中空滌綸各占30%。滌綸/萊賽爾60/40 14.5 tex混紡紗質(zhì)量指標(biāo)：條干CV 12.7%，-50%細(xì)節(jié)3個(gè)/km，+50%粗節(jié)15個(gè)/km，+200%棉結(jié)10個(gè)/km，3 mm毛羽數(shù)34根/m。

2.2 工藝優(yōu)化

2.2.1 采用雙層面料

表層組織為平紋。平紋組織交織次數(shù)多，面料細(xì)致緊密，能夠有效地防止寒氣的侵入，提升面料的保暖性能。面料的里層為斜紋組織。斜紋組織的交織次數(shù)少，面料柔和，貼身性能好，與平紋組織相比，更容易將肌體產(chǎn)生的汗水吸收，保持肌體干爽。同時(shí)，由于里層貼身性能好，肌體與面料間的流動(dòng)空氣少，這對(duì)提高面料的保暖性能也有利［3］。

2.2.2 接結(jié)組織

通過(guò)表里換層的接結(jié)方式使織物形成了格形圖案。通過(guò)使用表里換層，實(shí)現(xiàn)了上下層間的連接，但又和傳統(tǒng)表里換層組織有明顯的區(qū)別。一般表里換層組織，隨著經(jīng)緯紗上下易位，織物的組織跟著一起交換位置；本織物設(shè)計(jì)時(shí)，只有經(jīng)緯紗上下交換位置，完成兩層面料間的連接，而織物的組織不隨著紗線一起交換；也就是表層始終為平紋組織，里層始終為斜紋組織。面料的組織圖如圖1所示。其中表示表層織物的經(jīng)組織點(diǎn)，×表示里層織物的經(jīng)組織點(diǎn)，○表示織制里層織物時(shí)表層經(jīng)紗提起。

傳統(tǒng)的單層結(jié)構(gòu)面料為保證保暖性，多使用較粗的經(jīng)緯紗線，增加面料的厚度，阻止熱量的流失。本面料設(shè)計(jì)時(shí)使用了較細(xì)的紗線，單層的保暖性能不如傳統(tǒng)的單層結(jié)構(gòu)織物，但通過(guò)雙層組織，增加了面料的厚度，提高了面料的保暖性能。通過(guò)使用Y形截面滌綸，使面料的透氣透濕性能要遠(yuǎn)高于單層結(jié)構(gòu)的面料。

2.2.3 經(jīng)緯密的設(shè)置

經(jīng)緯密對(duì)面料的透濕性能和保暖性能有較大的影響。經(jīng)緯密大，面料緊密細(xì)致，寒氣不易侵入，面料的保暖性能好，但面料的透濕性能會(huì)下降；經(jīng)緯密度小，面料柔軟蓬松，透濕性能好，但面料的保暖性能會(huì)下降。經(jīng)過(guò)試驗(yàn)，確定經(jīng)密567根/10 cm，緯密480根/10 cm，面料的透濕性能與保暖性能均能達(dá)到較好的水平。

2.2.4 一花循環(huán)的設(shè)置

面料的織物組織結(jié)構(gòu)為表里換層，屬于雙層面料，雙層面料之間有空氣存在。一花循環(huán)數(shù)大，兩層面料間的連接少，空氣容易流動(dòng)，則面料的保暖功能降低，透氣透濕性能增加；一花循環(huán)數(shù)小，兩層面料間的連接多，空氣不容易流動(dòng)，靜止空氣層起到隔熱層的作用，能夠阻止熱量的流失，面料的保暖功能增加，透氣透濕性能降低?？梢钥闯?，每花循環(huán)數(shù)對(duì)面料的性能有一定的影響。本面料設(shè)計(jì)時(shí)，確定每花大小為3 cm左右的正方形。據(jù)此可以計(jì)算出一花中經(jīng)紗循環(huán)數(shù)為170根經(jīng)紗，緯紗循環(huán)數(shù)為144根緯紗。根據(jù)織物組織圖可知，經(jīng)緯紗的組織循環(huán)數(shù)為8根，經(jīng)紗需要穿170/8=21.25（個(gè)）循環(huán)，取21個(gè)循環(huán)；緯紗需要穿144/8=18（個(gè)）循環(huán)，修正后的一花經(jīng)紗根數(shù)為 21×8=168（根），緯紗根數(shù)為 18×8=144（根）。

2.2.5 面料的起絨

面料的里層，也就是斜紋組織的一面進(jìn)行拉絨整理。經(jīng)過(guò)拉絨整理后的面料更加柔和，與肌膚的接觸更好，一方面易吸收肌膚產(chǎn)生的汗水，保持肌膚干爽，另一方面起絨后的面料厚度有所增加，面料中含有的空氣更不易流動(dòng)，保暖性能更加優(yōu)越。同時(shí)，經(jīng)過(guò)拉絨后，面料舒適性也得到提高。

3 各工序生產(chǎn)要點(diǎn)

3.1 絡(luò)筒

使用№21C型絡(luò)筒機(jī)倒筒，絡(luò)筒速度 1 200 m/min。該型號(hào)的絡(luò)筒機(jī)為筒子喂入，絡(luò)筒時(shí)定長(zhǎng)功能好，定長(zhǎng)誤差在千分之三以內(nèi)；由于絡(luò)筒機(jī)的精度較高，整經(jīng)后只有少量的筒腳紗。

3.2 整經(jīng)

使用CGGA 114B型分批整經(jīng)機(jī)，整經(jīng)速度670 m/min，集體換筒，不進(jìn)行附加張力設(shè)置。全幅經(jīng)紗共計(jì)8 280根。根據(jù)多頭少軸的整經(jīng)原則，加工成11個(gè)經(jīng)軸；整經(jīng)配軸為：752根×3軸+753根×8軸。

3.3 漿紗

經(jīng)紗為滌綸和萊賽爾的混紡紗，滌綸占60%，萊賽爾占40%；經(jīng)緯密較高；雙層織物；打緯阻力較小。根據(jù)以上特點(diǎn)，確定漿料配方的原則是少用PVA。漿料配方：30%PVA 205，40%酯化淀粉，26%丙烯酸類漿料，2%平滑劑，2%抗靜電劑。

面料中滌綸纖維的占比較高，根據(jù)相似相溶原理，漿料應(yīng)該選用PVA漿料，但PVA漿料的退漿困難，且會(huì)造成環(huán)境污染?？紤]到本織物的總經(jīng)根數(shù)較多，經(jīng)緯密大，完全不用PVA漿料，紗線容易斷頭，因此漿料配方中使用30%的PVA漿料。酯化淀粉中含有酯基和羥基，對(duì)滌綸纖維和萊賽爾纖維都有良好的黏附力，酯化淀粉使用40%；淀粉漿料的漿膜比較硬，PVA漿料分絞困難，而丙烯酸類漿料漿膜柔軟，分絞性能好，漿料配方中加入26%的丙烯酸類漿料。滌綸纖維的回潮率低，摩擦?xí)r容易集聚靜電，漿料配方中加入2%的平滑劑，減少紗線的摩擦，加入2%的抗靜電劑，減少靜電集聚［4］。

漿紗速度控制在50 m/min左右。經(jīng)密高，紗線間的黏連多，漿紗速度快，容易撕裂漿膜，或分絞時(shí)產(chǎn)生斷頭，漿紗速度偏低控制。

上漿時(shí)要兼顧浸透與被覆，選用前重后輕的壓漿工藝，前壓漿輥壓力18 kN，后壓漿輥壓力為14 kN。上漿率控制在9.5%左右。漿紗回潮率控制在4.5%～5%之間。

3.4 穿經(jīng)

邊紗 48根，穿綜順序?yàn)?1、1、2、2，每筘 4入，每邊 24根。地經(jīng)穿綜順序?yàn)椋?、4、5、6、7、8、9、10）×21+（11、12、13、14、15、16、17、18）×21，每筘4入。

3.5 織造工序

選用天馬-Ⅱ型劍桿織機(jī)?？棛C(jī)速度380 r/min。采用“早開口，晚引緯，低后梁”工藝原則。織物經(jīng)密大，梭口不易清晰，選用早開口，開口時(shí)間310°。送緯劍進(jìn)劍時(shí)間67°，接緯劍進(jìn)劍時(shí)間64°。綜框數(shù)較多，織物組織為雙層結(jié)構(gòu)，織制時(shí)上層經(jīng)紗容易下沉，引起經(jīng)停誤關(guān)車。為了減少上層經(jīng)紗下沉，使用低后梁工藝，后梁高度為-1刻度［5］。

通過(guò)采取以上工藝，織機(jī)十萬(wàn)緯經(jīng)停2.2根，十萬(wàn)緯緯停10.8根，織機(jī)效率達(dá)88.6%，入庫(kù)一等品率達(dá)96%。

3.6 起絨整理

起絨整理主要包括退漿和起絨兩個(gè)工序。

退漿使用LMH 085型退漿機(jī)。為了較好地去除漿料，采用堿退漿工藝。退漿工藝流程：進(jìn)布→熱水洗→浸軋退漿液→堆置→熱水洗→冷水洗→落布。退漿工藝配方：10 g/L氫氧化鈉，2 g/L滲透劑JFC，車速38 m/min，J型汽蒸箱溫度102℃，堆置時(shí)間60 min。

起絨整理選用MA 473型起毛機(jī)。起絨工藝流程：浸軋整理液（一浸一軋）→反面起絨。起絨配方：4 g/LS-40起毛油，2 g/L冰醋酸；pH值6，針 輥 速 度 5 m/min～6 m/min，大 輥 筒 速 度3.5 m/min～4.5 m/min。

4 面料性能測(cè)試

測(cè)試前，將面料放在溫度為（20±1）℃、相對(duì)濕度（65±2）%的標(biāo)準(zhǔn)大氣環(huán)境中平衡24 h。

根據(jù)GB/T 12704.2—2009《紡織品 織物透濕性試驗(yàn)方法第2部分：蒸發(fā)法》測(cè)試織物的吸濕性。采用YGB216-Ⅱ型織物透濕儀。樣品準(zhǔn)備：裁取調(diào)濕后的直徑為70 mm的圓形試樣3塊。試驗(yàn)條件：箱體溫度（38±2）℃，相對(duì)濕度為（50±2）%，風(fēng)速3 m/s；測(cè)試步驟：將組合試樣放置在已達(dá)到規(guī)定條件的試驗(yàn)箱內(nèi)，經(jīng)過(guò)1 h平衡后進(jìn)行第一次稱重，再經(jīng)過(guò)1 h以后再次稱重。根據(jù)透濕率WVT=Δm/A·T，計(jì)算透濕率。其中，WVT為透濕率，單位g/（m2·24 h）；Δm為同一試驗(yàn)組合體兩次稱重差，單位為g；A為有效試驗(yàn)面積，本試驗(yàn)為0.002 83 m2；t為試驗(yàn)時(shí)間，單位為h。面料透濕率測(cè)試結(jié)果為18.52 g/（m2·h）。

根據(jù)GB/T 11048—2008《紡織品 生理舒適性穩(wěn)態(tài)條件下熱阻和濕阻的測(cè)定》測(cè)試織物保暖性。采用YG606G型熱阻測(cè)試儀。樣品準(zhǔn)備：裁取調(diào)濕后300 mm×300 mm的試樣3塊。試驗(yàn)條件：環(huán)境溫度（20±2）℃，相對(duì)濕度（65±2）%，試驗(yàn)板溫度35℃，恒定氣流1 m/s，加熱時(shí)間90 s。分別測(cè)試3塊試樣的熱阻值（單位m2·K/W），以算術(shù)平均值為最終結(jié)果。面料熱阻值測(cè)試結(jié)果為 0.098 52 m2·K/W。

從測(cè)試結(jié)果可以看出，開發(fā)的面料具有較好的吸濕性和保暖性。

5 結(jié)束語(yǔ)

為開發(fā)雙層透濕保暖面料，采用Y形截面滌綸、中空滌綸與萊賽爾纖維混紡紗。Y形截面滌綸使面料具有優(yōu)異的透濕性能，利于保持肌膚干爽；中空滌綸使面料具有優(yōu)異的保暖性能；萊賽爾纖維使面料具有優(yōu)異的舒適性和外在品質(zhì)。通過(guò)使用表里換層組織，將上下兩層連接在一起；面料正面使用平紋組織，布面細(xì)膩緊密，有利于阻止寒氣侵入，提升了面料的保暖性能；里層組織為斜紋組織，觸感柔軟，貼身性能好，利于快速吸收人體汗水，進(jìn)一步提升了面料的透濕性能。通過(guò)優(yōu)化各工序工藝，最終保證了產(chǎn)品的順利生產(chǎn)，織機(jī)效率達(dá)88.6%。經(jīng)過(guò)拉絨整理后的面料更加柔和。測(cè)試結(jié)果表明，開發(fā)的面料具有較好的吸濕性和保暖性。