硅藻土改性黏膠纖維家紡面料的設計開發(fā)

沈守兵，武亞瓊，陳秀苗

（1.上海水星家用紡織品股份有限公司，上海 201401；2.上海家紡新材料工程技術(shù)研究中心，上海 201401）

隨著科學技術(shù)的發(fā)展和人們生活質(zhì)量的提高，傳統(tǒng)家紡順應潮流趨勢不斷升級換代?，F(xiàn)今，家紡產(chǎn)品尤其是床上用品的舒適性、功能性、環(huán)保性、美觀性是產(chǎn)品開發(fā)過程中必須考慮的關(guān)鍵因素。硅藻土改性黏膠纖維是上海水星家用紡織品股份有限公司研發(fā)的一種新型功能性黏膠纖維，具有除甲醛、抗菌、除異味、釋放負離子等功能。原色竹漿纖維是河北吉篙生產(chǎn)的一種新型生態(tài)環(huán)保纖維，保留了天然淡黃色竹木的顏色，可自然降解且不產(chǎn)生有害物質(zhì)。原色竹漿纖維的本黃色自然純樸、舒然于心；硅藻土改性黏膠纖維的本白色純潔、高雅，兩種顏色搭配不同提花花型可以呈現(xiàn)出不同的布面效果。大提花是現(xiàn)今家紡面料織造采用的主要花型工藝之一，相比印花更具凹凸立體感；結(jié)合現(xiàn)代提花織機的多功能性，可將不同種類的植物花卉、幾何線條、建筑、動物等形狀在布面上拉伸變形、放大或縮小，頗有藝術(shù)靈動感。將硅藻土改性黏膠纖維和原色竹漿纖維相結(jié)合，采用交織方式開發(fā)的提花家紡面料環(huán)保、舒適美觀、風格獨特，受到消費者的喜愛。

1 產(chǎn)品工藝設計

1.1 原料設計

硅藻土是一種天然礦物質(zhì)材料，也是一種新型室內(nèi)空氣凈化材料，沒有有害的化學物質(zhì)。研究表明，硅藻土室內(nèi)裝修材料不僅不會揮發(fā)有害物質(zhì)，還能改善室內(nèi)環(huán)境。通過特殊紡絲工藝在黏膠紡絲液中添加超細硅藻土粉體，制得的硅藻土改性黏膠纖維，經(jīng)SEM 測試可觀察到不同的硅藻土納米粉體均勻地分散在纖維的縱橫截面上。硅藻土改性黏膠纖維具有除甲醛和抗菌的作用［1］。原色竹漿纖維的漿粕來源于速成的鮮竹，經(jīng)特殊工藝先提取竹子中的纖維素，經(jīng)人工催化后制成適合紡絲的竹漿粕，不經(jīng)漂白，保留了天然顏色。原色竹漿纖維吸濕透氣性較黏膠纖維優(yōu)良，可加速排汗，營造涼爽感，同時還具有抗起球、抗皺、抗菌抑菌和防紫外等優(yōu)點。硅藻土改性黏膠纖維與原色竹漿纖維的吸濕性、透氣性、親膚性都很優(yōu)良，適合作為夏季套件、涼席、夏被等家紡面料的原材料。硅藻土改性黏膠纖維和原色竹漿纖維的相關(guān)物理參數(shù)如表1所示。

表1 兩種纖維的相關(guān)物理參數(shù)

1.2 紗線設計

經(jīng)緯紗線的細度、配置、交織比例等參數(shù)是影響產(chǎn)品舒適度和風格特點的重要因素。經(jīng)多次實驗確定經(jīng)紗采用硅藻土改性黏膠纖維，緯紗采用原色竹漿纖維，二者的交織比例為80/40，經(jīng)紗在織物中占比為66.7%，緯紗在織物中占比為33.3%。兩種紗線均采用21s雙股設計。

1.3 織物規(guī)格設計

織物規(guī)格涉及到面料制成品的尺寸收縮率、抗起毛起球、柔軟度等性能。經(jīng)紗密度為332 根/10 cm，緯紗密度為166 根/10 cm。根據(jù)成品的尺寸大小，面料的幅寬設置為260 cm?？椢锏膯挝幻娣e質(zhì)量為315 g/cm2，經(jīng)向緊度為83.9%，緯向緊度為41.9%，總緊度為90.7%。

2 生產(chǎn)工藝設計

2.1 紡紗工藝及技術(shù)

紡紗工藝流程為開清棉→梳棉→并條→粗紗→細紗。選擇精梳緊密紡紗的方式，在牽伸裝置前加裝纖維集聚裝置，使纖維向紗干中心集聚，從而加強對加捻三角區(qū)的控制。粗紗主要工藝參數(shù)如表2所示。

表2 粗紗主要工藝參數(shù)

紗線質(zhì)量在很大程度上取決于細紗工序。通過提高纖維之間的抱合緊密度和降低后區(qū)牽伸倍數(shù)來提高紗線條干均勻度。細紗主要工藝參數(shù)見表3。

表3 細紗主要工藝參數(shù)

2.2 織造工藝及技術(shù)特征

2.2.1 絡筒

硅藻土改性黏膠纖維和原色竹漿纖維都屬于再生纖維素纖維，紗線強度低，需要較低的絡筒速度及較小的裝置張力，同時要確保紗線軌道光滑，降低紗線磨損。線速設置為900 m/min，引紗張力為1.2 g。

2.2.2 整經(jīng)

通過整經(jīng)工序?qū)⑼沧蛹喚砝@到經(jīng)軸上，按工藝要求設置整經(jīng)的幅寬、排列順序。采用適合大批量原色紗線的分批整經(jīng)方式，根據(jù)硅藻土改性黏膠纖維和原色竹漿纖維強力較小的特點，在“輕加壓、勻張力”的工藝前提下，適當降低整經(jīng)速度。主要參數(shù)為：車速310 m/min，邊經(jīng)張力8 g，地經(jīng)張力6 g。

2.2.3 漿紗

如表3所示,電池兩端電壓的下降值跟隨停充時間的延長而加大,給予越長的間歇時間,鋰離子電池的端電壓下降得越厲害,若供給的停充時間太長,又達不到快速充電的目標。停充對正恒流與負脈沖的切換具有緩沖效果,還在一定程度上去除電池的極化效應,同時還實現(xiàn)了去極化的目的。

竹漿纖維吸水性較好，漿紗時會吸收較多的漿料。變性淀粉與黏膠的親和力較好，輔以少量聚丙烯酰胺復配使用可增加漿料在紗線上的被覆程度［2］。在漿液中添加少量柔順劑，減少干分絞時二次毛羽的產(chǎn)生。為防止?jié){紗過程中黏度波動對漿紗性能的不良影響，在漿紗槽上方安裝電控加料桶，通過設定程序，使加料桶每隔一段時間對漿紗槽進行限量漿料補充，保證漿料槽中的漿料黏度穩(wěn)定在一定范圍內(nèi)。

功能性黏膠紡織品對上漿要求較高，若是漿紗環(huán)境溫度較低，濕分絞表面溫度下降較快，不能及時在其表面形成冷凝水，在濕分絞棒的運轉(zhuǎn)過程中會產(chǎn)生漿皮。如不及時處理，在后續(xù)的紗線織造過程中會產(chǎn)生較多的紗線斷頭、布面漿斑。在漿紗前，應預先調(diào)節(jié)漿紗環(huán)境溫度并放置熱風機，防止溫度對紗線質(zhì)量產(chǎn)生影響［3］。

通過對漿紗工序的嚴格把控，硅藻土改性黏膠纖維和原色竹漿纖維的漿紗強力明顯增大，3 mm 以上的毛羽減少33%。根據(jù)竹漿纖維濕強為干強的1/2、纖維抱合力差、初始模量小等特點，選取的漿料配方為：變性淀粉55.0%，聚丙烯酰胺15.0%，柔順劑0.5%，α-萘酚0.1%，表面活性劑2.0%，聚氧乙烯醚10.0%。

2.2.4 織造

織造車間溫度為25 ℃，濕度為65%。設計8 種花型（6 種大提花、2 種小提花）。幾種花型面料的穿經(jīng)規(guī)律有很大不同，采用大開口、低速度的工藝減少紗線開口不清和斷紗等問題。及時清理停經(jīng)架上的積花，避免因黏附紗線而增加斷頭率［4］。

2.2.5 產(chǎn)品性能與功能

由表4 可知，面料的色牢度和抗起球性均達到較高等級，各項指標均符合嬰幼兒及兒童紡織產(chǎn)品安全技術(shù)規(guī)范A 類標準。

表4 產(chǎn)品性能測試結(jié)果

2.2.6 部分面料成品展示

根據(jù)面料顏色風格特點設計了8 種提花花型，部分花型見圖1，可用作套件、蓋毯、布藝軟涼席類面料，共同構(gòu)建具有除甲醛、抗菌、除異味系列功能性家紡產(chǎn)品。

圖1 部分面料成品展示

3 結(jié)語

首次將硅藻土改性黏膠纖維和原色竹漿纖維交織制成不同花型的成品面料，形成了獨特的風格；不僅具有較好的舒適性，還具有抗菌、除甲醛功能；避免了染色工序給環(huán)境帶來的污染，符合“綠色、環(huán)保、健康”的產(chǎn)品開發(fā)理念。功能和環(huán)保材質(zhì)相結(jié)合，利用天然原色的優(yōu)勢，輔以高雅精致的提花設計，賦予再生纖維素纖維面料新形象。硅藻土改性黏膠纖維是一種新型功能性纖維，不僅在家紡產(chǎn)品中應用前景廣闊，還可應用在服裝、產(chǎn)業(yè)用等領(lǐng)域。