銀纖維抗菌面料的設(shè)計(jì)

張岑岑，張鵬程

(河南工程學(xué)院 紡織工程學(xué)院，河南 鄭州 450007)

醫(yī)院中病原微生物在醫(yī)務(wù)人員和病患之間的頻繁接觸中不斷傳播，密集且頻繁的人員活動(dòng)導(dǎo)致醫(yī)院成為病原微生物的寄生場(chǎng)所[1]。與此同時(shí)，與患者皮膚直接接觸的病號(hào)服因面料的多孔疏松結(jié)構(gòu)及容易被污染的特點(diǎn)[2]，為各種病原微生物的附著和繁殖提供了有利條件，易造成醫(yī)院暴發(fā)感染[3]，進(jìn)而導(dǎo)致死亡率上升、醫(yī)療資源浪費(fèi)。目前，對(duì)制作病號(hào)服的面料進(jìn)行耐久抗菌功能設(shè)計(jì)以保持其清潔度，從而減少院內(nèi)感染的發(fā)生，受到醫(yī)療行業(yè)從業(yè)者越來(lái)越多的關(guān)注。

面料耐久抗菌功能設(shè)計(jì)一般通過(guò)將溶出型有機(jī)抗菌劑和金屬離子等無(wú)機(jī)抗菌殺菌劑[4]連接到纖維上或添加到纖維中來(lái)實(shí)現(xiàn)。其中，銀系無(wú)機(jī)抗菌劑在高致病環(huán)境下的廣譜、高效、安全、持久抗菌功能有助于人體抵御病菌的侵害，提高醫(yī)院環(huán)境清潔度，降低院內(nèi)感染發(fā)生的概率。有研究表明，采用銀離子纖維抗菌材料所開(kāi)發(fā)的醫(yī)院和居家兩用病號(hào)服，病患出院后在康復(fù)期繼續(xù)使用，更有利于康復(fù)[5]。

本研究使用29 tex滌棉混紡紗線作為經(jīng)紗，以銀纖維抗菌紗線和普通滌棉混紡紗線作為緯紗進(jìn)行緯向相間織入，通過(guò)設(shè)置合理的面料規(guī)格參數(shù)及上機(jī)織造工藝，設(shè)計(jì)了一款“藍(lán)天白云”紋樣的抗菌面料。該面料具有穿著舒適、外形美觀和持久抗菌的特點(diǎn)，有效提高了紡織產(chǎn)品的附加值。將該面料應(yīng)用在醫(yī)療機(jī)構(gòu)中，可以預(yù)防織物在洗滌過(guò)程中產(chǎn)生交叉感染，減輕患者的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，降低醫(yī)院成本。

1 產(chǎn)品原料設(shè)計(jì)

在銀纖維混紡面料中，銀纖維含量[6]和抗菌紗線在織物中的排列間隔[7]對(duì)織物抗菌性能起關(guān)鍵作用，而且面料抗菌性不能受洗滌次數(shù)的影響[8]?；诓』夹睦?、臨床治療等需求，面料必須兼顧舒適性、持久抗菌性和美觀性。本研究選用普通紗線和抗菌紗線作為面料緯紗，普通紗線為14.5 tex滌棉(T/C 65/35)白色混紡紗，加捻方向?yàn)镾捻；抗菌紗線為14.5 tex 精梳棉和鍍銀纖維(JC/Ag 96/4)銀灰色賽絡(luò)菲爾混紡紗，購(gòu)于金華優(yōu)銀紡織新材料科技有限公司，用其開(kāi)發(fā)的面料具有較好的抗菌性[9]。本產(chǎn)品經(jīng)紗為藍(lán)色29 tex滌棉混紡紗(T/C 65/35)管紗，加捻方向?yàn)閆捻，緯紗為市售筒子紗。

2 產(chǎn)品圖案和規(guī)格設(shè)計(jì)

2.1 產(chǎn)品圖案

本產(chǎn)品采用藍(lán)色、白色和銀灰色3種顏色，其中藍(lán)色素雅安靜，能平穩(wěn)情緒，利于患者保持平靜的心情[10]?？咕喚€的賽絡(luò)菲爾紡紗工藝及其獨(dú)特的緯向間隔織入可以有效地將銀纖維固有的銀灰色顯現(xiàn)在織物表面[11]，呈現(xiàn)出豐富的設(shè)計(jì)效果。抗菌紗線和普通紗線采用間隔緯向織入，可以在保證良好抗菌效果的同時(shí)縮短工藝流程。圖案設(shè)計(jì)上，突破原先的條紋設(shè)計(jì)，以平紋小提花組織形成“藍(lán)天白云”圖案，平紋組織可以保證浮長(zhǎng)線的穩(wěn)定、豐富圖案的層次感，起花部分結(jié)構(gòu)緊密、花紋輪廓清晰、立體感強(qiáng)?？椢镌O(shè)計(jì)效果如圖1所示。

圖1 織物設(shè)計(jì)效果

2.2 產(chǎn)品規(guī)格

產(chǎn)品規(guī)格：經(jīng)紗為29 tex T/C 65/35混紡紗，緯紗包括14.5 tex JC/Ag 96/4混紡抗菌紗線和14.5 tex T/C 65/35混紡紗，經(jīng)紗密度和緯紗密度分別為238根/10 cm和213根/10 cm，成品幅寬為150 cm，上機(jī)幅寬為157.89 cm，總經(jīng)根數(shù)為3 570，面料匹長(zhǎng)為30 m，漿紗墨印長(zhǎng)度為32.26 m，經(jīng)向緊度為50%，緯向緊度為30%，總緊度為65%。

3 產(chǎn)品織造工藝設(shè)計(jì)要點(diǎn)

3.1 絡(luò)筒工藝

本產(chǎn)品緯紗為市售筒子紗，故僅對(duì)經(jīng)紗進(jìn)行絡(luò)筒，以提高紗線質(zhì)量和生產(chǎn)效率。經(jīng)紗為29 tex 滌棉混紡紗，屬于中特紗，紗線強(qiáng)力較大，故選擇對(duì)滌棉混紡紗絡(luò)筒效果較好的EJP438型自動(dòng)絡(luò)筒機(jī)，絡(luò)筒速度為900 m/min。本機(jī)型配備的電容式清紗器、空氣捻接器、定長(zhǎng)裝置及電子防疊裝置可以監(jiān)控紗線張力波動(dòng)，保證紗線質(zhì)量，滿足高效率退繞及筒子外形良好的要求。采用500 mm的長(zhǎng)導(dǎo)紗距離既可方便插管操作，又可使管紗退繞張力均勻、減少紗線斷頭。為了使筒管上的紗線緊湊、彈性好，卷繞密度選擇0.38 g/cm3，配合機(jī)器上的筒子壓力補(bǔ)償裝置，以確保筒子卷繞密度內(nèi)外均勻一致。29 tex滌棉混紡紗的斷裂強(qiáng)力為1 056 cN，絡(luò)筒張力(158 cN)約為原紗斷裂強(qiáng)力的15%，利用Autospeed功能以維持紗線張力的恒定。

3.2 整經(jīng)工藝

本產(chǎn)品的經(jīng)紗為藍(lán)色滌棉混紡紗，選擇GA123型高速分批整經(jīng)機(jī)，整經(jīng)速度為0～1 200 m/min。經(jīng)紗強(qiáng)力大，整經(jīng)速度適當(dāng)提高，故選取800 m/min。筒子架7層，最大容筒672個(gè)，整經(jīng)根數(shù)分配情況為6個(gè)整經(jīng)軸，每軸整經(jīng)根數(shù)為595。采用分段分層配置張力墊圈質(zhì)量，根據(jù)前排重于后排、中層重于上層和下層的配置原則，分三段控制張力墊圈質(zhì)量，做到既保證片紗張力趨于一致又方便生產(chǎn)管理。紗線采用分排穿筘法穿入伸縮筘，可以在有效均勻片紗張力的同時(shí)兼顧引紗操作的便利性。為了保留紗線良好的彈性，方便后道工序的退繞，選擇整經(jīng)軸卷繞密度為筒子卷繞密度的25%。

3.3 漿紗工藝

本產(chǎn)品的經(jīng)紗強(qiáng)力基本滿足織造需要，漿紗時(shí)注重貼伏毛羽和防止靜電產(chǎn)生。滌棉混紡紗中滌綸為疏水性纖維，其大分子中主要是疏水性基團(tuán)酯基，棉纖維中主要是羥基，根據(jù)“相似相溶”原理，選擇既含有酯基又含有羥基的PVA1788作為主漿料，不僅能夠提高對(duì)滌綸纖維的黏附性，所形成的漿膜也利于中特紗貼伏毛羽。為了環(huán)?？杉尤胱冃缘矸垡蕴岣呱蠞{效果，減少PVA漿料的使用量。為了便于后期對(duì)織物進(jìn)行退漿，可加入丙烯酸甲酯漿料。加入乳化油可以使?jié){紗表面的摩擦系數(shù)變小，從而提高漿紗的平滑性。配方中加入抗靜電劑SN，以防止后道工序中產(chǎn)生靜電。調(diào)漿后，漿液含固率為10%。

選用GA391型漿紗機(jī)，其上漿效果顯著且能夠減少漿料和原料消耗。滌棉混紡紗一般選擇低溫上漿，根據(jù)本次上漿的紗線規(guī)格，溫度應(yīng)為55～65 ℃。由于低溫上漿有利于節(jié)約成本，故此次選擇60 ℃的漿液溫度與90 ℃的烘箱溫度。漿紗速度一般為50～90 m/min，為使上漿均勻、浸透充足，選擇80 m/min的漿紗速度。漿紗后上漿率為10%，回潮率為3%。

3.4 穿經(jīng)工藝

穿經(jīng)是將經(jīng)軸上的經(jīng)紗按設(shè)計(jì)順序通過(guò)經(jīng)紗、綜絲和鋼筘進(jìn)行織造的主要工序。綜合考慮成本和生產(chǎn)效率，選用G177-180型穿經(jīng)機(jī)，并根據(jù)纖維原料、紗線特?cái)?shù)、織機(jī)形式和車速來(lái)選擇停經(jīng)片。停經(jīng)片質(zhì)量為2 g，綜絲密度為12根/cm，筘號(hào)為74，筘齒厚度為0.3 mm，停經(jīng)片排列密度為5.5片/10 cm。織物上機(jī)圖如圖2所示。

圖2 織物上機(jī)圖

3.5 織造工藝

本產(chǎn)品的緯紗有抗菌紗線和普通紗線兩種，兩者相間織入，故選用SJ2500型劍桿織機(jī)，車速為600 r/min。該織機(jī)采用高強(qiáng)度薄型碳素纖維劍帶和無(wú)導(dǎo)構(gòu)式軌道引緯，適用于兩種及以上的緯紗織造，性價(jià)比較高。本產(chǎn)品經(jīng)紗和緯紗交織次數(shù)多，經(jīng)紗之間摩擦力較大，為防止開(kāi)口不清和布面出現(xiàn)緯縮疵點(diǎn)，選擇300°時(shí)開(kāi)口，上機(jī)張力設(shè)定為2 500 N。為保證劍頭進(jìn)梭口時(shí)有足夠的高度、減少布面疵點(diǎn)，選擇80°時(shí)進(jìn)劍，選擇200°時(shí)交接緯紗。后梁過(guò)高容易造成上層經(jīng)紗松弛，引起開(kāi)口不清使織造困難，容易造成布面上的經(jīng)紗屈曲幅度較大，而后梁過(guò)低會(huì)導(dǎo)致停經(jīng)片震動(dòng)過(guò)大，故選擇后梁高度為850 mm。

4 結(jié)語(yǔ)

本產(chǎn)品采用銀纖維抗菌紗線和普通紗線為緯紗，以間隔織入的方式進(jìn)行織造，設(shè)計(jì)了一款“藍(lán)天白云”圖案的銀纖維抗菌面料。該面料兼具舒適性、美觀性和抗菌性，有效提高了產(chǎn)品的附加值，拓寬了紡織面料的應(yīng)用領(lǐng)域。用該面料制成的醫(yī)用織物可應(yīng)用在臨床治療、后期康復(fù)過(guò)程中，有望預(yù)防織物洗滌過(guò)程中出現(xiàn)的感染，減輕患者的經(jīng)濟(jì)和心理負(fù)擔(dān)，減少醫(yī)療資源浪費(fèi)。