一種全棉高支靜音防羽面料的生態(tài)加工方法

毛 軍,陸 鵬

(江蘇金太陽紡織科技股份有限公司,江蘇 南通 226314)

高端羽絨被的被芯面料大多采用高支全棉材質(zhì),面料輕薄、柔軟、吸濕、透氣、透濕,受到消費者喜愛。因生產(chǎn)加工、工藝設(shè)備和技術(shù)水平的問題,此類面料普遍存在使用時產(chǎn)生摩擦聲和防鉆絨效果持久性差的缺陷[1-2]。原因有3點:(1)化學(xué)漿料上漿。面料的高紗支高密度織造,意味著低強力和高摩擦力,為了保證織造效率,在經(jīng)紗上漿時多采用聚丙烯酸、聚乙烯醇(PVA)等合成漿料。此類漿料韌性好,能大幅提升紗線彈性和強力,但在后期的退漿過程中容易產(chǎn)生退漿不凈的現(xiàn)象,殘留的漿料會在面料上形成大小不一的膜狀物,不僅影響面料手感,還會導(dǎo)致面料摩擦和抖動聲響變大。(2)強堿處理。在印染前處理過程中,目前常規(guī)的工藝為堿法退煮漂工藝,面料經(jīng)過燒堿處理后,纖維和紗線的損傷較大,面料容易板結(jié)手感差,增加環(huán)保負擔(dān)。(3)軋光工藝。在后整理過程中,面料經(jīng)過壓光處理,以獲得更好的防風(fēng)效果,壓光后的面料手感極差,形成類似紙張的效果,同時抖動發(fā)出的聲響較大,嚴重影響消費者的睡眠體驗。(4)棉紗特性。天然棉纖維的紗線條干CV 值與聚酯相比存在較大差距,棉紗之間的空隙較多,通常通過防風(fēng)整理劑填補縫隙防止羽絨鉆出,消費者長期使用會不斷地有羽絨跑出,極大降低了羽絨被的使用壽命,成為消費者使用羽絨被的痛點[3-4]。

針對高支全棉防羽面料存在的缺點,采用新型漿料和特殊的漿紗方法,在提升紗線強力的同時,提高紗線的毛效和蓬松性能。利用新型生物酶退煮漂技術(shù),減少紗線和纖維的損傷,改善面料的手感和透氣性能,得到的面料具有良好的防鉆絨持久性還兼具極佳的透氣透濕性,同時面料還有“靜音”的效果,降低了羽絨被在翻身或抖動時的聲音,提升消費者的睡眠舒適度。

1 材料和性能測試

1.1 紗線和織物規(guī)格

紗線規(guī)格 100%長絨棉,緊密紡,紗線條干較好。

坯布規(guī)格 品種一:JCF 4.92 tex×JCF 4.92 tex,905.5根/(10 cm)×748.02根/(10 cm),平紋;品種二:JCF 5.91 tex×JCF 5.91 tex,905.5 根/(10 cm)×905.5根/(10 cm),緞紋。

成品要求 面料輕薄透氣,手感柔軟蓬松,具有良好的防鉆絨性能,靜音無噪;縮水率-4%～+2%,強力＞320 N,透氣≤25 mm/s,防鉆絨性能≤15根。

1.2 測試方法

起毛起球測試:按照GB/T 4802.2—2008《紡織品織物起毛起球性能的測定 第2 部分:改型馬丁代爾法》測試并評級。

織物強力測試:按照GB/T 3923.1—2013《紡織品織物拉伸性能 第1部分:斷裂強力和斷裂伸長率的測定(條樣法)》測試。

織物透氣測試:織物的透氣性按照GB/T 5453—1997《織物的透氣性的測定》規(guī)定的方法測試。

織物防鉆絨測試:織物的防鉆絨性能按照GB/T 12705.2—2009《紡織品 織物防鉆絨性試驗方法 第2部分:轉(zhuǎn)箱法》規(guī)定的方法測試。

織物固定頻率音量測試:織物的抖動分貝按照GB 22337—2008《社會生活環(huán)境噪聲排放標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定的測量方法測定。

織物手感測試:織物的手感測試參考標(biāo)準(zhǔn)AATCC Test Method 202—2012《Relative Hand Value of Textiles Instrumental Method》規(guī)定的測量方法測定。

2 上漿工藝

2.1 調(diào)漿工藝

纖維原料優(yōu)選質(zhì)量優(yōu)良的長絨棉,纖維較長且具有較好的機械性能,紡成紗線后,纖維之間具有更大的抱合力,紗線具有良好的強力和毛羽指標(biāo)。因此在漿料選擇時根據(jù)“相似相溶”原理,選擇以優(yōu)質(zhì)馬鈴薯高性能淀粉為主,配以少量可以生物降解、滲透性強的液體聚丙烯酸類漿料QL-89,即可實現(xiàn)較好的上漿效果。避免使用聚乙烯醇等生物降解性差的不環(huán)保漿料,以免面料在后期退漿過程中退漿不凈,影響面料的手感和染色效果(BOD5/CODCr值SP-1:0.610,CE50:0.556,QL-89:0.331。一般認為,BOD5/CODCr的比值大于0.30 時,表示該材料廢水可以生物降解,大于0.45時,表示該材料廢水容易生物降解,聚乙烯醇為0.010,比較難降解)。

針對研發(fā)品種選擇同一個配方工藝:

SP-1:75 kg,CE50:50 kg,QL-89:25 kg,蠟片:2 kg,體積750 L,漿桶黏度9″～10″(3號孔漏斗)。

調(diào)漿操作:使用高壓桶調(diào)漿,加水450 L,開低速攪拌,按工藝配方依次徐徐投入各種漿料,攪拌5～10 min后,開汽升溫至115 ℃轉(zhuǎn)保溫燜漿20 min,輸漿至保應(yīng)桶定積定黏待用。

2.2 漿紗工藝及關(guān)鍵措施

由于高支紗線強力較低,同時高支高密面料給面料的織造帶來一定的難度,因此根據(jù)生產(chǎn)實際情況,結(jié)合現(xiàn)有的技術(shù),選用了合適的漿料并調(diào)整了漿紗工藝,具體工藝和關(guān)鍵措施見表1。

表1 漿紗工藝

漿紗的關(guān)鍵措施:

(1)為保證漿紗在漿軸上排列均勻,織造時經(jīng)紗張力一致,漿紗上機時采用上板紗的方式,即在擺絞線前先用牛皮膠帶紙逐一把每個經(jīng)軸上的經(jīng)紗固定,等過筘齒區(qū)域后再上筘齒。

(2)由于高支紗紗支細,漿紗時很容易烘干,為保證漿紗回潮率,提高漿膜的柔韌性織造時經(jīng)紗耐屈曲性好,漿紗時需要把合并烘筒汽關(guān)掉,保證回潮率達到8.5%。

(3)使用淀粉類漿料,漿膜強力適中,在干分絞處分紗要容易得多,所以可以不使用復(fù)分絞。

(4)為提高高支紗的漿紗強力,除了漿料本身的浸透性要好,漿紗還要注意加側(cè)壓,增加漿液浸透,提高黏附力。

2.3 織造

織造工藝及參數(shù)見表2。

表2 織造工藝及參數(shù)

3 染整工藝

面料染整加工流程:翻布、縫頭→燒毛→酶退漿→酶精練→漂白→柔軟定型→預(yù)縮→壓光→成品。

3.1 燒毛及酶退漿工藝

為了提升防羽面料的品質(zhì)感,需對坯布進行燒毛,去除在紡紗和織造過程中形成的長短不一的多余毛羽,同時為了保證面料具有更好的防鉆絨性能,采用正面重?zé)?、反面輕燒毛工藝。正面重?zé)軌虮ＷC面料表面的光潔度,提升面料品質(zhì)。反面輕燒毛可使面料反面具有一層短而密的毛羽存在,能夠阻止羽絨靠近,在一定程度上提升面料的防鉆絨性能。

燒毛工藝為:采用兩正一反,火口溫度900～1 000℃,車速100～120 m/min。軋酶滅火,淀粉酶6～8 g/L,滲透劑10 g/L,堆置4～6 h。

3.2 水洗

坯布經(jīng)紗上的淀粉和變性淀粉經(jīng)過淀粉酶水解后,分解成小分子多糖,如麥芽糖、環(huán)糊精、葡萄糖等物質(zhì)。通過冷水洗除去上述小分子物質(zhì),再經(jīng)過高溫水洗。

水洗工藝為:先1格冷水洗,再用80～90 ℃的熱水洗4格,最后落布,打卷,烘干,水洗后門幅245 cm左右。

3.3 酶精練

長絨棉是棉纖維原料中品質(zhì)較好的品類,纖維更長,均勻度更好,含有的棉籽殼等雜質(zhì)也相對較少,因此僅需采用生物酶精練技術(shù)就能實現(xiàn)較好的精練效果。精練酶是一種復(fù)合酶,包括脂肪酶、蛋白酶、果膠酶,可以使棉纖維中含有的蠟質(zhì)、果膠等物質(zhì)發(fā)生水解而去除。與常規(guī)的堿精練相比,可大大減少堿對棉纖維的損傷,也可避免經(jīng)燒堿處理后纖維發(fā)硬而導(dǎo)致的手感變差的問題。

酶精練工序在卷染機中進行,工作溫度為55～60℃,工作時間為1～2 h。

酶精練工藝配方:精練酶4～8 g/L,雙氧水(100%)1～2 g/L,非硅類螯合分散劑8～10 g/L,滲透劑5 g/L。

3.4 柔軟定型(防風(fēng)整理)

柔軟定型是選擇合適的柔軟劑而賦予面料相應(yīng)的手感,本研究選擇蓬松型柔軟劑,使面料定型后具有柔軟蓬松的手感。防風(fēng)整理也叫防鉆絨整理,即選用合適的防風(fēng)劑(防鉆絨整理劑)經(jīng)高溫定型后在面料表面形成一層大分子膜,從而使面料具有一定的防鉆絨效果,防風(fēng)劑選擇手感較好的聚丙烯酸類或聚氨酯類防風(fēng)劑[5]。

定型工藝配方:蓬松型柔軟劑30 g/L,防風(fēng)劑40 g/L,定型機車速40 m/min,定型溫度170～190 ℃。進布時盡量松,落布門幅比成品門幅略寬2～3 cm,以保證預(yù)縮后成品面料尺寸符合要求。落布門幅為254～255 cm。

3.5 預(yù)縮

預(yù)縮是在濕熱的無張力狀態(tài)下,釋放面料經(jīng)向在張力狀態(tài)下印染加工形成的內(nèi)應(yīng)力,以控制面料的洗后縮水率;預(yù)縮的另外一個作用是,面料經(jīng)過預(yù)縮工序,緯密在一定范圍內(nèi)重新調(diào)整形態(tài),緯紗之間的間隙變小,空隙均勻度變好,提升面料的防鉆絨性能。

預(yù)縮工藝:車速40 m/min,承壓輥20 k N,溫度110 ℃,落布門幅250～251 cm。

3.6 軋光

防羽面料的軋光工藝在軋光機上進行。在100～120 ℃的高溫條件下,對面料施以適量大小的壓力,使經(jīng)過壓光工序的防風(fēng)劑在面料表面形成一層致密的大分子膜,不僅能填補織物中紗線之間的空隙,還能加強纖維之間聯(lián)結(jié),從而使面料具有良好的防鉆絨持久性。

軋光工序條件:壓力為75 MPa,車速為40～45 m/min,溫度為110～120 ℃。

4 面料指標(biāo)檢測與分析

(1)透氣和防鉆絨性測試

對成品面料進行透氣和防鉆絨性測試,具體結(jié)果見表3。

表3 防羽面料透氣和跑絨性能對比

從表3的數(shù)據(jù)可以看出,本研究的防羽面料相對于市面相同規(guī)格防羽面料具有更好的防鉆絨持久性和透氣性,在相同抖動頻率下噪音更低。因高支全棉防羽面料的特點是紗支細、密度大,用傳統(tǒng)化學(xué)方法前處理,燒堿(氫氧化鈉)對棉纖維膨化作用劇烈,棉纖維原本的轉(zhuǎn)曲形態(tài)和變形回復(fù)性被破壞,在外部機械作用力下纖維和紗線之間的聯(lián)結(jié)斷裂,從而面料防鉆絨持久性差,加大防風(fēng)整理劑的用量帶來的后果就是面料更硬的手感、更差的透氣性和更大的聲響;而采用生物酶前處理的方法,反應(yīng)條件溫和,減少對棉纖維結(jié)構(gòu)損傷,纖維的轉(zhuǎn)曲形態(tài)和變形回復(fù)性仍然保留,纖維在面料中更加舒展,面料手感柔軟蓬松,具備較好的防鉆絨持久性和透氣性,面料的抖動聲響小[6-8]。

(2)成品面料手感測試

采用手感評價儀器,對本研究防羽面料和市售同規(guī)格防羽面料進行手感測試,結(jié)果見表4。

表4 防羽面料手感對比

從表4的數(shù)據(jù)可以看出:研發(fā)生產(chǎn)的防羽面料柔軟度和滑爽度要優(yōu)于市面同規(guī)格防羽面料,同時市售同規(guī)格防羽面料的韌性值更大,手感更硬更板結(jié),原因是本研究面料在生產(chǎn)過程中采用純淀粉漿料上漿、生物酶退漿和生物酶法精練等生態(tài)加工工藝方法,對棉纖維損傷小,因此面料具有較好的手感。而合成漿料上漿、堿法退煮漂工藝和大量防風(fēng)整理劑的使用,帶來的后果就是纖維的剛性變大,面料表現(xiàn)板結(jié),手感硬。

5 結(jié)束語

研發(fā)生產(chǎn)的全棉高支防羽面料相對于傳統(tǒng)的市售同規(guī)格面料,生產(chǎn)工藝簡單,工藝流程縮短,同時上漿工藝采用淀粉等完全可降解漿料,生態(tài)環(huán)保;前處理工藝采用了生物酶的方法,不僅提升產(chǎn)品品質(zhì),還有利于環(huán)保,節(jié)能減排。生產(chǎn)的防羽面料手感柔軟蓬松,具備良好的持久防鉆絨性能,同時具有較好的透氣性和較低的噪聲,是一種高品質(zhì)靜音防羽面料。