功能性環(huán)保精紡面料的開(kāi)發(fā)

曹燕紅，查神愛(ài)，劉麗艷

(江蘇陽(yáng)光股份有限公司,江蘇 江陰 214426)

隨著現(xiàn)代科技的日益進(jìn)步和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對(duì)生活環(huán)境和自身健康越來(lái)越重視，消費(fèi)者在選購(gòu)服裝時(shí)不再只關(guān)心色彩、款式、價(jià)格等因素，面料是否環(huán)保也成為其挑選的重要標(biāo)準(zhǔn)之一。“科技、時(shí)尚、綠色”成為現(xiàn)代紡織品行業(yè)的新標(biāo)簽、新符號(hào)[1-2]。新型環(huán)保型材料具有可降解、可回收利用、節(jié)省能源、低損耗、對(duì)人體無(wú)害等優(yōu)點(diǎn)，能有效減少生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)環(huán)境造成的污染。本文從原料選擇、條染、紡紗、織造、后整理幾個(gè)方面進(jìn)行分析，開(kāi)發(fā)了新型功能性環(huán)保精紡面料，討論了功能性環(huán)保精紡面料的加工技術(shù)難點(diǎn)及其改進(jìn)措施，并對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)進(jìn)行了分析評(píng)價(jià)，為毛紡行業(yè)的生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)及質(zhì)量控制提供參考。

1 產(chǎn)品設(shè)計(jì)

1.1 原料及纖維特點(diǎn)

羊毛纖維：柔軟而富有彈性，光澤柔和，具有吸濕性強(qiáng)、保暖性好、天然絕緣、可再生、可生物降解等優(yōu)點(diǎn)[3]。本文設(shè)計(jì)面料選用細(xì)度為22.5 μm美利奴細(xì)羊毛纖維。

改性聚酯纖維S.Café?：由中國(guó)臺(tái)灣興采實(shí)業(yè)股份有限公司生產(chǎn)，采用回收的咖啡渣經(jīng)超臨界技術(shù)分離出的微多孔材質(zhì)制成，具有獨(dú)特的斷面，其快干時(shí)間比棉纖維高200%,且高于其他功能性聚酯纖維[4]，通過(guò)纖維表面的立體顆粒結(jié)構(gòu)，能反射紫外線,減少其對(duì)人體皮膚的傷害，其纖維具有獨(dú)特的多孔結(jié)構(gòu)，提供了優(yōu)異的異味抑制能力，同時(shí)S.Café?原料來(lái)源天然，工藝環(huán)保，而且可以回收再利用。

導(dǎo)濕快干聚酯纖維Coolmax?：由美國(guó)杜邦公司研制，為四管道聚酯纖維材料，其纖維橫截面為“十”字形，具有很高的比表面積，表面有溝槽，由于溝槽的毛細(xì)虹吸原理，使得纖維具有很好的吸濕透氣性，能把身體上產(chǎn)生的熱濕氣導(dǎo)出，調(diào)節(jié)身體的溫度，保持涼爽感。Coolmax?纖維還具有易護(hù)理性，多次洗滌不縮水、不變形，不霉變，干燥速度是棉纖維的5倍[5]。

強(qiáng)力錦綸Cordura?：由美國(guó)杜邦公司研發(fā)生產(chǎn)，是一種新型強(qiáng)力錦綸纖維，特殊結(jié)構(gòu)賦予它優(yōu)異的耐磨性，耐撕裂性；其耐磨性比棉纖維高出10倍，比常規(guī)聚酯纖維高出3倍[6]。

1.2 規(guī)格設(shè)計(jì)

經(jīng)過(guò)生產(chǎn)車間多次試驗(yàn)，功能性環(huán)保精紡面料最終優(yōu)選原料成分比例為:美利奴羊毛40%、改性聚酯纖維S.Café?25%、導(dǎo)濕快干聚酯纖維Coolmax? 20%、強(qiáng)力錦綸纖維Cordura?15%?？椢镌O(shè)計(jì)規(guī)格參數(shù)如下：紗線線密度21 tex×2，平紋組織，經(jīng)、緯向密度分別為228、208 根/(10 cm)，面密度為195 g/m2。

2 工藝流程

條染：染色→復(fù)洗→拼毛→混條→前針梳→精梳→后針梳。

紡部：混條→頭針→二針→三針→頭粗→二粗→細(xì)紗→絡(luò)筒→并線→倍捻→蒸紗。

織部：整經(jīng)→穿綜→織造→坯檢→生修。

后整理：燒毛→連煮→洗呢→干燥→熱定形→回?zé)鷽_洗→干燥→罐蒸→蒸呢。

3 關(guān)鍵技術(shù)

3.1 條 染

由于各種原料染色性能差異較大，采用原料散纖分別進(jìn)行染色[7]。

3.1.1 羊毛染色

羊毛纖維選用LanaSet染料(上海亨斯邁化工貿(mào)易有限公司)進(jìn)行染色, 使羊毛的親核基團(tuán)形成一個(gè)不可逆的共價(jià)鍵，從而堅(jiān)牢地固著于羊毛纖維上，達(dá)到高標(biāo)準(zhǔn)的濕耐摩擦色牢度要求[8-9]。毛條裝缸后加入冷水運(yùn)轉(zhuǎn)2 min，讓毛條充分潤(rùn)濕。在40 ℃時(shí)加入助劑(阿白消FFW 0.3%(owf)、阿白格SET 0.5%(owf)、醋酸2.0%(owf))，染料(LanaSet 黃 2R 0.5%(owf)、LanaSet 紅G 0.2%(owf)、LanaSet 灰G 0.7%(owf))，pH值4.0～4.5，以1.0 ℃/min的速度升溫至95 ℃，保溫55 min，放空出缸。染色浴比1∶8。羊毛染色曲線如圖1所示。

圖1 羊毛染色工藝曲線圖Fig.1 Wool dyeing curve

3.1.2 S.Café?纖維染色

S.Café?纖維采用分散染料(浙江閏土股份有限公司)染色，高溫高壓染色工藝，染色溫度130 ℃，壓力300 kPa，其染色曲線如圖2所示。

圖2 S.Café?染色工藝曲線圖Fig.2 S.Café? dyeing curve

原條裝缸進(jìn)水運(yùn)轉(zhuǎn)2 min，讓原條充分潤(rùn)濕。在60 ℃時(shí)加入助劑(醋酸0.4%(owf))，染料(分散黃棕S-2RFL 0.8%(owf)、分散紅玉S-2GFL 0.7%(owf)、分散深藍(lán)S-3BG 1.6%(owf))，pH值5.0～6.0，運(yùn)轉(zhuǎn)3 min后開(kāi)始直升至95 ℃，二次升溫至130 ℃保溫50 min，降溫放空。進(jìn)熱水沖洗8 min后放空。再進(jìn)滿熱水后加入醋酸(1.0%(owf))和酸性還原清洗劑BOR (永鑫伯靈頓(上海)化工科技有限公司)1.8%(owf)，pH值3.5～4.0，升溫至85 ℃處理20 min后放空，再進(jìn)滿熱水后沖洗10 min后放空出缸。

3.1.3 Cordura?纖維染色

Cordura?纖維耐堿不耐酸，其染色曲線如圖3所示。

圖3 Cordura?染色曲線圖Fig.3 Cordura? dyeing curve

原條裝缸進(jìn)水運(yùn)轉(zhuǎn)2 min，讓原條充分潤(rùn)濕。40 ℃時(shí)加入助劑(醋酸3.0%(owf)、阿白格SET 0.5%(owf))，染料(LanaSet 藍(lán)R 0.1%(owf)、LanaSet 黑4.5%(owf)、LanaSet 黃2R 0.3%(owf))運(yùn)轉(zhuǎn)8 min，pH值5.0～7.0，勻速升溫至98 ℃，保溫50 min后加入凈洗劑209 0.3%(owf)，處理20 min后放空。進(jìn)滿熱水后加入醋酸1.5%(owf)、得亞寶ASN 1.5%(owf)運(yùn)轉(zhuǎn)20 min進(jìn)行固色處理，控制pH值5.5～6.0，放空出缸。

3.1.4 Coolmax?纖維染色

Coolmax?纖維是改性異型聚酯纖維，其染色速度必須控制均勻，否則容易出現(xiàn)色花現(xiàn)象。

纖維條裝缸進(jìn)水運(yùn)轉(zhuǎn)2 min，讓纖維充分潤(rùn)濕。在40 ℃時(shí)加入助劑(醋酸1.0%(owf)、元明粉6.0%(owf))，陽(yáng)離子染料(陽(yáng)離子黃X-8G 0.60%(owf)、陽(yáng)離子紅X-GRL 0.75%(owf)，陽(yáng)離子藍(lán)X-GRRL 0.65%(owf))，染色過(guò)程包括3段升溫，一段升溫至70 ℃，升溫速率為1.5 ℃/min，二段升溫至95 ℃，升溫速率為0.5 ℃/min，三段升溫至125 ℃，升溫速率為0.6 ℃/min，保溫60 min進(jìn)行上色，然后降溫到95 ℃后充分水洗，時(shí)間為10 min，放空出缸。染色曲線如圖4所示。

圖4 Coolmax?染色曲線圖Fig.4 Coolmax? dyeing curve

由于原料成分中羊毛含量較低，改性化纖含量較高，在后道生產(chǎn)時(shí)極易產(chǎn)生靜電引起纖維之間互相黏連纏結(jié)，影響后道質(zhì)量和生產(chǎn)效率，因此色條經(jīng)烘干后再加入毛條質(zhì)量8%的和毛油和毛條質(zhì)量1%的抗靜電劑，在恒溫加濕倉(cāng)庫(kù)中悶毛24 h以上，然后進(jìn)入紡部車間生產(chǎn)，以減少紡紗時(shí)產(chǎn)生的飛花飛毛現(xiàn)象。

3.2 紡 部

紡部車間生產(chǎn)時(shí)，嚴(yán)格控制各道工序溫濕度，前紡車間25～28 ℃，相對(duì)濕度78%～85%；細(xì)紗車間26～27 ℃，相對(duì)濕度70%～80%，以減少紗線毛羽，保證成紗質(zhì)量。

前紡進(jìn)行毛條梳理時(shí)，發(fā)現(xiàn)毛粒較多，為充分梳理纖維，減少毛粒，針梳機(jī)的出條速度均設(shè)為100 m/min。

細(xì)紗機(jī)采用 EJ519細(xì)紗機(jī)(上海二紡機(jī)股份有限公司)，車速設(shè)定為7 500～8 000 r/min，以減少細(xì)紗斷頭。后道的絡(luò)筒、并線、倍捻工序中則降低車速，張力適當(dāng)放小，以保證紗線質(zhì)量。制成的紗線光潔圓潤(rùn)，毛羽少，條干均勻，強(qiáng)力高，彈性好。

成紗蒸紗后存放24 h以上，使紗線更好地消除內(nèi)應(yīng)力，避免后續(xù)織造產(chǎn)生呢面疵點(diǎn)。

3.3 織 部

在整經(jīng)時(shí)采用紗線上冷漿，上漿披覆率為10%，使紗線表面的毛羽形成披覆包裹，以避免引起梭口開(kāi)不清及產(chǎn)生跳花、蛛網(wǎng)等織疵?？椩觳捎肎6300劍桿織機(jī)(瑞士蘇爾壽公司)。后梁高度0 cm，停經(jīng)架-2 cm，小開(kāi)口，小張力上機(jī)織造，平綜時(shí)間318°，以利于織造順利進(jìn)行。

3.4 染 整

洗呢：速度120 m/min，時(shí)間50 min，洗后沖水20 min。達(dá)到呢面清潔、面料手感豐厚的效果，清除面料表面浮毛和其他污漬。

熱定形：溫度180 ℃，時(shí)間約30 min，開(kāi)幅設(shè)定160 cm，超喂5%，達(dá)到尺寸穩(wěn)定、縮率穩(wěn)定的定形效果。

蒸呢：為保持織物親水吸濕效果更好，采用低溫罐蒸，溫度100 ℃時(shí)間5 min，罐內(nèi)封閉式蒸呢，既有罐蒸定形作用使面料手感活絡(luò)，又保證色光不會(huì)發(fā)生太大變化。

4 成品指標(biāo)

成品面料經(jīng)國(guó)家紡織產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心檢測(cè)，各項(xiàng)指標(biāo)符合GB/T 26382—2011《精梳毛織品》規(guī)定的一等品和GB 18401—2010《國(guó)家紡織產(chǎn)品基本安全技術(shù)規(guī)范》規(guī)定的B類要求，符合GB/T 18830—2009《紡織品 防紫外線性能的評(píng)定》的要求。主要物理指標(biāo)為：幅寬156 cm，面密度200.6 g/m2，抗起球等級(jí)4級(jí)，縮水率經(jīng)向-0.3%，緯向-0.3%，汽蒸縮率經(jīng)向-0.8%，緯向-0.2%，斷裂強(qiáng)力經(jīng)向660 N，緯向570 N，耐光色牢度4級(jí)，其他色牢度均為4級(jí)。紫外線防護(hù)系數(shù)UPF為50+，T(UVA)為1.79%，T(UVB)為0.96%。

5 結(jié)束語(yǔ)

功能性環(huán)保精紡面料風(fēng)格獨(dú)特，呢面光潔，手感活絡(luò)而又有身骨，彈性好，尺寸穩(wěn)定性好，易于護(hù)理。產(chǎn)品具有多種功能性，在同等條件下能反射紫外線，減少其對(duì)人體皮膚的傷害；長(zhǎng)時(shí)間穿著時(shí)，面料能抑制各種異味；同時(shí)還具有吸濕速干的功能。適合制作各季套裝和褲料。

本文所開(kāi)發(fā)的功能性環(huán)保精紡系列面料，既保有羊毛面料的色澤高雅勻凈，呢面光潔飽滿，手感滑糯有身骨，彈性好的傳統(tǒng)風(fēng)格，又具有抗紫外線，異味抑制，吸濕速干等功能，能夠更好地滿足市場(chǎng)的各種需求。