竹漿纖維石墨烯改性滌綸混紡織物的開發(fā)

張五九 趙勝男 彭 琴 姚靜靜 范永剛

（1.際華三五四二紡織有限公司，湖北襄陽，441002；2.際華集團股份有限公司，湖北襄陽，441002）

現(xiàn)在市場上常見的功能性面料多以萊賽爾、竹漿纖維、莫代爾等為生產(chǎn)原料。因為竹漿纖維強力較低，故很少用在高檔家紡面料中。石墨烯改性滌綸是用石墨烯對滌綸進行改性而制得的一種功能性纖維新材料，多用于高檔服裝面料，目前也逐漸被應(yīng)用在家紡面料中，不僅舒適環(huán)保，而且可兼顧冬暖夏涼的特點。由于石墨烯改性滌綸對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌等具有優(yōu)異的抗菌性，故在功能性紡織品上的應(yīng)用越來越多［1］。本研究總結(jié)一款竹漿纖維石墨烯改性滌綸混紡面料的開發(fā)技術(shù)。

1 纖維原料特點

竹漿纖維屬于再生纖維素纖維，具有較好的抗菌性能，自身的多孔結(jié)構(gòu)使其具備較好的吸濕透氣性，手感柔軟，色彩亮麗，但也存在纖維強力低、韌性不高、易撕裂、濕態(tài)下尺寸穩(wěn)定性差等不足［2］。所選竹漿纖維質(zhì)量指標(biāo)：斷裂強度2.29 cN/dtex，斷裂強力C V 15.1%，斷裂伸長率24.2%，回潮率12.8%，平均長度37.9 mm，線密度1.31 dtex。

石墨烯改性滌綸具有良好的保溫性能，能促進人體血液循環(huán)，緩解疲勞，迅速吸收人體皮膚散發(fā)的濕氣和汗液，對含有苯環(huán)、甲醛等有機污染物也具有較高的吸附速度和容量［3］。所選石墨烯改性滌綸質(zhì)量指標(biāo)：斷裂強度3.9 c N/dtex，斷裂強力C V 17.38%，斷裂伸長率23.28%，回潮率4.58%，平均長度37.0 mm，體積比電阻8.3×105Ω·cm，線密度1.92 dtex。

2 生產(chǎn)難點分析

由上述纖維質(zhì)量指標(biāo)可知，石墨烯改性滌綸的斷裂強度大于竹漿纖維。兩種纖維混和后的可紡性與竹漿纖維純紡相比變化不大，但成紗強力有不小的提高。竹漿纖維石墨烯改性滌綸混紡織物在實際生產(chǎn)中需面對以下難點：漿紗機漿槽黏度的控制；漿紗分絞漿斑問題；上漿率及紗線強力、毛羽等問題；邊撐疵的控制和織造單紗疵點的控制；噴氣卷取裝置改造；面料顏色較深，在機布面質(zhì)量需嚴(yán)格監(jiān)控把關(guān)；修織過程中修痕易形成二次疵點等。

3 產(chǎn)品規(guī)格

前期進行了兩種纖維不同比例的混和試驗，從布面顏色深淺、生產(chǎn)織造難度綜合出發(fā)，我們最終確定竹漿纖維與石墨烯改性滌綸的比例為85∶15。面料經(jīng)緯紗均采用竹漿纖維/石墨烯改性滌綸85/15 9.8 tex賽絡(luò)集聚紗，設(shè)計經(jīng)密685根/10 cm，設(shè)計緯密433根/10 cm，幅寬330 cm，五枚三飛緞紋組織。經(jīng)緯紗質(zhì)量指標(biāo)：色結(jié)110個/km，棉結(jié)10個/km，百米重量C V 1.7%，實際回潮率13.6%，斷裂強力142.1 cN，斷裂強度14.7 cN/tex，斷裂強度C V 8.7%，斷裂伸長率11.78%，最低斷裂強力125.2 c N，條干C V 12.64%，-40%細節(jié)78個/km，-50%細節(jié)3個/km，+35%粗節(jié)77個/km，+50%粗節(jié)6個/km，+140%棉結(jié)66個/km，+200%棉結(jié)23個/km，捻度123.99捻/10 cm，捻度C V 3.7%，捻度C Vb2.75%。

4 各工序技術(shù)要點

我們公司擁有從紗線紡制、坯布織造、印染整理以及家紡縫制的全產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)勢，本研究重點介紹從筒紗整經(jīng)到坯布驗卷打包。

4.1 整經(jīng)工序

該產(chǎn)品整經(jīng)頭份705根，經(jīng)軸16個，采用少經(jīng)軸多頭份的技術(shù)路線，雙經(jīng)軸織造，總經(jīng)根數(shù)22 560根。整經(jīng)機采用貝寧格ZS98型高速分批整經(jīng)機。筒紗選用原則：原筒紗大小一致，成形良好，單筒質(zhì)量1.5 kg左右，避免筒紗過大或過小造成紗線張力不一致。整經(jīng)車速控制在650 m/min以內(nèi)，確保開車過程中紗線少斷頭，減少再生毛羽。每個經(jīng)軸卷繞緊密，經(jīng)軸表面無溝槽壓邊現(xiàn)象，經(jīng)軸好軸率100%。

4.2 漿紗工序

由于混紡紗纖維原料特殊，所以技術(shù)人員需重點解決經(jīng)紗上漿率、紗線強力增強等問題。通過反復(fù)篩選漿料，優(yōu)化上漿工藝，在準(zhǔn)備車間對漿紗操作流程進行調(diào)整，最終成功解決了混紡紗的上漿難題。在漿紗生產(chǎn)過程中，對漿料配方進行優(yōu)化和調(diào)整，科學(xué)合理地設(shè)計上漿率，確保了紗線的增強效果，降低了漿液的黏度，漿槽黏度保持在8 s左右，減少因漿液黏度過大造成干分絞區(qū)斷頭高無法正常開車的問題。采取“高壓低黏中濃”的工藝原則，逐步使?jié){紗車速維持在60 m/min，漿軸好軸率保持在95%以上［4］。

漿料配方：25 kg的GR-1297，50 kg的A-696，37.5 kg的CD-DF330，3 kg的蠟片，3 kg的抗靜電劑，10 kg的LE膠水。調(diào)漿體積740 L。煮漿不要過早，避免漿液黏度降低，造成輕漿。先在高壓桶煮漿，徹底煮熟后導(dǎo)入常壓桶備用。常壓桶要不停地攪拌，實時監(jiān)控漿液黏度的變化，使?jié){桶內(nèi)漿液黏度在12 s左右。選用HS-40型漿紗機。漿紗起機前做好漿槽、輸漿管道的衛(wèi)生清潔，避免漿液被污染。16個經(jīng)軸按照上、下各8個的順序依次吊裝在經(jīng)軸架上，開車前仔細檢查經(jīng)軸轉(zhuǎn)動是否靈活，經(jīng)軸架張力設(shè)置為85 N。依次將16個經(jīng)軸的紗線牽引至漿紗機車頭處，在漿紗車頭平紗時做到用力均勻，筘齒內(nèi)紗線薄厚一致，控制盤片兩邊3 cm左右紗線密度稍小于軸中間紗線密度，避免織造時盤片兩邊的邊紗出現(xiàn)掛紗現(xiàn)象和沉紗現(xiàn)象，以利于生產(chǎn)織造。

平紗過程中同時將常壓桶內(nèi)的漿液輸送到漿槽內(nèi)，漿槽溫度控制在92℃，注意溫度變化，確保漿槽漿液的黏度在8 s，預(yù)烘錫林溫度105℃，主錫林溫度85℃，壓漿力19 kN，正常開車速度60 m/min，蒸汽壓力0.5 MPa，紗線上漿率12.5%，回潮率5.5%，伸長率小于1%。漿軸盤片間距1 640 mm，漿軸卷繞張力207 N。開車過程中漿紗值車工要及時做好巡回檢查，遇到經(jīng)軸斷紗、漿槽纏紗等問題，要及時打慢車處理。漿紗后紗線強力由142.1 c N增加到167.7 cN，紗線增強率18.0%，滿足了后續(xù)織造要求。

4.3 穿綜穿筘工序

該產(chǎn)品織物組織為五枚三飛緞紋，質(zhì)地柔軟，手感飽滿。地組織按照1、2、3、4、5順序穿綜。邊組織穿在第6頁和第7頁綜框上，采用“6、6、7+6、7、7”形式，即單經(jīng)加雙經(jīng)依次交替的方式?！?、6、7”表示第6頁綜框穿2根紗，第7頁穿1根紗，3根紗穿在同一筘齒內(nèi)，“6、7、7”同理。之所以采用這種特殊的邊紗穿法是因為：全穿單經(jīng)，布邊太緊，后期卷繞易產(chǎn)生布面褶皺；全穿雙經(jīng)，布邊太松，邊紗易沉紗，造成停車，影響織機效率，且后期染整工序易拉破布邊。兩邊邊組織寬度均1.35 cm，各90根紗。筘號253.9齒/10 cm，停經(jīng)片按照1、2、3、4、5、6的順序順穿即可。地組織和邊組織每筘均3入，依次將漿軸內(nèi)紗線穿完，實際筘幅339.6 cm。

4.4 織造工序

竹漿纖維和石墨烯改性滌綸都是易脆斷的功能性纖維，有時在織機上看不出任何邊撐疵痕跡，經(jīng)整理后才顯現(xiàn)出來，因此要特別注意。我們使用28環(huán)橡膠邊撐裝置，該邊撐配件因無針刺，故對布面的損傷較小。該產(chǎn)品布面顏色較深，不同于傳統(tǒng)的白色坯布，織造過程中的質(zhì)量監(jiān)控是一個難題。為此我們在織機下方加裝了下光燈，增加擋車工把關(guān)布面疵點的可視度。功能性產(chǎn)品，特別是緞紋面料容易產(chǎn)生稀密路、開車印等問題，原因是操作方法不到位，沒有一次開車成功，或是抽紗后不將織口調(diào)平后再穿好儲緯器放紗開車，而是直接開車。如果有開車密路或開車印，不能用空打緯啟動，稀密路或開車印主要是停車引起的。應(yīng)對措施：斷經(jīng)停車時，鋼筘在前面，穿斷經(jīng)不允許動鋼筘，穿好后直接開車，不允許轉(zhuǎn)動車；斷緯開車時，要把主噴口多余長度的緯紗剪掉，不能漏出太長，確保一次開車成功，避免重復(fù)開車，造成布面稀密路。

我們選用ZAX-N340型噴氣織機，雙經(jīng)軸織造。上機織造工藝參數(shù)：第1頁至第7頁綜框高度依次為81 mm、80 mm、79 mm、78 mm、78 mm、85 mm、85 mm；開口量依次為80 mm、75 mm、70 mm、60 mm、110 mm、100 mm、95 mm。開口時間為290°，左右軸紗線張力1 700 N，送經(jīng)量5 mm，后梁高度50 mm，送經(jīng)時間310°。停經(jīng)架高度設(shè)為1格，停經(jīng)架前后位置設(shè)為6格，停經(jīng)架選擇第一個定位孔。車速不要太高，偏小掌握，控制在450 r/min。邊撐角度適中，主噴 時 間76°～180°，輔助主 噴 時間86°～170°［5］。上機緯密設(shè)定為428.5根/10 cm。最終該產(chǎn)品織機效率達到85.2%，車速450 r/min，8 h班產(chǎn)40.82 m。坯布下機各項物理指標(biāo)：經(jīng)密683.5根/10 cm，緯密432.5根/10 cm，經(jīng)向斷裂強力575.6 N，緯向斷裂強力350.5 N，幅寬330.1 cm，實際下機無漿干重96.9 g/m2。產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)滿足了用戶要求。

4.5 驗卷打包工序

根據(jù)該產(chǎn)品的單位面積質(zhì)量，落布長度設(shè)定為200 m。落布后送整理車間修織打包。由于竹漿纖維易脆斷，故產(chǎn)品不適合折疊打包。我們采用修織打卷一體機，仔細修織打卷。

5 結(jié)束語

在實際的產(chǎn)品開發(fā)過程中，我們通過一系列工藝優(yōu)化以及適當(dāng)?shù)脑O(shè)備技術(shù)改造，有效解決了竹漿纖維石墨烯改性滌綸混紡織物的斷經(jīng)斷緯比例較高引起的稀密路，以及織造過程布面疵點難以防范等問題，最終產(chǎn)品入庫一等品率達到99.85%。對于紡織企業(yè)來說，功能性創(chuàng)新和智能生態(tài)已成為紡織行業(yè)轉(zhuǎn)型升級的關(guān)鍵，開發(fā)的竹漿纖維石墨烯改性滌綸混紡面料以其獨特的性能，在市場上贏得了用戶的一致認可。