張顯華 魏世豪 李媛媛 鄒清云 周 蓉

(河南工程學(xué)院，河南鄭州，450007)

隨著人們消費(fèi)意識(shí)及自我需求的變化，床上用品逐漸向功能性方向發(fā)展，織物的抗菌功能性可以通過(guò)兩種途徑實(shí)現(xiàn)，一種是在紡絲時(shí)加入抗菌纖維，得到的產(chǎn)品將具有長(zhǎng)時(shí)間的抗菌性能；另一種是加入抗菌劑對(duì)紡織品進(jìn)行抗菌處理。前者的抗菌性能更持久，織物風(fēng)格和手感更好[1]。人體和床上用品親密接觸最多，因此具有衛(wèi)生保健的功能性床上用品自然備受關(guān)注。

甲殼素是從殼類生物中提取的物質(zhì)，資源豐富，屬于天然高分子材料，具有大量的親水性基團(tuán)和良好的生物特性，抑菌率高達(dá)90%，能防止異味的產(chǎn)生，擁有持久的抑菌防臭效果，在功能性紡織品領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用[2]。單獨(dú)開(kāi)發(fā)純甲殼素纖維織物，其生產(chǎn)成本相對(duì)太高。目前生產(chǎn)的甲殼素纖維細(xì)度偏粗, 在強(qiáng)度方面相對(duì)偏低，其成紗強(qiáng)度受到影響，可以采用將其和棉纖維或其他纖維進(jìn)行混紡，改善紡紗性能，同時(shí)可以降低織物的生產(chǎn)成本。

1 織物風(fēng)格

本產(chǎn)品是以甲殼素纖維、棉纖維為原料，通過(guò)混紡來(lái)設(shè)計(jì)并織制床上用品織物。其外觀細(xì)膩平整，手感柔軟，色澤亮麗，具有抗菌除臭的性能，紗線顏色選擇清爽的淺色系。

2 織物規(guī)格設(shè)計(jì)

2.1 原料設(shè)計(jì)

床上用品在日常生活中與人們接觸最多，甲殼素纖維具有抗菌抑菌除臭性，且親膚性良好，能進(jìn)行生物降解，應(yīng)用廣泛，本產(chǎn)品將甲殼素纖維與棉纖維進(jìn)行混紡，提高了甲殼素纖維的可紡性，同時(shí)使織物的生產(chǎn)成本降低，可以極大地滿足消費(fèi)者對(duì)床上用品衛(wèi)生性的要求[3]。

本產(chǎn)品是棉甲殼素纖維混紡床上用品織物，采用的細(xì)絨棉線密度為1.65 dtex，成熟度系數(shù)1.7，纖維長(zhǎng)度31.6 mm，含雜率2.34%，回潮率8.4%[4]。甲殼素纖維平均長(zhǎng)度30 mm，對(duì)其進(jìn)行預(yù)處理，可以減少纖維的束絲，進(jìn)而改善纖維間的抱合力，細(xì)度1.8 dtex，回潮率12%。選用甲殼素纖維長(zhǎng)度小于棉纖維，可使其較多的分布在混紡紗線的外側(cè)，同時(shí)選擇棉/甲殼素纖維70/30是原料成本和產(chǎn)品性能的最佳比例[5]。

2.2 紗線設(shè)計(jì)

2.2.1 線密度設(shè)計(jì)

本產(chǎn)品定位于高檔的床上用品面料，在紗線密度的選擇上，以細(xì)特紗為主，紗線的線密度為14.5 tex，使織物柔軟舒適，光澤好。

2.2.2 捻度設(shè)計(jì)

本產(chǎn)品設(shè)計(jì)的織物手感柔軟，考慮緞紋織物捻度的特點(diǎn)，捻度不宜太大，但較小會(huì)影響織物的外觀和服用性能，由于甲殼素纖維的特性，其捻度選擇應(yīng)大一些，捻系數(shù)為370。為了生產(chǎn)方便，經(jīng)緯紗設(shè)計(jì)同一捻系數(shù)，實(shí)測(cè)捻度為91.28捻/10 cm。

2.2.3 捻向設(shè)計(jì)

對(duì)經(jīng)緯紗線進(jìn)行合理的捻向配合，可以使織物具有一定的外觀效應(yīng)，本設(shè)計(jì)的床上用品織物手感柔軟，織物組織為正反緞紋，呈現(xiàn)出不同的光澤效應(yīng)。選用經(jīng)紗Z捻，緯紗S捻，光澤較好。

2.3 織物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

2.3.1 織物緊度

床上用品手感柔軟舒適性好，且表面光澤要好，織物的緊度不能太大，同時(shí)由于其堅(jiān)牢度的要求，參考床上用品的織物緊度范圍，選用織物Ej為79%，Ew為50%，總緊度為89.5%[6]。

2.3.2 組織及布邊設(shè)計(jì)

本產(chǎn)品設(shè)計(jì)的是床上用品織物，組織為緞紋，質(zhì)地松軟，利用組織循環(huán)、顏色搭配，設(shè)計(jì)出方格，同時(shí)呈現(xiàn)出不同的光澤。為保證織造、染整后加工的順利進(jìn)行，并得到良好的外觀效應(yīng)，應(yīng)當(dāng)合理設(shè)計(jì)布邊，布邊要求平直，質(zhì)地緊密，與布身縮率一致，故布邊設(shè)計(jì)為四上一下經(jīng)重平組織，不僅滿足了布邊強(qiáng)度，還能保證布身美觀?？椢锝M織圖如圖1所示。

圖1 織物組織圖

2.3.3 產(chǎn)品規(guī)格

織物的匹長(zhǎng)是根據(jù)其使用方式、厚度、織機(jī)的最大卷裝容量等多種因素來(lái)選定的。匹長(zhǎng)為40 m，4聯(lián)匹，產(chǎn)品幅寬250 cm，經(jīng)密550根/10 cm，緯密355根/10 cm。

3 織造工藝

3.1 絡(luò)筒

采用GA012型雙面槽筒松式絡(luò)筒機(jī)，將原紗卷繞成一定密度、成形良好的松式筒紗，使紗線能更好地進(jìn)行染色?？紤]到甲殼素纖維強(qiáng)力和紗線毛羽的問(wèn)題，絡(luò)筒速度為400 m/min。甲殼素纖維與棉纖維混紡，甲殼素纖維的吸濕性能好，為防止染色不均勻和層差的出現(xiàn)，卷繞密度為0.37 g/cm3。甲殼素纖維吸濕性較好，對(duì)濕度比較敏感，生產(chǎn)時(shí)要對(duì)其進(jìn)行嚴(yán)格的控制，溫度一般調(diào)控在25 ℃～35 ℃以內(nèi)，相對(duì)濕度在65%左右[7-8]，不宜大于70%。

3.2 紗線染色前處理

本產(chǎn)品采用棉甲殼素纖維混紡紗線，棉是天然纖維，需要進(jìn)行染色前處理，減少染色色差。本紗線的煮練工藝，選擇燒堿用量為2 g/L。表面活性劑對(duì)紗線進(jìn)行進(jìn)一步的濕潤(rùn)，同時(shí)會(huì)使表面的蠟狀物質(zhì)和各種雜質(zhì)進(jìn)行軟化分散，同時(shí)可以避免其重新黏附，有利于試劑向纖維內(nèi)部滲透，表面活性劑為1 g/L。軟水劑能有效防止生成另外一些雜質(zhì)，用量為1 g/L[9]。

在漂白工藝中，雙氧水能破壞色素分子，濃度為4 g/L；硅酸鈉是常用的穩(wěn)定劑，穩(wěn)定作用佳，同時(shí)對(duì)pH值具有一定的緩沖作用，可以抑制雙氧水的分解，用量為3 g/L；浴比為1∶15；pH為10～11；JFC為適量。

3.3 紗線染色

由于甲殼素纖維對(duì)染料的吸附和結(jié)合能力較強(qiáng)，染色速度快于棉纖維，對(duì)棉纖維進(jìn)行陽(yáng)離子化試劑處理，使棉纖維改性而獲得正電荷，提高了混紡的勻染性[10]。

棉甲殼素纖維混紡織物經(jīng)預(yù)處理后可實(shí)現(xiàn)活性染料染色，能得到較好的染色深度和勻染性，對(duì)抗性和皂洗牢度影響較小，染色條件易控制。Na2CO3質(zhì)量濃度為10 g/L，可以調(diào)節(jié)pH，同時(shí)有固色作用。在進(jìn)行染色過(guò)程中，用食鹽作促染劑，用量為40 g/L。結(jié)合本產(chǎn)品面料風(fēng)格，紗線以淺色為宜，浴比為1∶8。甲殼素纖維對(duì)染料助劑比較敏感，食鹽、純堿要分次加入；為了減少對(duì)紗線的損傷，采用加完食鹽后緩慢升溫至80 ℃，分次等量加入堿劑，每隔10 min加入一次，以使充分勻染。

3.4 絡(luò)筒

采用Schlafhorst Autoconer338型絡(luò)筒機(jī)。該織物所用紗線線密度為14.5 tex，屬細(xì)特紗，絡(luò)筒速度應(yīng)適當(dāng)減小，但應(yīng)大于松式絡(luò)筒時(shí)的速度，絡(luò)筒速度為500 m/min。甲殼素纖維之間摩擦抱合力較小，張力應(yīng)適當(dāng)偏小，本產(chǎn)品的張力為10 cN。卷繞密度與紗線的號(hào)數(shù)有關(guān)，參考相似產(chǎn)品，卷繞密度為0.42 g/cm3。

3.5 整經(jīng)

選擇本寧格ZDA-GE型分批整經(jīng)機(jī)。本產(chǎn)品設(shè)計(jì)床上用品的紗號(hào)數(shù)細(xì)，為減少伸長(zhǎng)損失并降低斷頭，整經(jīng)工藝以“小張力，低轉(zhuǎn)速”為原則。主要參數(shù)設(shè)置：張力20 cN，張力桿隔距26 mm，整經(jīng)速度550 m/min，整經(jīng)卷繞密度0.52 g/cm3，整經(jīng)寬度272 mm。接頭方式為織布結(jié)，相對(duì)濕度65%，計(jì)算并修正整經(jīng)軸數(shù)為16個(gè)。為達(dá)到拼幅、拼花的要求，在漿紗前需要對(duì)紗線進(jìn)行劈花和排花。

3.6 漿紗

采用祖克S432型漿紗機(jī)，高壓上漿，浸透與被覆并重，使?jié){料緊緊貼伏。甲殼素纖維混紡后的紗線毛羽較多，不利于織造時(shí)開(kāi)口，容易形成織疵。紗線經(jīng)過(guò)上漿，可以有效地改善紗線表面毛羽等情況。鑒于棉甲殼素纖維混紡紗線毛羽較多、紗線強(qiáng)力不夠，其主要參數(shù)設(shè)置：上漿率14%，漿紗回潮率9%，經(jīng)紗伸長(zhǎng)率0.96%，控制車速50 m/min，溫度90 ℃。甲殼素纖維紗線耐堿不耐酸，為了減少對(duì)紗線的損傷，漿液一般為中性或者微堿性，pH值為7～8[11]。

3.7 穿經(jīng)

采用半自動(dòng)穿經(jīng)，經(jīng)停片6排，采用順穿法?；A(chǔ)組織是五枚三飛經(jīng)面緞紋和五枚三飛緯面緞紋，布邊是四上一下經(jīng)重平組織，將布邊穿入最后2頁(yè)綜，分別為11、12；布身采用順穿法來(lái)提高工作效率，穿綜情況依次為1、2、3、4、5、6、7、8、9、10。本產(chǎn)品幅寬為250 cm，筘幅為267.7 cm，選擇布邊穿筘為3入，布身為4入，公制筘號(hào)133齒/10 cm。

3.8 緯紗準(zhǔn)備

緯紗定捻采用SFVC型定捻鍋，可以在一定程度上穩(wěn)定紗線捻度。本產(chǎn)品緯紗為棉甲殼素混紡紗線，紗號(hào)較細(xì)，捻度適中。具體定捻工藝：溫度85 ℃，時(shí)間60 min，壓力9.78 kPa。

3.9 織造

為了達(dá)到織物布面柔軟光滑、色澤光亮的要求，采用ZAX9100型噴氣織機(jī)，其入緯率、生產(chǎn)效率高。甲殼素纖維紗線在織造過(guò)程中容易產(chǎn)生毛羽，易造成經(jīng)紗黏連、飛花、斷頭等，織物幅寬較寬，織造采用“早開(kāi)口，小張力，低后梁”的工藝原則，使布面平整細(xì)膩，色澤光亮。

4 后整理工藝

燒毛可以去除經(jīng)過(guò)各種摩擦后產(chǎn)生的布身細(xì)毛，使布面光潔美觀，保證質(zhì)量并提高服用性。本產(chǎn)品使用LZCM028型氣體燒毛機(jī)，采用一正一反燒毛?？椢镙p薄，由于甲殼素纖維紗線生產(chǎn)過(guò)程中毛羽很多，車速不宜太大，太小又有可能損傷此織物。主要參數(shù)設(shè)計(jì)：車速110 m/min，火焰溫度800 ℃，火焰與布面距離1.0 cm。

采用酶退漿和氧化劑退漿相結(jié)合，酶退漿具有專一性，較溫和，氧化劑輔助退漿褪去PVA漿料，退漿更徹底、充分。生物酶無(wú)危害，對(duì)環(huán)境的污染小，氧化劑亞溴酸鈉相比雙氧水對(duì)纖維的損傷更小。

拉幅將織物的幅寬拉至規(guī)定的寬度，并使它呈穩(wěn)定狀態(tài)，同時(shí)可以糾正一些緯紗問(wèn)題，使織物的外觀質(zhì)量得到改善。采用德國(guó)Moenus公司KranzeK30型熱風(fēng)拉幅機(jī)。棉甲殼素纖維混紡紗公定回潮率為10.92%，給濕率為16%，熱風(fēng)烘房溫度110 ℃，車速60 m/min，蒸汽氣壓200 kPa。

通過(guò)降低織物在使用過(guò)程中的經(jīng)向收縮來(lái)穩(wěn)定織物尺寸，一般未整理前的織物經(jīng)向縮水率約在8%～10%，經(jīng)過(guò)整理可以使其在3%左右[12]。本產(chǎn)品吸濕性較好，采用三輥筒橡膠毯式預(yù)縮機(jī)，給濕率為15%，車速為30 m/min。

5 結(jié)語(yǔ)

本產(chǎn)品選用棉/甲殼素纖維70/30 14.5 tex紗，經(jīng)紗Z捻，緯紗S捻，捻度91.28捻/10 cm；織物經(jīng)密550根/10 cm，緯密355根/10 cm，總緊度89.5%，采用緞紋及紗線顏色設(shè)計(jì)出方格組織，其性能柔軟舒適，光澤好，抑菌率達(dá)70%以上。該面料在滿足普通床上用品性能的基礎(chǔ)上，還具有抑菌抗菌、環(huán)保等特點(diǎn)，豐富了產(chǎn)品的價(jià)值，提升了消費(fèi)者的生活品質(zhì)。