持久抗菌銅改性聚酯纖維雙層織物的設(shè)計(jì)與生產(chǎn)*

馬順彬

1. 江蘇工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 南通 226007；2. 南通潤(rùn)禾紡織有限公司，江蘇 南通 226010

功能性紡織品，尤其是抗菌紡織品深受消費(fèi)者青睞。獲得抗菌紡織品的途徑比較多：采用羅布麻、竹原纖維等天然抗菌纖維獲得抗菌紡織品；采用殼聚糖纖維等再生纖維獲得抗菌紡織品；采用銀離子、銅離子等對(duì)纖維進(jìn)行改性來(lái)獲得抗菌紡織品；采用抗菌劑進(jìn)行后整理來(lái)獲得抗菌紡織品；等等。不同途徑獲得的抗菌紡織品在成本、持久性、安全性等方面各有千秋[1]。本文采用銅改性聚酯纖維為原料紡制11.8 tex紗線，設(shè)計(jì)并生產(chǎn)高經(jīng)密、持久抗菌銅改性聚酯纖維雙層織物。

1 織物設(shè)計(jì)

1.1 織物規(guī)格設(shè)計(jì)

為增加織物的抗菌性能，采用接結(jié)雙層組織生產(chǎn)持久抗菌銅改性聚酯纖維雙層織物，紗線性能如表1所示，織物規(guī)格如表2所示。

表1 紗線性能

表2 織物規(guī)格

1.2 色紗設(shè)計(jì)

用紗量見(jiàn)表3，其中A代表漂白色，B代表黃色，C代表玫紅色，D代表中藍(lán)色，E代表果綠色；80根邊紗采用雜紗，不計(jì)入經(jīng)紗用量。

表3 用紗量

(1) 經(jīng)紗排列

每花經(jīng)紗為240根，其中漂白色為182根，黃色為14根，玫紅色和中藍(lán)色分別為16根，果綠色為12根，簡(jiǎn)記為182A、 14B、 16C、 16D、 12E。全幅地經(jīng)根數(shù)7 638根，全幅32花-42根，其中漂白色為5 791根(32花-33根)，黃色為447根(32花-1根)，玫紅色和中藍(lán)色分別為508根(32花-4根)，果綠色為384根(32花)。

(2) 緯紗排列

56×(1A， 1D)， 4×(1B， 1A)， 4×(1B， 1D)， 4×(1B， 1A)， 4×(1B， 1C)， 4×(1B， 1A)， 9B， 4×(1A， 1B)， 4×(1E， 1B)， 4×(1A， 1B)， 4×(1D， 1B)， 4×(1A， 1B)， 4×(1C， 1B)， 4×(1A， 1B)， 7B。緯紗排列說(shuō)明：56×(1A， 1D)指1根漂白色緯紗，1根中藍(lán)色緯紗，交替織入56次。每花緯紗為224根，其中漂白色為84根，黃色、中藍(lán)色分別為64根，玫紅色為8根，果綠色為4根。

2 工藝設(shè)計(jì)

2.1 絡(luò)筒工藝

采用GA015型絡(luò)筒機(jī)(天津宏大紡織機(jī)械有限公司)。該機(jī)采用球面成形技術(shù)，可有效防止大頭蛛網(wǎng)紗的形成，并滿足后道工序高速退繞的要求[2-3]。由于該織物經(jīng)密較大、經(jīng)紗較細(xì)、單紗強(qiáng)力較低，絡(luò)筒工藝采用“低車速、小張力”的原則。由于銅改性聚酯纖維是化學(xué)纖維，絡(luò)筒速度應(yīng)低些，以防止毛羽過(guò)多，并保持紗線彈性，絡(luò)筒工藝參數(shù)如表3所示。為使筒子成形良好，絡(luò)筒張力設(shè)置為10 cN，卷繞密度控制在0.43 g/cm3左右。

表3 絡(luò)筒工藝參數(shù)

2.2 整經(jīng)工藝

整經(jīng)工藝以“中車速、中張力”為原則，采用GA126A型分批整經(jīng)機(jī)(江蘇射陽(yáng)華力紡織機(jī)械有限公司)。該機(jī)車速由可編程邏輯控制器控制，整經(jīng)采用恒線速度卷繞，控制精度高，整經(jīng)速度為500 m/min，筒子架容量為640只。通過(guò)調(diào)節(jié)壓輥壓力來(lái)控制卷繞密度，壓輥壓力為3 000 N，卷繞密度為0.51 g/cm3。在整經(jīng)過(guò)程要確保經(jīng)紗“張力均勻、卷繞均勻、排列均勻”，以形成內(nèi)外、左右卷繞密度均勻一致的經(jīng)軸，保證經(jīng)紗上漿順利，提高織造效率和織物質(zhì)量。要勤巡回，保持機(jī)臺(tái)、導(dǎo)紗輥、導(dǎo)紗器及地面整潔，減少飛花卷入。整經(jīng)工藝參數(shù)如表4所示。

表4 整經(jīng)工藝參數(shù)

2.3 漿紗工藝

漿紗工藝以“高濃度、低黏度、低車速、中張力、均勻卷繞、浸透兼顧被覆”為原則，采用S432型漿紗機(jī)(德國(guó)祖克公司)。漿料配方與漿紗工藝如表5所示。

表5 漿料配方與漿紗工藝

由于銅改性聚酯纖維中含有大量的酯基，根據(jù)“相似相容”原理，主漿料選用聚丙烯酸甲酯。聚丙烯酸甲酯具有“柔而不堅(jiān)”的特點(diǎn)，即其薄膜柔軟，延伸性好，強(qiáng)度和彈性較差；聚丙烯酸甲酯的分子結(jié)構(gòu)中含有酯基，對(duì)銅改性聚酯纖維具有較高的黏附力。使用PVA205MB調(diào)漿時(shí)不易起泡，而且PVA205MB的黏度低，漿液流動(dòng)性好，利于浸透；漿膜強(qiáng)度低，有利于干分絞，可降低分絞斷頭，減少毛羽產(chǎn)生。由于銅改性聚酯纖維是疏水性纖維，為減小漿液表面張力，使?jié){液能迅速、均勻地浸透經(jīng)紗內(nèi)部，可于漿料配方中加入0.4 kg的浸透劑JFC。銅改性聚酯纖維在織造過(guò)程中容易積聚靜電，使纖維互相排斥、紗身毛羽豎起、鄰紗互相糾纏，造成開(kāi)口不清和緯向停臺(tái)，降低織造效率，因此在漿液配方中應(yīng)加入適量的抗靜電劑。

對(duì)于經(jīng)紗線密度為11.8 tex的銅改性聚酯纖維紗，其彈性和斷裂伸長(zhǎng)率較大，但強(qiáng)力較低；同時(shí)織物經(jīng)密、緯密較高，織造時(shí)單位長(zhǎng)度經(jīng)紗所受的摩擦次數(shù)多，且經(jīng)紗織縮率高達(dá)25%，因此上漿率應(yīng)大些，以提高經(jīng)紗的耐磨性和抗屈曲性。上漿率控制在(5.0±0.5)%為宜。

漿槽溫度為90 ℃，供漿桶溫度為93 ℃，以使?jié){液順利浸透紗體內(nèi)部。為獲得良好的浸透和被覆效果，壓漿輥壓力的設(shè)置采用“先重后輕”的原則：第一壓漿輥壓力為12 kN，第二壓漿輥壓力為9 kN。

銅改性聚酯纖維的酯基在堿溶液中容易水解，在高溫情況下不宜使用堿性漿液，因此pH值控制在6左右。

2.4 穿綜工藝

筘號(hào)為224齒/(10 cm)，地組織每筘穿入數(shù)為2根，邊組織每筘穿入數(shù)為4根，全幅筘齒數(shù)為3 839齒，其中地組織穿3 819齒，邊組織穿20齒，穿筘幅寬為171.4 cm。綜框?yàn)?6頁(yè)，穿綜方法：30×(1#， 2#， 3#， 4#)， 5#， 6#， 11#， 12#， 9#， 10#， 3×(7#， 8#， 5#， 6#)， 15#， 16#， 13#， 14#， 3×(7#， 8#， 5#， 6#)， 11#， 12#， 9#， 10#， 3×(7#， 8#， 5#， 6#)， 15#， 16#， 13#， 14#， 3×(7#， 8#， 5#， 6#)， 11#， 12#， 9#， 10#， 3×(7#， 8#， 5#， 6#)， 15#， 16#， 13#， 14#， 3×(7#， 8#， 5#， 6#)， 11#， 12#， 9#， 10#， 3×(7#， 8#， 5#， 6#)， 15#， 16#， 13#， 14#， 7#， 8#。穿法說(shuō)明：30×(1#，2#，3#，4#)指經(jīng)紗按1#、 2#、 3#、 4#綜框順序穿入并重復(fù)穿30次。一個(gè)穿綜循環(huán)經(jīng)紗根數(shù)為240，1#、 2#綜框的綜絲根數(shù)都為1 000，3#、 4#綜框的綜絲根數(shù)都為960，5#、 6#綜框的綜絲根數(shù)都為697，7#、 8#綜框的綜絲根數(shù)都為696，9#至12#綜框的綜絲根數(shù)都為127，13#至16#綜框的綜絲根數(shù)都為126。由于組織圖很大，本文只給出紋板圖(圖1)。

圖1 紋板圖

2.5 織造工藝

織造工藝以“低車速、早開(kāi)口、大張力”為原則，采用OMNIPLUS型噴氣織機(jī)(必佳樂(lè)公司)。織機(jī)車速為550 r/min，由于本機(jī)配置的是多臂開(kāi)口機(jī)構(gòu)，且經(jīng)密較高，梭口不易開(kāi)清，將開(kāi)口時(shí)間設(shè)置為290°，開(kāi)口角為28°， 1#至16#綜框動(dòng)程依次為61.0、 67.0、 73.0、 79.0、 85.0、 91.0、 97.0、 103.0、 109.0、 115.0、 121.0、 127.0、 133.0、 139.0、 145.0、 151.0 mm[4-5]，參考線與綜平線之間的角度為-0.5°， 1#至4#綜框高度為131.0 mm， 5#至9#綜框高度為130.5 mm， 10#至13#綜框高度為130.0 mm， 14#至16#綜框高度為129.5 mm。停經(jīng)架高低位置刻度為2，停經(jīng)架前后位置刻度為1，后梁高度刻度為+2，后梁前后刻度為3。由于該織物打緯阻力大，后梁羅拉選擇第2個(gè)高度位置，為開(kāi)清梭口，將上機(jī)張力設(shè)置為2 300 N。主噴嘴共5只，主噴嘴氣壓設(shè)置為0.27 MPa，第1組至第10組輔助噴嘴氣壓設(shè)置為0.32 MPa，第11組輔助噴嘴氣壓設(shè)置為0.34 MPa，每個(gè)輔噴閥控制兩只輔助噴嘴，以確保引緯順暢。主噴嘴啟閉時(shí)間為70°～180°，第1組至第11組輔助噴嘴的啟閉時(shí)間依次為70°～120°、 90°～140°、 110°～160°、 140°～180°、 160°～200°、 180°～220°、 200°～240°、 220°～260°、 240°～280°、 260°～300°、 280°～320°。經(jīng)過(guò)設(shè)置織造工藝參數(shù)，織機(jī)的生產(chǎn)效率達(dá)到95.3%，織物下機(jī)一等品率達(dá)到97.0%。

3 織物性能測(cè)試與結(jié)果

3.1 測(cè)試方法

采用YG461E型織物透氣量?jī)x(溫州際高檢測(cè)儀器有限公司)按GB/T 5453—1997《紡織品 織物透氣性的測(cè)定》測(cè)試織物的透氣率，試樣面積為20 cm2，壓降為100 Pa[6]。采用YG216織物透濕量?jī)x(泉州市美邦儀器有限公司)按GB/T 12704.1—2009《紡織品 織物透濕性試驗(yàn)方法 第1部分：吸濕法》測(cè)試織物的透濕率，試樣直徑為70 mm。根據(jù)GB/T 20944.2—2007《紡織品 抗菌性能的評(píng)價(jià) 第2部分：吸收法》測(cè)試織物的抗菌率。采用YG522ATaber耐磨試驗(yàn)機(jī)(浙江三工匠儀器有限公司)測(cè)試織物的耐磨性能，加壓重錘質(zhì)量為250 g，砂輪型號(hào)為A-280。

3.2 測(cè)試結(jié)果

經(jīng)測(cè)試，該織物透氣率為713 mm/s；透濕率為5 920 g/(m2·d)；抑菌率為84.7%，洗滌50次后，抗菌效果無(wú)變化；質(zhì)量損失率為0.17%。

4 結(jié)論

持久抗菌銅改性聚酯纖維雙層織物經(jīng)密高，紗線線密度低，生產(chǎn)難度大。絡(luò)筒工藝采用“低車速、小張力”的原則，可防止毛羽過(guò)多并保持紗線彈性，確保筒子成形良好。整經(jīng)工藝采用“中車速、中張力”的原則，通過(guò)調(diào)節(jié)壓輥壓力控制卷繞密度，在整經(jīng)過(guò)程中確保經(jīng)紗“張力均勻、卷繞均勻、排列均勻”，以形成內(nèi)外、左右卷繞密度均勻一致的經(jīng)軸，保證經(jīng)紗上漿順利，提高織造效率和織物質(zhì)量。漿紗工藝采用“高濃度、低黏度、低車速、中張力、均勻卷繞、浸透兼顧被覆”的原則，提高經(jīng)紗的可織造性?？椩旃に囈浴暗蛙囁佟⒃玳_(kāi)口、大張力”為原則，合理設(shè)計(jì)開(kāi)口時(shí)間、上機(jī)張力等工藝參數(shù)，提高織造效率。采用以上措施后，可生產(chǎn)抗菌效果良好的銅改性聚酯纖維雙層織物，織機(jī)生產(chǎn)效率達(dá)到95.3%，下機(jī)一等品率達(dá)到97.0%，經(jīng)測(cè)試，該織物的質(zhì)量損失率為0.17%，透氣率為713 mm/s，透濕率為5 920 g/(m2·d)，抑菌率為84.7%，洗滌50次后，抗菌效果無(wú)變化。