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《棉紡織技術(shù)》2021年1月（第49卷，總第591期）火熱發(fā)售中，歡迎訂閱。

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原文刊自：2020年4月

第48卷（總第582期）

多元素的契入，人性化的設(shè)計(jì)，復(fù)雜環(huán)境的適應(yīng)是新時(shí)代工裝面料的設(shè)計(jì)要求。目前工裝面料存在的共性問題是穿著舒適性較差、功能性單一、花式品種少。因此，開發(fā)兼具多功能性和獨(dú)特外觀性的工裝面料是未來的發(fā)展趨勢(shì)。 

我們利用功能性纖維以及天然纖維的特點(diǎn)，采用多組分短纖長絲包纏紗為經(jīng)緯紗，通過嵌織一定比例的導(dǎo)電復(fù)合紗，設(shè)計(jì)開發(fā)了一款具有防靜電、吸濕速干、抗菌等功能的工裝面料，要點(diǎn)介紹如下。

1 產(chǎn)品設(shè)計(jì)思路

1. 1 原料選擇

為生產(chǎn)具有吸濕快干、抗菌、防靜電的多功能工裝面料，在原料選擇方面充分考慮到成品的多種功能需要，選擇棉纖維、漢麻纖維、滌綸纖維進(jìn)行三組分混紡。棉纖維是天然纖維，柔軟舒適，吸濕性良好，是貼身面料的首選纖維；漢麻纖維吸濕散熱性好，且具有防紫外線、防菌抑菌、防靜電等功能，用漢麻纖維加工的產(chǎn)品具有挺括、涼爽、透氣和吸濕快干等優(yōu)點(diǎn)；滌綸短纖能提供最終產(chǎn)品的保形性和挺括性。三種原料混紡，可以充分發(fā)揮各自特點(diǎn)，豐富混紡紗的功能性。

紗線所選原料指標(biāo)。棉纖維細(xì)度 1. 61 dtex，斷 裂 伸 長 率 5. 8%，斷 裂 比 強(qiáng) 度 4. 10 cN/dtex。漢麻纖維細(xì)度 1. 55 dtex，斷裂伸長率 4. 36%，斷裂強(qiáng)度 4. 38 cN/dtex。滌綸短纖細(xì)度 1. 11 dtex，斷裂伸長率 19. 8%，斷裂強(qiáng)度 4. 64 cN/dtex。 

1. 2 紗線設(shè)計(jì)

考慮到工裝面料的耐磨性要求，紗線應(yīng)選用中粗號(hào)紗，且以股線為宜。同時(shí)為加強(qiáng)最終面料吸濕快干性能，采用三組分混紡基紗與十字形截面滌綸長絲進(jìn)行包纏，以十字形截面滌綸長絲為芯軸、混紡基紗為外包纏繞紗，使最終的包纏紗不僅具有“外柔內(nèi)剛”的特點(diǎn)且具有一定導(dǎo)濕快干性能；此外，所制備產(chǎn)品由于纖維原料染色性能的不同可以產(chǎn)生獨(dú)特的外觀花色效果。

根據(jù)最終織物所需功能性確定紗線的規(guī)格。研究表明，吸濕排汗纖維與棉混紡時(shí)，其含量大于 30% 就 具 有 涼 爽 滌 綸 面 料 應(yīng) 具 有 的 特 性。由于十字形截面滌綸長絲的存在，吸濕排汗纖維含量可觀，因此漢麻纖維的比例可稍低；同時(shí)考慮到成本及功能性需要，最終混紡基紗原料配比選定為：滌綸短纖 15%，漢麻纖維 25%，精梳棉60%。 

漢麻纖維具有防靜電功能。為進(jìn)一步增強(qiáng)織物防靜電功能，選用 2. 2 tex（20D）導(dǎo)電長絲與包纏紗并網(wǎng)形成導(dǎo)電復(fù)合紗，經(jīng)向嵌入織物［3］。紗線具體規(guī)格：混紡基紗為 JC/漢麻纖維/T 60/25/15 13. 1 tex 紗，捻度 132 捻/10 cm，Z 捻。十字形截面滌綸長絲 189 dtex/36 F。包纏紗以十字形截面滌綸長絲 189 dtex/36 F 為芯軸，JC/漢麻纖維/T 60/25/15 13. 1 tex 紗為外包纏繞紗，最終的 包 纏 紗 線 密 度 32. 3 tex，捻 度 52 捻/10 cm，S捻；包纏紗與 2. 2 tex 導(dǎo)電長絲并網(wǎng)形成的導(dǎo)電復(fù)合紗線密度 34. 5 tex。

1. 3 織物規(guī)格設(shè)計(jì)

采用嵌織的方法加入導(dǎo)電長絲。一般來說，導(dǎo)電絲間距越小，導(dǎo)電絲含量增加，織物的靜電壓逐漸減小，防靜電性能增加；但導(dǎo)電絲成本較高，需要綜合考慮織物的防靜電性能要求和成本。混紡紗中有漢麻纖維，其具有一定的防靜電功能。綜合考慮，導(dǎo)電絲間距選 2. 8 cm。

選用平紋組織進(jìn)行上機(jī)織造。一般來說，織物的經(jīng)密比緯密高，平紋織物的緯密通常少于經(jīng)密 20%~30%。本設(shè)計(jì)選用的是導(dǎo)濕快干纖維，考慮織物的導(dǎo)濕性能、組織結(jié)構(gòu)和成本，不宜選擇過高經(jīng)緯密。此外，本設(shè)計(jì)中導(dǎo)電絲間距為2. 8 cm，經(jīng)密過高會(huì)影響導(dǎo)電絲的裸露程度，阻礙其發(fā)揮作用。緯密的選定同時(shí)結(jié)合了產(chǎn)量和織物耐磨性的要求，最終選定織物經(jīng)密為 224 根/10 cm，緯密 181 根/10 cm。

綜合以上分析，確定織物經(jīng)紗為兩種，分別是 32. 3 tex 的包纏紗和 34. 5 tex 的導(dǎo)電復(fù)合紗，兩者比例為 63∶1。緯紗為 32. 3 tex 包纏紗?？椢锓鶎?163 cm。

2 生產(chǎn)工藝流程的選定

2. 1 紗線生產(chǎn)工藝流程

紗線的生產(chǎn)工藝流程：（68% 棉條+32% 漢麻纖維）經(jīng)抓棉和混開棉，與經(jīng)過抓棉和混開棉的滌綸短纖進(jìn)行混棉，再經(jīng)開棉、梳棉、兩道并條、粗紗、細(xì)紗、絡(luò)筒，最后與十字形截面滌綸長絲包纏。

為了較為精確地控制混紡比例，將漢麻纖維和棉條借助自動(dòng)稱重裝置進(jìn)行箱混后，再進(jìn)入后道工序。采用二道并條，改善成紗條干水平。充分發(fā)揮各組分原料的優(yōu)點(diǎn)，克服了單一纖維可紡性差的缺點(diǎn)，提高了漢麻纖維的可紡性和混紡紗的可織性?；旒徏喗?jīng)絡(luò)筒后與十字形截面滌綸長絲包纏，得到短纖長絲包纏紗。

2. 2 織物生產(chǎn)工藝流程 

導(dǎo)電復(fù)合紗與包纏紗顏色和質(zhì)感相似，為了便于工人在生產(chǎn)中區(qū)分，對(duì)導(dǎo)電復(fù)合紗進(jìn)行染色定形，再與包纏紗一起分批整經(jīng)、漿紗、穿經(jīng)、織造、修驗(yàn)布，最后打包入庫，完成織物生產(chǎn)。

3 關(guān)鍵生產(chǎn)工藝探討

3. 1 清梳聯(lián)工藝

選用 CFT ?1140L 型自動(dòng)混開棉機(jī)進(jìn)行開清棉，采用自動(dòng)稱重分別裝兩個(gè)箱，A 箱裝滌綸短纖維，B 箱裝 32% 漢麻纖維和 68% 扯斷精梳棉條。因漢麻纖維與棉纖維較滌綸纖維在加工過程易損傷，為保證混紡比例，將 A 箱與 B 箱的混紡比設(shè)計(jì)為 87∶13；采用“多梳多松，以梳代打，少落早落”的工藝原則；FA106 型開棉機(jī)采用梳針打手，速度 480 r/min；FA224 型梳棉機(jī)為兼顧三種纖維長度，各部位所取的隔距適中掌握，使纖維得以充 分 梳 理 。梳 棉 主 要 工 藝 參 數(shù) ：生 條 干 定 量21. 5 g/5 m ，刺 輥 速 度 650 r/min，錫 林 速 度300 r/min ，蓋 板 速 度 74 mm/min ，道 夫 速 度55 m/min，刺輥與錫林隔距 0. 18 mm，錫林與蓋板隔距 0. 32 mm、0. 30 mm、0. 28 mm、0. 28 mm、0. 30 mm，刺輥與道夫隔距 0. 13 mm。

3. 2 并、粗工藝

因漢麻纖維含短絨多，放濕快，在并條機(jī)上往往有許多短纖維被帶到膠輥上積聚于上絨板，若速度過快，不能及時(shí)被吸走，會(huì)帶到中羅拉導(dǎo)致紗疵，故并條機(jī)速度不宜過快。為保證三種纖維順利牽伸，適當(dāng)增大羅拉隔距；采取順牽伸工藝，改善頭道條子紊亂程度，提高纖維伸直度。采用 TMFD81S 型并條機(jī)兩道并條，并合數(shù)均為6 根，頭并條干定量 20. 6 g/5 m，總牽伸 6. 26 倍，后區(qū)牽伸 1. 72 倍；二并條干定量 18 g/5 m，總牽伸 6. 87 倍，后區(qū)牽伸 1. 335 倍。羅拉中心距均為48 mm×58 mm，膠輥雙錠加壓均 150 N×320 N×350 N×320 N。

為有效控制纖維運(yùn)動(dòng)，粗紗工序采取“重加壓，重定量，大捻系數(shù)”的工藝原則。選用 FA458型 粗 紗 機(jī) ，粗 紗 干 定 量 6. 0 g/10 m，總 牽 伸 6. 0倍 ，后 區(qū) 牽 伸 1. 2 倍 ，捻 系 數(shù) 122，前 羅 拉 速 度20 m/min，膠 輥 加 壓 160 N×200 N×160 N×160 N。

3. 3 細(xì)紗工藝

細(xì)紗機(jī)車速不宜過快，用較大的捻系數(shù)有利于提高成紗強(qiáng)力；漢麻纖維經(jīng)前道加工后仍有少量超長纖維，故適當(dāng)增加羅拉隔距，以便于牽伸；選用大通道鋼絲圈，以利于減小摩擦，降低斷頭，減少毛羽。選用 FA506 型細(xì)紗機(jī)，細(xì)紗干定量1. 202 g/100 m，總 牽 伸 49. 9 倍 ，后 區(qū) 牽 伸 1. 27倍，捻系數(shù) 460，前羅拉速度 226 r/min，羅拉中心距 46 mm×56 mm。

3. 4 包纏工藝 

選用花式捻線機(jī)對(duì)三組分混紡基紗和十字截面滌綸長絲進(jìn)行平行紡紗。以無捻度的滌綸長絲為芯軸，混紡短纖紗為外包紗，為防止出現(xiàn)包覆捻度不勻或較大粗節(jié)現(xiàn)象，包纏捻度不應(yīng)過大；綜合包覆紗強(qiáng)力和外觀因素，選定包纏捻度為 520 捻/m。因芯紗與外包紗均為有一定強(qiáng)力的中粗號(hào)紗，車速設(shè)置為 130 r/min，以提高生產(chǎn)效率。

3. 5 并網(wǎng)工藝

由于導(dǎo)電長絲較細(xì)，單獨(dú)生產(chǎn)易產(chǎn)生斷頭，因此需將導(dǎo)電長絲與包纏紗進(jìn)行并網(wǎng)。機(jī)器車速根據(jù)長絲網(wǎng)絡(luò)數(shù)與網(wǎng)絡(luò)牢度的要求而變化，少網(wǎng)絡(luò)數(shù)與低網(wǎng)絡(luò)牢度的長絲加工速度可適當(dāng)增大一些；多網(wǎng)絡(luò)數(shù)與高網(wǎng)絡(luò)牢度的長絲加工速度可小一些。根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，導(dǎo)電復(fù)合紗的網(wǎng)絡(luò)度一般在 110 個(gè)/m 至 120 個(gè)/m；同時(shí)，在生產(chǎn)中車速不宜過快，主要是控制合適的張力，使長絲順利連續(xù)并網(wǎng)。一般情況下，網(wǎng)絡(luò)噴嘴的氣壓越大，網(wǎng)絡(luò)點(diǎn)越容易形成，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)越好，考慮其布面風(fēng)格和導(dǎo)電長絲裸露情況，網(wǎng)絡(luò)點(diǎn)不宜過密。

3. 6 整、漿工藝

為區(qū)分導(dǎo)電復(fù)合紗與其他經(jīng)紗，特將導(dǎo)電復(fù)合紗染成藍(lán)色，整經(jīng)工序中本色經(jīng)紗較多，導(dǎo)電復(fù)合紗根數(shù)較少，排花較為簡單；為提高產(chǎn)量與效率，選用 GA124 型分批整經(jīng)機(jī)。整經(jīng)速度的選擇既要兼顧產(chǎn)量，又要追求質(zhì)量。經(jīng)紗是以滌綸長絲為芯、短纖紗為外包紗的結(jié)構(gòu)，這提供了經(jīng)紗一定的強(qiáng)力，因此整經(jīng)速度設(shè)置為 600 m/min。

經(jīng)紗強(qiáng)力較高，但外包紗存在一定的毛羽，因此漿紗工序重在被覆，選擇上薄漿以貼伏混紡紗表面毛羽?；旒徏喼械臐h麻纖維與棉纖維都具有羥基官能團(tuán)，利用這一共性，選取對(duì)羥基有較高親和性的漿料。選用部分醇解 PVA 漿料為主漿料，其黏附性好，漿膜堅(jiān)韌，同時(shí)加入適量的丙烯酸類漿料，提高漿液分紗性能，使?jié){膜完整、光滑。漿料配方：25 kg PVA?0588，3 kg 丙烯，3 kg 蠟片。

對(duì)于本設(shè)計(jì)而言，經(jīng)紗強(qiáng)力足夠，織造中的問題主要集中在表面毛羽較多，對(duì)織造開口形成不利，因此采用 4. 5% 的上漿率，以側(cè)重于對(duì)紗線毛羽被覆。漿紗主要工藝參數(shù)：選用 GA308 型漿紗機(jī)，車速 80 m/min，第一壓漿輥壓力 10 kN，第二壓漿輥壓力為 12 kN（靠烘房）和 30 kN，退繞張力 為 0. 5 kN，預(yù) 烘 錫 林 溫 度 130 ℃ ，漿 液 溫 度92 ℃，漿紗回潮率（2. 5±0. 5）%。

3. 7 織造工藝

采用 JAT810?190 型噴氣織機(jī)。為提高生產(chǎn)效率，車速設(shè)定 750 r/min；由于經(jīng)紗強(qiáng)力足夠，上機(jī) 張 力 設(shè) 定 為 2 800 N，以 開 清 梭 口 ，保 持 布 面勻整。

后梁高低決定了打緯時(shí)上下層經(jīng)紗張力的差異，主要是上層經(jīng)紗影響梭口的清晰度，采用上緊下松的不等張力梭口，后梁高度偏低選擇，可以提高上層經(jīng)紗張力，避免上層經(jīng)紗對(duì)引入緯紗的阻攔，減少緯停次數(shù)，利于提高生產(chǎn)效率。

此外，由于織機(jī)速度較快，為保證能夠順利引緯，開口時(shí)間可略遲設(shè)置，定為 300°；一方面為保證平紋織物的布面效果豐滿平整，改善因滌棉織物靜電開口不清的現(xiàn)象，另一方面減少經(jīng)紗磨損起毛，減少斷頭次數(shù)。選用 4 頁綜框，動(dòng)程分別是 42 mm、49 mm、55 mm、61 mm，設(shè)定主噴氣壓2. 2 MPa，輔 噴 氣 壓 3. 6 MPa，主 噴 時(shí) 間 70° ~140°，延長各組輔噴的噴射時(shí)間，每組輔噴噴射時(shí)間延遲 20°以上，以加強(qiáng)對(duì)緯紗的握持。

4 織物性能測試

4. 1 吸濕速干性能

根據(jù) GB/T 21655. 1—2008《紡織品 吸濕速干性的評(píng)定》，測試織物的吸濕速干性能。其中 標(biāo) 準(zhǔn) 值 為 ：吸 水 率 ≥100% ，滴 水 擴(kuò) 散 時(shí) 間≤5 s，芯吸高度≥90 mm，蒸發(fā)速率≥0. 18 g/h。

測試結(jié)果：該織物洗前吸水率 140%，洗后吸水率 136%；洗前滴水?dāng)U散時(shí)間 2. 90 s，洗后滴水?dāng)U散時(shí)間 3. 03 s；經(jīng)向芯吸高度和緯向芯吸高度分別 為 112 mm 和 115 mm；洗 前 水 分 蒸 發(fā) 率0. 42 g/h，洗后水分蒸發(fā)率 0. 30 g/h。可以看出，4 項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到了標(biāo)準(zhǔn)要求，表明織物能在較短時(shí)間內(nèi)吸收大量水分并快速蒸發(fā)，具有較好的吸濕速干性能。

4. 2 防靜電性能

GB 12014—2009《防靜電工作服》規(guī)定，用織物帶電電荷量評(píng)定面料的防靜電性能；取 5 塊樣布進(jìn)行測試，取其平均值。經(jīng)測試，該面料平均帶電電荷量為 0. 002 μC，等級(jí)為 A 級(jí)，防靜電性能優(yōu)異。

4. 3 抗菌性能

根據(jù) GB/T 20944. 3—2008《紡織品 抗菌性能的評(píng)價(jià) 第 3 部分：振蕩法》規(guī)定，對(duì)大腸桿菌的抑菌率進(jìn)行檢測。測試結(jié)果：該織物對(duì)大腸桿菌的抑菌率達(dá)到（79. 37±1. 53）%。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定對(duì)大腸桿菌的抑菌率≥70% 以上即可認(rèn)為樣品具有抗菌效果。因此，可認(rèn)定本織物有良好的抗菌性能。

5 結(jié)束語

針對(duì)當(dāng)前工裝面料功能化、多元化、高檔化、舒適化的發(fā)展趨勢(shì)，單一纖維制成面料已經(jīng)不能夠滿足工裝面料的新需求。我們將棉漢麻滌綸三組分混紡基紗與十字形截面滌綸長絲進(jìn)行包纏，并采用嵌織導(dǎo)電復(fù)合紗的方法，制備了多組分多功能工裝面料。短纖紗和長絲有機(jī)包纏，在賦予織物多種功能性的同時(shí)，改善了織物的吸濕快干性能、穿著舒適性及美觀性。在紡紗、包纏、并網(wǎng)及織造中采取了一些針對(duì)性的技術(shù)措施，保證了產(chǎn)品的順利生產(chǎn)。測試的最終成品各項(xiàng)指標(biāo)表明：開發(fā)的織物吸濕速干性能、防靜電性、抗菌性均達(dá)到了相應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)要求。因此，認(rèn)為開發(fā)的織物是一款集吸濕速干、防靜電、抗菌多種功能于一體的新型工裝面料，可以滿足當(dāng)今市場對(duì)多功能性工裝面料的需求，具有良好的市場前景和較高的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。