石墨烯大提花梭織面料的開發

廖啟標，嚴以登，周衛東

(江蘇悅達紡織集團有限公司，江蘇 鹽城224055)

石墨烯改性再生纖維素纖維是以植物秸稈玉米芯纖維素為原料，提取出生物質石墨烯，并與再生纖維素纖維進行復合，采用“基團配位組裝法”生態制備而成，是一種多功能的新型纖維材料。由于石墨烯改性再生纖維素纖維主要以天然纖維素為原料，可紡性好，能夠滿足純紡要求，同時可與棉、麻、絲、毛等天然纖維混紡，也可與滌綸、腈綸等纖維搭配混紡，制備出不同規格的紗線和面料。所制得的面料光潔柔軟、手感滑爽、透氣性好，既保留了纖維素纖維的基本性能，又充分體現了石墨烯的獨特性能。由該纖維加工而成的紡織品，具有綠色、環保、保暖、健康、抗菌等多種功能特性，在服飾和家用床品等產品上深受歡迎。

1 原料選配

石墨烯改性再生纖維素纖維的規格參數為：

纖維細度1.26 dtex，纖維長度38 mm，斷裂強度2.95 c N/dtex，斷裂伸長率11.82%，回潮率9.74%，倍長纖維率0，質量比電阻5.8×108Ω·g/c m2。

根據對纖維性能以及緊密紡紗面料外觀效果的分析，利用纖維性能之間的優勢互補，提高織物服用性能，最終優選精梳棉緊密紡紗9.8 tex作經紗使用，生物質石墨烯紗11.8 tex作緯紗使用，開發了秋冬季床品面料。

2 紗線開發

石墨烯改性再生纖維素纖維作為一種新型的功能性纖維，將石墨烯與普通再生纖維素纖維有效結合，既體現了石墨烯的功能性，又發揮了再生纖維素纖維的天然性。根據石墨烯改性再生纖維素纖維的特點，在各工序合理配置了工藝參數。

2.1 紡紗工藝流程

生物質石墨烯紗生產工藝流程：

A002型圓盤抓棉機→A035B型混開棉機→FA106 A型梳針打手開棉機→CFA177型清梳聯喂棉箱→FA203型梳棉機→FA306并條機→HSR1000型并條機→TJFA457 A型粗紗機→DT M129緊密紡型細紗機→絡筒機。

2.2 工藝技術

2.2.1 開清工序

貫徹“多松、少打、勤抓少抓”的工藝原則。工藝參數：抓棉小車打手伸出肋條為-2 mm，抓棉小車采取16 m/min較高的行走速度，小車下降動程2 mm/次，小車的運轉率控制在98%以上。

2.2.2 梳棉工序

采用柔和梳理減輕對纖維的損傷。有關工藝參數：生條定量20 g/5 m，錫林速度300 r/min，刺輥速度650 r/min，蓋板速度77 mm/min，出條速度100 m/min。

2.2.3 并條工序

隔距偏大控制，采用“輕定量、重加壓、大隔距、小牽伸”的工藝。頭并總牽伸小于并合數，采用較大的后區牽伸倍數，有利于消除纖維前彎鉤;末并后區牽伸掌握在1.2～1.3倍，以便于集中牽伸改善條干。

2.2.4 粗紗工序

采用“大隔距、大捻度、小牽伸、重定量”，配合中長上下銷。工藝參數：定量4.8 g/10 m，總牽伸7.5倍，后區牽伸1.17倍，羅拉中心距67 mm×72 mm，粗紗捻度3.3捻/10 c m，捻系數85。

2.2.5 細紗工序

優選合理的鋼領、鋼絲圈，配合大隔距和小后區牽伸的工藝特點。工藝參數：羅拉中心距59 mm×70 mm，后區牽伸1.14倍，總牽伸41倍，鉗口隔距塊2.5 mm，錠速14 000 r/min。

3 面料開發

3.1 面料設計

3.1.1 花型

花型設計屬于寫實紋樣設計。以花卉為題材，借助經紗黑白混紡色紡紗和緯紗黑灰色生物質石墨烯紗線給面料營造了低調、安靜的氛圍，生物質石墨烯纖維和棉纖維的光澤和飄逸給面料添加了奢華的時尚氣息，用色織大提花技術淋漓盡致地表達了設計師的創意。

3.1.2 規格

為了突出顯現層次感和柔軟質感，經紗采用精梳棉緊密紡紗9.8 tex，緯紗采用生物質石墨烯紗線11.8 tex，經大提花組織設計形成布面的條影紋理，同時保證面料柔軟舒適的手感和良好的抗起毛起球性能。根據設計經驗，此紋樣的規格確定為：269 c m JCF 9.8 tex×R石墨烯11.8tex 681根/10 c m×512根/10 c m大提花。

3.1.3 紋織設計

根據花型風格及面料規格，設計合理的基礎組織，我們以5、10枚緞作為基礎組織進行組織的設計，最終組合形成被認可的色彩效果。由于采用了復合組織設計方法，花型的細節可以充分體現出來，層次過渡也平滑。

經過意匠設置、樣卡設計等流程，通過紋織CAD系統形成紋版。

3.2 織造工藝

織造生產工藝流程：

棉布規格與技術條件。

織物組織：大提花;幅寬：269 c m;總經根數為：18 152根;其中：邊紗根數64×2根;經紗號數：9.7 tex;經紗顏色：黑白混紡;緯紗顏色：黑灰色;緯紗號數：11.81 tex;經紗密度：674根/10 c m;緯紗密度：511.5根/10 c m;經向緊度：77.2%;緯向緊度：65%;總緊度：92.0%。

4 后整理工藝技術

4.1 退漿工藝

在織造前，經紗需要上漿處理，使紗中的纖維粘著抱合起來，并在紗線表面形成一層薄膜，以便于織造。退漿是前處理的基礎，可以去除坯布上大部分的漿料，以利于煮練等后序加工，退漿時也去除了部分天然的雜質。該面料在織造過程中所使用的淀粉漿料，可以用淀粉酶退漿方法去除。

退漿酶液配方：

BF-7658淀粉酶/g·L-12

滲透劑JFC/g·L-12

Na Cl/g·L-14～5

溫度 室溫

p H值 6.5～7.0

浴比 1∶50

工藝流程：

浸軋酶液(二浸二軋，帶液率70%)→保溫堆置(室溫，30 min)→熱水洗(60～85℃)→冷水洗→烘干。

4.2 煮練工藝

在熱堿的作用下，淀粉會發生劇烈的溶脹，溶解度提高，然后用熱水洗去。部分天然雜質經過堿作用也會發生部分分解和去除。煮練結束后，要經過充分的水洗，防止漿料等重新沾污坯布表面。

煮練工藝配方：

Na OH/g·L-125

Na2SO3/g·L-13

滲透劑JFC/g·L-12

水玻璃/g·L-13

煮練溫度/℃ 100

浴比 1∶30

煮練時間/h 3

水洗溫度/℃ 85～95

4.3 機械預縮整理

面料在后整理過程中，其經向受到較多的機械拉伸，遇水后會發生一定程度的收縮，俗稱縮水。為克服上述缺點，可經過預縮整理，使面料長度縮短，達到預縮的目的。

采用新型的松式預縮機進行預縮整理，濕坯布在低張力下進入并以可調節的超喂量喂入篩網傳送帶上，連續可變可調節的熱風循環，一般超喂率7%可使烘干后的坯布獲得可控的收縮率要求，進一步提升面料的手感。車速控制在50 m/min左右。

4.4 成品檢驗打卷

按照國家標準檢驗檢測，成品打卷。

5 技術難點

5.1 緯紗斷頭

織造過程中，作為緯紗的黏膠基生物質石墨烯紗斷頭率較高，主要原因是黏膠基纖維強力較低。解決方法一方面采用賽絡緊密紡紡紗形式，可提高紗的強力，改善條干水平，減少毛羽;另一方面，通過調整織機開口高度，適當減小各噴嘴張力亦可減少斷緯較多的問題。

5.2 雜質去除

石墨烯大提花面料采用緊密紗線織造，因是有色紗線，后道無需染色，僅需通過退漿工藝去除坯布上大部分的漿料，便于煮練等后序加工，在退漿過程中部分天然雜質也得以去除。該退漿工藝作用條件緩和，不會損傷纖維素纖維，并且效率較高。由于淀粉酶對坯布上的淀粉完全分解需要一定的時間，保溫堆置可以使酶對淀粉進行充分水解;淀粉漿料經過淀粉酶水解后，仍然粘附在坯布上，需要經過水洗才能去除完全。

6 結語

石墨烯大提花面料屬于一種高檔功能性家紡面料，色彩效果的設計與把握、生產技術難度均較大。通過優化生物質石墨烯紗及棉纖維緊密紡紗的工藝選擇，以及合理的花型設計獲得布面色彩朦朧、立體感強、手感柔軟舒適的時尚效果。經相關檢測機構檢測，經向斷裂強力540 N，緯向斷裂強力380 N，色牢度、摩擦牢度達到4-5級，縮水率經向-3.2%，緯向-1.9%，抗起毛起球達到3級，遠紅外法向發射率88%，溫升1.5℃，金黃色葡萄球菌抗菌率96%，大腸桿菌抗菌率94%，白色念珠菌抗菌率82%，面料符合GB 18401-2010《國家紡織產品基本安全技術規范》B類及GB/T 22796-2009《被、被套》標準規定的一等品要求，同時也達到了遠紅外和抗菌的要求，達到了設計的技術指標和功能指標要求，是一款不錯的經典時尚功能性家紡面料，市場前景很好。