長絨棉桑皮纖維混紡段染色織面料的開發

馬 倩 王 可 王曙東 張寬長 王夢圓

（鹽城工業職業技術學院，江蘇鹽城，224005）

隨著人們生活水平的提升，消費者對紡織品的功能性和美感等要求越來越高，服裝面料的多樣化、功能化已成為發展趨勢。為適應市場需求，在充分調研的基礎上，我們以長絨棉、桑皮纖維為原料開發了一款段染色織面料，其既具有抗菌抑菌功能，又具有獨特的外觀，適合春秋襯衫。

1 原料選擇和產品設計

選用的新疆長絨棉主體長度37.5 mm，馬克隆值4.0，斷裂強度4.1 cN/dtex，斷裂伸長率5.0%，短絨率6.9%，含雜率2.4%，回潮率6.6%。桑皮纖維是對桑枝剝皮、脫膠等處理后開發的一種纖維素纖維，其不僅具有纖維素纖維吸濕透氣、手感柔軟、可生物降解等優點，而且具有麻類纖維涼爽、透氣等特性，其中含有的黃酮類、酚類等天然抗菌物質使其具有天然抗菌抑菌功能。選用的桑皮纖維線密度（2.2±0.2）dtex，長度（23.6±2.7）mm，斷裂強度（6.23±0.46）cN/dtex，斷裂伸長率（3.81±0.38）%，回潮率 9.4%，抑菌率（81.32±3.46）%。

選擇長絨棉/桑皮纖維50/50 14.6 tex 單色紗和長絨棉/桑皮纖維50/50 14.6 tex 段染色紗為經紗；長絨棉/桑皮纖維50/50 14.6 tex 單色紗、長絨棉/桑皮纖維50/50 14.6 tex 段染色紗和長絨棉/桑皮纖維50/50 27.8 tex 竹節紗為緯紗。其中，單色紗包括亮白色紗、淺藍色紗、淺灰色紗，用A、B、C 表示，段染色紗包括天藍色紗、藏青色紗，用D、E 表示；竹節紗包括淺藍色紗、淺灰色紗，用F、G 表示。經紗排列為1E16A1D222A，緯紗排列為5B5C1D+（4B3C1F3B4C1G）×16+4B3C1F1E。織物組織圖如圖1所示［1-2］。

圖1 織物組織圖

產品設計定位為春夏高檔襯衫面料。選用緯重平組織，同時結合單色紗、段染色紗和竹節紗的顏色和風格差異，合理進行經緯紗搭配，使織物表面呈現竹節效應、麻織物風格等獨特外觀。段染紗是以分段形式染色并染有兩組以上不同顏色的紗線。段染紗改變了傳統的單色染紗方式，織成的織物風格在無規律中顯示出獨特風格，在平面中凸顯出立體感，可以滿足設計與審美需要。

設 計 織 物 經 密 425 根 /10 cm ，緯 密287 根 /10 cm ，幅寬161.5 cm，總經根數6 866根。其中，亮白色紗6 736 根，天藍色段染色紗29根，藏青色段染色紗29 根，72 根與地經相同的亮白色紗為邊紗。每花240 根，全幅28 花+74 根。筘號 197 齒/10 cm，筘幅 174.4 cm，每筘2 入。布邊穿綜方法：（3、4、5、6）；布身穿綜方法：（1、3、4、5、6）×4+2+（3、4、5、6）×55+（3、4）。

2 紡紗工藝要點

先將長絨棉加工成精梳條，再與桑皮纖維預并條過三道并條后經粗紗、細紗和絡筒。桑皮纖維預處理：將FD-ZY06A 型給濕油劑、FD-ZY06B型軟化油劑、水按照1∶0.5∶5 配比制成溶液，在給棉室噴霧加濕，放置48 h 以上，使其回潮率在12%左右。桑皮纖維在開清棉采取“少打多梳，充分混和”的工藝原則，并加大開松隔距，降低各打手速度，減少纖維損傷。桑皮纖維卷設計定量為368.6 g/m，棉卷設計定量為350 g/m。桑皮纖維長短差異較大，為有效減少纖維損傷和棉結，梳棉采用緊隔距，在提高梳理效果的同時，減少纖維在兩針面之間的浮游、搓揉。適當降低刺輥、錫林、道夫速度，以利于纖維轉移，減少刺輥返花。桑皮纖維生條定量18.9 g/5 m，總落棉率7.3%。棉纖維生條定量21 g/5 m。長絨棉精梳條定量19.4 g/5 m。桑皮纖維預并條采用“輕定量，低速度，重加壓”的工藝原則，且采用稍緊的羅拉隔距，加大后區牽伸倍數，有利于提高纖維的伸直度。桑皮纖維預并條定量18.5 g/5 m。混并工序采用“慢速度，輕定量，小牽伸，小張力”工藝原則，以改善纖維結構，提高混和條纖維伸直平行度，提高條干均勻度水平。頭并、二并、三并定量分別為17.5 g/5 m、16.9 g/5 m、17 g/5 m，出條速度均為165 m/min。粗紗采用“大隔距，重加壓，適當捻度，小張力”的工藝原則，選擇偏大的捻度和卷繞密度，以提高粗紗強力，減少斷頭。粗紗定量5.2 g/10 m。細紗工序采用四羅拉集聚紡技術，遵循“重加壓，大隔距，大捻度，低速度”的工藝原則。使用高彈性低硬度膠輥，有效控制纖維運動，提高成紗的條干均勻度。絡筒工序在清除紗疵的同時減少毛羽，采用較小的絡筒張力和絡紗速度，并選用金屬槽筒［3-4］。

生產的長絨棉/桑皮纖維50/50 14.6 tex 紗質量指標：重量CV1.4%，單強CV6.0%，單紗斷裂強度15.7 cN/tex，條干CV14.3%，細節16個/km，粗節44 個/km，棉結 78 個/km，毛羽H值 4.5。為了突出最終面料的特殊紋理，以竹節紗作緯紗，要求節距小、節粗大、節長短，具體質量要求：節長3 cm～4 cm，節粗+150%，平均節距6 cm～7 cm。細紗工序采用加大鉗口隔距、后移上膠圈、加大后區牽伸倍數、降低速度、選用通道大且抗契性好的寬邊弧面鋼絲圈等措施。絡筒工序盡量控制非竹節疵點，采用“低張力，慢速度”的工藝原則。主要工藝參數：絡紗張力18 cN，速度 500 m/min，短粗節+260%×0.3 cm，長粗節+50%×5 cm，長細節-70%×7 cm［5］。

3 染色主要工藝技術

3.1 單色紗染色工序

長絨棉桑皮纖維混紡紗和竹節紗的染色包括松式絡筒、前處理、染色、皂洗、固色和柔軟整理等工序。松式絡筒采用GA014SF 型槽筒式松式絡筒機，車速1 000 r/min，卷繞密度0.38 g/cm3，筒 子 質 量 900 g/只 。 染 色 選 用DB211 型高溫高壓筒子染色劑，采用氧漂煮練酶182 和雙氧水進行前處理，除去混紡紗中雜質，并改善手感，增強白度和亮度。前處理工藝配方：1.5 g/L 螯合分散劑20p，2 g/L 四合一煮練劑TID，9 g/L 質量分數 27% 雙氧水，0.3 g/L 雙氧水穩定劑 W-320，4 g/L 氧漂煮練酶 182，1 g/L 質量分數98%醋酸，0.2 g/L 酵素除氧酶KDT。工藝流程：進水升溫至40 ℃→加1.5 g/L 螯合分散劑 20p，40 ℃處理 5 min→加 0.3 g/L 雙氧水穩定劑W-320 和9 g/L 質量分數27%雙氧水→升溫至100 ℃，處理60 min→降溫至80 ℃以下，排液→進水，升溫至80 ℃，處理15 min→排液→進水，升溫至40 ℃→加1 g/L 質量分數98%醋酸，40 ℃處理15 min→排液→進水，升溫至80 ℃，處理15 min→排液→進水，升溫至45 ℃→加入0.2 g/L 酵素除氧酶KDT，處理15 min→降溫至30 ℃→排液→待染。

活性染料具有工藝簡單、色澤鮮艷、色牢度好等優點。淺藍色紗的染色配方：0.1 %（omf）100%活性黃EF-2R，0.6%（omf）100%活性艷蘭EF-2G，1.5 g/L 螯合分散劑 20 p，1.5 g/L 棉勻染劑 L-450，80 g/L 元明粉，20 g/L 純堿。淺灰色紗的染色配方：0.21%（omf）100%活性黃EF-2R，0.32 %（omf）100% 活 性 艷 蘭 EF-2G，0.17%（omf）100% 活性紅 EF-6B，0.5 g/L 螯合分散劑20p，1.5 g/L 棉 勻 染 劑 L-450，60 g/L 元 明 粉 ，25 g/L 純堿。

工藝流程：進水升溫至30 ℃→加螯合分散劑20p，30 ℃處理5 min→加棉勻染劑 L-450，30 ℃處理15 min→加染料，30 ℃處理20 min→加40%元明粉，30 ℃處理15 min→加60%元明粉，30 ℃處理 20 min→加 20% 純堿，30 ℃處理 15 min→以1 ℃/min 升溫至 60 ℃，處理 15 min→加 40% 純堿，60 ℃處理 20 min→加 40% 純堿，60 ℃處理20 min→保溫60 ℃→對樣→排液。注意：為防止色花和層差產生，分兩次加入元明粉，分3 次加入純堿。

為充分洗除染色后筒子紗中殘留的浮色、元明粉、純堿等，并提高色牢度、改善手感，筒子還要經過水洗、醋酸中和、皂洗、固色和柔軟等后處理。后處理工藝流程：進水→升溫至30 ℃，水洗2次，每次5 min→排液→加1 g/L 質量分數98%醋酸，升溫至40 ℃，處理15 min→排液→進水，升溫至80 ℃，處理15 min→排液→進水，常溫水洗15 min→進水，加3 g/L 中性皂洗劑，升溫至98 ℃，皂洗60 min→對色→排液→進水，升溫至80 ℃，水洗15 min→排液→進水，升溫至60 ℃，處理15 min→對色→排液→進水，升溫至50 ℃，加1.2 g/L KAB 固色劑，固色30 min→對色→排液→進水，升溫至40 ℃，處理15 min→排液→進水，升溫至45 ℃，加1.5 g/L螯合分散劑20p，處理5 min→加入1.5 g/L 柔軟劑 AM-15、2.5 g/L 平滑劑PW-13，45 ℃處理15 min→對樣→排液→出缸→脫水→烘干［6］。

3.2 段染紗染色工序

目前，段染的加工方法主要是借鑒織物直接印花方式，將絞紗攤平后噴印上一段一段不同的顏色。為使段染部分顏色清晰，不滲化，需將染料配成“噴印”色漿，通過段染機械軋噴印的方式印到絞紗上，再經過汽蒸，使染料固色，然后水洗、皂洗、烘干得成品。段染常用的染料主要有涂料和活性染料。涂料段染色譜齊全，配色方便，色光穩定，不易滲化，輪廓清晰，工藝簡便，但手感偏硬，因此選用活性染料對長絨棉桑皮纖維混紡紗進行段染。在選擇活性染料時，染料不僅要具有良好的溶解度、穩定性、擴散性和固色率，而且直接性不能太高，以防止皂洗時未反應的染料和水解染料造成白色色節沾污，因此選用印花用K 型染料進行段染。該染料較傳統純棉紗線染色用KE 型活性染料反應活潑性稍低，在水洗時未反應的染料和水解染料不易沾染紗線，染色效果較好。

采用YD-5-8 型八色絞紗段染機進行段染。原糊工藝處方：5 g/L 六偏磷酸鈉，3 g/L 純堿，48 g/L 海藻酸鈉。糊化溫度65 ℃，時間3 h，pH 值7～8。天藍色紗色漿工藝處方：0.012 g/L活性黃 K-RN，3.6 g/L 活性蘭 SPR，50 g/L 尿素，15 g/L 小蘇打，200 mL 原糊。藏青色紗色漿工藝處方：4%（omf）活性藏青 K-BF，80 g/L 尿素，25 g/L 小蘇打，200 mL 原糊。工藝流程：退煮漂后的紗線→噴印段染色漿→汽蒸（105 ℃，10 min）→后處理（水洗、皂洗）→烘干（100 ℃，10 min）→成品。工藝參數：色節長度3 cm、5 cm、7 cm 交替，軋印 8 次，留底中心距 16 cm。注意：在段染過程中，軋色紗必須在20 min 內蒸紗，以減少深色泳移，且皂洗后的紗線必須充分烘干，以免造成搭色、沾色，產生疵紗［7］。

4 織造主要工藝技術

4.1 整漿工序

為保證經紗色紗排列，采用ASGA236 型整漿聯合機進行整經漿紗，筒子架的容量為640 只，整漿速度控制在45 m/min～55 m/min。全幅14絞 ，第 1 絞 為 2 花 根 數 480 根 加 36 根 邊 紗 ，寬 度12.5 cm；第 2 絞～第 13 絞每絞為 2 花根數，均 480根，寬度 11.6 cm；第 14 絞為 2 花根數 480 根加 74根加頭（1 根藏青段染色，16 根亮白色，1 根天藍段染色，56 根亮白色）加36 根邊紗，寬度14.3 cm。為確保片紗張力均勻，生產時需要集體換筒，并分區配置張力：1 排～8 排上 4 層、中 2 層、下 4 層分別為 8 g、9 g、8 g；9 排～16 排上 4 層、中 2 層、下 4 層分別為 7 g、8 g、7 g；17 排～24 排上 4 層、中 2 層、下 4 層分別為 6 g、7 g、6 g；25 排～32 排上 4 層、中2 層、下 4 層分別為 5 g、6 g、5 g。

為確保綠色環保，調漿配方選擇無PVA 的淀粉漿。漿料配方：75 kg TM8010 馬鈴薯醚化淀粉，37.5 kg 磷酸酯淀粉，25 kg ADC，4 kg 蠟片，0.35 kg 防 腐 劑 ，2 kg 抗 靜 電 劑 ，2 kg 柔 軟 劑 。 調漿工藝：定積780 L，含固率（15.5±0.5）%，供應桶溫度不小于 98 ℃，黏度（9±1）s，pH 值 7.5，使用時間3 h～4 h，覆蓋系數44.6%。采用預濕上漿，以提高漿液對紗線的浸潤能力和均勻性，使漿膜完整、均勻，并有助于貼伏毛羽。漿紗過程中以貼伏毛羽為主，并注意小張力、小伸長、兩高一低和保伸耐磨。具體工藝：漿槽溫度不大于90 ℃，并保持在85 ℃～90 ℃之間，黏度（9±1）s，壓漿輥壓力20 kN～22 kN，預烘烘筒溫度140 ℃，烘燥溫度 125 ℃，漿紗上漿率（14.5±0.5）%，回潮率（9±2）%，伸長率不大于0.8%。亮白色、天藍段染色、藏青段染色原紗平均斷裂強度12.5 cN/dtex，平均斷裂伸長率4.36%，漿紗平均強力15.8 cN/dtex，平均斷裂伸長率4.69%。

4.2 織造工序

采用GA747-180 型劍桿織機進行織造。該織機常用的開口時間為295°，但長絨棉桑皮纖維混紡段染色織面料經密大，開口過早會增大經紗之間、經紗與鋼筘之間的摩擦，紗線斷頭較大，因此推遲開口時間至315°，同時將車速降低至200 r/min，以減少經紗的張力和摩擦，減少斷頭。由于GA747 型劍桿織機的打緯角小于90°，緯紗處在上層經紗的上方被推向織口，抬高后梁高度至8.5 cm，可以減小上層經紗張力，利于鋼筘將緯紗推向松層經紗。引緯時間的調整要保證劍桿頭在筘座中央正確交接，進劍時間65°，接劍時間180°，回劍時間與開口時間幾乎一致，設為308°，可以有效避免斷緯和縮緯產生。由于織物經紗根數多，為使開口清晰，應適當加大上機張力，為此在織機送經機構兩側的張力重錘桿上，各配置一只5 kg 的張力重錘，并順時針旋轉張力彈簧手柄。為了減少大張力可能引起的經紗斷頭，應延長后部梭口的長度，將停經架移至高度4 cm、前后8 cm，以降低經紗開口瞬間和梭口滿開張力，避免斷經，并保證停經片與經紗浮接，減少生產中因張力變化造成的跳動。此外，邊撐要居中，與鋼筘前后距離1 mm～2 mm，上下距導軌片距離2 mm 左右；緯紗剪刀放在軌道片的第3 檔，距離鋼筘1 mm～2 mm；經常檢查軌道片、劍頭、劍帶等部件是否起毛、有無松動情況，并及時修整，以免毛刺掛斷經紗；擋車時要防止接頭紗混淆。采用上述工藝后，臺時經紗斷頭少于3 根，臺時緯紗斷頭在1 根以下，織機效率達87%，下機一等品率達89%。

4.3 后整理工序

為提高布面的平整度、光滑度和光澤感，除一般整理工藝外，后整理中增加燒毛處理。工藝流程：燒毛→退漿→烘干→柔軟整理→成檢。采用LMH003F 型氣體燒毛機對面料正反兩面進行燒毛，減少布面的短絨，提高布面精細程度，燒毛車速100 m/min。采用LMA280 型松式退漿煮煉機退漿，工藝配方：4 g/L 淀粉酶 BF-7658，8 g/L NaCl，1.48 g/L 滲透劑 JFC，pH 值 6.5。工藝流程：50 ℃二浸一軋，軋余率120%→60 ℃汽蒸，50 min→80 ℃一格水洗→70 ℃一格水洗→50 ℃一格水洗→二格冷水洗→軋水。注意：淀粉酶要在60 ℃左右的熱水中充分溶解化開、過濾后再加入軋槽，以防布沾污；淀粉酶在超過70 ℃時會失去活性，所以汽蒸時要嚴格控制水溫。采用MH634A-180 型三層短環烘燥機烘燥，無附加張力，車速45 m/min。采用M988 型柔軟整理機對面料進行柔軟整理，工藝配方：6.5 g/L 親水性氨基硅油AM-30 柔軟劑，1.2 g/L 醋酸；工藝流程：50 ℃一浸一軋，軋余率為80%→150 ℃烘干1.5 min。開發的長絨棉桑皮纖維混紡段染色織面料實物照片如圖2 所示。

圖2 長絨棉桑皮纖維混紡段染色織面料實物照片

5 織物性能測試

對開發的織物進行常規性能檢測，主要技術指標：織物單位面積質量113.2 g/m2，耐皂洗色牢度變色4-5 級、沾色4-5 級，耐干洗色牢度變色4-5級、沾色4-5 級，經向耐摩擦色牢度干摩4-5 級、濕摩4-5 級，緯向耐摩擦色牢度干摩4-5 級、濕摩4-5級，耐光照色牢度4 級，耐酸汗漬色牢度變色4 級、沾色4-5 級，耐堿汗漬色牢度變色4-5 級、沾色4-5級 ，耐 水 色 牢 度 變 色 4-5 級 、沾 色 4-5 級 ，pH 值6.6，無異味，未檢出鄰苯二甲酸酯、甲醛和可分解致癌芳香胺染料等有毒物質。

GB/T 2660―2017《襯衫》優等品色牢度要求：耐皂洗色（變色、沾色）不小于4 級，耐干洗（變色、沾色）不小于4-5 級，耐干、濕摩擦不小于4 級，耐光不小于4 級，耐酸、堿汗漬（變色、沾色）不小于 4 級，耐水（變色、沾色）不小于 4 級。GB 31701―2015《嬰幼兒及兒童紡織產品安全技術規范》B類要求甲醛含量不大于75 mg/kg，pH 值4.0～8.5，色牢度：耐水（變色、沾色）不小于3 級、耐酸、堿汗漬（變色、沾色）不小于3 級，耐干摩擦不小于3 級。對照可以發現，開發的織物相關性能均達到或超過上述兩個標準的要求［8-9］。

測試開發的面料對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌 的 抑 菌 率 分 別 為（67.4±3.6）% 、（62.9±4.2）%。開發的面料抗菌性能優于同規格苧麻棉混紡段染色織面料，具有良好的抗菌和抑菌性能。

6 結語

我們以桑皮纖維和長絨棉混紡紗為原料，對紡紗、織造、染色等工序中的關鍵技術進行了攻關，開發了段染色織面料。段染工序采用直接性不太高的K 型活性染料，以防止白色色節沾污；軋色紗在20 min 內蒸紗，以減少深色泳移；紗線充分烘干，以免造成搭色、沾色；采用整漿聯合方式，合理配置張力圈，保證整經片紗張力均勻；采用無PVA 淀粉預濕上漿，貼伏毛羽為主，并注意小張力、小伸長、兩高一低和保伸耐磨；織造工序適當加大上機張力，保證開口清晰；后整理工序通過燒毛、柔軟，提高了布面精細程度。測試結果表明，開發的長絨棉桑皮纖維混紡段染色織面料常規性能可以滿足GB/T 2660—2017 優等品色牢度要求和GB 31701—2015 B 類要求，其抗菌性能優于同規格苧麻棉混紡段染色織面料，可用于高檔襯衫面料。