色紡交織環保面料的開發

張平 方佳 潘大慶 龔方斌

（1.四川嘉福紡織有限公司，四川南充，637100；2.四川省絲綢科學研究院，四川成都，610031）

傳統棉紡織企業缺乏多種原料混紡交織的功能性產品，產品技術含量與附加值不高。我公司從2015年起逐步轉型生產多纖維、多顏色、多品種、多用途的色紡紗和色織物，目前已形成規模，技術也較成熟。多種纖維混紡色紗和色織物具有科技性、環保性和獨特的色彩表達能力，符合紡織品發展潮流，具有廣闊的市場空間。我們開發的色紡經紗細度在19.5 tex～28.0 tex之間，緯紗細度在24.5 tex～58.5 tex之間。本研究以一款色織環保面料為例，介紹產品設計、生產的關鍵技術和研發體會。色織環保面料經紗為滌綸/粘膠/莫代爾75/15/10 28.0 tex環錠色紡紗，緯紗有兩種，一種為滌綸/粘膠/莫代爾75/15/10 36.5 tex轉杯色紡紗，另一種為滌綸長絲。

1 色紡紗的開發

1.1 原料選擇

采用3種有色纖維混紡紗可以實現面料三維立體混色風格和質感，規避各組分纖維自身弱點，賦予終端產品更高的附加值和更好的服用性能。黑色滌綸主要指標：平均長度38 mm，細度1.5 dtex，斷裂強度不小于4.3 cN/dtex，斷裂伸長率30%～35%。黑色粘膠主要指標：平均長度38 mm，細度1.33 dtex，斷裂強度不小于2 cN/dtex，斷裂伸長率15%～20%。莫代爾纖維主要指標：平均長度38 mm，細度1.44 dtex，斷裂強度不小于3.5 cN/dtex，斷裂伸長率20%～25%。為保證成紗質量，使生產順利進行，必要時可以加抗靜電劑進行預處理，或局部噴霧給濕。

1.2 紡紗工藝流程和工藝分析

環錠色紡紗和轉杯色紡紗工藝流程相同部分：FA002型抓棉機→FA026型多倉混棉機→FA106型豪豬式開棉機→FA156型除微塵機→FA030型凝棉器→FA046A型振動棉箱給棉機→A076E型成卷機（用部分，改簡易式清梳聯）→A186C型梳棉機→FA317A型并條機（兩道）。環錠色紡紗工藝流程接TJFA458A型粗紗機→FA506型細紗機，轉杯色紡紗工藝流程接TQF268型轉杯紡紗機（配電子清紗裝置）。

開清梳理工藝分析。針對混紡原料種類多、成分復雜、特性各異，需要合理分配清梳除雜和梳理負荷，制定相適宜的梳理工藝、混和方式、清棉流程、開清點數量及方式，確保優良的棉網清晰度和成形，盡量減少纖維損傷和棉結。梳棉從分梳元件配置和工藝設計上主要考慮對纖維充分梳理與順利轉移，在確保纖維充分梳理和棉網清晰度良好的條件下，盡量減少損傷纖維和揉搓形成棉結。主要分梳元件刺輥、道夫、蓋板均采用較低速度，并配置較大的握持梳理隔距和小棉網張力，利于降低纖維損傷和確保棉網成形良好。采用較大的錫林道夫線速比及較小的錫林至刺輥和錫林至道夫隔距，加強纖維的自由分梳和轉移，減少生條棉結［1-2］。

牽伸工藝分析。為了克服多纖維混紡摩擦產生靜電及抱合力差的問題，除了優化工藝參數外，通過在細紗浮游區加裝改進上銷式壓力棒，以增加前區附加摩擦力界，加強對浮游纖維的控制，并適當增大前膠輥前沖量，對其他相關工藝參數進行優選，盡量縮小加捻三角區，約束須條，以利于控制成紗毛羽、粗細節，提高混紡紗條干均勻度。

混色效果分析。色紡紗混色理論來源于色彩混合理論中的中性混合，它是一種色彩空間視覺混合理論，要求各組分色纖維必須做到精細均勻混和，只有各組分色纖維均勻分布，最終形成的紗、布表面才能產生色彩空間視覺混合，從而形成一種新的色彩［3］。經系統性試驗，研究分析了不同工藝條件下各類纖維在多組分混紡紗成紗過程中的轉移規律，并通過對原料品種及其相關物理指標的選擇、配置和相關工藝參數設計，較好地控制和影響某種或者某些特定纖維在紗線的徑向分布，使終端織物最大程度地呈現設計的風格特征和預期效果。

1.3 紡紗各工序生產技術要點

開清工序采用簡易式清梳聯，減輕梳棉機的梳理負荷，減少對纖維的損傷，提高梳理質量，保證生條中單纖維的良好狀態，為改善成紗條干和降低成紗棉結創造條件［4］。改造后，不僅提高了工作效率，節省用工，而且減輕擋車工勞動強度，梳棉擋車工看臺能力可以提高50%。3種纖維物理指標接近，基本不含雜，清棉采取“多包抓取，精細抓取，多松少打，均勻混和，適當降低打手速度”的工藝原則［5］。梳棉從分梳元件配置和工藝設計上主要考慮對纖維的充分梳理與順利轉移，主要工藝參數：生條定量23 g/5 m，錫林速度360 r/min，刺輥速度800 r/min，道夫速度18 r/min。

并條工序對減少色差、色結至關重要，FA317A型并條機采取二道并合。主要工藝參數：前羅拉速度310 m/min，羅拉隔距11 mm×21 mm，頭并7根，末并8根，熟條定量18 g/5 m。

粗紗工序合理配置張力，減少粗紗意外伸長，降低粗紗重量不勻率。TJFA458A型懸錠式粗紗機采用“大捻度，小張力，小伸長”的工藝原則，在滿足細紗牽伸的前提下，適當加大粗紗捻系數（比同類本色纖維增加10%～15%），前后排粗紗張力偏差控制在1.5%以內［6］。主要工藝參數：錠速770 r/min，羅拉中心距54.5 mm×64.5 mm，后區牽伸1.3倍，粗紗捻系數55，定量5.6 g/10 m。

細紗工序重點控制毛羽、飛花、重量偏差、捻度偏差及捻度不勻率。FA506型細紗機采用后區大隔距、小牽伸和前區小牽伸、小鉗口隔距，以利于纖維的平行伸直和條干均勻度的改善。合理選配鋼領、鋼絲圈等器材，加強車間溫濕度控制，減輕靜電繞花現象和減少紗線毛羽。加裝改進上銷式壓力棒，最大限度控制成紗毛羽，減少粗細節，提高成紗條干。主要工藝參數：前羅拉速度220 m/min，羅拉中心距45 mm×58 mm，鉗口隔距3.5 mm，后區牽伸1.3倍，捻系數360。滌綸/粘膠/莫代爾75/15/10 28.0 tex紗實際成紗質量：斷裂強度19 cN/tex～21 cN/tex，斷裂強力CV值11%，條 干CV值11.8%，細節1個/km，粗節12個/km，棉結36個/km。

雖然轉杯紡紗的強力比同號數的環錠紡紗低，但其具有生產效率高、用工少、能耗低、加工成本低、消化下腳料等優點，且成紗條干、毛羽、耐磨性等好于環錠紡紗，完全能夠滿足做緯紗的織造要求。轉杯紡紗機加裝電子清紗裝置后，有效清除了竹節、錯支、粗細節等紗疵，可以改善成紗質量。主要工藝參數：轉杯速度65 000 r/min，分梳速度8 000 r/min，引紗速度90 m/min，牽伸105倍，捻度690捻/m，工藝負壓5 800 Pa，排雜負壓1 300 Pa。滌綸/粘膠/莫代爾75/15/10 36.5 tex紗實際成紗質量：斷裂強度13 cN/tex～14 cN/tex，斷裂強力CV值11.5%，條干CV值12.5%，細節2個/km，粗節25個/km，棉結30個/km。

2 色織面料的研發

2.1 色織面料規格

我們設計生產出了系列輕薄類、粗厚類夏季和冬季服裝面料，織物以黑、藍、紅、灰、綠5個顏色為主，廣泛應用于各行業職業服裝。如前所述，開發的色織環保面料經紗為滌綸/粘膠/莫代爾75/15/10 28.0 tex環錠色紡紗，緯紗有兩種，一種為滌綸/粘膠/莫代爾75/15/10 36.5 tex轉杯色紡紗，另一種為T100 13.3 tex×2雙合股長絲，兩種緯紗按1∶1交替織造。織物設計經密425根/10 cm，緯密220根/10 cm，織物上機圖如圖1所示。

圖1 織物上機圖

2.2 質量要求

對開發的織物提出如下質量要求：經密偏差率-1.5%～+1.5%，緯密偏差率-1.0%～+1.0%，經緯向斷裂強力偏差率不小于-8%，幅寬偏差率-1.0%～+1.5%，色牢度不低于4級，縮水率不大于3%。對面料實物質量要求：適當減少經紗捻系數，以提高織物的柔韌和光澤；適當增加緯紗捻系數，增進紗線的剛度，以提高織物紋路清晰度；紗線條干均勻，毛羽少，棉結雜質數低，棉結越少越好；經紗排列勻整，條影輕淡，盡量減少分散性雨狀條影，特別要防止筘路、穿錯和長條影；布面勻整光潔，布邊牢固、平直、整齊，布邊寬度8 mm～10 mm，毛邊紗尾長度在3 mm～5 mm內。

2.3 織造各工序生產技術要點

絡筒工序采用SMARO-NEW型絡筒機，重點是減少紗疵、毛羽增量及強力損失，并保證筒紗成形良好。適當降低絡筒車速、張力和卷繞密度，保證筒紗成形和便于退繞，要求紗線通道光滑、無毛刺，以減少再生毛羽。絡筒車速1 300 m/min。電清參數：短粗1.8 cm×160%，長粗25 cm×50%，細節25 cm×-50%，張力值30%。

整經工序采用貝寧格ZC型分批整經機，采取“整經張力及整經車速偏小掌握”的工藝原則，減少經紗毛羽、伸長及彈性損失。總經根數6 804根（567根×12軸），整經張力預張力桿6 mm～10 mm，夾紗器張力置于A檔，張力桿時間2 s，夾紗器時間3 s，整經車速600 m/min～650 m/min。

采用GA308-200型雙漿槽漿紗機，以增強、保伸、耐磨、貼伏毛羽為主要目的，采取“高濃，低黏，高壓，小伸長”的工藝原則。漿料配方：原淀粉87.5 kg，聚酯25 kg，改性劑15 g，抗靜電劑1 kg，平滑劑0.5 kg。漿紗工藝參數：車速60 m/min～65 m/min，主壓漿力2 200 N，漿槽溫 度（90±2）℃，漿槽黏度6 s～7 s，漿槽漿液pH值6～7，后上蠟溫度80℃～85℃，后上蠟0.3%，上漿率（9.5±1）%，回潮率2%～4%，伸長率0.2%。

采用G177-180型穿經機。地組織穿法：（3、4、5、6、7、8、9、10）×2+（3、4、5、6、7）+（6、8、10），24根1個循環；邊組織左1、2，右2、1，兩邊各40根。筘號103.5齒/10 cm，均為每筘4入。停經片（規格0.3 mm）順穿1、2、3、4、5、6。

GA747Ⅱ-200型劍桿織機采取“大張力，遲開口，中后梁”的工藝原則，縮小兩層經紗張力差異，保證開口清晰。織布值車工人均看15臺～16臺車，織疵率0.4%～0.5%，織機效率90%。兩種緯紗采用兩個儲緯器1∶1織造。主要工藝參數：車速200 r/min，上機張力1 900 N，后梁高度80 mm，停經架高度140 mm，停經架前后10 mm，開口時間280°，引緯時間75°。車間溫度25℃～30℃，相對濕度65%～70%。

色織品種疵點隱蔽性好，為此我們采取驗修、分碼一體作業方式，色坯布只需鋪在放布板上，直接用叉車運到后整理工序，經過加工成品布就能入庫（銷售），省去碼布和打包程序，省工省時。色織坯布質量水平：紗疵率與織疵率總計0.5%左右，坯布一等品率99.7%以上。

3 后整理技術

后整理工藝流程：LMH003DA-200型燒毛機→LMH061-180型平幅練漂退漿聯合機→FYHD796C-200型拉幅定形機→BG541-180型卷布機。最終開發的色紡交織環保面料實物照片如圖2所示。

圖2 色紡交織環保面料實物照片

采用活化酶處理工藝退漿，采用12 g/L退漿酶-5800的新配方取代老配方（燒堿15 g/L，精煉劑9 g/L，雙氧水70 g/L）。以中低溫活化酶退漿工藝取代原高溫強堿退漿工藝，既有利節能，又因避免使用堿劑，大幅度降低化學品用量和廢水排放，并能改善廢水中污染物的生物可降解性。

后整理工序采用“坯檢→縫頭→燒毛→退漿→熱水清洗→烘干→定形→檢驗→打卷出廠”的工藝路線，色織成品面料不脫色，色牢度不低于4.5級，縮水率2.5%～3%。

對坯布毛羽多或終端產品質量要求高的品種進行燒毛處理，燒毛機車速130 m/min，火口溫度800℃～900℃，設置3個火口，2正1反。采用平幅式煮練退漿聯合機，帶履帶式蒸箱，設置2軋6洗3烘，車速50 m/min，蒸箱溫度40℃，水洗箱溫度80℃。拉伸定形機車速60 m/min，溫度180℃。

4 結語

我們以多種顏色纖維混紡色紗和有色長絲為經紗和緯紗，開發了一系列的色紡交織環保面料。通過選擇長絲顏色和號數、紗線種類、織物組織和優化各工序工藝參數，掌握了較為成熟的色紡交織環保面料的生產技術及免印染后整理技術，開發的產品克服了多組分纖維染色不均勻的缺陷，基本無污染，省去了紡織品產業鏈中最大的污染和治污成本，符合生態紡織品生產的典型特征，有利于紡織行業環境友好型生產和發展循環經濟。總之，棉紡織企業充分利用傳統紡紗和織造設備，通過采取對相關設備適應性改造及器材優選、工藝參數的合理調整和染整關鍵技術配置等技術措施，完全能夠滿足多色纖維混紡色織面料的實際生產需要，不僅可以促進棉紡織企業加快技術轉型升級，提高產品技術含量和加快產品更新，而且有利于發展綠色加工技術和循環經濟，實現經濟效益的提高。