輕量保暖吸濕發熱內衣面料開發

吳裕兵,莊 燕

(東麗纖維研究所(中國)有限公司,江蘇 南通226000)

由于針織面料的自然回彈性和優異柔軟觸感,經常被用于內衣面料。秋冬內衣面料考慮到穿著性,對保溫性的要求越來越高。而輕量保暖是指輕克重面料也能賦予人體與重克重面料同等的保溫性,可以滿足現代年輕人運動自如的需求,是目前織物熱濕舒適性研究的一個方向[1]。通過使用比重輕的纖維、中空纖維或膨體纖維設計成有厚實感、蓬松感的組織,得到比常規保暖面料克重輕15%～30%且厚度和保溫性同等程度的面料。

吸濕發熱是指纖維的親水基團與水分子結合吸收人體散發的水分,從而水分子的動能降低,轉換為熱能釋放出來。一般回潮率高的羊毛纖維、莫代爾、天絲等纖維素纖維的吸濕發熱性好,而面料里層含有吸濕發熱性好的纖維時可以加快人體水分的散發,提高穿著過程中的干爽舒適性。

1 設計思路

為了達到輕量的目的,選擇具有膨體效果的膨體腈綸混紗線用于面料里層,纖維素纖維混紡紗和錦綸長絲交織于面料表層。

為了獲得高保暖性,需要面料中盡可能地含有靜態空氣和導熱系數低的纖維。織物組織越蓬松,厚實感越好,在沒有空氣對流的情況下熱阻越大,保暖性也越好。為此選擇錦綸氨綸包芯絲用于面料中間層,設計成變化羅紋組織,適當調長編織線長來提高面料中的空隙率。另外,對里層膨體腈綸混紗線進行針布起毛整理得到長密絨毛層。

為了得到較好的吸濕發熱性,應盡可能地提高面料中纖維素纖維的含量。因此,面料里層和表層均配置有纖維素纖維,充分吸收肌膚散發出來的水分和內衣外部環境中的水分,獲得吸濕發熱性,提高穿著舒適性。

2 原料選擇

美雅碧是日本三菱麗陽公司生產的一種超細腈綸纖維,手感優于棉纖維且更柔軟,具有良好的洗滌形態穩定性、優越的保溫性和易護理[2]。膨體纖維是腈綸纖維在加熱情況下通過拉伸再冷卻制成的高收縮纖維。為了防止在穿著過程中由于摩擦在面料表里層產生起球現象,使用抗起球抗靜電的雙抗美雅碧膨體腈綸纖維。拜耳腈綸也叫德絨,是干法紡絲制得的雙T型截面狗骨異型纖維,擁有凹槽可以保留更多的靜止空氣從而達到保暖效果。在膨體纖維中混入一定量的拜耳固體腈綸后,在染色后整理過程中膨體纖維充分收縮導致固體腈綸形成卷曲或環圈而鼓起,在紗線表面呈現更多的長弧狀纖維,使紗線結構變得膨松、直徑變得粗大,有利于起毛整理時形成長密的絨毛。另外,為了吸收肌膚表面散發出來的水分,在膨體纖維中也混入了一定量的高吸濕性黏膠纖維。

棉纖維中的纖維素纖維含量約94%,吸濕率高達8%～10%。為了更好地吸收外部環境中的水分,賦予面料更優的柔軟手感,在棉纖維中混入了一定量的高吸濕性黏膠纖維。同時為了防止穿著過程中毛球的產生,適當提高棉黏膠混紡紗的紗線捻度,且使用抗起毛起球性優的賽絡緊密紡工藝進行生產。另外,為了得到緊致的表面風格和輕克重的面料,使用錦綸長絲和棉黏膠混紡紗進行交織。

錦綸氨綸包芯絲是一種氨綸為芯、錦綸長絲外包的新型結構紗線,特點是膨松豐滿、強力高,可用于彈性織物,用于面料中空層,對面料的表層和里層進行連接。在染色后整理過程中錦綸氨綸包芯絲充分收縮,在表里紗的線圈擠壓下促使其向表里層伸展,提高中間層的厚度,從而增加整體面料的厚實感。

2.1 紗線選擇

表紗①:118 dtex棉50%黏膠50%賽絡緊密紡(Z捻向);

表紗②:44 dtex/36 F全消光錦綸(S捻向);

中間紗:44 dtex/36 F半消光錦綸(S捻向)+22 dtex氨綸包芯絲。

里紗:60 NM美雅碧膨體腈綸40%拜耳固體腈綸30%黏膠纖維30%賽絡紡(Z捻向)。

2.2 紗線物性測試結果

紗線捻度按照GB/T 2543.2-2001《紡織品 紡線捻度的測定》第2部分退捻加捻法進行測試。

紗線斷裂強伸度按照GB/T 3916-2013《紡織品卷裝紗 單根紗線斷裂強力和斷裂伸長率的測定(CRE法)》A法進行測試。

條干不勻率(短纖)按照GB/T 3292.1-2008《紡織品紗線條干不勻試驗方法》第1部分:電容法進行測試。

毛羽按照FZ/T 01086-2000《紡織品 紗線毛羽測定方法投影計數法》進行測試。

長絲網絡度按照FZ/T 50001-2016《合成纖維 長絲網絡度試驗方法》進行測試。

干收是取10 m長的紗線在180℃烘干條件下處理30 min,取出后施加0.1 g/10/9 dtex力測試紗線的收縮程度。

沸收是取10 m長的紗線在98℃沸水條件下處理30 min,取出后施加0.1 g/10/9 dtex力測試紗線的收縮程度。

4種紗線按照以上方法進行測試,結果見表1。

表1 紗線測試結果

3 編織工藝

考慮到保暖性,需要設計成有厚實膨松感的三層組織。為此,利用錦綸氨綸包芯絲在中間層上下連接面料的表層和里層,得到可包含靜止空氣的三層組織。另外,為了滿足內衣面料的高拉伸性,選擇變化羅紋組織進行編織。

3.1 設備參數

機器 臺灣國鋒羅紋編織機;

機號 20針/25.4 mm;

筒徑 34英寸(863.6 mm);

路數 72路;

總針數 2 160針。

3.2 織針排列

織機采用羅紋對位,針盤2級針按ABAB排列,針筒2級針按BABA排列。

3.3 編織圖

織物編織圖如圖1所示,第1 F和第4 F路上針盤全部浮線,下針筒全部成圈;第2 F和第5 F路上針盤全部成圈,下針筒全部浮線;第3 F和第6 F路上針盤和下針筒全部集圈。

圖1 織物編織圖

3.4 穿紗方式

面料的第1 F和第4 F路喂入腈綸黏膠混紡紗,第2 F喂入棉黏膠混紡紗,第3 F和第6 F路喂入錦綸氨綸包芯絲,第5 F喂入錦綸長絲。

3.5 編織線長

表紗①:118 dtex棉50%黏膠50%賽絡緊密紡(Z捻向) 570 mm/100 W;

表紗②:44 dtex/36 F全消光錦綸(S捻向) 570 mm/100 W;

中間紗:44 dtex/36 F半消光錦綸(S捻向)+22 dtex氨綸包芯絲 320 mm/100 W;

里紗:60 NM美雅碧膨體腈綸40%拜耳固體腈綸30%黏膠纖維30%賽絡紡(Z捻向) 570 mm/100 W。

3.6 編織注意事項

(1)60 NM美雅碧膨體腈綸40%拜耳固體腈綸30%黏膠纖維30%的沸收比普通紗線要大,因此編織時線長相應進行調長。

(2)中間連接的錦綸氨綸包芯絲的編織張力不可過大,可控制在3～5 c N,過大后牽伸倍率變大,會增加克重,且降低面料的拉伸性。

(3)面料起毛整理后,厚度增加卷取后體積會變大。因此,匹重以14～16 kg為宜,過重不易包裝,且會影響絨感。

3.7 坯布參數

克重 180 g/m2;

幅寬 182 c m;

橫密 27縱行/2.54 c m;

縱密 43橫列/2.54 c m。

4 染色、起毛及后整理工藝

4.1 工藝流程

生產工藝流程為:配缸→活性染色→二回水洗→陽離子、酸性一浴染色→陽離子染水洗→活性染固色處理→酸中和→柔軟處理→脫水→烘干→針布起毛→酸性染固色處理→柔軟處理→熱定型→驗布→打卷。

4.2 生產設備

恒天立信液流染色機ECO-8-D2 T;

廣東恩平離心脫水機HSB-1500;

恒天立信烘干機BSD32S6;

臺灣乙光針布起毛機RA2-2000 MM;

立信門富士拉幅定型機MONTEX6500。

4.3 前處理工藝

浴比 1∶10

滲透劑 0.5 g/L

去油劑 0.5 g/L

溫度 80℃

時間 20 min

4.4 染色工藝

浴比 1∶10

活性染色:

活性染料x%

元明粉 60 g/L

純堿 20 g/L

活性勻染劑 0.1%

溫度 60℃

時間 30 min

活性染水洗處理:

冰醋酸 1.2 g/L

皂滌劑 0.6 g/L

分散劑 1 g/L

溫度 第一回70℃,第二回50℃

時間 第一回20 min,第二回10 min

陽離子、酸性一浴染色:

陽離子染料x%

酸性染料y%

冰醋酸 1.5 g/L

醋酸鈉 0.5 g/L

元明粉 3 g/L

沉淀防止劑 1.4 g/L

溫度 95℃

時間 45 min

陽離子染水洗:

皂洗劑 1.5%

分散劑 1 g/L

溫度 50℃

時間 20 min

活性染固色處理:

固色劑 1%

分散劑 1 g/L

溫度 50℃

時間 20 min

酸中和柔軟處理:

檸檬酸 0.25 g/L

親水柔軟劑 2%

溫度 40℃

時間 20 min

4.5 烘干工藝

溫度 140℃

時間 15 min。

4.6 起毛工藝

起毛車速100 r/min;彎針速度1 010 r/min;直針速度994 r/min;前導布速度16 r/min;主導布速度21 r/min;加工回數1回。

4.7 柔軟處理及熱定型工藝

柔軟處理:親水柔軟劑20 g/L;酸性染料固色劑1%。

成品定型條件:溫度140℃;車速20 m/min;幅寬175 c m;超喂40%。

5 面料參數及測試結果

5.1 面料參數

克重 210 g/m2;

幅寬 175 c m;

橫密 29縱行/2.54 c m;

縱密 46橫列/2.54 c m。

5.2 抗起毛球性

按照JIS L1076《織物及編物起毛起球測試方法》A法(ICI轉箱法)測得面料表面的起毛起球為3.5級(無毛球脫落),里面的起毛起球為2.5級(無毛球脫落)。

5.3 保溫性

經JIS L1930《纖維制品的家庭洗滌試驗方法》中C4 M法洗滌1回并吊干干燥處理后,按照KES保溫性測試方法,在溫度20℃、濕度65%RH環境中,ΔT=10℃條件下,測得保溫率為30.6%,符合30%以上的管理基準。

5.4 吸濕發熱性

在溫度20℃、濕度40%RH環境中,調溫調濕12 h后,按照ISO 18782《吸濕發熱性試驗方法》測得3 min內最高升溫值為3.2℃,符合2.8℃以上的管理基準。

5.5 抗靜電性

經JIS L0217《纖維制品使用相關表示記號及標示方法》中103法洗滌5回并吊干干燥處理后,按照JIS T8118《靜電氣帶電防止作業服》試驗法測得腈綸添附布0.16μC/著,尼龍添附布0.30μC/著,符合0.6μC/著以下的管理基準。

5.6 伸長率

按照JIS L1096《一般織物試驗方法》中定速伸長法(A法)進行測試,得到橫向伸長率為198%,15%拉伸時的應力為0.20 N。

5.7 物性

在厚度儀上測得厚度為1.43 mm。

按照JIS L1096《一般織物試驗方法》測得破裂強度為280 k Pa。

經JIS L1930《纖維制品的家庭洗滌試驗方法》中C4 M法洗滌1回,并轉筒烘干處理后測得尺寸變化率為橫向-3.0%,縱向-7.0%,扭行為1.7%。

6 結語

采用膨體腈綸黏膠混紡紗、錦綸氨綸包芯絲、棉黏膠混紡紗和錦綸長絲4種紗線編織成變化羅紋組織,并對里層膨體腈綸黏膠混紡紗進行針布起毛整理,得到210 g/m2輕克重針織面料,保溫性達到30%以上,吸濕發熱值達到2.8℃以上,且手感柔軟、橫向拉伸性好、穿著舒適,可用于冬季保暖內衣產品。