多组分纤维交织抗菌大提花面料生产实践_陈贵翠.pdf

第 51 卷 第 8 期2023 年 8 月Cotton Textile Technology多组分纤维交织抗菌大提花面料生产实践陈贵翠1,2 张立峰1,2 易世雄2,3 丁晨1,2（1.盐城工业职业技术学院，江苏盐城，224000；2.江苏省生物质功能纺织纤维开发与应用工程研究中心，江苏盐城，224000；3.西南大学，重庆，400715）摘要：为生产抗菌舒适的功能性大提花织物，采用机织大提花工艺，运用复合斜纹组织，选取氧化锌纤维/竹浆纤维/艾草纤维混纺纱为经纱，竹浆纤维/冰氧吧纤维混纺纱为纬纱，以竹子为图案，设计织物生产各工序主要工艺参数进行织制。结果表明：采用的生产工艺保证了产品的质量和生产效率，生产的大提花面料符合国家相关标准规定的一等品要求。认为多组分纤维交织大提花面料有抗菌效果，技术含量高，具有较好的市场推广价值。关键词：氧化锌纤维；竹浆纤维；大提花面料；织造；生产实践；抗菌性；艾草纤维；冰氧吧纤维中图分类号：TS115 文献标志码：B 文章编号：1000-7415（2023）08-0055-05Production practice of multi-component fiber interwoven antibacterial large jacquard fabricCHEN Guicui1,2 ZHANG Lifeng1,2 YI Shixiong2,3 DING Chen1,2（1.Yancheng Polytechnic College，Yancheng，224000，China；2.Jiangsu Province Engineering Research Center of Biomass Functional Textile Fiber Development and Application，Yancheng，224000，China；3.Southwest University，Chongqing，400715，China）Abstract In order to produce antibacterial and comfortable functional large jacquard fabric，weaving large jacquard technology was used，composite twill structure was used，Zinc oxide fiber/bamboo fiber/wormwood fiber blended yarn was selected as warp，bamboo fiber/ice oxygen bar fiber blended yarn was selected as weft.The main technological parameters of each process in fabric production were designed for weaving with bamboo as the pattern.The results showed that the production process could ensure quality and efficiency of the product，and the large jacquard fabric could meet the requirements of first class products stipulated by the relevant national standards.Multi-component fiber interwoven large jacquard fabric had antibacterial effect and high technical content，which was considered to have better market promotion value.Key Words zinc oxide fiber，bamboo fiber，large jacquard fabric，weaving，production practice，antibacterial property，wormwood fiber，ice oxygen bar fiber大提花织物在纺织品中的附加值相对较高，且需求量大。抗菌环保功能面料制作的纺织品不仅能为人们提供舒适的生活品质，而且响应了生态环保的主题，市场前景广阔。在进行广泛市场调研的基础上，根据抗菌环保功能面料的特性，选取织造家纺面料所需的经纱为氧化锌纤维/竹浆纤维/艾草纤维混纺纱，纬纱为竹浆纤维/冰氧吧纤维混纺纱，采用机织色织大提花工艺，运用复合斜纹组织，以竹子为图案，设计合理的组织结构，进行上机织造，并对其面料进行相应的性能测试，基金项目：江苏省高等职业教育高水平专业群建设项目-现代纺织技术专业群（苏教职函 2020 31 号）；江苏省高校国际化人才培养品牌专业建设项目-现代纺织技术（苏教外函 2022 8号）；江苏省阻燃纤维及功能性纺织品关键技术创新平台（2022JMRH-003）；江苏高校中青年学术带头人培养对象（苏教师函 2020 42号）；中国纺织工业联合会科技指导性项目；盐城工业职业技术学院博士科研启动项目/盐城工业职业技术学院博士基金项目（ygy2203/ygy2101）/盐 城 工 业 职 业 技 术 学 院 开 放 课 题(YGKF202011)作者简介：陈贵翠(1982)，女，副教授；张立峰，通信作者，副研究员，收稿日期：2023-04-30】【55第 51 卷 第 8 期2023 年 8 月Cotton Textile Technology成功开发出抑菌抗菌、具有凉感的大提花交织面料。1 原料简介艾草是一种药用植物，可自然降解，具有抑菌、除臭、驱蚊等功能，在纺织领域也有应用13。艾草纤维是通过纺丝液中加入艾草粉、分散剂、溶剂混合纺丝而得。纤维回潮率为 12.76%，吸湿导湿性好，具有抑菌、手感柔软、可生物降解、无污染等优点4。纳米氧化锌原料来源丰富、价格低廉，具有稳定性高、耐热性好、生物毒性低，良好的抗菌活性和生物相容性，不易引起细菌耐药性等优势，纤维回潮率为 10.4%，是一种具有前景的抗菌材料5。氧化锌纤维是以莱赛尔为基材加入氧化锌微胶囊制成，微胶囊在纤维使用过程中因磨损而破裂，从而发挥氧化锌的抗菌作用6。竹浆纤维具有良好的物理机械性能、抗菌性能、防紫外线性能、环保性能等，纤维回潮率为12%。在竹浆纤维的加工过程中，采用竹浆粕变性生产工艺，将传统的硫酸盐法制浆技术和苛性钠法制浆技术进行结合，成功地保持了竹浆纤维的抗菌抑菌性能7。冰氧吧纤维是一种凉爽保健型的改性聚酯纤维，运用萃取和纳米技术，使玉石和其他矿物质材料达到亚纳米级水平8，经由混炼技术加入纤维中，纤维回潮率为 0.4%。冰氧吧纤维的载体是普通 PET 纤维，玉石及金属氧化物只占 1%，这些无机添加物只是镶嵌在 PET纤维中，并未与 PET分子发生任何键结或化学反应9。2 产品规格及大提花纹样设计提花图案造型是通过组织显现的，花形筛选依据国内外市场，兼顾实用价值与艺术价值。组织主要在于平时的积累与创新，同种花形如果铺上不同的组织，使织物表面的肌理和质感会有所差异，因而也会影响到图案设计特点与风格。此面料花形以竹子为主，明暗层次清晰，以复合斜纹组织为主。2.1产品规格设计织物幅宽 269.3 cm；织物组织为复合斜纹组织大提花；经纱为氧化锌纤维/竹浆纤维/艾草纤维 40/40/20 26.8 tex2，纬纱为竹浆纤维/冰氧吧纤维 70/30 26.8 tex2；经密 287.4 根/10 cm，纬密 181.1根/10 cm。2.2大提花纹样设计采 用 BONNAS 电 子 提 花 龙 头，纹 针 数 为5 376针，花形纹针数为 5 040针。产品纬纱只有 1种，为了提高生产效率，采用两梭。3 生产工艺流程及生产工艺设计纱线纤维间的抱合度会影响织机效率，竹浆纤维间抱合度差，在经纱受到外力拉伸、摩擦时纤维易滑脱，造成断头高。竹浆纤维纱线并捻不好，织造会造成开口不清，相互纠缠，导致断头率增加，因此，竹浆纤维面料生产过程中必须采用合理的工艺措施。3.1工艺流程生产工艺流程：津田驹 TWNE 型整经机日本津田驹 HS20II型浆纱机日本津田驹 KB3型并轴机穿结经苏美特 Silver340 型织机整理成包3.2生产工艺设计3.2.1整经工序生产之前要做好导辊、钢筘、静电消除器的卫生清洁工作。设计的竹浆纤维面料，根据整经方法的适用范围采用分批整经。竹浆纤维混纺纱伸长后，弹性回复性会变差，且织造时要求以较小的上机张力就能开清梭口10。在整经过程中，整片经纱的张力要保持均匀一致，可保证氧化锌纤维的微胶囊结构不被破坏，保持纱线的弹性。整经工艺在保证经轴表面平整、经轴硬度适中的情况下，尽量采用“中车速，小张力，低伸长，保弹性”的工艺原则，以减少整经过程中的意外牵伸和强力损耗。每个纱线通道要光洁平滑，以减少摩擦，防止纱线起毛断头。织物总经根数为 7 740根，边纱 64根，分 13个轴 整 经，其 中 12 个 轴 头 份 595 根，1 个 轴 头 份600 根。整 经 速 度 600 m/min，经 轴 盘 片 直 径800 mm，经轴轴档 2 400 mm，筒子架及容量（锭）为大 V型筒子架（630），经轴轴芯直径 294 mm，适用盘头 900 mm，压辊压力 3 500 N。3.2.2浆纱工序经纱规格为氧化锌纤维/竹浆纤维/艾草纤维26.8 tex2 混纺纱，属于再生纤维素纤维，可参】【56第 51 卷 第 8 期2023 年 8 月Cotton Textile Technology照粘胶纤维的上浆工艺。生产中由于竹浆纤维纱强力、弹性均比棉差，且伸长大、湿强低，所以要求浆液既要有良好的渗透能力又能很好地被覆贴伏毛羽。尽量采用“小张力，低温度，低黏度，渗透被覆并重，低车速，中压力，保伸长”的上浆工艺原则11，以形成柔韧浆膜增加经纱强力，减少意外伸长。再生纤维素纤维，浆料配方以淀粉为主，为增加浆膜强力，用少量 PVA1799做辅助浆料。浆料配方为磷酸酯淀粉 80 kg，PVA1799 15 kg，Y33C消泡剂 4 kg，抗静电剂 1 kg。上浆率在 8%左右，主压浆力大于15 kN，卷绕张力2 100 N，退 绕 张 力2 100 N，浆槽温度 88，浆纱车速为 45 m/min，浆纱回潮率控制在 10%，浆纱伸长率小于 2%。浆纱并轴数 13 个，织轴幅宽 279 cm，织轴落轴后要及时上机织造，如果不能及时上机，要包好放到规定区域，以防竹浆纤维吸湿或放湿，不利于后道织造。3.2.3穿结经工序采用人工穿经和结经机结经相结合，结经时采用自紧结，自紧结比织布结更牢，而且愈拉愈紧。为了减少自动结经机在双经疵点和挑纱动作失误，在挑纱针前面装有张力装置，在挑纱针作用以前，张力器先对经纱增加一定的附加张力，并使纱排列均匀，以利于准确挑纱；结经前要理顺丝线，夹持配备夹要夹紧，减少因结经产生的并绞头。3.2.4织造工序采用苏美特 Silver340 型织机，提花装造为BONNAS 5 376 针电子提花龙头，进行花形的输入。生产过程要注意车间温湿度的控制，若相对湿度过大，纤维强力降低，经纱断头增多；若相对湿度过小，车间干燥，纱线经过停经片、综丝、钢筘摩擦易起毛，且纱线间易缠绕，影响开口清晰度。根据生产的实际情况，将车间的相对湿度控制为65%68%，温度控制在 22 25，织机效率和布面质量都较稳定。竹浆纤维织造时，适当增大织造开口量，采取中低后梁和较大的上机张力，保证开口清晰12。尽量采用“中张力，高后梁，强打纬，分纱均匀，早开口，提高梭口清晰度”的工艺原则。织造生产前保证导轨通道及导钩、剑头的光洁，以防生产过程刮毛经纱造成断头。织造工艺参数为后梁高度（刻度值）+2，后梁前后（刻度值）3 孔，开口时间 320，进剑时间65，接剑时间 180，上机张力 1 650 N。上机筘幅278.2 cm，经纱织缩率 9.7%。织造生产时为减少绞头，在停经架与后梁之间的纱片中放一根绞棒，用橡胶边撑外 3齿环。织造过程中，经纱断头率 15次/十万纬，纬纱断头率 1.6次/十万纬，平均效率 86%，平均车速 250 r/min。3.3各工序工艺技术措施3.3.1整经过程中遇到的问题及解决措施当断头绕进滚筒长度很少时，可通过慢速倒车找到断头接好，如断头绕进滚筒很多时，可以按下“断头记忆功能”处理，倒轴时机器会自动在此位置停下，方便寻找断头，这样操作张力变化小，可以保证织轴质量。整经过程中张力不匀是一个严重的质量问题，在后道工序中会产生断头、布面会产生经柳等严重疵点。张力需要逐步检测，遇到不匀要查找原因及时调整，以保证卷取部分张力均匀。首先检查退绕部分张力，筒子架处张力环、张力片、弧度角等各区张力是否按要求设置，如果筒子大小不一，筒子较大的张力相对较大，防止纱线在退绕时脱离丝道，从而产生挂纱；检查是否有绞头或丝道不顺畅，避免产生紧丝。3.3.2浆纱过程中遇到的问题及解决措施张力不匀是浆纱工序容易产生的问题，生产中，要经常眼看手摸轴边，及时调节经轴张力，特别要注意偏后的经轴上片纱是否松弛；观察导纱辊水平状况和伸缩筘位置是否正常；注意织轴盘边高低情况，尽量保证经轴退绕和织轴卷绕张力均匀。再生纤维素纤维纱线浆纱时更容易伸长，生产过程中要严格控制伸长率，伸长率过大会导致纱线强力下降，织造过程中断头率提高，甚至导致织造困难，因此在浆纱生产过程根据浆纱机的设备状况和干湿区断头情况合理调整各区域伸长，总伸长率控制在 2%以下。3.3.3织造过程中遇到的问题及解决措施无梭织机能在显示屏上显示经（纬）断头根数、十万纬经停、纬停和织机效率，但对断头原因没有分析，不能指导生产，因此必须进行测定。记录纬纱的纱批号、生产厂家、测定时的车速、效率，便于向前道追溯。测量机上布幅时用钢卷尺对各机台布辊布幅进行测量，测量从左侧布边最外侧开始至右侧布边最外侧，不含两侧毛边的长度，量完后记录车间的温湿度。3.4面料风格氧化锌纤维/竹浆纤维/艾草纤维交织凉感抗】【57第 51 卷 第 8 期2023 年 8 月Cotton Textile Technology菌大提花面料除具有环保、抗菌、除臭特点外，还具有吸湿透气、接触凉感、防紫外线、花形简约、美观舒适等特点。因此，可以用做盖毯、凉席等家用纺织品面料。大提花面料如图 1所示。4 面料性能测试与分析测 试 温 度 为（202），相 对 湿 度 为（652）%。4.1面料的性能测试采用标准 GB 18401-2010 国家纺织产品基本安全技术规范 测定面料的甲醛含量、pH 值、可分解致癌芳香胺染料含量、色牢度、异味。根据GB/T 3923.1-2013 纺织品 织物拉伸性能 第 1部分：断裂强力和断裂伸长率的测定 测试织物的拉 伸 性 能，测 试 隔 距 200 mm，拉 伸 速 度100 mm/min。参照标准 GBT 20944.32008纺织品 抗菌性能的评价 第 3 部分：振荡法，以振荡法测定面料的抗菌、抑菌性能，所用菌种为革兰氏阴性菌（大肠杆菌），纱线的抗菌性能以其抑菌率和抑菌活性值来表征13，使用 SX700型高压灭菌器、HSP250 型恒温恒湿培养箱、GBT15D型无菌操作箱等仪器。4.2面料的检测结果分析面料的主要检测结果见表 1，所有单项评定均合格。氧化锌纤维/竹浆纤维/艾草纤维交织凉感抗菌大提花面料经检测，所检项目符合 GB 184012010国 家 纺 织 产 品 基 本 安 全 技 术 规 范及GB/T 227962021 床上用品 标准规定的一等品要求。面料对大肠杆菌的抑菌率在 98.98%以上，根据美国材料试验标准 ASTM E 21492001动态接触条件下抗菌剂抗菌活性测定 和日本工业标准 JIS L 1902 纺织制品抗菌活性和效率的测试 规定，用抑菌率表示试验结果时，抑菌率不小于 98%时，判定待检样品具有抗菌性。同时，根据抑菌值公式可知，竹浆纤维面料对大肠杆菌的抑菌活性值为 4.70，根据纺织品抗菌标准规定，如果抑菌活性值在 2.0以上，该纺织品就具有抗菌效果。因此证明生产的提花交织面料具有明显的抗菌效果。5 结语通过氧化锌纤维/竹浆纤维/艾草纤维交织凉感抗菌大提花面料的生产实践及对面料的性能测试，得出的结论如下。（1）各道工序人员实践操作水平和操作规范要求较高。（2）织造车间温湿度的控制：温度为 22 25，相对湿度为 65%68%。（3）整经工序采用“中车速，小张力，低伸长，保弹性”的工艺原则，浆纱工序采用“小张力，低温度，低黏度，渗透被覆并重，低车速，中压力，保伸图 1大提花面料表 1面料主要检测指标结果检验项目技术要求实测数据检验项目技术要求实测数据可分解致癌芳香胺染料/（mg kg-1）禁止未检出pH值4.08.06.4甲醛含量/（mg kg-1）75未检出异味无无耐皂洗色牢度/级原样变色3445耐碱汗渍色牢度/级原样变色3445沾色3445沾色3445耐水色牢度/级原样变色3445耐摩擦色牢度/级干摩4 45沾色3445湿摩3445耐酸汗渍色牢度/级原样变色3445断裂强力/N经向250 645沾色3445纬向250 500】【58第 51 卷 第 8 期2023 年 8 月Cotton Textile Technology长”的上浆工艺原则，织造工序采用“中张力，高后梁，强打纬，分纱均匀，早开口，提高梭口清晰度”的工艺原则，从而确保生产效率和产品质量。开发的面料保留了冰氧吧纤维和竹浆纤维凉爽舒适的性能，具有柔滑凉感、抑菌抗菌、绿色环保、天然保健、舒适美观等特性，面料时尚，技术含量高，具有广阔的市场前景。参考文献：1蔡永东.艾草黏胶纤维/棉混纺牛津纺色织格子布的 设 计 与 生 产J.上 海 纺 织 科 技，2021，49（6）：52-542孙丽娟，封严.艾草在纺织领域的应用研究现状 J.产业用纺织品，2021，39（1）：16-193王丽莎，冯爱芬.艾草改性竹浆纤维的形态结构及其性能研究 J.毛纺科技，2020，48（1）：22-264王静，王秀君，宋科新，等.艾草/莫代尔/Aircell混纺针 织 纱 的 开 发J.上 海 纺 织 科 技，2022，50（5）：38-405方瑜.基于纳米铜/氧化锌复合物的抗菌纤维制备及性能研究 D.杭州：浙江理工大学，2022.6李佳蔚，张远莉，李梦恬，等.氧化锌纤维/莫代尔混纺抗菌纱的开发 J.上海纺织科技，2019，47（1）：44-477马顺彬.竹棉交织大提花家纺织物的开发 J.浙江纺织服装职业技术学院学报，2008，23（1）：21-238赵瑞芝，汪吉艮.四组分混纺针织纱的开发实践 J.棉纺织技术，2015，43（4）：49-529侯小伟.赛络纺冰氧吧纤维粘胶双丝包芯纱的生产J.棉纺织技术，2017，45（1）：49-5110 马顺彬，姜淑媛，马昀.细特高密竹纤维大提花家纺织物的开发 J.现代纺织技术，2010，18（1）：38-4111 赵博.竹纤维与 Modal纤维混纺双层提花格织物的开发J.现代丝绸科学与技术，2011，26（1）：18-19，2712 孙红玉，闫英山，夏燕茂，等.天竹纤维大提花面料的开发 J.印染，2018，44（15）：23-25，3113 陈贵翠，赵磊，张立峰.甲壳素纤维三组分抗菌混纺纱的开发 J.棉纺织技术，2016，44（2）：36-38托盘自动络筒机防错支装置的应用效果针对设备在运行中无法有效对管纱颜色进行识别造成错支的问题，对托盘自动络筒机设备进行自动化改造，加装自主研发的管纱颜色识别系统如图 1所示。管纱在经过 CBF 输送带进入颜色识别装置后，首先由光电检测感应到是否有管纱进入，管纱在光电处停留 0.5 s1.0 s，此时颜色识别传感器感应到管纱进入，对进入的管纱顶部进行识别，感应是否与之前输入的正确颜色光谱一致。一致时，则认为该管纱为正确管纱，信号传导至识别装置 PLC，PLC 不做停止运行的指令，设备继续运行；不一致时，传感器将识别信号传输至系统PLC，PLC 发出停止运行指令，同时点亮系统报警灯提醒，值车工将错支管拔出并按下 CBF 复位按钮后消除报警，重新启动按钮继续生产。在加装小管颜色识别装置后错支发生的概率降低 75%，同时，设备生产效率提升约 0.9%左右，投诉降低，客户认可度提升。在后续使用中对颜色识别系统持续进行改进，原本的装置内并无反射光电检测装置用于检测管纱的有无，但管纱在传送过程中要根据单锭用棉情况来决定，没有规律并且存在晃动，由于传感器探头检测小管顶部，这些因素势必会造成传感器采集数据产生误差，造成误报警，因此在检测探头下安装了 1个光电检测装置，来检测是否存在纱管，并且程序内增设延时控制，通过不断优化程序，提高了检测装置的灵敏度，从而消除了装置误报警的情况。德州学院 刘 伟平原恒丰纺织科技有限公司 苏爱东 姜明文图 1纱管颜色识别系统1-颜色识别装置；2-识别系统控制显示器；3-识别系统报警灯；4-托盘自动络筒 CBF系统；5-管纱。革新改造】【59