“圣麻/聚乳酸针织天鹅绒”生产工艺的探讨

王 祥

（江苏省纺织集团有限公司，江苏南京 210012）

0 引言

圣麻纤维是以天然麻为原材料，经过一系列的物理化学处理而制成的纤维素纤维。圣麻纤维素大分子之间的氢键较少，纤维表面纵向呈不规则沟槽状，因此它既具备了麻纤维天然的抗菌、防霉、防螨等保健功能，又具有优异的的吸湿导湿和穿着舒适性能，同时经过提取纤维素之后再纺丝而制成的圣麻纤维比较天然麻又具备了良好的可纺性和染色性能；聚乳酸纤维（PLA）是一种非石油系的合成纤维。它的原料聚乳酸可以从含有碳水化合物的可再生天然植物如玉米、甜菜等发酵制取。聚乳酸纤维既有天然纤维的吸湿透气性，又具有合成纤维的高强力，融合了天然纤维和合成纤维的优异性能于一体。

上述二种纤维都是使用可再生的植物为原料，并具有生物可降解性，在整个生产过程中能耗低，且从原料到废弃物均可经微生物作用分解成二氧化碳和水，燃烧时不会散发毒气，不会造成污染，属于环保型循环材料。

1 产品的特点及主要用途

圣麻/聚乳酸针织天鹅绒是以圣麻纤维针织纱作为面组织原料，聚乳酸纤维长丝作为直接与皮肤接触的地组织原料，通过织造、剪绒、染色和定型整理而成的针织天鹅绒面料。产品具有良好的抗菌、防霉、防螨等保健功能和优异的吸湿透气穿着舒适性能以及柔软滑糯的手感、悬垂飘逸的外观风格，可以持久性地保持人体皮肤的舒适感，适宜制作高档时装、内衣及家居饰品。

2 设计产品的技术参数

2.1 原料及规格设计

为了充分地发挥圣麻纤维和聚乳酸纤维的组合优势功能，综合考虑织物的外观设计要求、实现产业化的可行性以及生产成本和经济效益，我们设计了32S圣麻针织纱和115dex/72f 聚乳酸纤维长丝分别作为织物面组织原料和地组织原料。

2.2 技术指标设计

2.2.1 织物平方米重量：160-300g/m2

2.2.2 织物有效门幅：140-200cm±2%

2.2.3 纤维含量：70%圣麻纤维/30%聚乳酸纤维

3 设计生产工艺流程（详见下图）

4 生产过程中主要的关键工艺技术

4.1 原材料的预处理方法和工艺

传统的针织天鹅绒采用织造性能稳定的纯棉针织纱作为面组织原料和强力较高且有一定弹性的涤纶DTY 作为地组织原料。而圣麻/聚乳酸针织天鹅绒则采用了圣麻纤维针织纱作为面组织原料，聚乳酸纤维长丝作为地组织原料。在织造过程中，一是圣麻纤维因强力偏低容易增加断头，形成织造疵点；二是圣麻纤维属于纤维素纤维，其稳定性较差，容易造成面料外观和规格尺寸不稳定，水洗尺寸变化率不符合技术要求；三是聚乳酸纤维则因完全没有弹性在织造过程中成圈困难，对面纱线圈的锁紧力不够，造成翻丝，影响剪绒和布面质量。为此必须通过对原料进行织造前预处理来提高纱线的可织造性能，以保证产品顺利织造和毛坯布的质量稳定。

首先，我们采用高温蒸纱来改善圣麻针织纱的稳定性和强力。高温蒸纱的过程是对纱线进行高温定型和再次匀捻的过程，经过高温汽蒸处理的纱线稳定性得到较大的改善，有效地解决了面料外观和规格尺寸不稳定的质量问题；同时也相应地增强了纤维之间的抱合力，提高了纱线的强力和强力均匀度，增强了纱线的刚性，有利于减少因瞬间强力不足造成的断纱，为织造工序的顺利生产打下较好的基础。

第二，我们采用包覆硅油蜡工艺对聚乳酸纤维长丝进行预处理，经过处理的长丝表面均匀裹覆了含有一定比例的抗静电硅油石蜡，使毛羽贴附在纱线表面，以提高了纤维表面的摩擦系数和纤维之间的抱合力。经过预处理的聚乳酸纤维长丝表面光洁，条干均匀，韧性得到增强，有利于织造过程中顺利弯曲成圈，纤维强力也得到大幅度的提高，克服了因纤维性能改变造成的的织造障碍。

4.2 织造设备的技术改造和工艺设计

4.2.1 设备改造

尽管圣麻纤维针织纱的强力经过预处理之后有所提高，但是比较纯棉针织纱的强力还是有一定的差距，而织机原有的被动喂入装置不能适应新原料的生产，在织造过程中表现出来的是断头增加，在布面上形成断纱疵点，这类疵点是不可修复的。另外，因织造断头的增多而加大了操作工的劳动强度。经观察分析，发现大多数的断头都是因为纱线在进入编织系统之前承受不了较大的动态喂入张力而发生，在机器运行的惯性作用下断头的纱尾迅速地进入到编织系统，在布面上留下了不可修复的断纱疵点。因此，减少断纱疵点的重点措施就是降低纱线在运行中所承受的动态张力。为此，我们针对织机的喂入部件进行技术改造，变被动输纱为主动输纱，即在纱线的起试运行给与了一定的输纱辅助力，大幅度地降低了纱线在运行中的动态张力，有效地减少了输纱过程中的断头。同时在保证设备正常运行车速的基础上，尽可能地调节断头自停装置的灵敏度，即使发生断纱，也能将纱尾及时的控制在进入编织系统之前，既方便操作工接头，又避免了布面断纱疵点。在此基础上，合理的设计纱线喂入张力极为重要，喂纱张力的设计原则是在保证顺利编织和布面质量的前提下尽量降低，从而可以最大限度地降低织造断头率和保护织针，有利于面纱与地纱的交互配合，提高坯布质量。

4.2.2 织造工艺设计

圣麻/聚乳酸针织天鹅绒是在单面纬编毛圈园机上进行织造的。天鹅绒织物的主要组织结构是由三维弯曲的线圈组成的，所以要求地组织原料具有一定的弹性和较高的强力，常规天鹅绒织物一般采用具备这种条件的涤纶DTY 作为地组织原料。适应了这种常规产品生产的织机设备和编织工艺在生产采用以圣麻纤维针织纱和聚乳酸纤维长丝交织的产品时表现出了严重的不适应。因此，针对原料的性能特点研究织造工艺，确保织造工序的顺利生产和稳定毛坯质量，是织造工序的关键技术。

通过反复研究和试验，我们设计了适应新原料生产的编织工艺。首先，通过调整地纱的线速来控制地纱喂入量，从而能有效地控制织物的平方米克重和纤维含量确保符合技术要求；其次，通过改变地纱成圈过程的线圈轨迹，适当加大纱线成圈的弧度和成圈后脱圈时的锁紧力，有效地控制了形成线圈的过程变化和对面纱线圈的锁紧作用，解决了布面翻丝问题；第三，设计了新的上机工艺点，适当加大压针工艺点，相应地调整编织机件的工艺点，解决了地组织线圈与面组织线圈在编织过程中的有机组合问题，使得新原料能够在传统的纬编针织圆机顺利织造。

4.3 染色流程和工艺设计

圣麻/聚乳酸针织天鹅绒的纤维成分中含有圣麻纤维和聚乳酸纤维。圣麻纤维属于再生纤维素纤维，可以采用活性染料和常温工艺进行染色；而乳酸纤维属于合成纤维，则须采用分散染料和高温工艺进行染色，两组纤维的染色原理完全不同。因此，本项目的染色关键技术是如何选用合适的染化料和设计合理的工艺，实现两组纤维染色工艺的有机结合,保证产品的染色质量和技术指标符合设计要求。

4.3.1 染色工艺路线设计

为了简化工艺流程，便于操作，降低成本，减少排污，我们采用一浴两步法染色工艺路线，第一步采用分散染料对聚乳酸纤维进行染色，第二步采用活性染料对圣麻纤维进行染色。染色工艺路线如下：

4.3.2 聚乳酸纤维的染色工艺设计

聚乳酸纤维属脂肪族聚酯，是与PET 具有乳酸霉相同疏水性的纤维，因此可采用分散染料染色。分散染料属于非离子性染料，其化学结构简单，分子量较小，易扩散到物理结构紧密的聚乳酸纤维缝隙中去。但分散染料在水中的溶解度很小，而聚乳酸纤维吸水性较低，在水中不易溶胀，在常温（100℃以下）环境中上染率低；但是在高温（130℃以上）强碱的环境中纤维易发生降解，纤维的降解损失会造成织物的强力、克重以及外观风格等一系列指标受到影响。我们选用了染色温度不超过130℃的中温分散染料对聚乳酸纤维进行染色，将染色温度控制在100—110℃之间，适当延长染色保温时间（45—50min)，在染色初始阶段采取先快后慢分段升温工艺，在染色结束过程采取匀速缓慢降温工艺。由于聚乳酸纤维的耐碱性较差，为了保证纤维不受降解损伤，整个染色过程均在弱酸条件下进行，染色后采用碱性较温和的代用碱进行还原清洗。经反复试验，确定聚乳酸纤维染色过程中的PH 值为：4.5—5.5，在此条件下进行染色加工，能够保证织物的染色质量和PH 值符合国家标准。

采用上述工艺染色，还可以减少了含有强碱的染色污水排放，降低排污处理成本；同时又降低了高温染色用的蒸汽能源消耗，有利于降耗减排和环境保护。

4.3.3 圣麻纤维的染色工艺设计

由于圣麻纤维在水中易溶胀，导致活性染料这种水溶性极好而分子极小的染料能迅速吸附于圣麻纤维，并能迅速在纤维中扩散，因此圣麻纤维具有初染率高、半染时间短的染色特性，容易形成因染色不匀造成的色花质量问题。所以，在染色的初始阶段应该尽量控制圣麻纤维的上染速度，增加染料的渗透和扩散性能，以保证面纱的染色均匀性和一致性。我们选用了含有混合型双活性基团的高反应性活性染料进行染色。这种染料在常温（60℃-70℃）状态下即可染色。在染色过程中，按工艺要求加入合适的匀染剂，可以缓解圣麻纤维的上染速率，提高染料迁移性，以获得较好的匀染效果。同时在弱碱物质的化学作用下，染料能与纤维素形成共价键而固色，有利于提高染色牢度。

5 结论

圣麻/聚乳酸针织天鹅绒是根据国际纺织品市场的发展趋势及纺织工业“十二·五”科技进步纲要而确定的研究课题。该产品是采用当前国际上最新的纺织材料而开发的集功能性和舒适性为一体的服装服饰面料。圣麻/聚乳酸针织天鹅绒的研发迎合了当今国内外消费者对纺织产品具有环保健康和穿着舒适的需求，产品市场前景广阔。产品的研制成功拓宽了针织天鹅绒的原料选用范围，延伸了新型纤维的使用领域。既推动纺织原料企业的科技创新，又为服装服饰企业提供了产品创新的契机，有力地促进了从纺织材料到服装成品的传统产业链整体创新和进步，具有较大的推广应用价值和广阔的产业化前景。