腈纶基吸湿发热单面绒面料的设计与生产

瞿建新，马顺彬，龚蕴玉

(江苏工程职业技术学院，江苏南通 226007)

提升面料的保暖功能主要有2个途径，一是采取多种工艺措施，阻止热量的流失，二是使用发热纤维[1－3]。前者通过阻止肌体热量的流失达到保暖的目的，是被动保暖措施，也是一种传统的保暖方法；后者通过面料主动提供热量，达到御寒的目的[4－6]。开发腈纶基吸湿发热面料，将2种保暖方法融合在一起，通过选用吸湿发热纤维及工艺优化，达到织物兼具轻薄和保暖性能优良的效果。

1 产品设计

1.1 原料的选用

棉纤维是一种常用的纤维素纤维，亲肤性能好，有优良的舒适性，选用棉纱做经纱。

纬纱为发热腈纶/铜氨纤维混纺纱，这种发热纱线是由60%的超细旦抗起球发热腈纶纤维和40%的铜氨纤维混纺而成。

纬纱中的腈纶纤维为吸湿发热纤维，与普通纤维相比较，有4个特殊的功能:①吸湿发热功能，指在化学纤维的纺丝液中混入特殊的吸湿发热材料，这些发热材料，能够吸收外界的部分湿气，并转化成热量。②保暖功能，能有效地阻止热量的流失和外面寒气的入侵[7－9]。③透湿功能，当肌体产生汗水时，吸湿发热纤维能迅速吸收肌体产生的湿气，并传输至面料的表层，保持肌体的干爽。透湿功能是通过改变纤维的截面形状实现的，发热腈纶纤维的截面为不规则多边形，纤维表面有微孔和沟槽，微孔使纤维具有良好的芯吸功能，表面的沟槽便于将纤维吸收的水份传输到面料的外层。④不易起毛起球，普通腈纶纤维容易起毛起球，影响面料的外观和使用寿命。吸湿发热腈纶为超细旦纤维，截面为不规则多边形，纤维表面粗糙，纺成纱线后，纤维间抱合力大，不易起毛起球[10]。

铜氨纤维是以棉花中的棉籽绒作为原料加工成的纤维素纤维，吸湿性、柔软性好，亲肤性能佳，与超细旦抗起球腈纶纤维混纺交织，能兼顾面料的保暖功能和舒适性能。

1.2 工艺优化

吸湿发热保暖面料的保暖性能，主要通过吸收外界的湿气转化成热量来获得较好的保暖效果，通过工艺优化，可以进一步提升面料的保暖性能[11]。

1.2.1 增加织物厚度

织物的保暖途径之一是阻止热量的流失。在其他指标不变的情况下，面料的保暖效果与面料厚度成正比，因此选用较粗的经纬纱线织造吸湿发热面料[12]。

1.2.2 面料起绒处理

贴身一面的面料经过起绒整理，更加柔软、贴身程度更好。起绒面料使肌体与面料间不容易产生流动空气，热量不容易流失，故保暖效果更好。同时，面料经起绒整理后厚度有所增加，面料中含有的静止空气量增加，这种静止空气形成了阻止热量流失的隔热层。

1.2.3 织物的组织

吸湿保暖内衣面料贴身、柔软，因此面料中经纬纱线的交织次数不能太多。交织次数过多，面料坚挺，贴身效果不好，容易使皮肤与面料间形成流动空气，影响保暖效果。本文选用2/2右斜纹作为织物的基础组织。

1.3 面料的特点

面料成分对面料的性能有较大影响。吸湿发热纱线的价格比较高，超细旦抗起球腈纶纤维还容易产生静电，因此设计面料时，不能全部使用吸湿发热纱线。经纱选用28 tex棉纱，纬纱选用发热纱线，一方面降低了成本，另一方面减少了静电的产生。

面料的舒适性能比较优越，面料中含有44%的棉纤维，22%的铜氨纤维，34%的腈纶纤维。棉纤维和铜氨纤维亲肤性能较好，超细旦抗起球腈纶纤维手感非常柔软，由于面料中有回潮率较高的铜氨纤维和棉纤维，因此该面料不容易产生静电，性能舒适，实现了多组分纤维在性能上的优势互补。

1.4 面料织造

1.4.1 面料规格

以线密度为28 tex的棉纱为经纱，以单纱线密度为15.5 tex 2合股的腈纶/铜氨纤维(60/40)发热混纺纱为纬纱，设计开发腈纶基吸湿发热单面绒面料。成品幅宽146 cm，经向密度276根/(10 cm)，纬向密度256根/(10 cm)。

1.4.2 色经的排列

经纱颜色有6种:A浅灰色，B藏蓝色，C品蓝色，D中蓝色，E大红色，F漂白色。色经排列顺序为:2(5A，5C)，13A，2(5D，5A)，13D，2(5A，5D)，13A，2(5C，5A)，20B，5C，5A，5C，5B，10C，5E，5C，5F，5C，5E，10C，5B，5C，5A，5C，20B。

1.4.3 色纬排列

纬纱颜色有6种:a浅蓝灰，b藏蓝色，c品蓝色，d中蓝色，e大红色，f漂白色。色纬排列顺序为:2(5a，5c)，12a，2(5d，5a，)，13d，2(5a，5d)，12a，2(5c，5a)，21b，5c，5a，5c，5b，9c，5e，5c，5f，5c，5e，9c，5b，5c，5a，5c，21b。

1.4.4 上机工艺

坯布幅宽158 cm，坯布经密255根/(10 cm)，坯布纬密245根/(10 cm)，织物组织为2/2右斜纹，筘号为122齿/(10 cm)，上机筘幅为164.9 cm。全幅织物中，A纱1 254根，B纱800根，C纱1 130根，D纱552根，E纱160根，F纱80根。另有边纱48根，边纱使用杂纱，全幅总经根数为4 024根。

2 生产要点

2.1 络 筒

选用GA014MD型络筒机(天津宏大纺织机械有限公司)络筒。纬纱为单纱线密度为15.5 tex的2合股吸湿发热纱线，纱线中含有60%的超细旦抗起球腈纶纤维、40%的铜氨纤维，生产中超细旦抗起球腈纶纤维容易产生静电，铜氨纤维柔软性好耐磨性差，因此络筒速度不宜过高，络筒速度设定为575 m/min，络筒张力垫圈质量为13 g。

2.2 整 经

选用贝宁格ZDA型整经机(贝宁格纺织机械有限公司)进行整经，整经速度设定为690 m/min。不进行附加张力的设置，集体换筒。

整经配轴:A纱1 254根，整成 2轴，配轴为627×2；C 纱 1 130 根，整成 2轴，配轴为 565×2；D纱553根，单独成轴；B纱800根，E纱160根，F纱80根，边纱48根，共计1 088根，整成2轴，配轴为544×2，整经时色经排列为:杂边 12根，地经(25B，5E，5F，5E，25B)×16，杂边 12 根。

2.3 浆 纱

选用GA308型浆纱机(郑州纺织机械股份有限公司)进行浆纱，经纱为棉纱，根据相似相溶的原理，浆料配方为变性淀粉100%，相对黏度为10～11 s。浆纱速度为52 m/min，总经根数只有4 024根，纱线间的间距较大，黏连比较少，分绞阻力小，可以选用较高的浆纱速度。上浆率9%，经纱比较粗，单纱强力高，上浆时以被覆为主，目的是使毛羽伏贴，可以选用较低的上浆率。夏季浆纱回潮率控制在7.0%～7.5%之间，冬季浆纱回潮率控制在7.5%～8.0%之间。上浆时不需要考虑浸透，使用中温上浆，浆槽温度控制在80～85℃。

2.4 穿 经

边纱穿1～2页综，地组织3～6页综，顺穿，合计穿994个循环。

2.5 织 造

使用了6种颜色的纬纱，选用GA747剑杆织机(无锡第四纺织机械有限公司)织制，织机速度为196 r/min。

开口时间设定为 295°[11－12]，经纱根数比较少，梭口容易清晰，织物组织为斜纹，不宜使用早开口。

设定后梁高度为100 mm，织物组织为斜纹，纬纱容易被打紧，为使纹路清晰，宜使用低后梁。

车间温湿度控制:纬纱为腈纶基的发热纱线，生产过程中容易产生静电，车间温湿度偏大控制，温度控制在24～30℃，相对湿度控制在70%～75%之间。

2.6 后整理

腈纶基吸湿发热单面绒面料的后整理主要包括酶退浆、拉幅定形、起绒整理。

2.6.1 酶退浆

在前道加工过程中，经纱进行了上浆整理。为了能够去除织物上的浆料并不影响织物的颜色，采用较温和的酶退浆工艺，同时在工作液中加入复合精炼酶，去除织物上的油迹和污渍对织物起到精炼效果。选用LMH042 J型退浆机(江苏泰州利兴龙印纺织机械有限公司)退浆。

退浆工艺流程为:进布→浸轧退浆液→J型箱堆置(60℃，60 min)→热水洗→冷水洗→落布。

工艺处方和条件:α－淀粉酶10 g/L，复合精练酶3 g/L，非离子渗透剂 2 g/L，pH值 6.5～7.0，退浆机车速40 m/min。

2.6.2 拉幅定形

选用LMH731 A-160热风拉幅机(山东源丰印染机械有限公司)进行拉幅定形。

拉幅工艺条件为:车速40 m/min，温度150℃，成品幅宽160 cm。

2.6.3 起绒整理

选用ME806起毛起绒机(无锡旭环机械制造厂)进行起绒整理。

利用起绒机械将织物表面的纤维拉出，使面料表面均匀地覆盖一层绒毛，起毛次数2次。通过起绒整理增加面料的厚度和蓬松度，提高织物内部空气含量，增加保暖效果。

起绒工艺流程为:浸轧整理液(二浸二轧，轧液率60%)→烘干→单面起绒。

起绒工艺处方为:S-40起毛油20 g/L，101柔软剂30 g/L，pH值控制在5.5～6.0。针辊速度5～6 m/min，大滚筒速度 3.5～4.5 m/min。

2.7 性能检测

为了测试织物的保暖效果对面料进行保暖性测试，结果见表1。

表1 保暖性测试数据

由表1可知，产品各项技术指标符合技术要求，是一款保暖、健康、环保的创新型功能性面料。

3 结束语

吸湿发热面料触体时有温热感，比普通棉纤维面料高1.5～3.0℃，作为冬季内衣面料，受到消费者的青睐，但设计发热保暖面料时，吸湿发热保暖纤维的用量并不是越高越好。有2方面的原因:一是随着吸湿发热纤维比例的增加，保暖效果提升有限，而面料成本会大幅攀升；二是吸湿发热纤维亲肤性能差，需要和纤维素纤维混纺交织提高面料的舒适性能。选用吸湿发热纤维是提升面料保暖效果的主要措施，通过工艺优化，选用粗支纱线、面料起绒、适宜的织物组织等工艺措施，可以提升面料的保暖性能。