ＤｕＰｏｎｔ^ＴＭＳｏｒｏｎａ在精毛紡面料上的應用

吳　濤　黃曉亮　姜紅飛　蔡　喆　翁文瑾

常規毛/滌制服面料具有挺括、有身骨、滑爽等特性,但在使用過程中還存在抗皺性、彈性差的缺點,部分高緊度面料手感過于板硬、毛感不足等問題;而美國DuPont(杜邦)公司的Sorona?聚合物為此提供了一個良好的解決方案。用Sorona?制成的纖維具有出色的拉伸回彈性能,可滿足制服面料對微彈性能的需求。Sorona?和毛纖維相近的低初始模量,可賦予面料柔軟手感。

江蘇丹毛紡織股份有限公司(簡稱丹毛)與美國杜邦公司攜手開發了新一代毛感強的毛混紡面料,將Sorona?纖維和毛混紡,從而極好地改善了常規毛/滌面料的彈性和抗皺性能。毛/滌面料常采用傳統的毛染整工藝,包括充分的洗、煮等濕整環節和蒸呢等干整環節,以保證在充足的濕熱條件下整理出毛纖維的特質,但工藝流程過長,導致生產成本高;而采用原液著色的Sorona?和條染毛混紡紗,借鑒毛染整工藝原理,在化纖織物染整線上能進行高效短流程的染整加工工藝,從而開發出新一代具有制程節能而性能優良的原液染色Sorona?/毛混紡面料。

1Sorona?纖維產品的特點

Sorona?是由杜邦公司最新實現工業化開發,并取得重大成功的新型聚酯原料。用它制成的纖維綜合了錦綸的柔軟性、腈綸的膨松性、滌綸的抗污性,加上其固有的彈性功能,將各種纖維的優良服用性能優點集于一身,并且具備了適應規?；I生產的優越條件,成為具有廣闊應用領域的一種新的大類纖維。

Sorona?制成的纖維,其表面形態結構基本上與滌綸相似,而晶體內的分子結構呈螺旋形且大分子的“奇碳結構”決定了該纖維具有高彈性和良好的彈性回復性(圖 1)。就拉伸性能而言,Sorona?纖維的相對斷裂強度比PET要低20% ～ 30%,但它具有優異的拉伸回復性。即使做 10 次拉伸循環,Sorona?纖維仍能顯示良好的回彈性,不僅高于錦綸更高于其它聚酯纖維。

與PET纖維相比較,Sorona?纖維具有顯著的易染性。這是因為Sorona?纖維的玻璃化溫度為 50 ～ 55 ℃,能在無載體的情況下常壓沸染。同時在相同的染色溫度下,染料在Sorona?中的滲透深度明顯高于PET,而且色澤均勻,堅牢度高,舒適性良好。由于Sorona?纖維特殊的分子鏈構象和優異的拉伸回彈性,因此采用熱空氣卷曲工藝使制得的 Sorona?高度蓬松,從而手感柔軟;由于它的吸水性能較差,具有較好的干爽性即“洗可穿”性能;它的楊氏模量較低,懸垂性能好。Sorona?是化纖原料中第一個創新使用了生物技術的產品,它的主要生產原料為1,3 – 丙二醇(或稱為PDO,約占原料總重量的 37%)和對苯二甲酸(PTA)。杜邦公司利用玉米糖這種天然可再生的資源,用發酵工藝和生物催化劑成功生產了生物法PDO。用生物法PDO生產的Sorona?聚合物意味著:37% 的生產原料來自于非石油的可循環再生資源(目前是玉米糖份),從而為化纖行業增添了一份環保貢獻。使用Sorona?意味著:

(1)保護了有限的石油資源:節約使用 37% 的石油,生產 100 萬磅的生物基PDOTM每年將節約相當于 1 000 萬加侖的石油;

(2)在生產中減少了溫室氣體的排放:與尼龍切片的加工過程相比,約減少了 63% 的溫室氣體排放;

(3)消耗更少的能源:與尼龍相比,聚合物生產中減少使用了 30% 的能源;

(4)Sorona?的出色性能組合為纖維和面料的開發提供了靈活性,從輕薄的內衣到厚實的外套,從運動裝到戶外休閑裝。

本文將著重介紹Sorona?在精紡面料上的開發和應用。

2Sorona?纖維在精紡彈力面料上的應用

基于對Sorona?纖維性能的分析,并利用其特點,丹毛紡織對染色工藝、紡紗工藝、織造工藝、染整工藝作了調整,通過優化纖維配比,突出Sorona?纖維的彈性特點,并解決了染整的縮率問題,將Sorona?纖維應用于精紡彈力產品,開發出新型的Sorona?彈性系列精紡面料。

2.1關鍵工藝技術

2.1.1設計思路

(1)織物參數見表 1。

(2)工藝流程

條染:染色 → 復洗 → 拼毛 → 復精梳;

紡部:混條 → 頭針、二針、三針 → 頭粗 → 粗紗 → 細紗 → 自動絡筒 → 蒸紗;

織部:整經 → 穿綜 → 織造;

生修:坯檢 → 生修;

后整理:燒毛 → 平洗連煮 → 繩狀洗呢 → 煮呢 → 烘干 → 剪毛 → 定形 → 柔軟 → 罐蒸 → 預縮。

(3)主要設備

條染:染缸、復洗車、精梳機;

紡部:自動絡筒機、倍捻機;

織部:Picanol(必佳樂)劍桿織機、Smit(斯密特)織機;

后整理:洗呢機、烘呢機、蒸呢機(KD95、TMT)。

2.1.2解決的關鍵技術

(1)紡紗

由于羊毛、Sorona?纖維和滌綸混紡的紗線均勻度比較差,針對這種情況,從紡紗的溫濕度、和毛油及抗靜電劑的選擇、自動絡筒及蒸紗工藝著手,制定了合理可行的工藝,從而保證了紗線的內在質量。

(2)織造

選用Picanol劍桿織機,主要目的是確保劍桿在進出梭口時不受上下層經紗擠壓而引起斷經。同時,為了開清梭口、順利引緯,使梭口的高度為 32 cm,綜平時間的遲早對織造效率和織物的質量均有很大的影響,為了開清梭口,減少筘對經紗的摩擦,結合紗線的支數、特性及織物的組織,將開口時間設定為 315°。左邊絞邊平綜時間為 298°,使布邊成形良好;右邊絞邊平綜時間為 312°。適當的上機張力能使斷頭率降至最低,并可使織物具有較好的外觀效應和物理機械性能,因此,對該織物配置 170 kg的上機張力,成功解決了紗線之間粘連嚴重的問題,保證經紗少斷頭,不易產生繃斷等疵點。

(3)染整工藝

在染整過程中,由于該產品為Sorona?纖維與羊毛混紡的織物,必須在后整理中實現滿意的風格,即既有滌綸的滑、挺、爽,又要保證彈性,經過反復試驗,制訂了具體的工藝流程。

平洗連煮:使緯向收縮,突出緯向彈性;

繩狀洗呢:溫度定在 45 ℃,時間為 60 min,在濕態下充分消除應力,充分收縮,并達到柔軟的手感;

煮呢:溫度定在 80 ℃,時間為 40 min,給予一定濕定形及柔滑的表面;

烘干:經向大超喂,緯向小開幅,賦予經緯收縮,并初步定形;

定形:不必高溫定形,170 ℃左右即可,賦予經向超喂和緯向收縮度;

柔軟:使織物具有柔軟、滑糯的手感;

罐蒸:進一步經緯定形,并賦予滑糯的織物手感;

預縮:松弛整理過程中的應力,使織物彈性更好。

該產品質量要求根據日本標準執行,經日本毛檢所檢測,各項物理指標和色牢度均達到標準的規定要求。該產品的成功開發,填補了相關領域的國內空白。它的開發迎合了國際流行趨勢,具有良好的服用性,并且已面向國際市場批量生產。

2.1.3染整工藝控制

傳統的精紡毛染整工藝流程長,為提高工效,實現高效短流程染整,嘗試在化纖染整生產線上進行染整加工。采用的工藝流程為:燒毛 → 平幅卷染機洗呢 → 溢流染色機洗呢 → 脫水 → 烘干 → 軋液定形 → 蒸呢 → 成品。

首先在平幅卷染機上洗呢,水溫 80 ℃左右,主要對毛纖維起到預定形作用,防止后道松弛洗呢過程中造成的折皺和過度起毛等,這個過程中織物的幅寬收縮,但經向長度將略有增加;然后在溢流染色機中,用 40 ～ 50 ℃的水洗去織物上的污漬,并使織物在松弛狀態下,將織造過程中累積的應力釋放,使得織物達到平衡狀態,這個過程中,幅寬繼續收縮,長度也略有縮短;采用 15% 左右的超喂和 170 ℃的定形溫度,使其具有良好的手感和定形效果。最后是蒸呢,進一步改善手感,提高折皺彈性回復率。

2.2面料性能對比分析

通過高效短流程染整工藝獲得的兩種毛/Sorona?混紡織物,無論是何種比例的混紡織物,其經緯向均具有良好的拉伸變形能力和回彈能力,是毛/滌面料和純毛面料所不能達到的。兩種比例的織物均體現出毛感強、手感豐厚、懸垂性能好、光澤柔和等特點。同時,各項物理指標均滿足服用要求,部分指標優良,如起毛起球達 4 ～ 5 級,褶裥保持也達 4 級以上,各項色牢度均為 4 ～ 5 級。對于凡立丁組織結構,采用毛/Sorona?(30/70)混紡就可以獲得較好的毛織物風格和彈性。與普通毛/滌綸面料相比,Sorona?面料具有優良的拉伸及回彈性能,服用感覺非常舒適合體;同時該款面料抗皺性能好,面料縮率小,尺寸穩定性高,經熨燙后折痕保持性好,能夠長久保持西服和制服挺括的外形;并且,Sorona?纖維的染色性能優于普通滌綸,使得Sorona?面料色牢度好,可工業洗燙;即使長期穿著,也不會出現面料磨損露白,從而具有優良的耐穿性能。

但是,和常規毛/滌織物相比,毛/Sorona?混紡織物的不足在于織物拉伸模量較低,同樣作用力條件下,容易發生起拱變形,且急、緩彈折痕回復性以及變形后的回復性能均不及毛/滌織物;染色時Sorona?的收縮率也是比較大的,在染色時需要對染色溫度、時間加以合理控制,這是在以后的研發中要加以改進的重點。

本文采用化纖染整線實現了原液著色Sorona?/毛的高效短流程染整,并獲得了良好效果,即使是毛/Sorona? (30/70)織物也有優良的毛感和彈性,證明Sorona?纖維在毛紡產品開發中的潛力。

3小結

(1)經過高溫(150 ℃)、一定張力處理的Sorona?纖維,將有利于其小幅變形下(10%)彈性恢復率的提高,同時可防止Sorona?纖維在處理過程中模量降低導致其織物過于柔軟而缺乏身骨。Sorona?纖維和毛纖維混紡,具有優于毛/滌混紡紗的回彈性及低模量特性,與PET/毛混紡紗相比更接近于純毛紗,是一種性能優良的仿毛纖維。

(2)結合毛/Sorona?混紡紗在濕熱和干熱處理下的力學性能以及彈性織物的開發特點,可以織造凡立丁和斜紋混紡織物,并通過經緯密度調節緊度。在織造中,適當控制經向張力,加大緯向張力,使緯紗處于充分的伸直狀態,給松弛染整中紗線的回縮留下余地,并保證彈性的實現。同時,對于Sorona?含量高的紗線,其坯布經密應適當減小。