超彈性隨意形變無縫內衣的開發(fā)和研究

梁佳鈞

摘要：此無縫內衣面料的開發(fā)和研究分為兩個部分，一是無縫編織技術上的研究和創(chuàng)新，二是多組份纖維面料的短工藝染色技術的研究和創(chuàng)新。編織技術上通過原料的合理搭配和隔針的編織方法來增加線圈的長度，從而達到超彈性能隨意形變的目的；在染色技術上通過染料、助劑的篩選和應用，來防止同浴染色時陽離子染料與陰離子染料和助劑之間的沉淀反應，實現(xiàn)了腈綸、賓霸、錦綸、氨綸用陽離子染料、活性染料、弱酸性染料的短工藝染色，達到了節(jié)水、節(jié)能、減排、低碳環(huán)保的目的。

關鍵詞：超彈性；隨意形變；賓霸；創(chuàng)新染色工藝；節(jié)能減排

中圖分類號：TS186.3 文獻標志碼：B

Development and Research on Super-elastic and Body-fit Seamless

Underwear

Abstract： The development and research of the seamless underwear fabric herein focus on two points： one is the study and innovation of seamless knitting technology and the other is the study and innovation of shortprocess dyeing technology for multi-component fiber fabric. Knitting technology is accomplished by the rational selection of materials and drop-stitch knitting technique which is designed to increase the length of the loops， so as to achieve super-elastic and body-fit properties of the underwear. In the dyeing technology， to prevent the precipitation reaction between cationic dye and anionic dyes and auxiliaries in the same bath， dyes and auxiliaries were carefully selected and applied， so that acrylic fiber， Bemberg， polyamide fiber and polyurethane fiber can be dyed with cationic dyes， reactive dyes and weak acid dyes by using short-process dyeing technology， thus realizing the purpose of water-saving， energy-saving， discharge reduction and lowcarbon environment protection.

Key words： super-elastic； body-fit； Bemberg； innovative dyeing process； energy-saving and discharge reduction

1 開發(fā)目的和功能

隨著生活觀念的不斷變化，人們對穿著的隨意性、自由性和舒適性要求越來越多，無縫內衣面料創(chuàng)新的目的就是為了滿足這些人群的需要，染色技術創(chuàng)新是為了縮短染色時間，提升抗起毛起球性能，節(jié)能減排，降低染色成本，在創(chuàng)造舒適性面料經濟效益的同時，也創(chuàng)造了社會效益，保護了環(huán)境。

超彈性隨意形變無縫針織內衣是通過一種特殊的編織方法，使無縫針織內衣在縱向和橫向都有超常規(guī)的彈性、彈性回復慢且可隨意形變的特征，其主要特點為：（1）編織出來的面料蓬松、輕薄、柔軟；（2）拉伸好，縱橫向都具有好的伸展性和彈性，還具有緩慢的彈性回復的特點；（3）做成的針織產品具有隨意調整的特性，比如做內搭的時候，為了避免看到衣領，則可以往兩邊拉一拉，把衣領藏起來，也可以把衣領往上拉伸使之變成高領，衣服可以通過洗滌或者放置一定時間回復原狀；（4）面料無壓力、無束縛，穿著時對身體部位沒有壓迫感，身體各部位可自由舒展。

2 無縫內衣面料開發(fā)和研究

2.1 無縫面料的設計理念和思路

本文開發(fā)面料的設計理念是在相同針距的無縫內衣機上，用相同粗細的紗線，讓其隔針成圈編織。由于隔針后，針與針之間的距離增加，使成圈的線圈長度增加，從而增加了面料的拉伸性和彈性。拉伸性和彈性取決于線圈的長度，而線圈長度主要取決于針距的大小，同時還與編織時織機的馬達和進線的張力有關。一般無縫編織機的馬達和進線的張力對線圈長度的影響只有±5%，而本文的編織方法可讓線圈長度增長到原來的1.5 ～ 2 倍。如果一般平紋組織的拉伸由10 cm能拉到22 cm，用本發(fā)明的面料做拉伸則能由10 cm拉到33 ～ 44 cm。由于伸長是由線圈拉長引起的，所以拉伸后的回復比較慢，彈性回復速度要比一般同類面料慢10倍以上，用此面料做成的內衣可以隨意改變形狀，且面料蓬松、輕薄、柔軟，手感特別好，穿著時對身體部位沒有壓迫感。

隨意形變無縫針織內衣的編織方法為：表層采用非彈性纖維40S/1的腈綸賓霸混紡紗，里層采用彈性纖維40 D的錦綸66彈力絲和20 D錦綸包15 D氨綸的包芯紗。

2.2 無縫面料的編織工藝

設備型號：TOP2S；

設備口徑：M碼14寸，L碼16寸；

吸風量：3.3 ～ 3.5 m/s；

紗線張力：腈綸賓霸混紡紗 3 g，錦綸 2 g，包芯紗 2 g；

編織線速度：230 ～ 270 m/min。

穿紗方式：1#紗嘴穿包芯紗來起口編織。2#紗嘴有兩種穿紗方式，一種方式是2#紗嘴中的F1、F3、F5、F7四路穿包芯紗，F(xiàn)2、F4、F6、F8四路穿40 D錦綸；另一種方式是2#紗嘴中的F1、F3、F5、F7四路穿40 D錦綸，F(xiàn)2、F4、F6、F8四路穿包芯紗。3#紗嘴中的F5穿包芯紗做扎口線。6#紗嘴八路全部穿腈綸賓霸混紡紗。

3 無縫內衣面料短工藝染色技術研究

所開發(fā)的無縫內衣面料包含 4 種纖維：腈綸、賓霸、錦綸和氨綸，腈綸用陽離子染料來染色，賓霸是再生纖維素纖維，一般用活性染料來染色，錦綸一般用弱酸性染料或者中性染料來染色，氨綸一般不上色，但要防止染料對氨綸的沾色，引起色牢度下降。所開發(fā)的無縫面料一般采用四浴法來染色，染色時間比較長，容易造成面料起毛起球和勾絲等問題，所以改進染色工藝、縮短染色時間是本面料開發(fā)研究的技術難點，以下對腈綸、賓霸、錦綸無縫內衣染色短工藝進行了研究開發(fā)。

3.1 染料助劑分析和選用

腈綸、賓霸、錦綸無縫內衣染色時，染料和助劑的選擇很重要，由于染腈綸用的是陽離子染料，陽離子染料很容易與陰離子染料或者陰離子助劑發(fā)生沉淀反應，從而影響了顏色的穩(wěn)定性。如果染料、助劑選擇不好，陽離子染料會影響腈綸的顏色，還會影響活性染料上染再生纖維素纖維，影響弱酸性或中性染料上染錦綸，還會與陰離子的助劑產生沉淀反應，使助劑失去其作用。

經過篩選發(fā)現(xiàn)，日本化藥株式會社生產的ED型陽離子染料效果比較好，它在結構上與一般的陽離子染料有所不同，ED型陽離子染料分子結構的外面包有一層保護膜，可以阻止在染色過程中陽離子染料與其它陰離子染料以及陰離子助劑發(fā)生沉淀反應，這也為新染色工藝，即精練除油、染腈綸、染錦綸同浴進行提供了可能，主要包括陽離子紅GRLED、陽離子黃3RL-ED、陽離子藍GSL-ED、陽離子黑R-ED等。

選用活性染料染賓霸時，要盡可能選用低用鹽、低堿固色、高得色率的活性染料，減少鹽或元明粉、純堿或固色堿對陽離子染料的影響。對深顏色選用高固色率、高得色率的多活性基團的活性染料，對淺中顏色可選用一些中性固色的活性染料，如日本化藥株式會社生產的CN型活性染料、上海安諾其紡織化工有限公司生產的N型活性染料。這些中性固色的活性染料和日本化藥的ED型陽離子染料的選用，為腈綸、賓霸、錦綸無縫內衣淺、中色一浴法染色新技術提供了可能。

錦綸染色一般選用弱酸性染料和中性染料，這兩種染料的染色條件與陽離子染料染腈綸相似，但這兩類染料都會與陽離子染料發(fā)生沉淀反應，為了防止同浴染色時產生沉淀反應，通過加沉淀防止劑來解決，如日華的NEOTEX CA-5Z、杭州中信的沉淀防止劑P-30等。 沉淀防止劑的選用也是本文染色新工藝可行的關鍵，雖然選用的ED型陽離子染料外包保護膜，但在上染過程中保護膜有時會被打破，這時沉淀防止劑就會阻止陽離子染料與其它染料陰離子部分以及陰離子助劑發(fā)生沉淀反應。另一個重要的助劑是pH緩沖劑，如化藥的pH緩沖劑P-7，其作用是不管染液起始時是酸性還是堿性，染色到一定時候pH值會慢慢接近中性，這也為一浴法染色新工藝提供了保證。

3.2 染色工藝的分析、研究和創(chuàng)新

3.2.1 腈綸、賓霸、錦綸無縫內衣常規(guī)四浴法染色工藝

常規(guī)四浴法染色工藝流程（以深色為例）為：精練除油→熱水洗→水洗→染腈綸→熱水洗→60 ℃皂洗→70 ℃皂洗→水洗→染再生纖維素纖維→熱水洗→中和→皂洗→水洗→染錦綸→熱水洗→80 ℃皂洗→水洗→柔軟處理，共18步。四浴法染色配方如下。

（1）第一浴精練除油

除油劑：1 ～ 2 g/L；精練劑：0.5 ～ 1 g/L。

（2）第二浴染腈綸

陽離子染料：X%（o. w. f，下同）；冰醋酸：1 g/L；pH值：

4.5。

（3）第三浴染再生纖維素纖維

活性染料：Y%；沉淀防止劑：1 g/L；元明粉：40 ～ 60 g/ L；純堿：20 g/L。

（4）第四浴染錦綸

弱酸性染料或中性染料：Z%；醋酸鈉：2 g/L；冰醋酸：1 g/L；勻染劑：0.5 g/L；沉淀防止劑：1 g/L。

上述四浴法染色，工藝流程長，染色時間長，工藝不穩(wěn)定，能耗水耗大，每缸顏色差異較大，有時會造成面料損傷、起毛起球，影響產品質量，成本高。

3.2.2 腈綸、賓霸、錦綸無縫內衣創(chuàng)新深色二浴法染色工藝

創(chuàng)新工藝流程：染再生纖維素纖維→熱水洗→皂洗→水洗→同浴精練染腈綸/錦綸→熱水洗→60 ℃皂洗→70 ℃皂洗→水洗→后處理，染色處方如下。

（1）第一浴染再生纖維素纖維

螯合分散劑：0.5 ～ 1 g/L；活性染料：X%；元明粉：30 ～ 60 g/L；純堿：15 ～ 20 g/L。

（2）第二浴同浴精練染腈染錦

除油劑：1 ～ 2 g/L；精練劑：0.5 ～ 1 g/L；陽離子染料：Y%；弱酸性染料：Z%；沉淀防止劑：0.5 ～ 1 g/L；勻染劑：0.25 ～ 1 g/L；冰醋酸：0.5 ～ 1 g/L；醋酸鈉：1 ～ 2 g/L；pH值：4.5 ～ 5；浴比：1∶20 ～ 1∶30。

新染色工藝曲線見圖 1。

3.2.3 腈綸、賓霸、錦綸無縫內衣創(chuàng)新中淺色一浴法染色工

藝

此工藝適用于淺、中色染色，把常規(guī)四浴法染色的淺、中顏色，采用一浴法來實現(xiàn)。創(chuàng)新工藝流程：腈綸/再生纖維素纖維/錦綸精練染色同浴→熱水洗→腈綸皂洗→水洗→后處理。

（1）創(chuàng)新染色處方

去油劑：1 g/L；精練劑：1 g/L；CN型活性染料：X%；陽離子染料：Y%；中性染料：Z%；沉淀防止劑：0.5 ～ 1 g/L；勻染劑：0.5 ～ 1 g/L；緩沖劑P-7：0.5 ～ 1 g/L；pH值：6.5 ～ 7；浴比：1∶15 ～ 1∶25。

（2）創(chuàng)新染色工藝曲線（圖 2）

3.3 創(chuàng)新染色工藝存在問題分析與改進

腈綸、賓霸、錦綸多組分無縫內衣染色存有兩個主要問題：一是深顏色的濕處理牢度、水污染牢度和濕摩擦牢度問題；二是面料的起毛起球問題。色牢度不好主要是腈綸和再生纖維素纖維本身的特性決定的，起毛起球問題也主要是纖維本身性能和組織結構較松造成的，所以深色色牢度問題和起毛起球問題是此面料的一大缺陷。

為了改善濕摩擦牢度和起毛起球，可采取以下措施。

（1）調整工藝

提高腈綸染色溫度，要求沸染，用102 ～ 105 ℃的溫度來染腈綸。染色時加沉淀防止劑，防止陽離子染料與其它染料和助劑的反應，沉淀防止劑的用量根據(jù)陽離子染料的用量及助劑的用量來確定。控制染腈綸時的pH值為4.5。

（2）增加腈綸皂洗力度

一般染腈綸后只需進行一次皂洗，皂洗溫度為60 ～70 ℃；但對深顏色，要用二次或三次腈綸皂洗，皂洗劑用量為 1 ～ 2 g/L。

（3）加強水洗

不管是腈綸水洗，還是再生纖維素纖維和錦綸水洗，要提高水洗溫度，延長水洗時間，增加水洗次數(shù)。

（4）改進起毛起球的措施

面料反面染色，染色浴比要大一點，染色過程加浴中柔軟劑，減少在染色過程中面料之間的摩擦系數(shù)。最大限度減少染色時間，控制染色工藝，要達到一次染色成功，不能回染，盡量做到定缸定量染色。減少烘干時間，烘干時要減少烘干量，條件允許時可懸掛在烘房里烘干。

3.4 新染色工藝節(jié)能減排分析

對深顏色二浴法染色，從染色時間上分析，染色工藝步驟從原來的18步減為10步，染色時間從24 h縮短為14 h，提高了生產效率。從蒸汽用量分析，創(chuàng)新工藝少用 3 道熱水洗，單獨精練除油，一道皂洗，單獨染錦綸，可節(jié)約蒸汽1/3以上。從用水、用電量分析，創(chuàng)新工藝從18缸水減少為10缸水，可節(jié)約4/9的水資源和4/9的用電量，減少排污4/9。綜合分析，新工藝可節(jié)約成本1/3以上。

對中淺顏色一浴法染色，染色工藝步驟從14步減為 5步，染色時間從20 h減為 6 h。從蒸汽用量分析，新工藝少用4 道熱水洗，腈綸皂洗，單獨精練除油，單獨染賓霸，單獨染錦綸，可節(jié)約蒸汽1/2以上。從用水、用電量分析，新工藝從14缸水減少為 5 缸水，可節(jié)水約2/3，節(jié)電約2/3，減少排污量2/3。從助劑用量分析，新工藝少用一種皂洗劑，少用一半元明粉和純堿，節(jié)省了助劑的成本。綜合分析，除染料用量外，從水、電、汽、時間、人工、助劑用量、排污和生產效率綜合分析，新工藝可降低成本一半以上。

同時，從社會效益看，新工藝減少了水資源用量，減少了排污，減少了污水排放對環(huán)境的破壞。

4 總結

紡織服裝研究開發(fā)的方向是高檔次的面料、舒適的服用性能、個性化的款式，同時還要考慮紡織服裝面料整個加工過程對環(huán)境的友好性。本文研究開發(fā)的腈綸、賓霸、錦綸多組分無縫內衣面料則符合這一方向，腈綸、賓霸混紡紗線本身是一種高檔紗線，不僅手感好，還具有發(fā)熱保暖性能，通過加彈性纖維，再通過特殊方法編織成超彈性隨意形變的無縫內衣，既有個性化，又有舒適性，是一種新型內衣面料。在染色技術上采用了專利技術短工藝流程，既保證了面料色牢度和抗起毛起球性能，又做到了節(jié)能減排，降低了染色成本，低碳環(huán)保，意義重大。

（1）創(chuàng)新染色處方

去油劑：1 g/L；精練劑：1 g/L；CN型活性染料：X%；陽離子染料：Y%；中性染料：Z%；沉淀防止劑：0.5 ～ 1 g/L；勻染劑：0.5 ～ 1 g/L；緩沖劑P-7：0.5 ～ 1 g/L；pH值：6.5 ～ 7；浴比：1∶15 ～ 1∶25。

（2）創(chuàng)新染色工藝曲線（圖 2）

3.3 創(chuàng)新染色工藝存在問題分析與改進

腈綸、賓霸、錦綸多組分無縫內衣染色存有兩個主要問題：一是深顏色的濕處理牢度、水污染牢度和濕摩擦牢度問題；二是面料的起毛起球問題。色牢度不好主要是腈綸和再生纖維素纖維本身的特性決定的，起毛起球問題也主要是纖維本身性能和組織結構較松造成的，所以深色色牢度問題和起毛起球問題是此面料的一大缺陷。

為了改善濕摩擦牢度和起毛起球，可采取以下措施。

（1）調整工藝

提高腈綸染色溫度，要求沸染，用102 ～ 105 ℃的溫度來染腈綸。染色時加沉淀防止劑，防止陽離子染料與其它染料和助劑的反應，沉淀防止劑的用量根據(jù)陽離子染料的用量及助劑的用量來確定。控制染腈綸時的pH值為4.5。

（2）增加腈綸皂洗力度

一般染腈綸后只需進行一次皂洗，皂洗溫度為60 ～70 ℃；但對深顏色，要用二次或三次腈綸皂洗，皂洗劑用量為 1 ～ 2 g/L。

（3）加強水洗

不管是腈綸水洗，還是再生纖維素纖維和錦綸水洗，要提高水洗溫度，延長水洗時間，增加水洗次數(shù)。

（4）改進起毛起球的措施

面料反面染色，染色浴比要大一點，染色過程加浴中柔軟劑，減少在染色過程中面料之間的摩擦系數(shù)。最大限度減少染色時間，控制染色工藝，要達到一次染色成功，不能回染，盡量做到定缸定量染色。減少烘干時間，烘干時要減少烘干量，條件允許時可懸掛在烘房里烘干。

3.4 新染色工藝節(jié)能減排分析

對深顏色二浴法染色，從染色時間上分析，染色工藝步驟從原來的18步減為10步，染色時間從24 h縮短為14 h，提高了生產效率。從蒸汽用量分析，創(chuàng)新工藝少用 3 道熱水洗，單獨精練除油，一道皂洗，單獨染錦綸，可節(jié)約蒸汽1/3以上。從用水、用電量分析，創(chuàng)新工藝從18缸水減少為10缸水，可節(jié)約4/9的水資源和4/9的用電量，減少排污4/9。綜合分析，新工藝可節(jié)約成本1/3以上。

對中淺顏色一浴法染色，染色工藝步驟從14步減為 5步，染色時間從20 h減為 6 h。從蒸汽用量分析，新工藝少用4 道熱水洗，腈綸皂洗，單獨精練除油，單獨染賓霸，單獨染錦綸，可節(jié)約蒸汽1/2以上。從用水、用電量分析，新工藝從14缸水減少為 5 缸水，可節(jié)水約2/3，節(jié)電約2/3，減少排污量2/3。從助劑用量分析，新工藝少用一種皂洗劑，少用一半元明粉和純堿，節(jié)省了助劑的成本。綜合分析，除染料用量外，從水、電、汽、時間、人工、助劑用量、排污和生產效率綜合分析，新工藝可降低成本一半以上。

同時，從社會效益看，新工藝減少了水資源用量，減少了排污，減少了污水排放對環(huán)境的破壞。

4 總結

紡織服裝研究開發(fā)的方向是高檔次的面料、舒適的服用性能、個性化的款式，同時還要考慮紡織服裝面料整個加工過程對環(huán)境的友好性。本文研究開發(fā)的腈綸、賓霸、錦綸多組分無縫內衣面料則符合這一方向，腈綸、賓霸混紡紗線本身是一種高檔紗線，不僅手感好，還具有發(fā)熱保暖性能，通過加彈性纖維，再通過特殊方法編織成超彈性隨意形變的無縫內衣，既有個性化，又有舒適性，是一種新型內衣面料。在染色技術上采用了專利技術短工藝流程，既保證了面料色牢度和抗起毛起球性能，又做到了節(jié)能減排，降低了染色成本，低碳環(huán)保，意義重大。

（1）創(chuàng)新染色處方

去油劑：1 g/L；精練劑：1 g/L；CN型活性染料：X%；陽離子染料：Y%；中性染料：Z%；沉淀防止劑：0.5 ～ 1 g/L；勻染劑：0.5 ～ 1 g/L；緩沖劑P-7：0.5 ～ 1 g/L；pH值：6.5 ～ 7；浴比：1∶15 ～ 1∶25。

（2）創(chuàng)新染色工藝曲線（圖 2）

3.3 創(chuàng)新染色工藝存在問題分析與改進

腈綸、賓霸、錦綸多組分無縫內衣染色存有兩個主要問題：一是深顏色的濕處理牢度、水污染牢度和濕摩擦牢度問題；二是面料的起毛起球問題。色牢度不好主要是腈綸和再生纖維素纖維本身的特性決定的，起毛起球問題也主要是纖維本身性能和組織結構較松造成的，所以深色色牢度問題和起毛起球問題是此面料的一大缺陷。

為了改善濕摩擦牢度和起毛起球，可采取以下措施。

（1）調整工藝

提高腈綸染色溫度，要求沸染，用102 ～ 105 ℃的溫度來染腈綸。染色時加沉淀防止劑，防止陽離子染料與其它染料和助劑的反應，沉淀防止劑的用量根據(jù)陽離子染料的用量及助劑的用量來確定。控制染腈綸時的pH值為4.5。

（2）增加腈綸皂洗力度

一般染腈綸后只需進行一次皂洗，皂洗溫度為60 ～70 ℃；但對深顏色，要用二次或三次腈綸皂洗，皂洗劑用量為 1 ～ 2 g/L。

（3）加強水洗

不管是腈綸水洗，還是再生纖維素纖維和錦綸水洗，要提高水洗溫度，延長水洗時間，增加水洗次數(shù)。

（4）改進起毛起球的措施

面料反面染色，染色浴比要大一點，染色過程加浴中柔軟劑，減少在染色過程中面料之間的摩擦系數(shù)。最大限度減少染色時間，控制染色工藝，要達到一次染色成功，不能回染，盡量做到定缸定量染色。減少烘干時間，烘干時要減少烘干量，條件允許時可懸掛在烘房里烘干。

3.4 新染色工藝節(jié)能減排分析

對深顏色二浴法染色，從染色時間上分析，染色工藝步驟從原來的18步減為10步，染色時間從24 h縮短為14 h，提高了生產效率。從蒸汽用量分析，創(chuàng)新工藝少用 3 道熱水洗，單獨精練除油，一道皂洗，單獨染錦綸，可節(jié)約蒸汽1/3以上。從用水、用電量分析，創(chuàng)新工藝從18缸水減少為10缸水，可節(jié)約4/9的水資源和4/9的用電量，減少排污4/9。綜合分析，新工藝可節(jié)約成本1/3以上。

對中淺顏色一浴法染色，染色工藝步驟從14步減為 5步，染色時間從20 h減為 6 h。從蒸汽用量分析，新工藝少用4 道熱水洗，腈綸皂洗，單獨精練除油，單獨染賓霸，單獨染錦綸，可節(jié)約蒸汽1/2以上。從用水、用電量分析，新工藝從14缸水減少為 5 缸水，可節(jié)水約2/3，節(jié)電約2/3，減少排污量2/3。從助劑用量分析，新工藝少用一種皂洗劑，少用一半元明粉和純堿，節(jié)省了助劑的成本。綜合分析，除染料用量外，從水、電、汽、時間、人工、助劑用量、排污和生產效率綜合分析，新工藝可降低成本一半以上。

同時，從社會效益看，新工藝減少了水資源用量，減少了排污，減少了污水排放對環(huán)境的破壞。

4 總結

紡織服裝研究開發(fā)的方向是高檔次的面料、舒適的服用性能、個性化的款式，同時還要考慮紡織服裝面料整個加工過程對環(huán)境的友好性。本文研究開發(fā)的腈綸、賓霸、錦綸多組分無縫內衣面料則符合這一方向，腈綸、賓霸混紡紗線本身是一種高檔紗線，不僅手感好，還具有發(fā)熱保暖性能，通過加彈性纖維，再通過特殊方法編織成超彈性隨意形變的無縫內衣，既有個性化，又有舒適性，是一種新型內衣面料。在染色技術上采用了專利技術短工藝流程，既保證了面料色牢度和抗起毛起球性能，又做到了節(jié)能減排，降低了染色成本，低碳環(huán)保，意義重大。