棉/Celliant混紡微彈牛仔面料的設計與開發

朱江波+李竹君

摘要：利用Celliant纖維以及T-400纖維的性能優勢，設計開發了一種健康彈力牛仔面料，介紹了其生產工序以及關鍵技術。該產品與普通牛仔面料相比不僅彈性更好，而且能改善微循環，更舒適、更運動、更健康、更生態。

關鍵詞：Celliant纖維；T-400纖維；健康彈力牛仔布；生產工藝；設計開發

中圖分類號：TS106.591 文獻標志碼：B

The Design and Development of Cotton/Celliant Blended Slight-stretch Denim Fabric

Abstract： By taking the performance advantages of Celliant fiber and T-400 fiber， a healthy stretch denim fabric was designed and developed and related production process and key technologies were introduced in this paper. Compared with conventional denim fabric， besides better elasticity， the new fabric is more comfortable， more dynamic， healthier and more eco-friendly and it can improve microcirculation of human body.

Key words： Celliant fiber； T-400 fiber； healthy stretch denim fabric； production process； design and development

近年來，消費者越發傾向于選擇更加舒服、更適合當代生活方式的服裝類型，舒適、健康、穿著自在、生態成為紡織面料的發展趨勢。利用棉/Celliant纖維混紡紗線與T-400纖維所織制的健康彈力牛仔面料不僅可有效提高血氧含量，提高血液循環，平衡體溫，有效減少并恢復疲勞，緩解疼痛，改善睡眠質量，促進傷口愈合等功能，而且微彈舒適，柔軟透氣，手感柔軟，質地輕滑，穿著時貼身合體，運動時伸展自如。該面料在保持了傳統的牛仔風格外，注入了更多的舒適和健康管理理念，非常迎合當前牛仔面料的運動化趨勢。

1 設計思路與原料選擇

1.1 Celliant纖維結構及性能特征

Celliant纖維是美國Celliant公司于2012年研發的功能紡織纖維，它在聚酯纖維中嵌入了13種天然礦物質納米微粒。Celliant纖維可以吸收以及存儲人體釋放的熱能并轉化為可利用的能量反饋回人體內部。它可以增加血液循環，改善微循環，提升運動表現與舒適性，達到極佳的運動保健效果。

1.2 T-400纖維結構及性能特征

T-400是由PPT/PET并列復合紡絲而成的雙組分纖維。由于各組分的微觀形態結構不同，T-400經濕熱處理后，會產生不同的收縮，使纖維在產生強烈的縱向應力的同時，也產生偏離縱軸的扭轉，從而使纖維呈現永久性的三維卷曲。而且這種卷曲不受熱處理的影響，所以T-400纖維織物具有良好的彈性回復性和蓬松柔軟的手感。

1.3 織物規格設計

經紗原料：棉/Celliant 80/20 47.6 tex，棉（36 tex）+ T-400（8.3 tex）包芯紗。

緯紗原料：棉/Celliant 80/20 47.6 tex。

經密：402根/10 cm。

緯密：226根/10 cm。

成品幅寬：127 ～ 129.5 cm。

組織：地組織為3/1右斜紋，邊組織為2/2經重平。

洗前克重8.7盎司/平方碼，洗后克重9.5盎司/平方碼。

2 主要工序工藝

2.1 紡紗工序

棉/Celliant纖維紡紗工藝流程如下。

棉纖維：FA006型往復抓棉機→TFA30A型重物分離器→FA028-6型多倉混棉機→FA109型三刺輥清棉機→FA151型除微塵機→FA221B型梳棉機。

Celliant纖維：A002D型抓包機→TFA30A重物分離器→A006B型混棉機→A036型開棉機。

棉生條+Celliant生條：FA313型并條機（3 道）→TJFA458A型粗紗機→EJM128K型細紗機→Savio型絡筒機。

Celliant纖維剛性比較大，長度相對較長，整齊度較好，雜質較少，纖維抱合力較差，在清、梳工序可以參考滌綸短纖紗工藝，采用“多松少打、以梳代打、盡量少落、以防粘卷”的原則。抓棉工序的兩個圓盤抓棉機采取并聯方式，兩只抓棉機同時生產，減少抓棉小手間歇下降的動程，實現“多包取用，勤抓細抓”。混棉機適當降低水平輸棉簾速度，提高角釘簾線速度，提高開松度和混合效果。開棉機適當降低打手速度，FA036A型開棉機打手速度設為450 r/min。梳棉工序梳理Celliant纖維時，除塵刀與刺輥、刺輥與分梳板之間的隔距稍大掌握，為了減少對纖維的損傷要適當減少刺輥的轉速，根據棉網以及成卷情況，調整和控制車間溫濕度。采用條混的方式進行 3 道混并。為了減少和防止靜電現象帶來的不利影響，適當提高并條車間的溫度或者使用抗靜電性能較好的膠輥。并條機車速適當降低，以避免纖維纏繞。為提高條干均勻度選擇并合數為 6，并采取倒牽伸。根據熟條質量情況，適當降低末并速度。粗紗工序采用大隔距、輕定量、低速度、小張力的工藝原則，適當加大粗紗捻系數、提高紗線抱合系數，以防止粗紗在退繞過程中斷裂，細紗工序宜降低錠數，提高成紗強力。

2.2 絡筒工序

為了盡量保持紗線原有的強度和彈性等物理機械性能，減少再生毛羽、斷頭和結雜的產生，需遵循“輕張力、低速度、小伸長、保彈性、減磨損”的工藝原則。要求絡筒紗線張力穩定、適當、均勻，筒子卷裝堅固、穩定、成形良好，同時需要滿足筒子卷繞密度、成形良好及斷頭自停裝置能正確工作。本工藝采用Autoconer X5絡筒機。通過Speedster FX管紗氣圈跟蹤器的作用，使紗線張力能夠降低30%，并將紗線輕柔地從管紗上分離，因而較好保證了筒紗質量。絡筒速度1 500 m/min，紗線張力50 cN，筒子重量4 600 g，筒子直徑320 mm。

2.3 整經工序

采用WestPoint-781球經整經機對筒紗進行集束卷繞成球軸以供后序繩狀染色之用，整個過程由筒子架，分絞架，聚紗測長，作堅實球四部分組成。在整經過程中遵循 “中速度 、小張力、小伸長、保彈性、減磨損、降毛羽、少斷頭”的工藝原則，選用合適的工藝參數，提高操作水平，保證機械狀態良好。整經過程中確保卷繞速度、球狀卷繞密度恒定，保證長絞經自停、滿球自停滯不前、斷頭自停等功能正常工作。

球經整經機技術參數：經球木輥直徑225 mm，直徑1 000 mm，寬度1 067 mm，重量12 500 kg，紗長358 m；條束寬度20 mm，單紗張力180 ～ 220 mN/根，整經速度135 ～ 180 m/min，經球加壓方式為氣動，加壓力280 kPa。

2.4 經紗染色工序

靛藍染料對棉/Celliant混紡紗的親和力一般，為了保證上染效果，提高紗線透染性和勻染度、色牢度，采用繩狀染色。Celliant纖維以及T-400纖維耐熱性能都比較差，所以染色溫度不能過高。先將待染的棉/Celliant混紡紗做成12個球軸然后在繩狀染色機上染色。

繩狀染色工藝流程如下：煮練 1 道（80 ℃）→溫水洗 1 道→常溫靛藍 11 道→常溫水洗 3 道→柔軟劑 1 道→烘筒烘干。

染色工藝：染色車速20 m/min，染槽軋輥壓力0.5 MPa，煮練堿 7 ～ 9 g/L，滲透劑 6 g/L，靛藍2.0 ～ 2.3 g/L，保險粉1.0 ～ 1.2 g/L，染液pH值11.2 ～ 11.6，電位值-860 ～ -780 mV。

2.5 漿紗工序

棉/Celliant混紡紗的強力較大，在后序織造過程中，經紗之間，經紗與綜絲、鋼筘、停經片等之間的摩擦較劇烈，容易產生靜電，易起毛起球，造成斷經，因此漿紗的主要目的是增加紗線的耐磨性和貼服毛羽。另外Celliant纖維是植入礦物質的多孔纖維，漿液浸透太多會影響礦物質的功能，漿料還必須保證不影響T-400纖維的彈性回復性能。針對該品種，所選用的漿料以及工藝應該滿足以下特點：（1）對紗線要有良好的粘附性，以利于干、濕分紗，減少二次毛羽的再生，漿膜完整性要好；（2）漿料的成膜性和漿膜的耐磨性要好，漿紗彈性要好；（3）漿料的粘度相對較大，流動性相對差些，從而被覆性好些，滲透性較差；（4）加入適當的抗靜電劑和平滑劑，以解決靜電問題。

綜上所述，本產品的漿紗工藝宜采用“輕張力、小伸長、輕加壓、重被覆、低溫度、高粘度”的工藝原則。漿液濃度越大，粘度越大，溫度越低則被覆性越好。漿紗過程還應注意保持紗線的伸長和彈性，片紗張力均勻并盡可能小，保持適中的車速，以減小伸長。

漿料配方：雙變性淀粉50 kg，液體丙稀酸類漿料25 kg，高效平滑劑 3 kg，SD-318 10 kg。

漿紗工藝：漿槽含固率10.5% ～ 11.6%，漿槽粘度7 ～ 9 s，漿紗車速（70±5）m/min，退繞張力560 N，喂入張力300 N，干區張力1 700 N，卷繞張力3 400 N，壓紗力4 000 N，壓漿輥壓力Ⅰ速 9 ～ 11 kN、Ⅱ速14 ～18 kN。

2.6 織造工序

采用ZAX-e190型噴氣織機進行織造。地組織采用三上一下右斜紋組織，邊組織采用二上二下經重平組織，地經穿綜 1、2、3、4，邊經左 5、6，右 6、5；6頁綜框。織造車間的溫濕度調節對生產效率的影響也至關重要，車間相對濕度過低，纖維間抱合力變差，斷頭增加；車間相對濕度過高，漿膜易發生黏連，造成織口不清晰，產生跳紗、跳花等疵點，故相對濕度宜控制在68% ～ 75%。

2.7 后整理工序

2.7.1 工藝流程

坯布翻縫→燒毛→退漿→絲光→拉幅定形→預縮。

2.7.2 工藝措施

（1）燒毛采用二正一反，三道火口，車速75 ～ 85 m/min，火焰溫度為1 100 ～ 1 200 ℃，燒毛等級可達到 4級以上。因為面料中含有Celliant纖維與T-400纖維，所以燒毛溫度要低，速度要快。

（2）T-400纖維以及Celliant纖維不能用強堿長時間高溫處理，否則會損傷纖維的功能性，故采用酶退漿，效果較好。

（3）為了保證布面的平整度與物理指標，采取兩遍預縮，預縮時，進布速度為55 m/min，出布速度45 m/ min。

3 織物性能測試

對所開發的面料與在同一生產工藝條件下生產的普通牛仔織物進行性能對比，兩種織物在溫度（21±1）℃ ，相對濕度65%±2%的標準環境下進行物理性能測試，平衡 4 h以上進行檢測。經緯向水洗尺寸變化按照ISO 6330標準水洗方法水洗，樣品制作與檢測照ISO 5077標準執行；彈性伸長與彈性回復按照ASTM D 3107標準測試；斷裂強力按照ASTM D 5034標準測試。其中，普通牛仔織物經紗采用棉49.3 tex，緯紗采用滌/棉80/20 36.4 tex賽絡包芯紗（氨綸長絲選用3.5倍牽伸）。兩種織物的主要物理性能指標對比見表 1。含T-400的棉/Celliant纖維混紡彈力牛仔面料相對普通牛仔面料的彈性伸長和彈性回復率都較好。

在相同的運動狀態下，所開發的棉/Celliant纖維混紡牛仔面料和普通牛仔面料對人體血氧含量的影響如圖 1，橫坐標是運動時間，縱坐標是血氧含量，可以看到，相對普通牛仔面料，隨著運動時間的增加，棉/Celliant纖維混紡牛仔面料可以提高人體血氧含量7%。

4 結論

以棉/Celliant混紡紗和棉包T-400的包芯紗為原料所開發的彈力牛仔面料，不僅可以提高微循環，改善身體健康，而且貼身合體，舒適透氣，極大地提高了牛仔面料的運動性能，迎合當前牛仔的運動發展趨勢，具有較大的發展空間。

參考文獻

[1] 李竹君. T-400彈力牛仔布的設計與生產[J].上海紡織科技，2009，37（12）：44-46.

[2] 章友鶴.牛仔面料發展的新動向[J].紡織導報，2016（2）：52-54.