持久抗菌銅改性聚酯纖維雙層織物的設計與生產*

馬順彬

1. 江蘇工程職業技術學院，江蘇 南通 226007；2. 南通潤禾紡織有限公司，江蘇 南通 226010

功能性紡織品，尤其是抗菌紡織品深受消費者青睞。獲得抗菌紡織品的途徑比較多：采用羅布麻、竹原纖維等天然抗菌纖維獲得抗菌紡織品；采用殼聚糖纖維等再生纖維獲得抗菌紡織品；采用銀離子、銅離子等對纖維進行改性來獲得抗菌紡織品；采用抗菌劑進行后整理來獲得抗菌紡織品；等等。不同途徑獲得的抗菌紡織品在成本、持久性、安全性等方面各有千秋[1]。本文采用銅改性聚酯纖維為原料紡制11.8 tex紗線，設計并生產高經密、持久抗菌銅改性聚酯纖維雙層織物。

1 織物設計

1.1 織物規格設計

為增加織物的抗菌性能，采用接結雙層組織生產持久抗菌銅改性聚酯纖維雙層織物，紗線性能如表1所示，織物規格如表2所示。

表1 紗線性能

表2 織物規格

1.2 色紗設計

用紗量見表3，其中A代表漂白色，B代表黃色，C代表玫紅色，D代表中藍色，E代表果綠色；80根邊紗采用雜紗，不計入經紗用量。

表3 用紗量

(1) 經紗排列

每花經紗為240根，其中漂白色為182根，黃色為14根，玫紅色和中藍色分別為16根，果綠色為12根，簡記為182A、 14B、 16C、 16D、 12E。全幅地經根數7 638根，全幅32花-42根，其中漂白色為5 791根(32花-33根)，黃色為447根(32花-1根)，玫紅色和中藍色分別為508根(32花-4根)，果綠色為384根(32花)。

(2) 緯紗排列

56×(1A， 1D)， 4×(1B， 1A)， 4×(1B， 1D)， 4×(1B， 1A)， 4×(1B， 1C)， 4×(1B， 1A)， 9B， 4×(1A， 1B)， 4×(1E， 1B)， 4×(1A， 1B)， 4×(1D， 1B)， 4×(1A， 1B)， 4×(1C， 1B)， 4×(1A， 1B)， 7B。緯紗排列說明：56×(1A， 1D)指1根漂白色緯紗，1根中藍色緯紗，交替織入56次。每花緯紗為224根，其中漂白色為84根，黃色、中藍色分別為64根，玫紅色為8根，果綠色為4根。

2 工藝設計

2.1 絡筒工藝

采用GA015型絡筒機(天津宏大紡織機械有限公司)。該機采用球面成形技術，可有效防止大頭蛛網紗的形成，并滿足后道工序高速退繞的要求[2-3]。由于該織物經密較大、經紗較細、單紗強力較低，絡筒工藝采用“低車速、小張力”的原則。由于銅改性聚酯纖維是化學纖維，絡筒速度應低些，以防止毛羽過多，并保持紗線彈性，絡筒工藝參數如表3所示。為使筒子成形良好，絡筒張力設置為10 cN，卷繞密度控制在0.43 g/cm3左右。

表3 絡筒工藝參數

2.2 整經工藝

整經工藝以“中車速、中張力”為原則，采用GA126A型分批整經機(江蘇射陽華力紡織機械有限公司)。該機車速由可編程邏輯控制器控制，整經采用恒線速度卷繞，控制精度高，整經速度為500 m/min，筒子架容量為640只。通過調節壓輥壓力來控制卷繞密度，壓輥壓力為3 000 N，卷繞密度為0.51 g/cm3。在整經過程要確保經紗“張力均勻、卷繞均勻、排列均勻”，以形成內外、左右卷繞密度均勻一致的經軸，保證經紗上漿順利，提高織造效率和織物質量。要勤巡回，保持機臺、導紗輥、導紗器及地面整潔，減少飛花卷入。整經工藝參數如表4所示。

表4 整經工藝參數

2.3 漿紗工藝

漿紗工藝以“高濃度、低黏度、低車速、中張力、均勻卷繞、浸透兼顧被覆”為原則，采用S432型漿紗機(德國祖克公司)。漿料配方與漿紗工藝如表5所示。

表5 漿料配方與漿紗工藝

由于銅改性聚酯纖維中含有大量的酯基，根據“相似相容”原理，主漿料選用聚丙烯酸甲酯。聚丙烯酸甲酯具有“柔而不堅”的特點，即其薄膜柔軟，延伸性好，強度和彈性較差；聚丙烯酸甲酯的分子結構中含有酯基，對銅改性聚酯纖維具有較高的黏附力。使用PVA205MB調漿時不易起泡，而且PVA205MB的黏度低，漿液流動性好，利于浸透；漿膜強度低，有利于干分絞，可降低分絞斷頭，減少毛羽產生。由于銅改性聚酯纖維是疏水性纖維，為減小漿液表面張力，使漿液能迅速、均勻地浸透經紗內部，可于漿料配方中加入0.4 kg的浸透劑JFC。銅改性聚酯纖維在織造過程中容易積聚靜電，使纖維互相排斥、紗身毛羽豎起、鄰紗互相糾纏，造成開口不清和緯向停臺，降低織造效率，因此在漿液配方中應加入適量的抗靜電劑。

對于經紗線密度為11.8 tex的銅改性聚酯纖維紗，其彈性和斷裂伸長率較大，但強力較低；同時織物經密、緯密較高，織造時單位長度經紗所受的摩擦次數多，且經紗織縮率高達25%，因此上漿率應大些，以提高經紗的耐磨性和抗屈曲性。上漿率控制在(5.0±0.5)%為宜。

漿槽溫度為90 ℃，供漿桶溫度為93 ℃，以使漿液順利浸透紗體內部。為獲得良好的浸透和被覆效果，壓漿輥壓力的設置采用“先重后輕”的原則：第一壓漿輥壓力為12 kN，第二壓漿輥壓力為9 kN。

銅改性聚酯纖維的酯基在堿溶液中容易水解，在高溫情況下不宜使用堿性漿液，因此pH值控制在6左右。

2.4 穿綜工藝

筘號為224齒/(10 cm)，地組織每筘穿入數為2根，邊組織每筘穿入數為4根，全幅筘齒數為3 839齒，其中地組織穿3 819齒，邊組織穿20齒，穿筘幅寬為171.4 cm。綜框為16頁，穿綜方法：30×(1#， 2#， 3#， 4#)， 5#， 6#， 11#， 12#， 9#， 10#， 3×(7#， 8#， 5#， 6#)， 15#， 16#， 13#， 14#， 3×(7#， 8#， 5#， 6#)， 11#， 12#， 9#， 10#， 3×(7#， 8#， 5#， 6#)， 15#， 16#， 13#， 14#， 3×(7#， 8#， 5#， 6#)， 11#， 12#， 9#， 10#， 3×(7#， 8#， 5#， 6#)， 15#， 16#， 13#， 14#， 3×(7#， 8#， 5#， 6#)， 11#， 12#， 9#， 10#， 3×(7#， 8#， 5#， 6#)， 15#， 16#， 13#， 14#， 7#， 8#。穿法說明：30×(1#，2#，3#，4#)指經紗按1#、 2#、 3#、 4#綜框順序穿入并重復穿30次。一個穿綜循環經紗根數為240，1#、 2#綜框的綜絲根數都為1 000，3#、 4#綜框的綜絲根數都為960，5#、 6#綜框的綜絲根數都為697，7#、 8#綜框的綜絲根數都為696，9#至12#綜框的綜絲根數都為127，13#至16#綜框的綜絲根數都為126。由于組織圖很大，本文只給出紋板圖(圖1)。

圖1 紋板圖

2.5 織造工藝

織造工藝以“低車速、早開口、大張力”為原則，采用OMNIPLUS型噴氣織機(必佳樂公司)。織機車速為550 r/min，由于本機配置的是多臂開口機構，且經密較高，梭口不易開清，將開口時間設置為290°，開口角為28°， 1#至16#綜框動程依次為61.0、 67.0、 73.0、 79.0、 85.0、 91.0、 97.0、 103.0、 109.0、 115.0、 121.0、 127.0、 133.0、 139.0、 145.0、 151.0 mm[4-5]，參考線與綜平線之間的角度為-0.5°， 1#至4#綜框高度為131.0 mm， 5#至9#綜框高度為130.5 mm， 10#至13#綜框高度為130.0 mm， 14#至16#綜框高度為129.5 mm。停經架高低位置刻度為2，停經架前后位置刻度為1，后梁高度刻度為+2，后梁前后刻度為3。由于該織物打緯阻力大，后梁羅拉選擇第2個高度位置，為開清梭口，將上機張力設置為2 300 N。主噴嘴共5只，主噴嘴氣壓設置為0.27 MPa，第1組至第10組輔助噴嘴氣壓設置為0.32 MPa，第11組輔助噴嘴氣壓設置為0.34 MPa，每個輔噴閥控制兩只輔助噴嘴，以確保引緯順暢。主噴嘴啟閉時間為70°～180°，第1組至第11組輔助噴嘴的啟閉時間依次為70°～120°、 90°～140°、 110°～160°、 140°～180°、 160°～200°、 180°～220°、 200°～240°、 220°～260°、 240°～280°、 260°～300°、 280°～320°。經過設置織造工藝參數，織機的生產效率達到95.3%，織物下機一等品率達到97.0%。

3 織物性能測試與結果

3.1 測試方法

采用YG461E型織物透氣量儀(溫州際高檢測儀器有限公司)按GB/T 5453—1997《紡織品 織物透氣性的測定》測試織物的透氣率，試樣面積為20 cm2，壓降為100 Pa[6]。采用YG216織物透濕量儀(泉州市美邦儀器有限公司)按GB/T 12704.1—2009《紡織品 織物透濕性試驗方法 第1部分：吸濕法》測試織物的透濕率，試樣直徑為70 mm。根據GB/T 20944.2—2007《紡織品 抗菌性能的評價 第2部分：吸收法》測試織物的抗菌率。采用YG522ATaber耐磨試驗機(浙江三工匠儀器有限公司)測試織物的耐磨性能，加壓重錘質量為250 g，砂輪型號為A-280。

3.2 測試結果

經測試，該織物透氣率為713 mm/s；透濕率為5 920 g/(m2·d)；抑菌率為84.7%，洗滌50次后，抗菌效果無變化；質量損失率為0.17%。

4 結論

持久抗菌銅改性聚酯纖維雙層織物經密高，紗線線密度低，生產難度大。絡筒工藝采用“低車速、小張力”的原則，可防止毛羽過多并保持紗線彈性，確保筒子成形良好。整經工藝采用“中車速、中張力”的原則，通過調節壓輥壓力控制卷繞密度，在整經過程中確保經紗“張力均勻、卷繞均勻、排列均勻”，以形成內外、左右卷繞密度均勻一致的經軸，保證經紗上漿順利，提高織造效率和織物質量。漿紗工藝采用“高濃度、低黏度、低車速、中張力、均勻卷繞、浸透兼顧被覆”的原則，提高經紗的可織造性。織造工藝以“低車速、早開口、大張力”為原則，合理設計開口時間、上機張力等工藝參數，提高織造效率。采用以上措施后，可生產抗菌效果良好的銅改性聚酯纖維雙層織物，織機生產效率達到95.3%，下機一等品率達到97.0%，經測試，該織物的質量損失率為0.17%，透氣率為713 mm/s，透濕率為5 920 g/(m2·d)，抑菌率為84.7%，洗滌50次后，抗菌效果無變化。