針織三層涼感夏涼被織物的研制

仝曉婷 陳紅霞

（江蘇金太陽紡織科技股份有限公司，江蘇南通，226000）

夏涼被作為夏季使用頻率最高的床上用品，消費者非常關(guān)注被子的接觸涼爽度和睡眠舒適度，目前通常由整張化纖絮片與上下層織物絎縫起來形成。整張化纖絮片為聚酯短纖維經(jīng)梳理形成連續(xù)纖維網(wǎng)片層結(jié)構(gòu)，因此該類夏涼被不僅透氣性差且生產(chǎn)工藝流程長。目前也有機織三層夏涼被織物，通過機織三層組織工藝，將滌綸長絲織入上下層織物中，形成具有一定厚度的三層織物，再將其裁剪成被子尺寸大小，對布面鎖邊處理即可作為夏涼被使用。機織三層夏涼被織物縮短了夏涼被生產(chǎn)工藝流程，織物透氣性能好，但機織物的彈性較差，不夠柔軟親膚。針織物是通過線圈相互串套而形成的織物，因此其具有較好的延伸性且手感柔軟。利用針織三層組織開發(fā)夏涼被織物，具有生產(chǎn)工藝流程短、織物柔軟舒適的優(yōu)點，但柔軟和富有延展性的線圈結(jié)構(gòu)可能會造成織物結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定、抗起毛起球性能差和縮水率不達(dá)標(biāo)等問題，因此利用針織物特點開發(fā)夏涼被織物值得探究。

涼感功能纖維的問世，為夏涼被開發(fā)提供了更多可選擇的材料。具有高結(jié)晶性、高取向性的聚合物在取向方向有高導(dǎo)熱性［1］，超高分子量聚乙烯纖維取向度高，分量子大，可將熱量迅速傳導(dǎo)出去，產(chǎn)生接觸涼感，同樣由于其大分子鏈的高度取向性，紗線不易彎曲，織物手感硬挺［2］。高密度聚乙烯具有和超高分子量聚乙烯一樣的線性結(jié)構(gòu)，采用高密度聚乙烯亦可提供涼感，高密度聚乙烯聚酰胺復(fù)合長絲以高密度聚乙烯作為皮層，纖維表面光滑、涼爽，化學(xué)穩(wěn)定性好，耐酸堿和各種鹽類的腐蝕，能很好地保護(hù)聚酰胺芯層［3］。高密度聚乙烯聚酰胺復(fù)合長絲與高密度聚乙烯相比，柔軟度更好，從而使高密度聚乙烯聚酰胺復(fù)合長絲更適用于服裝和家紡產(chǎn)品。

1 關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)和檢測方法

本研究結(jié)合FZ/T 62031—2015《針織被套》及模擬家庭使用和洗滌情況，對三層涼感夏涼被的關(guān)鍵質(zhì)量指標(biāo)要求如下：水洗尺寸變化率-7.0%～+2.0%，頂破強力不小于250 N，正面和反面（即貼身面）抗起毛起球性能不小于3級，反面接觸涼感Qmax不小于0.2 J/（cm2·s），織物透氣率不小于500 mm/s，正面和反面耐日曬不小于3級，正面和反面酚黃變不小于3級。

依據(jù)GB/T 8629—2017《紡織品 試驗用家庭洗滌和干燥程序》測試織物水洗尺寸變化率，A型標(biāo)準(zhǔn)洗衣機洗滌程序4N，干燥程序C。依據(jù)GB/T 19976—2005《紡織品 頂破強力的測定 鋼球法》測試織物頂破強力。依據(jù)GB/T 4802.1—2008《紡織品 織物起毛起球性能的測定 第1部分：圓軌跡法》測試織物起球性能，起毛0次，起球600次。依據(jù)GB/T 8427—2008《紡織品 色牢度試驗 耐人造光色牢度：氙弧》測試織物耐日曬色牢度。依據(jù)GB/T 29778—2013《紡織品 色牢度試驗潛在酚黃變的評估》測試織物酚黃變。依據(jù)GB/T 3526—2017《紡織品 接觸瞬間涼感性能的檢測和評價》測試織物接觸涼感，ΔT=15℃。依據(jù)GB/T 5453—1997《紡織品 織物透氣性的測定》測試織物透氣率，壓降100 Pa。

2 產(chǎn)品設(shè)計

2.1 原料選擇及理化性能

三層涼感夏涼被反面紗線為高密度聚乙烯聚酰胺復(fù)合長絲。通過掃描電鏡測試復(fù)合長絲的橫截面和表面形態(tài)，見圖1和圖2。

從圖1和圖2可以看出，高密度聚乙烯聚酰胺復(fù)合長絲的橫截面具有明顯的皮芯結(jié)構(gòu)，呈同心圓形，皮層與皮芯間存在明顯的分界線；高密度聚乙烯聚酰胺復(fù)合長絲的縱向平直，表面較為光滑。

圖1 復(fù)合長絲橫截面形態(tài)

圖2 復(fù)合長絲縱向形態(tài)

通過差示掃描量熱儀測試復(fù)合長絲的熱學(xué)性能，見圖3。采用DSC Q200型差示掃描量熱儀，溫度范圍-80℃～300℃，氮氣50.0 mL/min，溫度（20±2）℃，相對濕度（65±2）%。

圖3 復(fù)合長絲的差示掃描量熱曲線圖

從圖3可以看出，高密度聚乙烯聚酰胺復(fù)合長絲存在兩個軟化點，其中高密度聚乙烯軟化點在130℃，聚酰胺軟化點在210℃，印染加工需注意定形溫度，定形溫度達(dá)到高密度聚乙烯軟化點時，高密度聚乙烯聚酰胺復(fù)合長絲的皮層發(fā)生熔融，當(dāng)溫度超過110℃時，高密度聚乙烯聚酰胺復(fù)合長絲的特性發(fā)生變化，因此定形溫度不宜超過110℃，保證織物具有柔軟的手感。

三層涼感夏涼被正面紗線為精梳棉色紡集聚紗，色紡紗線具有色彩豐富飽滿的裝飾效果，采用Z捻和S捻兩種捻向1∶1排列織造，能有效平衡布面張力，避免布面出現(xiàn)緯斜問題。

2.2 設(shè)備選擇與紗線設(shè)計

雙面提花針織物是在具有兩個針床的針織機上編織而成，其花紋可在織物的一面形成，也可以同時在織物的兩面形成［4］。采用雙面提花緯編設(shè)備生產(chǎn)三層涼感夏涼被，設(shè)備參數(shù)為96.5 cm（38英寸）針筒直徑，機號E24，4路變化紗線。夏涼被的常規(guī)尺寸是1.5 m×2.0 m和2.0 m×2.3 m，采用96.5 cm針筒直徑織造夏涼被，成品門幅可以達(dá)到2.1 m，同時滿足夏涼被的兩種尺寸生產(chǎn)加工要求。

夏涼被的反面為高密度聚乙烯聚酰胺復(fù)合長絲，正面由全棉精梳色紡集聚紗構(gòu)成，兩層織物之間填充平行排列的膨體滌綸長絲，由于相鄰平行排列的膨體滌綸長絲之間存在孔隙，可使三層涼感夏涼被具有優(yōu)良的透氣性能。

全棉色紡紗為短纖維紡紗，容易出現(xiàn)起毛起球質(zhì)量問題，通過改變紗線線密度，可改善織物的抗起毛起球性能，織物抗起毛起球性能與紗線線密度之間的關(guān)系見表1。

表1 紗線線密度與抗起毛起球性能間的關(guān)系

由表1可以看出，棉紗線密度影響織物的抗起毛起球性能。棉紗較粗時，紗線捻度小、配棉較差，因此織物抗起毛起球性能差；棉紗較細(xì)時，布面稀薄不緊致，也降低了織物的抗起毛起球性能。綜合上述情況，涼感夏涼被織物的紗線設(shè)計：正面紗線為22.4 tex全棉色紡紗，S捻和Z捻的比例為1∶1；反面紗線為23.3 tex高密度聚乙烯聚酰胺復(fù)合長絲；填芯紗線為666.6 tex滌綸膨體紗；織物單位面積質(zhì)量310 g/m2，單位面積質(zhì)量偏差±5%。

2.3 花形與組織設(shè)計

三層涼感夏涼被采用襯緯組織，由正面全棉色紡紗織物層、反面高密度聚乙烯聚酰胺復(fù)合長絲涼感織物層和中間滌綸膨體紗填芯層組成，織機的上針和下針分別編織形成表層，表層組織為平針組織，中間的滌綸膨體紗不參與編織，部分全棉色紡紗與反面涼感紗線交織，將上下兩層連接起來。

織造襯緯組織的三層針織提花織物，重點需要解決的是織物結(jié)構(gòu)穩(wěn)固性和手感之間的矛盾。在花形設(shè)計上，提花花形部分為空心組織，無上下層連接，起花花形面積不能過大，花形過大布面容易出現(xiàn)凹凸不平的外觀，手感柔軟但織物穩(wěn)固性較差；而提花花形過小，織物結(jié)構(gòu)穩(wěn)固，但手感板結(jié)、硬挺。在未起花部分的接結(jié)點設(shè)計上，當(dāng)接結(jié)點多時，織物結(jié)構(gòu)穩(wěn)固但柔軟蓬松度差，接結(jié)點少時，接結(jié)點受到較大外力時，容易出現(xiàn)抽絲問題。通過生產(chǎn)實踐，提花面積為10 cm2左右、接結(jié)點之間距離為1 cm左右時，織物具有良好的穩(wěn)定性能和手感柔軟度。

3 染整工藝

織物正面采用全棉色紡紗織造，不需要染色和印花，織物染整加工流程較為簡單。染整工藝流程：水洗（酶拋光）→脫水→一次定形→二次定形（增加抗酚黃變劑）。

3.1 水洗

高密度聚乙烯聚酰胺復(fù)合長絲表面存在油劑，需要對織物進(jìn)行去油處理，提升織物的親膚性能。采用溢流機對織物進(jìn)行水洗，水洗溫度30℃～40℃，除油劑4 g/L～5 g/L，水洗時間30 min～40 min。

3.2 酶拋光

針織紗線的捻度較低，織物的抗起毛起球性能不容易達(dá)標(biāo)，全棉色紡紗采用散纖維先染色后紡紗工藝，散纖維在染色過程中，經(jīng)反復(fù)洗滌，高溫上色，纖維表面的蠟質(zhì)大部分被去除，隨著染料分子的滲透，纖維發(fā)澀、彈性差，易扭結(jié)成棉結(jié)，且強力變低，長度變短，短絨率增加，這就進(jìn)一步加劇了起毛起球的可能性［5］。通常采用燒毛工藝去除布面毛羽，提升織物的抗起毛起球性能，但燒毛工藝的火口溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過高密度聚乙烯的軟化點溫度，會使織物發(fā)硬變脆。通過對織物進(jìn)行纖維素酶拋光整理可提升織物的抗起毛起球性能，織物酶拋光工藝為中性纖維素酶5 g/L～8 g/L，溫度45℃～55℃，時間40 min～60 min，pH值6～7。經(jīng)纖維素酶拋光后，織物正面抗起毛起球等級由2-3級升為4級；織物反面抗起毛起球等級由3-4級升為4級。

3.3 定形

3.3.1 定形工藝

針織三層織物單位面積質(zhì)量較大，高密度聚乙烯聚酰胺復(fù)合長絲為熱塑性纖維，軟化點溫度低，定形溫度不能高，采用低溫一次定形，織物無法烘干，容易造成成品縮水率不達(dá)標(biāo)；增加一次定形工序，可以解決織物縮水率不達(dá)標(biāo)問題。定形工藝：第一次定形溫度100℃～110℃，定形車速15 m/min～20 m/min；第二次定形溫度100℃～110℃，定形車速為10 m/min～15 m/min。成品門幅預(yù)留5 cm，讓織物自然回縮至所需的門幅，織物彈性好、手感柔軟。

3.3.2 織物酚黃變與抗黃變工藝

紡絲加工過程中溫度高，而高密度聚乙烯聚酰胺聚合物對熱氧化分解非常敏感，氧化分解會降低復(fù)合長絲的各項性能，因此在紡絲中通常增加熱穩(wěn)定劑和酚類抗氧化劑，酚類抗氧化劑與空氣中的氮氧化物發(fā)生反應(yīng)，造成織物出現(xiàn)黃變現(xiàn)象。為了防止織物在存儲過程中發(fā)生黃變，織物印染加工后，成品織物pH值應(yīng)略帶酸性，可以在后處理時增加一定量的有機酸［6］。織物在定形工序增加抗酚黃變劑5 g/L～8 g/L，并加入檸檬酸將p H值調(diào)節(jié)至4～5，從而保證布面p H值呈酸性，可有效解決成品貯藏中出現(xiàn)的黃變問題。

4 檢測結(jié)果

通過上述設(shè)計和工藝整理，針織三層夏涼被織物滿足了開發(fā)目標(biāo)，其各項檢測結(jié)果如下。縱向水洗尺寸變化率-5.4%，橫向水洗尺寸變化率-2.9%，頂破強力1 332 N，正面抗起毛起球等級3-4級，反面抗起毛起球等級4級，p H值4.52，耐日曬等級3級，正、反面酚黃變等級3級，接觸涼感0.38 J/（cm2·s），透氣率2 036 mm/s。

5 結(jié)論

（1）采用緯編三層織造工藝，將高密度聚乙烯聚酰胺復(fù)合長絲作為夏涼被的貼身面，將全棉色紡紗作為夏涼被的正面，能夠兼具夏涼被織物的涼感體驗和美觀度。

（2）通過提花花形和組織工藝設(shè)計，使平行排列的襯緯紗線穩(wěn)固性較好，織物具有良好的柔軟度和透氣性能。

（3）通過改變?nèi)奚徏喚€密度，并對織物進(jìn)行纖維素酶拋光工藝整理，解決了全棉針織色紡紗容易起毛起球的問題。

（4）高密度聚乙烯聚酰胺復(fù)合長絲的耐熱性能差，通過兩次低溫定形，解決了高密度聚乙烯聚酰胺復(fù)合長絲遇到高溫容易發(fā)硬的問題，確保了夏涼被織物的水洗尺寸穩(wěn)定性。

（5）織物在實際生產(chǎn)中發(fā)生酚黃變現(xiàn)象，通過增加抗酚黃變劑，并控制織物p H值呈酸性，可有效解決織物出現(xiàn)的酚黃變問題。

（6）織物在長期使用后，部分組織出現(xiàn)填芯長絲外露現(xiàn)象，如何解決這一問題，還需進(jìn)一步研究。