銀纖維/蠶蛹蛋白纖維毛巾的設計與生產工藝探討

陳 樞,馮圣國

(江蘇斯得福新材料有限公司,江蘇 南通 226000)

隨著社會消費水平的提高和消費者消費觀念的轉變,作為必需品的毛巾在舒適性和功能性上越來越受到重視。銀纖維具有優良的防輻射、抗靜電性、強力除臭、抗菌等性能,由于銀纖維是將銀和纖維緊密聚合而成,經試驗,洗滌250次后,其抗菌功能沒降低。蠶蛹蛋白纖維具有親膚性、高導濕透氣性、耐洗滌性和抗菌性[1]。用銀纖維與蠶蛹蛋白纖維制成毛巾、浴巾等,不但具有良好的抗菌、保健性能,而且吸濕透氣、手感柔軟爽滑,更具舒適感。

1 產品設計

1.1 原料選用

毛巾是由地經和毛經與緯紗交織而成,地經與緯紗交織形成地組織,是毛圈附著的基礎,毛經與緯紗交織形成毛組織,在毛巾表面形成毛圈。在生產過程中,地經上機張力大,這就要求地經強力高、毛羽少、耐磨性好;由于毛經張力小,為避免毛經相互糾纏產生凹毛等疵點,要求毛經毛羽少。地經采用銀纖維,由于其具有良好的抗菌性能,提高了毛巾的抗菌性能,同時由于銀纖維的吸濕性能低,能及時將液體排出毛巾,使得毛巾具有吸濕快干性能,有效防止毛巾產生異味;蠶蛹蛋白纖維的親膚性能優良,用其作為毛圈,與人體皮膚接觸舒適,滿足消費者對毛巾舒適性的要求。根據毛巾的設計與性能要求,經緯紗線分別選用如下:

經紗:地經采用18.6 tex×2純銀纖維股線,捻度為46捻/(10 cm);毛經采用18.6 tex×2純蠶蛹蛋白纖維股線,為使毛巾手感柔軟爽滑,毛經的捻度應小些,捻度為31捻/(10 cm);地經和毛經的排列比為1∶1。

緯紗為27.8 tex純蠶蛹蛋白纖維紗,捻度為56捻/(10 cm)。

1.2 產品規格設計

毛巾的成品規格為76 cm×34 cm,緞檔長為6 cm,兩端平布長度為1.5 cm×2,兩邊邊子寬度為0.8 cm×2。毛巾產品規格見表1。

表1 毛巾產品規格

織物經緯密大小會影響毛巾手感,為使毛巾手感柔軟爽滑,具舒適感,將毛巾在機經密控制在196.8根/(10 cm),中毛區緯密174根/(10 cm),緞檔處緯密為600根/(10 cm)。

1.3 產品結構設計

單線經單單毛,開河6緯,平布在機長度1.2 cm,投緯數為24緯,鍛邊在機長度3.3 cm,投緯數為162緯,中毛在機長度6.2 cm,投緯數為108緯,鍛檔在機長度7.7 cm,投緯數為222緯,中毛在機長度65.5 cm,投緯數為1 140緯,鍛邊在機長度3.3 cm,投緯數為162緯,平布在機長度1.2 cm,投緯數為24緯。毛倍為4.7∶1。

1.4 織物組織設計

毛圈組織、緞檔組織分別如圖1、2所示。1、2、3……表示地經紗,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ……表示毛經紗,■—表示經組織點,□—表示緯組織點。為增強毛巾的美感,緞檔組織采用變化組織。邊組織采用4上4下經重平組織,以確保布邊堅固、平整,整理加工時不發生破邊現象。

圖1 毛圈經組織上機圖

圖2 緞檔組織上機圖

2 上機工藝參數設計

總經根數為4 840根,其中,地經和毛經總經根數分別為2 160根,邊紗根數為520根,每條地經根數432根,毛經根數432根,邊紗104根。筘號為110齒/(10 cm),每筘齒穿入2根經紗,內筘幅為39.0 cm,外筘幅為43.8 cm,全幅條數為5條,分條間的空齒為6齒,總筘幅為221.7 cm,總緯數為1 848,毛倍為4.7∶1。坯布每條96.8 g,成品每條90 g。綜框12頁,1～2頁綜框穿絞邊,3～6頁綜框穿毛經,7～10頁綜框穿地經,11～12頁綜框穿邊經。

3 工藝流程設計

3.1 絡筒工藝

采用日本村田機械株式會社的No.21C型自動絡筒機。由于毛經和地經均采用18.6 tex×2的股線,但是地經采用純銀纖維股線,回潮率比較低,絡筒時車速應低些,以防止靜電導致毛羽過多。毛經采用純蠶蛹蛋白纖維股線,原紗強力較高,強力不勻率小,絡筒速度可高些。表2為毛經和地經主要絡筒工藝參數。絡筒時應注意巡回,加強工藝管理,避免疵筒。

表2 毛經和地經主要絡筒工藝參數

3.2 整經工藝

采用江陰四星梶泉機械有限公司生產的KGA269C高速分批整經機,地經與毛經分別整經,經軸寬度均為221.7 cm,整經速度1 000 m/min,整經張力13 c N,卷繞密度0.46 g/cm3。整經配軸為:地經和邊紗為670根×4軸,毛經為720根×3軸。加強質量管理,確保整經“三均勻”。

3.3 漿紗工藝

采用鹽城市射陽縣永強紡織機械廠生產的GASNA342D型漿紗機。毛圈豐滿度和平整度是影響毛巾毛圈效果的關鍵因素,也是毛巾織物外觀的重要指標[2]。由于毛經采用股線,無需上漿,為使毛圈豐滿度和平整度達到良好的效果,在滿足上機張力要求的前提下,地經紗的漿紗工藝應以“保伸、貼伏毛羽”為工藝原則[3]。

地經漿料配方為:聚丙烯酸酯50 kg,抗靜電劑SN 2 kg。

地經漿紗工藝為:漿槽溫度96℃,漿液黏度10.0 s,前/后壓漿輥壓力7 k N/15 k N,烘干溫度100℃,車速55 m/min,上漿率4.0%±0.5%,回潮率3%±0.5%,伸長率控制在1%以內。

3.4 織造工藝

采用津田駒ZAX9100型噴氣織機采用3緯毛圈夾持法豎織,為防止毛圈出現倒伏或開河等現象,在織造時應優化織造工藝參數,嚴格控制毛巾草坯中各部位的規格與毛倍[4]。車速為650 r/min,綜平時間285°,主噴嘴啟閉時間為65°～170°,主噴嘴氣壓為0.25 MPa,輔助噴嘴壓力為0.3 MPa,地經紗上機張力為1 000 N,毛經上機張力為650 N。輔助噴嘴啟閉時間見表3。經過優化織造工藝,織機效率達到91%,下機一等品率達到89%。

表3 輔助噴嘴啟閉時間

4 成品規格及性能測試

毛巾的成品規格為76 cm×34 cm,緞檔長為6 cm,兩端平布長度為1.5 cm×2,兩邊邊子寬度為0.8 cm×2。產品經檢測,重量偏差率(標準大氣壓)為-1.0%,斷裂強力為223 N,脫水性為9.0 s,耐皂洗色牢度(變色)為4級,耐摩擦色牢度(干摩)為4級,毛巾表面無條狀、線狀、散布性疵點、油污、色漬[5]。毛巾對大腸埃希菌(ATCC 8099)的抑菌率大于85%,對金黃色葡萄球菌(ATCC 6538)的抑菌率大于86%,對白色念珠菌(ATCC 10231)的抑菌率大于80%,具有一定的抗菌效果。

5 結束語

對毛巾的原料、規格及組織結構等進行合理設計,并優化了絡筒、整經、漿紗、織造等工序的關鍵工藝參數,使得毛巾的設計與生產相當順利,織機效率達到91%,下機一等品率達到89%,織得的毛巾手感柔軟滑爽,對大腸埃希菌、金黃色葡萄球菌、白色念珠菌的抑菌性能較好,根據GB/T 22864—2020《毛巾》標準,判定該毛巾屬于優等品。