一種全棉高支靜音防羽面料的生態加工方法

毛 軍,陸 鵬

(江蘇金太陽紡織科技股份有限公司,江蘇 南通 226314)

高端羽絨被的被芯面料大多采用高支全棉材質,面料輕薄、柔軟、吸濕、透氣、透濕,受到消費者喜愛。因生產加工、工藝設備和技術水平的問題,此類面料普遍存在使用時產生摩擦聲和防鉆絨效果持久性差的缺陷[1-2]。原因有3點:(1)化學漿料上漿。面料的高紗支高密度織造,意味著低強力和高摩擦力,為了保證織造效率,在經紗上漿時多采用聚丙烯酸、聚乙烯醇(PVA)等合成漿料。此類漿料韌性好,能大幅提升紗線彈性和強力,但在后期的退漿過程中容易產生退漿不凈的現象,殘留的漿料會在面料上形成大小不一的膜狀物,不僅影響面料手感,還會導致面料摩擦和抖動聲響變大。(2)強堿處理。在印染前處理過程中,目前常規的工藝為堿法退煮漂工藝,面料經過燒堿處理后,纖維和紗線的損傷較大,面料容易板結手感差,增加環保負擔。(3)軋光工藝。在后整理過程中,面料經過壓光處理,以獲得更好的防風效果,壓光后的面料手感極差,形成類似紙張的效果,同時抖動發出的聲響較大,嚴重影響消費者的睡眠體驗。(4)棉紗特性。天然棉纖維的紗線條干CV 值與聚酯相比存在較大差距,棉紗之間的空隙較多,通常通過防風整理劑填補縫隙防止羽絨鉆出,消費者長期使用會不斷地有羽絨跑出,極大降低了羽絨被的使用壽命,成為消費者使用羽絨被的痛點[3-4]。

針對高支全棉防羽面料存在的缺點,采用新型漿料和特殊的漿紗方法,在提升紗線強力的同時,提高紗線的毛效和蓬松性能。利用新型生物酶退煮漂技術,減少紗線和纖維的損傷,改善面料的手感和透氣性能,得到的面料具有良好的防鉆絨持久性還兼具極佳的透氣透濕性,同時面料還有“靜音”的效果,降低了羽絨被在翻身或抖動時的聲音,提升消費者的睡眠舒適度。

1 材料和性能測試

1.1 紗線和織物規格

紗線規格 100%長絨棉,緊密紡,紗線條干較好。

坯布規格 品種一:JCF 4.92 tex×JCF 4.92 tex,905.5根/(10 cm)×748.02根/(10 cm),平紋;品種二:JCF 5.91 tex×JCF 5.91 tex,905.5 根/(10 cm)×905.5根/(10 cm),緞紋。

成品要求 面料輕薄透氣,手感柔軟蓬松,具有良好的防鉆絨性能,靜音無噪;縮水率-4%～+2%,強力＞320 N,透氣≤25 mm/s,防鉆絨性能≤15根。

1.2 測試方法

起毛起球測試:按照GB/T 4802.2—2008《紡織品織物起毛起球性能的測定 第2 部分:改型馬丁代爾法》測試并評級。

織物強力測試:按照GB/T 3923.1—2013《紡織品織物拉伸性能 第1部分:斷裂強力和斷裂伸長率的測定(條樣法)》測試。

織物透氣測試:織物的透氣性按照GB/T 5453—1997《織物的透氣性的測定》規定的方法測試。

織物防鉆絨測試:織物的防鉆絨性能按照GB/T 12705.2—2009《紡織品 織物防鉆絨性試驗方法 第2部分:轉箱法》規定的方法測試。

織物固定頻率音量測試:織物的抖動分貝按照GB 22337—2008《社會生活環境噪聲排放標準》規定的測量方法測定。

織物手感測試:織物的手感測試參考標準AATCC Test Method 202—2012《Relative Hand Value of Textiles Instrumental Method》規定的測量方法測定。

2 上漿工藝

2.1 調漿工藝

纖維原料優選質量優良的長絨棉,纖維較長且具有較好的機械性能,紡成紗線后,纖維之間具有更大的抱合力,紗線具有良好的強力和毛羽指標。因此在漿料選擇時根據“相似相溶”原理,選擇以優質馬鈴薯高性能淀粉為主,配以少量可以生物降解、滲透性強的液體聚丙烯酸類漿料QL-89,即可實現較好的上漿效果。避免使用聚乙烯醇等生物降解性差的不環保漿料,以免面料在后期退漿過程中退漿不凈,影響面料的手感和染色效果(BOD5/CODCr值SP-1:0.610,CE50:0.556,QL-89:0.331。一般認為,BOD5/CODCr的比值大于0.30 時,表示該材料廢水可以生物降解,大于0.45時,表示該材料廢水容易生物降解,聚乙烯醇為0.010,比較難降解)。

針對研發品種選擇同一個配方工藝:

SP-1:75 kg,CE50:50 kg,QL-89:25 kg,蠟片:2 kg,體積750 L,漿桶黏度9″～10″(3號孔漏斗)。

調漿操作:使用高壓桶調漿,加水450 L,開低速攪拌,按工藝配方依次徐徐投入各種漿料,攪拌5～10 min后,開汽升溫至115 ℃轉保溫燜漿20 min,輸漿至保應桶定積定黏待用。

2.2 漿紗工藝及關鍵措施

由于高支紗線強力較低,同時高支高密面料給面料的織造帶來一定的難度,因此根據生產實際情況,結合現有的技術,選用了合適的漿料并調整了漿紗工藝,具體工藝和關鍵措施見表1。

表1 漿紗工藝

漿紗的關鍵措施:

(1)為保證漿紗在漿軸上排列均勻,織造時經紗張力一致,漿紗上機時采用上板紗的方式,即在擺絞線前先用牛皮膠帶紙逐一把每個經軸上的經紗固定,等過筘齒區域后再上筘齒。

(2)由于高支紗紗支細,漿紗時很容易烘干,為保證漿紗回潮率,提高漿膜的柔韌性織造時經紗耐屈曲性好,漿紗時需要把合并烘筒汽關掉,保證回潮率達到8.5%。

(3)使用淀粉類漿料,漿膜強力適中,在干分絞處分紗要容易得多,所以可以不使用復分絞。

(4)為提高高支紗的漿紗強力,除了漿料本身的浸透性要好,漿紗還要注意加側壓,增加漿液浸透,提高黏附力。

2.3 織造

織造工藝及參數見表2。

表2 織造工藝及參數

3 染整工藝

面料染整加工流程:翻布、縫頭→燒毛→酶退漿→酶精練→漂白→柔軟定型→預縮→壓光→成品。

3.1 燒毛及酶退漿工藝

為了提升防羽面料的品質感,需對坯布進行燒毛,去除在紡紗和織造過程中形成的長短不一的多余毛羽,同時為了保證面料具有更好的防鉆絨性能,采用正面重燒毛、反面輕燒毛工藝。正面重燒毛能夠保證面料表面的光潔度,提升面料品質。反面輕燒毛可使面料反面具有一層短而密的毛羽存在,能夠阻止羽絨靠近,在一定程度上提升面料的防鉆絨性能。

燒毛工藝為:采用兩正一反,火口溫度900～1 000℃,車速100～120 m/min。軋酶滅火,淀粉酶6～8 g/L,滲透劑10 g/L,堆置4～6 h。

3.2 水洗

坯布經紗上的淀粉和變性淀粉經過淀粉酶水解后,分解成小分子多糖,如麥芽糖、環糊精、葡萄糖等物質。通過冷水洗除去上述小分子物質,再經過高溫水洗。

水洗工藝為:先1格冷水洗,再用80～90 ℃的熱水洗4格,最后落布,打卷,烘干,水洗后門幅245 cm左右。

3.3 酶精練

長絨棉是棉纖維原料中品質較好的品類,纖維更長,均勻度更好,含有的棉籽殼等雜質也相對較少,因此僅需采用生物酶精練技術就能實現較好的精練效果。精練酶是一種復合酶,包括脂肪酶、蛋白酶、果膠酶,可以使棉纖維中含有的蠟質、果膠等物質發生水解而去除。與常規的堿精練相比,可大大減少堿對棉纖維的損傷,也可避免經燒堿處理后纖維發硬而導致的手感變差的問題。

酶精練工序在卷染機中進行,工作溫度為55～60℃,工作時間為1～2 h。

酶精練工藝配方:精練酶4～8 g/L,雙氧水(100%)1～2 g/L,非硅類螯合分散劑8～10 g/L,滲透劑5 g/L。

3.4 柔軟定型(防風整理)

柔軟定型是選擇合適的柔軟劑而賦予面料相應的手感,本研究選擇蓬松型柔軟劑,使面料定型后具有柔軟蓬松的手感。防風整理也叫防鉆絨整理,即選用合適的防風劑(防鉆絨整理劑)經高溫定型后在面料表面形成一層大分子膜,從而使面料具有一定的防鉆絨效果,防風劑選擇手感較好的聚丙烯酸類或聚氨酯類防風劑[5]。

定型工藝配方:蓬松型柔軟劑30 g/L,防風劑40 g/L,定型機車速40 m/min,定型溫度170～190 ℃。進布時盡量松,落布門幅比成品門幅略寬2～3 cm,以保證預縮后成品面料尺寸符合要求。落布門幅為254～255 cm。

3.5 預縮

預縮是在濕熱的無張力狀態下,釋放面料經向在張力狀態下印染加工形成的內應力,以控制面料的洗后縮水率;預縮的另外一個作用是,面料經過預縮工序,緯密在一定范圍內重新調整形態,緯紗之間的間隙變小,空隙均勻度變好,提升面料的防鉆絨性能。

預縮工藝:車速40 m/min,承壓輥20 k N,溫度110 ℃,落布門幅250～251 cm。

3.6 軋光

防羽面料的軋光工藝在軋光機上進行。在100～120 ℃的高溫條件下,對面料施以適量大小的壓力,使經過壓光工序的防風劑在面料表面形成一層致密的大分子膜,不僅能填補織物中紗線之間的空隙,還能加強纖維之間聯結,從而使面料具有良好的防鉆絨持久性。

軋光工序條件:壓力為75 MPa,車速為40～45 m/min,溫度為110～120 ℃。

4 面料指標檢測與分析

(1)透氣和防鉆絨性測試

對成品面料進行透氣和防鉆絨性測試,具體結果見表3。

表3 防羽面料透氣和跑絨性能對比

從表3的數據可以看出,本研究的防羽面料相對于市面相同規格防羽面料具有更好的防鉆絨持久性和透氣性,在相同抖動頻率下噪音更低。因高支全棉防羽面料的特點是紗支細、密度大,用傳統化學方法前處理,燒堿(氫氧化鈉)對棉纖維膨化作用劇烈,棉纖維原本的轉曲形態和變形回復性被破壞,在外部機械作用力下纖維和紗線之間的聯結斷裂,從而面料防鉆絨持久性差,加大防風整理劑的用量帶來的后果就是面料更硬的手感、更差的透氣性和更大的聲響;而采用生物酶前處理的方法,反應條件溫和,減少對棉纖維結構損傷,纖維的轉曲形態和變形回復性仍然保留,纖維在面料中更加舒展,面料手感柔軟蓬松,具備較好的防鉆絨持久性和透氣性,面料的抖動聲響小[6-8]。

(2)成品面料手感測試

采用手感評價儀器,對本研究防羽面料和市售同規格防羽面料進行手感測試,結果見表4。

表4 防羽面料手感對比

從表4的數據可以看出:研發生產的防羽面料柔軟度和滑爽度要優于市面同規格防羽面料,同時市售同規格防羽面料的韌性值更大,手感更硬更板結,原因是本研究面料在生產過程中采用純淀粉漿料上漿、生物酶退漿和生物酶法精練等生態加工工藝方法,對棉纖維損傷小,因此面料具有較好的手感。而合成漿料上漿、堿法退煮漂工藝和大量防風整理劑的使用,帶來的后果就是纖維的剛性變大,面料表現板結,手感硬。

5 結束語

研發生產的全棉高支防羽面料相對于傳統的市售同規格面料,生產工藝簡單,工藝流程縮短,同時上漿工藝采用淀粉等完全可降解漿料,生態環保;前處理工藝采用了生物酶的方法,不僅提升產品品質,還有利于環保,節能減排。生產的防羽面料手感柔軟蓬松,具備良好的持久防鉆絨性能,同時具有較好的透氣性和較低的噪聲,是一種高品質靜音防羽面料。