硅藻土改性黏胶纤维家纺面料的设计开发

沈守兵，武亚琼，陈秀苗

（1.上海水星家用纺织品股份有限公司，上海 201401；2.上海家纺新材料工程技术研究中心，上海 201401）

随着科学技术的发展和人们生活质量的提高，传统家纺顺应潮流趋势不断升级换代。现今，家纺产品尤其是床上用品的舒适性、功能性、环保性、美观性是产品开发过程中必须考虑的关键因素。硅藻土改性黏胶纤维是上海水星家用纺织品股份有限公司研发的一种新型功能性黏胶纤维，具有除甲醛、抗菌、除异味、释放负离子等功能。原色竹浆纤维是河北吉篙生产的一种新型生态环保纤维，保留了天然淡黄色竹木的颜色，可自然降解且不产生有害物质。原色竹浆纤维的本黄色自然纯朴、舒然于心；硅藻土改性黏胶纤维的本白色纯洁、高雅，两种颜色搭配不同提花花型可以呈现出不同的布面效果。大提花是现今家纺面料织造采用的主要花型工艺之一，相比印花更具凹凸立体感；结合现代提花织机的多功能性，可将不同种类的植物花卉、几何线条、建筑、动物等形状在布面上拉伸变形、放大或缩小，颇有艺术灵动感。将硅藻土改性黏胶纤维和原色竹浆纤维相结合，采用交织方式开发的提花家纺面料环保、舒适美观、风格独特，受到消费者的喜爱。

1 产品工艺设计

1.1 原料设计

硅藻土是一种天然矿物质材料，也是一种新型室内空气净化材料，没有有害的化学物质。研究表明，硅藻土室内装修材料不仅不会挥发有害物质，还能改善室内环境。通过特殊纺丝工艺在黏胶纺丝液中添加超细硅藻土粉体，制得的硅藻土改性黏胶纤维，经SEM 测试可观察到不同的硅藻土纳米粉体均匀地分散在纤维的纵横截面上。硅藻土改性黏胶纤维具有除甲醛和抗菌的作用［1］。原色竹浆纤维的浆粕来源于速成的鲜竹，经特殊工艺先提取竹子中的纤维素，经人工催化后制成适合纺丝的竹浆粕，不经漂白，保留了天然颜色。原色竹浆纤维吸湿透气性较黏胶纤维优良，可加速排汗，营造凉爽感，同时还具有抗起球、抗皱、抗菌抑菌和防紫外等优点。硅藻土改性黏胶纤维与原色竹浆纤维的吸湿性、透气性、亲肤性都很优良，适合作为夏季套件、凉席、夏被等家纺面料的原材料。硅藻土改性黏胶纤维和原色竹浆纤维的相关物理参数如表1所示。

表1 两种纤维的相关物理参数

1.2 纱线设计

经纬纱线的细度、配置、交织比例等参数是影响产品舒适度和风格特点的重要因素。经多次实验确定经纱采用硅藻土改性黏胶纤维，纬纱采用原色竹浆纤维，二者的交织比例为80/40，经纱在织物中占比为66.7%，纬纱在织物中占比为33.3%。两种纱线均采用21s双股设计。

1.3 织物规格设计

织物规格涉及到面料制成品的尺寸收缩率、抗起毛起球、柔软度等性能。经纱密度为332 根/10 cm，纬纱密度为166 根/10 cm。根据成品的尺寸大小，面料的幅宽设置为260 cm。织物的单位面积质量为315 g/cm2，经向紧度为83.9%，纬向紧度为41.9%，总紧度为90.7%。

2 生产工艺设计

2.1 纺纱工艺及技术

纺纱工艺流程为开清棉→梳棉→并条→粗纱→细纱。选择精梳紧密纺纱的方式，在牵伸装置前加装纤维集聚装置，使纤维向纱干中心集聚，从而加强对加捻三角区的控制。粗纱主要工艺参数如表2所示。

表2 粗纱主要工艺参数

纱线质量在很大程度上取决于细纱工序。通过提高纤维之间的抱合紧密度和降低后区牵伸倍数来提高纱线条干均匀度。细纱主要工艺参数见表3。

表3 细纱主要工艺参数

2.2 织造工艺及技术特征

2.2.1 络筒

硅藻土改性黏胶纤维和原色竹浆纤维都属于再生纤维素纤维，纱线强度低，需要较低的络筒速度及较小的装置张力，同时要确保纱线轨道光滑，降低纱线磨损。线速设置为900 m/min，引纱张力为1.2 g。

2.2.2 整经

通过整经工序将筒子纱卷绕到经轴上，按工艺要求设置整经的幅宽、排列顺序。采用适合大批量原色纱线的分批整经方式，根据硅藻土改性黏胶纤维和原色竹浆纤维强力较小的特点，在“轻加压、匀张力”的工艺前提下，适当降低整经速度。主要参数为：车速310 m/min，边经张力8 g，地经张力6 g。

2.2.3 浆纱

如表3所示,电池两端电压的下降值跟随停充时间的延长而加大,给予越长的间歇时间,锂离子电池的端电压下降得越厉害,若供给的停充时间太长,又达不到快速充电的目标。停充对正恒流与负脉冲的切换具有缓冲效果,还在一定程度上去除电池的极化效应,同时还实现了去极化的目的。

竹浆纤维吸水性较好，浆纱时会吸收较多的浆料。变性淀粉与黏胶的亲和力较好，辅以少量聚丙烯酰胺复配使用可增加浆料在纱线上的被覆程度［2］。在浆液中添加少量柔顺剂，减少干分绞时二次毛羽的产生。为防止浆纱过程中黏度波动对浆纱性能的不良影响，在浆纱槽上方安装电控加料桶，通过设定程序，使加料桶每隔一段时间对浆纱槽进行限量浆料补充，保证浆料槽中的浆料黏度稳定在一定范围内。

功能性黏胶纺织品对上浆要求较高，若是浆纱环境温度较低，湿分绞表面温度下降较快，不能及时在其表面形成冷凝水，在湿分绞棒的运转过程中会产生浆皮。如不及时处理，在后续的纱线织造过程中会产生较多的纱线断头、布面浆斑。在浆纱前，应预先调节浆纱环境温度并放置热风机，防止温度对纱线质量产生影响［3］。

通过对浆纱工序的严格把控，硅藻土改性黏胶纤维和原色竹浆纤维的浆纱强力明显增大，3 mm 以上的毛羽减少33%。根据竹浆纤维湿强为干强的1/2、纤维抱合力差、初始模量小等特点，选取的浆料配方为：变性淀粉55.0%，聚丙烯酰胺15.0%，柔顺剂0.5%，α-萘酚0.1%，表面活性剂2.0%，聚氧乙烯醚10.0%。

2.2.4 织造

织造车间温度为25 ℃，湿度为65%。设计8 种花型（6 种大提花、2 种小提花）。几种花型面料的穿经规律有很大不同，采用大开口、低速度的工艺减少纱线开口不清和断纱等问题。及时清理停经架上的积花，避免因黏附纱线而增加断头率［4］。

2.2.5 产品性能与功能

由表4 可知，面料的色牢度和抗起球性均达到较高等级，各项指标均符合婴幼儿及儿童纺织产品安全技术规范A 类标准。

表4 产品性能测试结果

2.2.6 部分面料成品展示

根据面料颜色风格特点设计了8 种提花花型，部分花型见图1，可用作套件、盖毯、布艺软凉席类面料，共同构建具有除甲醛、抗菌、除异味系列功能性家纺产品。

图1 部分面料成品展示

3 结语

首次将硅藻土改性黏胶纤维和原色竹浆纤维交织制成不同花型的成品面料，形成了独特的风格；不仅具有较好的舒适性，还具有抗菌、除甲醛功能；避免了染色工序给环境带来的污染，符合“绿色、环保、健康”的产品开发理念。功能和环保材质相结合，利用天然原色的优势，辅以高雅精致的提花设计，赋予再生纤维素纤维面料新形象。硅藻土改性黏胶纤维是一种新型功能性纤维，不仅在家纺产品中应用前景广阔，还可应用在服装、产业用等领域。