长绒棉桑皮纤维混纺段染色织面料的开发

马 倩 王 可 王曙东 张宽长 王梦圆

（盐城工业职业技术学院，江苏盐城，224005）

随着人们生活水平的提升，消费者对纺织品的功能性和美感等要求越来越高，服装面料的多样化、功能化已成为发展趋势。为适应市场需求，在充分调研的基础上，我们以长绒棉、桑皮纤维为原料开发了一款段染色织面料，其既具有抗菌抑菌功能，又具有独特的外观，适合春秋衬衫。

1 原料选择和产品设计

选用的新疆长绒棉主体长度37.5 mm，马克隆值4.0，断裂强度4.1 cN/dtex，断裂伸长率5.0%，短绒率6.9%，含杂率2.4%，回潮率6.6%。桑皮纤维是对桑枝剥皮、脱胶等处理后开发的一种纤维素纤维，其不仅具有纤维素纤维吸湿透气、手感柔软、可生物降解等优点，而且具有麻类纤维凉爽、透气等特性，其中含有的黄酮类、酚类等天然抗菌物质使其具有天然抗菌抑菌功能。选用的桑皮纤维线密度（2.2±0.2）dtex，长度（23.6±2.7）mm，断裂强度（6.23±0.46）cN/dtex，断裂伸长率（3.81±0.38）%，回潮率 9.4%，抑菌率（81.32±3.46）%。

选择长绒棉/桑皮纤维50/50 14.6 tex 单色纱和长绒棉/桑皮纤维50/50 14.6 tex 段染色纱为经纱；长绒棉/桑皮纤维50/50 14.6 tex 单色纱、长绒棉/桑皮纤维50/50 14.6 tex 段染色纱和长绒棉/桑皮纤维50/50 27.8 tex 竹节纱为纬纱。其中，单色纱包括亮白色纱、浅蓝色纱、浅灰色纱，用A、B、C 表示，段染色纱包括天蓝色纱、藏青色纱，用D、E 表示；竹节纱包括浅蓝色纱、浅灰色纱，用F、G 表示。经纱排列为1E16A1D222A，纬纱排列为5B5C1D+（4B3C1F3B4C1G）×16+4B3C1F1E。织物组织图如图1所示［1-2］。

图1 织物组织图

产品设计定位为春夏高档衬衫面料。选用纬重平组织，同时结合单色纱、段染色纱和竹节纱的颜色和风格差异，合理进行经纬纱搭配，使织物表面呈现竹节效应、麻织物风格等独特外观。段染纱是以分段形式染色并染有两组以上不同颜色的纱线。段染纱改变了传统的单色染纱方式，织成的织物风格在无规律中显示出独特风格，在平面中凸显出立体感，可以满足设计与审美需要。

设 计 织 物 经 密 425 根 /10 cm ，纬 密287 根 /10 cm ，幅宽161.5 cm，总经根数6 866根。其中，亮白色纱6 736 根，天蓝色段染色纱29根，藏青色段染色纱29 根，72 根与地经相同的亮白色纱为边纱。每花240 根，全幅28 花+74 根。筘号 197 齿/10 cm，筘幅 174.4 cm，每筘2 入。布边穿综方法：（3、4、5、6）；布身穿综方法：（1、3、4、5、6）×4+2+（3、4、5、6）×55+（3、4）。

2 纺纱工艺要点

先将长绒棉加工成精梳条，再与桑皮纤维预并条过三道并条后经粗纱、细纱和络筒。桑皮纤维预处理：将FD-ZY06A 型给湿油剂、FD-ZY06B型软化油剂、水按照1∶0.5∶5 配比制成溶液，在给棉室喷雾加湿，放置48 h 以上，使其回潮率在12%左右。桑皮纤维在开清棉采取“少打多梳，充分混和”的工艺原则，并加大开松隔距，降低各打手速度，减少纤维损伤。桑皮纤维卷设计定量为368.6 g/m，棉卷设计定量为350 g/m。桑皮纤维长短差异较大，为有效减少纤维损伤和棉结，梳棉采用紧隔距，在提高梳理效果的同时，减少纤维在两针面之间的浮游、搓揉。适当降低刺辊、锡林、道夫速度，以利于纤维转移，减少刺辊返花。桑皮纤维生条定量18.9 g/5 m，总落棉率7.3%。棉纤维生条定量21 g/5 m。长绒棉精梳条定量19.4 g/5 m。桑皮纤维预并条采用“轻定量，低速度，重加压”的工艺原则，且采用稍紧的罗拉隔距，加大后区牵伸倍数，有利于提高纤维的伸直度。桑皮纤维预并条定量18.5 g/5 m。混并工序采用“慢速度，轻定量，小牵伸，小张力”工艺原则，以改善纤维结构，提高混和条纤维伸直平行度，提高条干均匀度水平。头并、二并、三并定量分别为17.5 g/5 m、16.9 g/5 m、17 g/5 m，出条速度均为165 m/min。粗纱采用“大隔距，重加压，适当捻度，小张力”的工艺原则，选择偏大的捻度和卷绕密度，以提高粗纱强力，减少断头。粗纱定量5.2 g/10 m。细纱工序采用四罗拉集聚纺技术，遵循“重加压，大隔距，大捻度，低速度”的工艺原则。使用高弹性低硬度胶辊，有效控制纤维运动，提高成纱的条干均匀度。络筒工序在清除纱疵的同时减少毛羽，采用较小的络筒张力和络纱速度，并选用金属槽筒［3-4］。

生产的长绒棉/桑皮纤维50/50 14.6 tex 纱质量指标：重量CV1.4%，单强CV6.0%，单纱断裂强度15.7 cN/tex，条干CV14.3%，细节16个/km，粗节44 个/km，棉结 78 个/km，毛羽H值 4.5。为了突出最终面料的特殊纹理，以竹节纱作纬纱，要求节距小、节粗大、节长短，具体质量要求：节长3 cm～4 cm，节粗+150%，平均节距6 cm～7 cm。细纱工序采用加大钳口隔距、后移上胶圈、加大后区牵伸倍数、降低速度、选用通道大且抗契性好的宽边弧面钢丝圈等措施。络筒工序尽量控制非竹节疵点，采用“低张力，慢速度”的工艺原则。主要工艺参数：络纱张力18 cN，速度 500 m/min，短粗节+260%×0.3 cm，长粗节+50%×5 cm，长细节-70%×7 cm［5］。

3 染色主要工艺技术

3.1 单色纱染色工序

长绒棉桑皮纤维混纺纱和竹节纱的染色包括松式络筒、前处理、染色、皂洗、固色和柔软整理等工序。松式络筒采用GA014SF 型槽筒式松式络筒机，车速1 000 r/min，卷绕密度0.38 g/cm3，筒 子 质 量 900 g/只 。 染 色 选 用DB211 型高温高压筒子染色剂，采用氧漂煮练酶182 和双氧水进行前处理，除去混纺纱中杂质，并改善手感，增强白度和亮度。前处理工艺配方：1.5 g/L 螯合分散剂20p，2 g/L 四合一煮练剂TID，9 g/L 质量分数 27% 双氧水，0.3 g/L 双氧水稳定剂 W-320，4 g/L 氧漂煮练酶 182，1 g/L 质量分数98%醋酸，0.2 g/L 酵素除氧酶KDT。工艺流程：进水升温至40 ℃→加1.5 g/L 螯合分散剂 20p，40 ℃处理 5 min→加 0.3 g/L 双氧水稳定剂W-320 和9 g/L 质量分数27%双氧水→升温至100 ℃，处理60 min→降温至80 ℃以下，排液→进水，升温至80 ℃，处理15 min→排液→进水，升温至40 ℃→加1 g/L 质量分数98%醋酸，40 ℃处理15 min→排液→进水，升温至80 ℃，处理15 min→排液→进水，升温至45 ℃→加入0.2 g/L 酵素除氧酶KDT，处理15 min→降温至30 ℃→排液→待染。

活性染料具有工艺简单、色泽鲜艳、色牢度好等优点。浅蓝色纱的染色配方：0.1 %（omf）100%活性黄EF-2R，0.6%（omf）100%活性艳兰EF-2G，1.5 g/L 螯合分散剂 20 p，1.5 g/L 棉匀染剂 L-450，80 g/L 元明粉，20 g/L 纯碱。浅灰色纱的染色配方：0.21%（omf）100%活性黄EF-2R，0.32 %（omf）100% 活 性 艳 兰 EF-2G，0.17%（omf）100% 活性红 EF-6B，0.5 g/L 螯合分散剂20p，1.5 g/L 棉 匀 染 剂 L-450，60 g/L 元 明 粉 ，25 g/L 纯碱。

工艺流程：进水升温至30 ℃→加螯合分散剂20p，30 ℃处理5 min→加棉匀染剂 L-450，30 ℃处理15 min→加染料，30 ℃处理20 min→加40%元明粉，30 ℃处理15 min→加60%元明粉，30 ℃处理 20 min→加 20% 纯碱，30 ℃处理 15 min→以1 ℃/min 升温至 60 ℃，处理 15 min→加 40% 纯碱，60 ℃处理 20 min→加 40% 纯碱，60 ℃处理20 min→保温60 ℃→对样→排液。注意：为防止色花和层差产生，分两次加入元明粉，分3 次加入纯碱。

为充分洗除染色后筒子纱中残留的浮色、元明粉、纯碱等，并提高色牢度、改善手感，筒子还要经过水洗、醋酸中和、皂洗、固色和柔软等后处理。后处理工艺流程：进水→升温至30 ℃，水洗2次，每次5 min→排液→加1 g/L 质量分数98%醋酸，升温至40 ℃，处理15 min→排液→进水，升温至80 ℃，处理15 min→排液→进水，常温水洗15 min→进水，加3 g/L 中性皂洗剂，升温至98 ℃，皂洗60 min→对色→排液→进水，升温至80 ℃，水洗15 min→排液→进水，升温至60 ℃，处理15 min→对色→排液→进水，升温至50 ℃，加1.2 g/L KAB 固色剂，固色30 min→对色→排液→进水，升温至40 ℃，处理15 min→排液→进水，升温至45 ℃，加1.5 g/L螯合分散剂20p，处理5 min→加入1.5 g/L 柔软剂 AM-15、2.5 g/L 平滑剂PW-13，45 ℃处理15 min→对样→排液→出缸→脱水→烘干［6］。

3.2 段染纱染色工序

目前，段染的加工方法主要是借鉴织物直接印花方式，将绞纱摊平后喷印上一段一段不同的颜色。为使段染部分颜色清晰，不渗化，需将染料配成“喷印”色浆，通过段染机械轧喷印的方式印到绞纱上，再经过汽蒸，使染料固色，然后水洗、皂洗、烘干得成品。段染常用的染料主要有涂料和活性染料。涂料段染色谱齐全，配色方便，色光稳定，不易渗化，轮廓清晰，工艺简便，但手感偏硬，因此选用活性染料对长绒棉桑皮纤维混纺纱进行段染。在选择活性染料时，染料不仅要具有良好的溶解度、稳定性、扩散性和固色率，而且直接性不能太高，以防止皂洗时未反应的染料和水解染料造成白色色节沾污，因此选用印花用K 型染料进行段染。该染料较传统纯棉纱线染色用KE 型活性染料反应活泼性稍低，在水洗时未反应的染料和水解染料不易沾染纱线，染色效果较好。

采用YD-5-8 型八色绞纱段染机进行段染。原糊工艺处方：5 g/L 六偏磷酸钠，3 g/L 纯碱，48 g/L 海藻酸钠。糊化温度65 ℃，时间3 h，pH 值7～8。天蓝色纱色浆工艺处方：0.012 g/L活性黄 K-RN，3.6 g/L 活性兰 SPR，50 g/L 尿素，15 g/L 小苏打，200 mL 原糊。藏青色纱色浆工艺处方：4%（omf）活性藏青 K-BF，80 g/L 尿素，25 g/L 小苏打，200 mL 原糊。工艺流程：退煮漂后的纱线→喷印段染色浆→汽蒸（105 ℃，10 min）→后处理（水洗、皂洗）→烘干（100 ℃，10 min）→成品。工艺参数：色节长度3 cm、5 cm、7 cm 交替，轧印 8 次，留底中心距 16 cm。注意：在段染过程中，轧色纱必须在20 min 内蒸纱，以减少深色泳移，且皂洗后的纱线必须充分烘干，以免造成搭色、沾色，产生疵纱［7］。

4 织造主要工艺技术

4.1 整浆工序

为保证经纱色纱排列，采用ASGA236 型整浆联合机进行整经浆纱，筒子架的容量为640 只，整浆速度控制在45 m/min～55 m/min。全幅14绞 ，第 1 绞 为 2 花 根 数 480 根 加 36 根 边 纱 ，宽 度12.5 cm；第 2 绞～第 13 绞每绞为 2 花根数，均 480根，宽度 11.6 cm；第 14 绞为 2 花根数 480 根加 74根加头（1 根藏青段染色，16 根亮白色，1 根天蓝段染色，56 根亮白色）加36 根边纱，宽度14.3 cm。为确保片纱张力均匀，生产时需要集体换筒，并分区配置张力：1 排～8 排上 4 层、中 2 层、下 4 层分别为 8 g、9 g、8 g；9 排～16 排上 4 层、中 2 层、下 4 层分别为 7 g、8 g、7 g；17 排～24 排上 4 层、中 2 层、下 4 层分别为 6 g、7 g、6 g；25 排～32 排上 4 层、中2 层、下 4 层分别为 5 g、6 g、5 g。

为确保绿色环保，调浆配方选择无PVA 的淀粉浆。浆料配方：75 kg TM8010 马铃薯醚化淀粉，37.5 kg 磷酸酯淀粉，25 kg ADC，4 kg 蜡片，0.35 kg 防 腐 剂 ，2 kg 抗 静 电 剂 ，2 kg 柔 软 剂 。 调浆工艺：定积780 L，含固率（15.5±0.5）%，供应桶温度不小于 98 ℃，黏度（9±1）s，pH 值 7.5，使用时间3 h～4 h，覆盖系数44.6%。采用预湿上浆，以提高浆液对纱线的浸润能力和均匀性，使浆膜完整、均匀，并有助于贴伏毛羽。浆纱过程中以贴伏毛羽为主，并注意小张力、小伸长、两高一低和保伸耐磨。具体工艺：浆槽温度不大于90 ℃，并保持在85 ℃～90 ℃之间，黏度（9±1）s，压浆辊压力20 kN～22 kN，预烘烘筒温度140 ℃，烘燥温度 125 ℃，浆纱上浆率（14.5±0.5）%，回潮率（9±2）%，伸长率不大于0.8%。亮白色、天蓝段染色、藏青段染色原纱平均断裂强度12.5 cN/dtex，平均断裂伸长率4.36%，浆纱平均强力15.8 cN/dtex，平均断裂伸长率4.69%。

4.2 织造工序

采用GA747-180 型剑杆织机进行织造。该织机常用的开口时间为295°，但长绒棉桑皮纤维混纺段染色织面料经密大，开口过早会增大经纱之间、经纱与钢筘之间的摩擦，纱线断头较大，因此推迟开口时间至315°，同时将车速降低至200 r/min，以减少经纱的张力和摩擦，减少断头。由于GA747 型剑杆织机的打纬角小于90°，纬纱处在上层经纱的上方被推向织口，抬高后梁高度至8.5 cm，可以减小上层经纱张力，利于钢筘将纬纱推向松层经纱。引纬时间的调整要保证剑杆头在筘座中央正确交接，进剑时间65°，接剑时间180°，回剑时间与开口时间几乎一致，设为308°，可以有效避免断纬和缩纬产生。由于织物经纱根数多，为使开口清晰，应适当加大上机张力，为此在织机送经机构两侧的张力重锤杆上，各配置一只5 kg 的张力重锤，并顺时针旋转张力弹簧手柄。为了减少大张力可能引起的经纱断头，应延长后部梭口的长度，将停经架移至高度4 cm、前后8 cm，以降低经纱开口瞬间和梭口满开张力，避免断经，并保证停经片与经纱浮接，减少生产中因张力变化造成的跳动。此外，边撑要居中，与钢筘前后距离1 mm～2 mm，上下距导轨片距离2 mm 左右；纬纱剪刀放在轨道片的第3 档，距离钢筘1 mm～2 mm；经常检查轨道片、剑头、剑带等部件是否起毛、有无松动情况，并及时修整，以免毛刺挂断经纱；挡车时要防止接头纱混淆。采用上述工艺后，台时经纱断头少于3 根，台时纬纱断头在1 根以下，织机效率达87%，下机一等品率达89%。

4.3 后整理工序

为提高布面的平整度、光滑度和光泽感，除一般整理工艺外，后整理中增加烧毛处理。工艺流程：烧毛→退浆→烘干→柔软整理→成检。采用LMH003F 型气体烧毛机对面料正反两面进行烧毛，减少布面的短绒，提高布面精细程度，烧毛车速100 m/min。采用LMA280 型松式退浆煮炼机退浆，工艺配方：4 g/L 淀粉酶 BF-7658，8 g/L NaCl，1.48 g/L 渗透剂 JFC，pH 值 6.5。工艺流程：50 ℃二浸一轧，轧余率120%→60 ℃汽蒸，50 min→80 ℃一格水洗→70 ℃一格水洗→50 ℃一格水洗→二格冷水洗→轧水。注意：淀粉酶要在60 ℃左右的热水中充分溶解化开、过滤后再加入轧槽，以防布沾污；淀粉酶在超过70 ℃时会失去活性，所以汽蒸时要严格控制水温。采用MH634A-180 型三层短环烘燥机烘燥，无附加张力，车速45 m/min。采用M988 型柔软整理机对面料进行柔软整理，工艺配方：6.5 g/L 亲水性氨基硅油AM-30 柔软剂，1.2 g/L 醋酸；工艺流程：50 ℃一浸一轧，轧余率为80%→150 ℃烘干1.5 min。开发的长绒棉桑皮纤维混纺段染色织面料实物照片如图2 所示。

图2 长绒棉桑皮纤维混纺段染色织面料实物照片

5 织物性能测试

对开发的织物进行常规性能检测，主要技术指标：织物单位面积质量113.2 g/m2，耐皂洗色牢度变色4-5 级、沾色4-5 级，耐干洗色牢度变色4-5级、沾色4-5 级，经向耐摩擦色牢度干摩4-5 级、湿摩4-5 级，纬向耐摩擦色牢度干摩4-5 级、湿摩4-5级，耐光照色牢度4 级，耐酸汗渍色牢度变色4 级、沾色4-5 级，耐碱汗渍色牢度变色4-5 级、沾色4-5级 ，耐 水 色 牢 度 变 色 4-5 级 、沾 色 4-5 级 ，pH 值6.6，无异味，未检出邻苯二甲酸酯、甲醛和可分解致癌芳香胺染料等有毒物质。

GB/T 2660―2017《衬衫》优等品色牢度要求：耐皂洗色（变色、沾色）不小于4 级，耐干洗（变色、沾色）不小于4-5 级，耐干、湿摩擦不小于4 级，耐光不小于4 级，耐酸、碱汗渍（变色、沾色）不小于 4 级，耐水（变色、沾色）不小于 4 级。GB 31701―2015《婴幼儿及儿童纺织产品安全技术规范》B类要求甲醛含量不大于75 mg/kg，pH 值4.0～8.5，色牢度：耐水（变色、沾色）不小于3 级、耐酸、碱汗渍（变色、沾色）不小于3 级，耐干摩擦不小于3 级。对照可以发现，开发的织物相关性能均达到或超过上述两个标准的要求［8-9］。

测试开发的面料对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌 的 抑 菌 率 分 别 为（67.4±3.6）% 、（62.9±4.2）%。开发的面料抗菌性能优于同规格苎麻棉混纺段染色织面料，具有良好的抗菌和抑菌性能。

6 结语

我们以桑皮纤维和长绒棉混纺纱为原料，对纺纱、织造、染色等工序中的关键技术进行了攻关，开发了段染色织面料。段染工序采用直接性不太高的K 型活性染料，以防止白色色节沾污；轧色纱在20 min 内蒸纱，以减少深色泳移；纱线充分烘干，以免造成搭色、沾色；采用整浆联合方式，合理配置张力圈，保证整经片纱张力均匀；采用无PVA 淀粉预湿上浆，贴伏毛羽为主，并注意小张力、小伸长、两高一低和保伸耐磨；织造工序适当加大上机张力，保证开口清晰；后整理工序通过烧毛、柔软，提高了布面精细程度。测试结果表明，开发的长绒棉桑皮纤维混纺段染色织面料常规性能可以满足GB/T 2660—2017 优等品色牢度要求和GB 31701—2015 B 类要求，其抗菌性能优于同规格苎麻棉混纺段染色织面料，可用于高档衬衫面料。