竹浆纤维石墨烯改性涤纶混纺织物的开发

张五九 赵胜男 彭 琴 姚静静 范永刚

（1.际华三五四二纺织有限公司，湖北襄阳，441002；2.际华集团股份有限公司，湖北襄阳，441002）

现在市场上常见的功能性面料多以莱赛尔、竹浆纤维、莫代尔等为生产原料。因为竹浆纤维强力较低，故很少用在高档家纺面料中。石墨烯改性涤纶是用石墨烯对涤纶进行改性而制得的一种功能性纤维新材料，多用于高档服装面料，目前也逐渐被应用在家纺面料中，不仅舒适环保，而且可兼顾冬暖夏凉的特点。由于石墨烯改性涤纶对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等具有优异的抗菌性，故在功能性纺织品上的应用越来越多［1］。本研究总结一款竹浆纤维石墨烯改性涤纶混纺面料的开发技术。

1 纤维原料特点

竹浆纤维属于再生纤维素纤维，具有较好的抗菌性能，自身的多孔结构使其具备较好的吸湿透气性，手感柔软，色彩亮丽，但也存在纤维强力低、韧性不高、易撕裂、湿态下尺寸稳定性差等不足［2］。所选竹浆纤维质量指标：断裂强度2.29 cN/dtex，断裂强力C V 15.1%，断裂伸长率24.2%，回潮率12.8%，平均长度37.9 mm，线密度1.31 dtex。

石墨烯改性涤纶具有良好的保温性能，能促进人体血液循环，缓解疲劳，迅速吸收人体皮肤散发的湿气和汗液，对含有苯环、甲醛等有机污染物也具有较高的吸附速度和容量［3］。所选石墨烯改性涤纶质量指标：断裂强度3.9 c N/dtex，断裂强力C V 17.38%，断裂伸长率23.28%，回潮率4.58%，平均长度37.0 mm，体积比电阻8.3×105Ω·cm，线密度1.92 dtex。

2 生产难点分析

由上述纤维质量指标可知，石墨烯改性涤纶的断裂强度大于竹浆纤维。两种纤维混和后的可纺性与竹浆纤维纯纺相比变化不大，但成纱强力有不小的提高。竹浆纤维石墨烯改性涤纶混纺织物在实际生产中需面对以下难点：浆纱机浆槽黏度的控制；浆纱分绞浆斑问题；上浆率及纱线强力、毛羽等问题；边撑疵的控制和织造单纱疵点的控制；喷气卷取装置改造；面料颜色较深，在机布面质量需严格监控把关；修织过程中修痕易形成二次疵点等。

3 产品规格

前期进行了两种纤维不同比例的混和试验，从布面颜色深浅、生产织造难度综合出发，我们最终确定竹浆纤维与石墨烯改性涤纶的比例为85∶15。面料经纬纱均采用竹浆纤维/石墨烯改性涤纶85/15 9.8 tex赛络集聚纱，设计经密685根/10 cm，设计纬密433根/10 cm，幅宽330 cm，五枚三飞缎纹组织。经纬纱质量指标：色结110个/km，棉结10个/km，百米重量C V 1.7%，实际回潮率13.6%，断裂强力142.1 cN，断裂强度14.7 cN/tex，断裂强度C V 8.7%，断裂伸长率11.78%，最低断裂强力125.2 c N，条干C V 12.64%，-40%细节78个/km，-50%细节3个/km，+35%粗节77个/km，+50%粗节6个/km，+140%棉结66个/km，+200%棉结23个/km，捻度123.99捻/10 cm，捻度C V 3.7%，捻度C Vb2.75%。

4 各工序技术要点

我们公司拥有从纱线纺制、坯布织造、印染整理以及家纺缝制的全产业链优势，本研究重点介绍从筒纱整经到坯布验卷打包。

4.1 整经工序

该产品整经头份705根，经轴16个，采用少经轴多头份的技术路线，双经轴织造，总经根数22 560根。整经机采用贝宁格ZS98型高速分批整经机。筒纱选用原则：原筒纱大小一致，成形良好，单筒质量1.5 kg左右，避免筒纱过大或过小造成纱线张力不一致。整经车速控制在650 m/min以内，确保开车过程中纱线少断头，减少再生毛羽。每个经轴卷绕紧密，经轴表面无沟槽压边现象，经轴好轴率100%。

4.2 浆纱工序

由于混纺纱纤维原料特殊，所以技术人员需重点解决经纱上浆率、纱线强力增强等问题。通过反复筛选浆料，优化上浆工艺，在准备车间对浆纱操作流程进行调整，最终成功解决了混纺纱的上浆难题。在浆纱生产过程中，对浆料配方进行优化和调整，科学合理地设计上浆率，确保了纱线的增强效果，降低了浆液的黏度，浆槽黏度保持在8 s左右，减少因浆液黏度过大造成干分绞区断头高无法正常开车的问题。采取“高压低黏中浓”的工艺原则，逐步使浆纱车速维持在60 m/min，浆轴好轴率保持在95%以上［4］。

浆料配方：25 kg的GR-1297，50 kg的A-696，37.5 kg的CD-DF330，3 kg的蜡片，3 kg的抗静电剂，10 kg的LE胶水。调浆体积740 L。煮浆不要过早，避免浆液黏度降低，造成轻浆。先在高压桶煮浆，彻底煮熟后导入常压桶备用。常压桶要不停地搅拌，实时监控浆液黏度的变化，使浆桶内浆液黏度在12 s左右。选用HS-40型浆纱机。浆纱起机前做好浆槽、输浆管道的卫生清洁，避免浆液被污染。16个经轴按照上、下各8个的顺序依次吊装在经轴架上，开车前仔细检查经轴转动是否灵活，经轴架张力设置为85 N。依次将16个经轴的纱线牵引至浆纱机车头处，在浆纱车头平纱时做到用力均匀，筘齿内纱线薄厚一致，控制盘片两边3 cm左右纱线密度稍小于轴中间纱线密度，避免织造时盘片两边的边纱出现挂纱现象和沉纱现象，以利于生产织造。

平纱过程中同时将常压桶内的浆液输送到浆槽内，浆槽温度控制在92℃，注意温度变化，确保浆槽浆液的黏度在8 s，预烘锡林温度105℃，主锡林温度85℃，压浆力19 kN，正常开车速度60 m/min，蒸汽压力0.5 MPa，纱线上浆率12.5%，回潮率5.5%，伸长率小于1%。浆轴盘片间距1 640 mm，浆轴卷绕张力207 N。开车过程中浆纱值车工要及时做好巡回检查，遇到经轴断纱、浆槽缠纱等问题，要及时打慢车处理。浆纱后纱线强力由142.1 c N增加到167.7 cN，纱线增强率18.0%，满足了后续织造要求。

4.3 穿综穿筘工序

该产品织物组织为五枚三飞缎纹，质地柔软，手感饱满。地组织按照1、2、3、4、5顺序穿综。边组织穿在第6页和第7页综框上，采用“6、6、7+6、7、7”形式，即单经加双经依次交替的方式。“6、6、7”表示第6页综框穿2根纱，第7页穿1根纱，3根纱穿在同一筘齿内，“6、7、7”同理。之所以采用这种特殊的边纱穿法是因为：全穿单经，布边太紧，后期卷绕易产生布面褶皱；全穿双经，布边太松，边纱易沉纱，造成停车，影响织机效率，且后期染整工序易拉破布边。两边边组织宽度均1.35 cm，各90根纱。筘号253.9齿/10 cm，停经片按照1、2、3、4、5、6的顺序顺穿即可。地组织和边组织每筘均3入，依次将浆轴内纱线穿完，实际筘幅339.6 cm。

4.4 织造工序

竹浆纤维和石墨烯改性涤纶都是易脆断的功能性纤维，有时在织机上看不出任何边撑疵痕迹，经整理后才显现出来，因此要特别注意。我们使用28环橡胶边撑装置，该边撑配件因无针刺，故对布面的损伤较小。该产品布面颜色较深，不同于传统的白色坯布，织造过程中的质量监控是一个难题。为此我们在织机下方加装了下光灯，增加挡车工把关布面疵点的可视度。功能性产品，特别是缎纹面料容易产生稀密路、开车印等问题，原因是操作方法不到位，没有一次开车成功，或是抽纱后不将织口调平后再穿好储纬器放纱开车，而是直接开车。如果有开车密路或开车印，不能用空打纬启动，稀密路或开车印主要是停车引起的。应对措施：断经停车时，钢筘在前面，穿断经不允许动钢筘，穿好后直接开车，不允许转动车；断纬开车时，要把主喷口多余长度的纬纱剪掉，不能漏出太长，确保一次开车成功，避免重复开车，造成布面稀密路。

我们选用ZAX-N340型喷气织机，双经轴织造。上机织造工艺参数：第1页至第7页综框高度依次为81 mm、80 mm、79 mm、78 mm、78 mm、85 mm、85 mm；开口量依次为80 mm、75 mm、70 mm、60 mm、110 mm、100 mm、95 mm。开口时间为290°，左右轴纱线张力1 700 N，送经量5 mm，后梁高度50 mm，送经时间310°。停经架高度设为1格，停经架前后位置设为6格，停经架选择第一个定位孔。车速不要太高，偏小掌握，控制在450 r/min。边撑角度适中，主喷 时 间76°～180°，辅助主 喷 时间86°～170°［5］。上机纬密设定为428.5根/10 cm。最终该产品织机效率达到85.2%，车速450 r/min，8 h班产40.82 m。坯布下机各项物理指标：经密683.5根/10 cm，纬密432.5根/10 cm，经向断裂强力575.6 N，纬向断裂强力350.5 N，幅宽330.1 cm，实际下机无浆干重96.9 g/m2。产品质量指标满足了用户要求。

4.5 验卷打包工序

根据该产品的单位面积质量，落布长度设定为200 m。落布后送整理车间修织打包。由于竹浆纤维易脆断，故产品不适合折叠打包。我们采用修织打卷一体机，仔细修织打卷。

5 结束语

在实际的产品开发过程中，我们通过一系列工艺优化以及适当的设备技术改造，有效解决了竹浆纤维石墨烯改性涤纶混纺织物的断经断纬比例较高引起的稀密路，以及织造过程布面疵点难以防范等问题，最终产品入库一等品率达到99.85%。对于纺织企业来说，功能性创新和智能生态已成为纺织行业转型升级的关键，开发的竹浆纤维石墨烯改性涤纶混纺面料以其独特的性能，在市场上赢得了用户的一致认可。