咖啡炭/棉/木代爾混紡保健功能織物開發與生產

摘要：以咖啡炭/棉/木代爾混紡保健功能織物開發生產為例，詳細介紹了多組份混紡織物開發的主要設計要素和設計方法，分析探討了咖啡炭/棉/木代爾混紡保健功能織物生產各工序的工藝和技術措施，為該類織物的開發提供參考。

關鍵詞：咖啡炭纖維；棉纖維；木代爾；多組分；混紡

中圖分類號：TS106 文獻標志碼：A

Development and Production of Coffee-carbon/Cotton/ Modal Blended Healthcare Fabric

Abstract： Based on practical experience of developing and producing coffee-carbon/cotton/Modal blended healthcare fabric， the author introduces the main design elements and techniques for developing multi-fiber blended fabric and analyzed the process and technical measures for producing the coffee-carbon/cotton/ Modal blended healthcare fabric， offering reference for developing such kind of blended fabric.

Key words： coffee-carbon fiber； cotton； Modal； multi-fiber； blended

隨著紡織科學技術水平的不斷提高，紡織品朝著高性能、多功能、生態、環保的方向發展，功能性纖維及紡織品不斷涌現，凸現“綠色、環保、低碳”的時代主題。同時，隨著人們生活質量的提高，人們對紡織品提出了保健化、舒適化、時尚化、高檔化的新要求。由于各種天然纖維和合成纖維都有其各自的優缺點，單一纖維制成的織物因存在某些方面的不足，已無法滿足現代紡織品對織物的要求。然而，采用多組份纖維混紡技術，將不同性質的纖維進行混紡，可以利用不同纖維間的性能差異制成不同性能和風格的織物，使各種纖維在性能上取長補短，優勢互補，達到改善紗線結構與性能的目的，從而提高產品的服用性能。因此，采用多種纖維混紡的織物已成為取代單一原料織物的主要品種和紡紗企業產品結構調整的必然趨勢。

本文結合咖啡炭/棉/木代爾混紡保健功能織物的開發，分析探討多組分纖維混紡保健功能織物的設計和生產關鍵技術，為該類織物的開發提供參考。

1 紗線技術設計

1.1 原料選擇

多組分混紡紗線通常含有兩種或兩種以上的纖維，它是通過不同的纖維原料進行混合而得到的混紡產品。而各組份纖維的性能結構決定了多組分纖維混紡紗線的性能，因此，應合理選擇多組分混紡紗線中各纖維組分。在多組分混紡織物的原料選擇時，首先應在充分了解各種纖維性能特點的基礎上，根據織物功能和風格特征的要求確定一個具有相對穩定的性能的纖維原料作為主要的組成成分。然后，在這一主要纖維的基礎上，選擇其它的纖維來改良和完善主要組成成分的某方面性能不足，從而使成紗產品獲得更好的特性，且具有一定的功能和風格特征。而本文開發產品要求具有抑菌除臭、發散負離子、抗紫外線和升溫保暖的功能，因此，經比較選用咖啡炭纖維作為主要組分，并配以棉纖維和木代爾纖維。

咖啡炭纖維作為天然、環保、對人體無害的新型功能性纖維，具有吸臭除味、凈化空氣、釋放負離子、增強人體免疫功能的保健作用，還具有良好的升溫保暖、遠紅外線功能等。木代爾是一種高濕模量再生纖維素纖維，纖維原料采用歐洲的櫸木，先將其制成木漿，再通過專門的紡絲工藝加工而成纖維；其具有銀白的光澤和良好的柔軟性、吸濕性、可染性及染色后色澤鮮艷的特點，且因強力高而均勻，故有良好的可紡性和可織性。棉纖維則有較好的吸濕性及一定的耐磨性，透氣性好、回潮率高、無靜電現象、手感柔軟，配以一定比例的棉纖維，不僅可以增強纖維間抱合力，提高可紡性，還可以改善織物起毛起球現象，有利于紡紗生產。

因此，咖啡炭/棉/木代爾混紡產品是一種典型的綠色環保產品。其中的咖啡炭纖維能為混紡產品提供良好的保健性能和機械性能，棉纖維則可以為混紡產品提供良好的舒適性能和可加工性能，木代爾不僅改善混紡產品的拉伸性能，還改善產品的光澤，并提高產品的舒適性。三組分纖維混紡使得混紡產品中的各組分纖維能充分體現各自的優良特性，不僅保持了咖啡炭纖維織物的抑菌除臭、發散負離子、抗紫外線等優良特性，還改善了織物的手感和肌膚觸感，且其可加工性和性價比進一步提高，實現了 3 種纖維優化組合的目的。

1.2 原料規格選擇

根據混紡紗各種纖維在紗線截面中的徑向分布規律，纖維在紗線斷面內的徑向分布與纖維性質有關。一般細的纖維和長的纖維分布在紗的內層，粗的纖維和短的纖維分布在紗的外層；初始模量小的纖維易趨向于分布在外層，模量大的則易趨向于分布在內層。分布外層纖維的性能在織物性能和風格上起主導作用。但纖維間的細度和長度差異不能太大，否則會造成混料的細度不勻率增大，在紡紗時易造成纖維斷裂，形成大量毛羽，反而降低成紗質量。為充分體現咖啡炭/棉/木代爾混紡織物的功能性和風格，發揮混紡產品中各種纖維的優良特性，使各種纖維合理地分布在紗線的內層和外層，本產品選用的 3 種原料的性能指標見表 1。

1.3 混紡比選擇

在多組分混紡紗線開發時，需要對不同的原料進行合理組合，即選擇合適的混紡比，而多組分混紡比的選擇應考慮織物的用途及風格。同時，如組分比例過小，即某種纖維含量偏少，則很難使產品的物理性質、化學性質及手感風格等產生很大的變化，無法實現所設計織物的功能。根據企業產品開發中的經驗，實現織物功能的主要纖維含量不能低于30%，改善性能的纖維含量不能低于20%。因此，為了能夠實現所設計織物的功能，體現咖啡炭/棉/木代爾混紡織物的保健功能特征，咖啡炭纖維的混紡比例應不低于30%。同時，咖啡炭/棉/木代爾混紡織物以內銷為主，考慮到國內的消費水平和消費特點，織物的具體要求是挺括、不起皺，布面比較細致，手感柔軟，穿著舒適等，所以棉纖維和木代爾纖維的含量均不能低于20%。經綜合考慮和試驗比較，確定咖啡炭纖維/棉/木代爾混紡比為40∶40∶20。

1.4 紗線規格設計

咖啡炭/棉/木代爾混紡保健功能織物用途定位是秋冬季的休閑面料，其應為中厚型織物，故設計紗線線密度為29.5 tex（20S）。同時，為了改善面料的起毛起球現象，設計中應適當加大紗線捻度和捻系數?；旒徏喚€技術條件見表 2。

2 織物技術設計

2.1 織物風格與組織設計

本產品選用的咖啡炭纖維屬于棉型化纖，其與普通滌綸相比，因斷裂強度、斷裂伸長率、初始模量均低于普通滌綸，回潮率大于普通滌綸，使得織物的手感較一般普通滌綸織物柔軟，吸濕性能有所改善。但就總體而言，純咖啡炭纖維織物的穿著舒適性仍較差。因此，在織物風格設計中，采用多組分混紡技術，配合 3 種不同性質纖維的性能特點，充分利用咖啡炭纖維、棉纖維和木代爾的優良特性，保持咖啡炭纖維織物優良的保健功能，改善咖啡炭纖維織物濕舒適性、抗起毛起球性、懸垂性差的缺點?？椢锝M織采用以四上四下緯重平為基礎、雙緯并列配置的縱凸條組織，其固結組織與交界組織均為平紋組織?？椢锞哂惺指胸S厚，質地柔軟，富有立體感的燈芯條外觀，符合休閑面料的風格要求?？椢锏纳蠙C圖見圖 1。

2.2 織物技術規格設計

根據咖啡炭/棉/木代爾混紡保健功能織物的風格特征和休閑面料的要求，設計本產品的織物技術規格見表 3。

3 織物生產工藝流程設計

咖啡炭/棉/木代爾混紡織物的織造工藝流程見圖 2。

4 主要工序關鍵技術措施

4.1 整經工序

整經是織物生產中的第一道工序，其為漿紗提供優質的經軸。本產品整經采用瑞士貝寧格ZC-L-180型整經機，該機采用V型筒子架，具有張力均勻控制系統，實行全機張力自動控制，以保持張力恒定。根據咖啡炭/棉/木代爾混紡紗的特點，整經工藝采用“中速、小伸長、保彈性、勻張力”的工藝原則。整經張力按前、中、后 3 段配置，適當增大伸縮筘的擺動幅度和保證筘齒間距排列均勻，實現整經片紗張力均勻、排列均勻和卷繞均勻等。保證緯紗通道光潔，減少毛羽，從而減少后道工序加工時經紗斷頭和織疵。整經主要工藝參數為：整經速度400 m/min，整經張力24、22、20 cN（前、中、后），卷繞密度0.58 g/cm3，總經6 820根，每批經軸數11只，每軸整經根數621根×4 軸、620根×7 軸，整經長度24 468 m。

4.2 漿紗工序

由于咖啡炭纖維的載體是滌綸，而滌綸是疏水性纖維，纖維吸濕性和導電性差，織造時因摩擦易產生靜電而使紗線起毛起球，結構變松，產生大量毛羽，造成開口不清和經紗斷頭。同時，咖啡炭纖維和木代爾纖維表面均較光滑，在受到外力作用時，纖維間易產生相對滑移而導致塑性變形增加，彈性和強力降低。因此，根據相似相溶的原則，選用與咖啡炭纖維有較強粘著力，成膜性能好的漿料。經比較篩選和企業實際生產情況，本產品選用PVA、CD-DF868及變性淀粉為主漿料，并適當配置抗靜電劑、柔軟劑和平滑劑，以改善紗線導電性，貼伏和減少毛羽，提高紗線的耐磨性。漿料配方和調漿工藝見表 4。

經紗上漿的主要目的是貼伏毛羽，提高紗線的耐磨性。根據咖啡炭/棉/木代爾混紡紗的特點，上漿工藝采用“二高一低”和“重被覆、貼毛羽、求滲透、保漿膜”的工藝原則。同時，適當提高漿紗回潮率，以保證紗線在織造過程中的柔軟和彈性，防止強力下降而脆斷，而且提高漿紗回潮率可減少需烘干的水份量，減少熱能消耗，實現漿紗節能。本產品具體上漿工藝見表 5。

4.3 織造工序

本產品選用豐田JAT710-190型噴氣織機織造。根據咖啡炭/棉/木代爾混紡保健功能織物的織造特點，圍繞減少織機故障停車、提高織造效率和突出織物外觀風格與性能，合理選擇工藝參數。因為織物組織為縱凸條組織，其形成凸條的經紗運動規律為三上一下，交織點較少，打緯阻力較小，故采用遲開口，且開口遲，打緯時經紗與鋼筘的摩擦小，可避免咖啡炭紗線易起毛起球的缺點，有利于減少經紗斷頭和斷邊。而低后梁，有利于開清梭口，減少跳花、跳紗疵點。但對于縱凸條織物而言，采用較大的經紗上機張力，有利于凸條明顯和開清梭口。因此，咖啡炭/棉/木代爾混紡保健功能織物采用“遲開口、低后梁、大張力”的織造工藝。

具體上機工藝參數為：車速650 r/min，開口形式為凸輪開口，平綜時間320°，上機張力3 410 N，主噴嘴壓力0.36 MPa，輔助噴嘴壓力0.38 MPa，主噴嘴噴氣時間80°～ 180°，輔助噴嘴噴氣時間為第一組80°～ 140°，第二組110°～170°，第三組140°～ 200°，第四組170°～ 230°，第五組200°～ 260°，第六組230°～ 280°，拉伸噴嘴噴氣時間為200°～ 300°，停緯銷開啟時間為85°～ 270°，后梁高度-2格，前后位置 4，停經架高度-1格。

5 結語

通過上述對咖啡炭/棉/木代爾混紡保健功能織物的設計和生產關鍵技術的分析探討，可得以下開發多組分混紡織物的幾點結論。

（1）多組分混紡織物的原料選擇應在充分了解各種纖維性能特點的基礎上，根據織物功能和風格特征的要求合理選擇，各種纖維在性能上應取長補短，優勢互補，達到改善紗線性能和加工性的目的。

（2）各組分纖維細度和長度的確定，應根據混紡紗各種纖維在紗線截面中的徑向分布規律合理選擇，使各種纖維合理地分布在紗線的內層和外層，以充分發揮各種纖維的優良特性。但差異不能太大，否則會降低成紗的質量。

（3）多組分混紡織物生產中，重點應把握漿紗質量，根據各組分纖維的性質和特點，合理設計漿液配方和上漿工藝。同時，應根據織物的組織和風格特征，設計織機上機工藝，以保證織造效率和織物質量。

（4）咖啡炭/棉/木代爾混紡保健功能織物，綜合利用了咖啡炭纖維、棉纖維和木代爾纖維等 3 種纖維的性能特點，實現了優勢互補，產品不僅具有廣闊的市場前景和良好的經濟效益，也符合紡織行業提高檔次，增加產品附加值，發展多樣化的產品的必然趨勢。

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