银纤维/蚕蛹蛋白纤维毛巾的设计与生产工艺探讨

陈 枢,冯圣国

(江苏斯得福新材料有限公司,江苏 南通 226000)

随着社会消费水平的提高和消费者消费观念的转变,作为必需品的毛巾在舒适性和功能性上越来越受到重视。银纤维具有优良的防辐射、抗静电性、强力除臭、抗菌等性能,由于银纤维是将银和纤维紧密聚合而成,经试验,洗涤250次后,其抗菌功能没降低。蚕蛹蛋白纤维具有亲肤性、高导湿透气性、耐洗涤性和抗菌性[1]。用银纤维与蚕蛹蛋白纤维制成毛巾、浴巾等,不但具有良好的抗菌、保健性能,而且吸湿透气、手感柔软爽滑,更具舒适感。

1 产品设计

1.1 原料选用

毛巾是由地经和毛经与纬纱交织而成,地经与纬纱交织形成地组织,是毛圈附着的基础,毛经与纬纱交织形成毛组织,在毛巾表面形成毛圈。在生产过程中,地经上机张力大,这就要求地经强力高、毛羽少、耐磨性好;由于毛经张力小,为避免毛经相互纠缠产生凹毛等疵点,要求毛经毛羽少。地经采用银纤维,由于其具有良好的抗菌性能,提高了毛巾的抗菌性能,同时由于银纤维的吸湿性能低,能及时将液体排出毛巾,使得毛巾具有吸湿快干性能,有效防止毛巾产生异味;蚕蛹蛋白纤维的亲肤性能优良,用其作为毛圈,与人体皮肤接触舒适,满足消费者对毛巾舒适性的要求。根据毛巾的设计与性能要求,经纬纱线分别选用如下:

经纱:地经采用18.6 tex×2纯银纤维股线,捻度为46捻/(10 cm);毛经采用18.6 tex×2纯蚕蛹蛋白纤维股线,为使毛巾手感柔软爽滑,毛经的捻度应小些,捻度为31捻/(10 cm);地经和毛经的排列比为1∶1。

纬纱为27.8 tex纯蚕蛹蛋白纤维纱,捻度为56捻/(10 cm)。

1.2 产品规格设计

毛巾的成品规格为76 cm×34 cm,缎档长为6 cm,两端平布长度为1.5 cm×2,两边边子宽度为0.8 cm×2。毛巾产品规格见表1。

表1 毛巾产品规格

织物经纬密大小会影响毛巾手感,为使毛巾手感柔软爽滑,具舒适感,将毛巾在机经密控制在196.8根/(10 cm),中毛区纬密174根/(10 cm),缎档处纬密为600根/(10 cm)。

1.3 产品结构设计

单线经单单毛,开河6纬,平布在机长度1.2 cm,投纬数为24纬,锻边在机长度3.3 cm,投纬数为162纬,中毛在机长度6.2 cm,投纬数为108纬,锻档在机长度7.7 cm,投纬数为222纬,中毛在机长度65.5 cm,投纬数为1 140纬,锻边在机长度3.3 cm,投纬数为162纬,平布在机长度1.2 cm,投纬数为24纬。毛倍为4.7∶1。

1.4 织物组织设计

毛圈组织、缎档组织分别如图1、2所示。1、2、3……表示地经纱,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ……表示毛经纱,■—表示经组织点,□—表示纬组织点。为增强毛巾的美感,缎档组织采用变化组织。边组织采用4上4下经重平组织,以确保布边坚固、平整,整理加工时不发生破边现象。

图1 毛圈经组织上机图

图2 缎档组织上机图

2 上机工艺参数设计

总经根数为4 840根,其中,地经和毛经总经根数分别为2 160根,边纱根数为520根,每条地经根数432根,毛经根数432根,边纱104根。筘号为110齿/(10 cm),每筘齿穿入2根经纱,内筘幅为39.0 cm,外筘幅为43.8 cm,全幅条数为5条,分条间的空齿为6齿,总筘幅为221.7 cm,总纬数为1 848,毛倍为4.7∶1。坯布每条96.8 g,成品每条90 g。综框12页,1～2页综框穿绞边,3～6页综框穿毛经,7～10页综框穿地经,11～12页综框穿边经。

3 工艺流程设计

3.1 络筒工艺

采用日本村田机械株式会社的No.21C型自动络筒机。由于毛经和地经均采用18.6 tex×2的股线,但是地经采用纯银纤维股线,回潮率比较低,络筒时车速应低些,以防止静电导致毛羽过多。毛经采用纯蚕蛹蛋白纤维股线,原纱强力较高,强力不匀率小,络筒速度可高些。表2为毛经和地经主要络筒工艺参数。络筒时应注意巡回,加强工艺管理,避免疵筒。

表2 毛经和地经主要络筒工艺参数

3.2 整经工艺

采用江阴四星梶泉机械有限公司生产的KGA269C高速分批整经机,地经与毛经分别整经,经轴宽度均为221.7 cm,整经速度1 000 m/min,整经张力13 c N,卷绕密度0.46 g/cm3。整经配轴为:地经和边纱为670根×4轴,毛经为720根×3轴。加强质量管理,确保整经“三均匀”。

3.3 浆纱工艺

采用盐城市射阳县永强纺织机械厂生产的GASNA342D型浆纱机。毛圈丰满度和平整度是影响毛巾毛圈效果的关键因素,也是毛巾织物外观的重要指标[2]。由于毛经采用股线,无需上浆,为使毛圈丰满度和平整度达到良好的效果,在满足上机张力要求的前提下,地经纱的浆纱工艺应以“保伸、贴伏毛羽”为工艺原则[3]。

地经浆料配方为:聚丙烯酸酯50 kg,抗静电剂SN 2 kg。

地经浆纱工艺为:浆槽温度96℃,浆液黏度10.0 s,前/后压浆辊压力7 k N/15 k N,烘干温度100℃,车速55 m/min,上浆率4.0%±0.5%,回潮率3%±0.5%,伸长率控制在1%以内。

3.4 织造工艺

采用津田驹ZAX9100型喷气织机采用3纬毛圈夹持法竖织,为防止毛圈出现倒伏或开河等现象,在织造时应优化织造工艺参数,严格控制毛巾草坯中各部位的规格与毛倍[4]。车速为650 r/min,综平时间285°,主喷嘴启闭时间为65°～170°,主喷嘴气压为0.25 MPa,辅助喷嘴压力为0.3 MPa,地经纱上机张力为1 000 N,毛经上机张力为650 N。辅助喷嘴启闭时间见表3。经过优化织造工艺,织机效率达到91%,下机一等品率达到89%。

表3 辅助喷嘴启闭时间

4 成品规格及性能测试

毛巾的成品规格为76 cm×34 cm,缎档长为6 cm,两端平布长度为1.5 cm×2,两边边子宽度为0.8 cm×2。产品经检测,重量偏差率(标准大气压)为-1.0%,断裂强力为223 N,脱水性为9.0 s,耐皂洗色牢度(变色)为4级,耐摩擦色牢度(干摩)为4级,毛巾表面无条状、线状、散布性疵点、油污、色渍[5]。毛巾对大肠埃希菌(ATCC 8099)的抑菌率大于85%,对金黄色葡萄球菌(ATCC 6538)的抑菌率大于86%,对白色念珠菌(ATCC 10231)的抑菌率大于80%,具有一定的抗菌效果。

5 结束语

对毛巾的原料、规格及组织结构等进行合理设计,并优化了络筒、整经、浆纱、织造等工序的关键工艺参数,使得毛巾的设计与生产相当顺利,织机效率达到91%,下机一等品率达到89%,织得的毛巾手感柔软滑爽,对大肠埃希菌、金黄色葡萄球菌、白色念珠菌的抑菌性能较好,根据GB/T 22864—2020《毛巾》标准,判定该毛巾属于优等品。