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新型人造纤维针织仿丝绸生态染整工艺2017-12-18上海题桥纺织染纱有限公司
1 前言 仿真丝是化学纤维长丝经特殊工艺和特种整理,使其具有类似真丝的外观、光泽、手感等效果。化纤面料通过加工可仿造真丝面料的天然光泽,柔软滑爽的手感,有丝鸣等特点,形成仿真丝面料。针织仿真丝面料既具有针织物的特性,又有一些真丝纤维的特性,是一种可供贴身穿着的高品质面料,深受市场欢迎。合成纤维仿真丝面料既仿造成真丝的一些特性,同时又保留了合成纤维的一些特性,对贴身穿着舒适性有不利的影响。 随着科技的发展,仿真丝面料百花齐放,有各自的优异性能,也有各自的不足。人们在仿真丝领域的研发主要是要拓展仿造真丝的一些基本特点,例如,比较轻薄,手感柔软滑爽,悬垂性好,同时要改进仿真丝原料易带来的不足,例如要求改善亲肤性,同时也要求比较牢固一些等。人们期待着在仿真丝领域不断有进取,不断满足消费者提高服装品质的要求。 2 背景 在仿真丝领域,机织仿真丝外衣面料较多,针织仿真丝内衣面料发展较慢。仿真丝面料通常为涤纶长丝产品,虽然技术的发展可使仿真丝产品的某些性能超越真丝,但对于用作内衣面料来说其亲肤舒适性对服用性能存在不利影响。 仿真丝的原料是化学纤维长丝,虽然通常采用合成纤维长丝,但也可以采用人造纤维长丝。在仿真丝产品的改进亲肤舒适性方面,人造纤维比合成纤维具有优势。但人造纤维的一些性能不如合成纤维,特别是强力不足的问题影响了其仿真丝产品的品质。随着科技的发展,人造纤维已一代代地发展,从过去称为“人造棉”的早期粘胶发展到优质纤维莫代尔、莱赛尔等,人造纤维的另一分支醋酸纤维也有了可观的发展。这些都为新型人造纤维仿真丝产品的研发创造了良好的条件。 本项目是要迎合市场的需求,开发既仿真丝效应强又亲肤性好的仿真丝针织内衣面料,充分利用纺织原料和纺织加工技术的进展为依托,在仿真丝针织内衣面料领域进行新的开拓。本项目研发中可供选用的人造纤维长丝很多,一些人造纤维经过多年发展,性能有了新的改进,有助于开发更好的仿真丝面料。经调研,市场的需求是多层次的,因此需要开发不同原料,不同档次的人造纤维仿真丝针织内衣面料,从中研发出最佳的新型人造纤维仿真丝针织面料,形成几条生产线,那将拓展出新的一片市场,由于仿真丝针织面料品质较佳,因此经济效益十分可观。 3 开发思路 根据市场调研,确定开发仿真丝内衣面料。由于内衣面料比外衣面料更注重亲肤舒适性,决定采用人造纤维长丝为原料进行仿真丝面料开发。根据开发内衣面料的要求,决定采用纬编针织结构为面料结构。通过研究和试验,力求发挥好其仿真丝方面的优点,同时以加工技术来解决其负面性能带来的问题。通过选择不同的原料、试验不同的加工技术,形成不同的最终产品,从而研究得出最佳仿真丝针织内衣面料。新型人造纤维仿真丝针织内衣面料的研发采用以原料为龙头,研究加工技术和产品开发。原料选用时,考虑到人造纤维经过发展,品质已经得到提升,决定选用几种人造纤维原料分别研发仿真丝产品。一种是量大面广的人造纤维,选用粘胶纤维长丝;一种是经发展到新一代人造纤维,选用莱赛尔纤维长丝;一种是醋酸酯类人造纤维,选用最酷似真丝的三醋酯纤维长丝。 针对人造纤维长丝加工中和服用中强力低的问题和提升仿真丝性能,进行加工技术的研究试验,包括增加捻度,采用网络丝,织入少量涤纶长丝等。研究涤纶和三醋酸纤维并存织物的染色方法,研究优化仿真丝性能的加工工艺,开发新型人造纤维仿真丝针织内衣面料。 4 三醋酯纤维应用分析 三醋酯纤维仿真丝针织内衣面料是本项目研发的系列产品中的最佳产品和代表作,三醋酯纤维仿真丝针织内衣面料加工技术是本项目的主要创新技术。 三醋酯纤维是以纤维素完全乙酰化所得的三醋酸纤维素为原料,经干法纺丝制得,三醋酯纤维中的醋酸成分含量比一醋酯纤维和二醋酯纤维高,达62.5%。纤维纵向表面形态光滑,有天然柔和的光泽。三醋酯纤维来源于植物,是一种纯净的人造纤维,柔软程度与天然纤维不相伯仲,但外观却箆美真丝。三醋酯长丝具有真丝般的外观和手感,不仅吸湿性好,散湿性也好,但美中不足,人造纤维的强力较差。人们期待着在仿真丝领域不断有进取,不断满足消费者提高服装品质的要求。三醋酯纤维有世界各地生产的,包括欧、美、日本。同为三醋酸纤维的各种原料性能细节上会有所不同。从仿真丝效果出发,采用小试加工后比较来选定原料。经调研,日本在仿真丝领域的研究较深。本项目决定选用日本三菱株式会社的三醋酯纤维。 在采用三醋酯纤维开发仿真丝针织内衣面料时要考虑到,三醋酯纤维最酷似真丝。但三醋酯纤维的强力较低,尤其是三醋酯纤维的湿强低对开发针织面料影响较大。为了弥补三醋酯纤维长丝强力的不足,可采用与涤纶长丝交织。为了让织物上三醋酯纤维的仿真丝效应尽量多,涤纶的仿真丝效应不喧宾夺主,宜采用细度低得多的涤纶长丝。由于须采用比三醋酯纤维少得多的涤纶,为了使织物受外力过程中让涤纶长丝承担较多载荷,保护强力较低的三醋酯纤维,经研究,决定涤纶长丝采用较高收缩类型的涤纶长丝,使涤纶充分承载织物的拉力。采用了少量涤纶后,就要面对涤纶纤维和三醋酯纤维交织织物的染色加工存在问题。虽然两者都适宜分散染料染色,但涤纶适合高温高压染色,三醋酯纤维通常只适合常温常压染色,需要找到合适的染整方法,既使所有原料均匀染色,又使面料充分展现仿真丝效应。这是本项目要研究的加工方法工艺技术。 5 技术方案 以原料为龙头,分为粘胶纤维长丝仿真丝针织内衣面料开发方案,莱赛尔纤维长丝仿真丝针织内衣面料开发方案和三醋酯纤维长丝仿真丝针织内衣面料开发方案。 5.1 粘胶纤维长丝仿真丝针织内衣面料的开发 织物1: 20D粘胶长丝,捻系数为290,编织纬平针织物,尽量编织紧密,50个线圈的纱线长度为120mm。织物克重 105g/m2。 织物2:120D粘胶长丝,捻系数为290,双罗纹织物,尽量编织紧密,50个线圈的纱线长度为128mm,织物克重 l80g/ m2。 织物3:20D粘胶长丝,捻系数为290,编织罗纹织物,尽量编织紧密,50个线圈的纱线长度为245mm,织物克重 l45g/ m2。 染整工艺流程(以双罗纹织物为例): 开福→预定型→前处理→染色→湿开幅轧水→烘干→定型→检验。 预定型: 定型温度 130℃ 车速 22m/min 定型箱体长度 45m 染色: 温度×时间: 60℃×70 min 助剂采用T-24:2/DDK:4,一浴法。 性能分析:捻度若太小强力不够,捻度若太大手感会变硬,选择捻系数290为佳。为求滑爽的仿真丝效应,编织时尽量织得紧密,特别是双罗纹织物不是像常规棉毛织物那样松,而是尽量织得紧密。经过预定型能确保织物成品平整。 5.2 莱赛尔长丝仿真丝针织内衣面料的开发 织物:120D粘胶长丝,捻系数为290,编织纬平针织物,尽量编织紧密,50个线圈的纱线长度为135mm。织物克重 l02g/m2。 染整工艺流程: 开福→预定型→前处理→染色→湿开幅轧水→烘干→定型→检验。 预定型: 定型温度 150℃ 超喂 12% 车速 24m/min 定型箱体长度 45m 染色: 温度×时间: 60℃×70 min 助剂采用T-24:2/DDK:4,一浴法。 性能分析:莱赛尔长丝针织织造,为有利编织,采用了网络丝和加捻丝进行试验,采用网络丝强力不够,捻度若太小强力不够,捻度若太大手感会变硬,选择捻系数290为佳。为求滑爽的仿真丝效应,编织时尽量织得紧密。经过预定型能确保织物成品平整。 莱赛尔纤维是粘胶纤维的升级换代产品,有 “天丝”之称,莱赛尔长丝仿真丝效应明显优于粘胶长丝。 5.3 三醋酯纤维长丝仿真丝针织内衣面料的开发 这是本项目的主要攻关内容,是在前两个方案基础上的进一步研发,产品的仿真丝效果最佳。 第一种方法:坯布一浴染色加工法 织物:75D/20F三醋酯纤+20D/24F涤纶网络丝,编织双罗纹织物,尽量编织紧密,50个线圈的纱线长度为130mm,织物克重 l28g/m2。 染整工艺流程: 开福→预定型→前处理→染色湿开幅轧水→烘干→定型→检验。 预定型: 定型温度 175℃ 车速 22m/min 定型箱体长度 45m 染色:分散染料染色,温度×时间:130℃×50 min,一浴法。
定型: 定型温度 130℃ 车速 22m/min, 定型箱体长度 45m, 助剂JEC: 10 第二种方法:色织涤纶+坯布染色加工法 原料 三醋酯纤维长丝+涤纶细旦FDY长丝 织物;75D/20F三醋酯纤和20D/24F涤纶一起喂入编织,编织双罗纹织物,尽量编织紧密,50个线圈的纱线长度为130mm。织物克重130g/m2。 坯布染整工艺流程: 开福→预定型→前处理→染色→湿开幅轧水→烘干→定型→检验。 预定型: 定型温度 175℃ 车速 22m/min 定型箱体长度 45m。 染色:分散染料染色 温度×时间: 85℃×60 min,一浴法。 定型: 定型温度 130℃ 车速 22m/min 定型箱体长度 45m, 性能分析:三醋酯纤维长丝是最酷似真丝的仿真丝原料,比涤纶、粘胶、莱赛尔都更佳。采用网络法将三醋酯长丝和涤纶长丝连接,防止了针织弯纱时松散,增加了强力,同时较好地保持了两种原料长丝的仿真丝效应。编织时线圈结构较为紧密,双面织物两面平整滑爽,仿真丝效应强。 第一种方法:坯布一浴染色加工法和第二种方法:色织涤纶+坯布染色加工法比较下来,第一种方法:坯布一浴染色加工法和第二种方法工艺流程短,但织物中的三醋酯纤维经高温染色后囚纤维内部结构变紧而难免比原来硬些,本项目针对此进行了研发,通过多种技术的应用,通过其它方面的补偿,染色温度采用偏向染涤纶,为补偿高温使三醋酯纤维纤维内部结构紧密变硬些,通过与FDY型涤纶一起作网络法连接,使两网络点间的三醋酯长丝比涤纶长而纤维间蓬松柔软。一浴法高温染色使三醋酯纤维稍变硬些,涤纶采用细旦丝软化些,使织物中两原料手感接近,通过用坯布一浴染色加工法开发了新型三醋酯纤维仿真丝针织内衣面料,仿真丝效应最佳。 6 主要创新点: (1) 采用最酷似真丝的三醋酯纤维开发仿真丝针织内衣面料,为弥补三醋酯纤维强力不足,采用三醋酯纤维长丝与细旦涤纶长丝以网络法连接起来进行编织,涤纶的单丝细度为0.8旦,具有一定的涤纶仿真丝效应,三醋酯纤维与涤纶的比例为80:20,两者的仿真丝效应相结合,以三醋酯纤维的仿真丝效应为主, (2) 为使织物中少量的涤纶承受较多的外力,根据三醋酯纤维沸水收缩率很小的特点,选用沸水收缩率约为7%的FDY型涤纶一起作网络法连接。织物外力时,两网络点间的涤纶丝缩得较短而先伸直承受较多拉力。 (3) 对三醋酯和少量涤纶一起编织的仿真丝针织面料进行一浴法染色,缩短工艺流程。染色温度采用偏向染涤纶,为补偿高温使三醋酯纤维纤维内部结构紧密变硬些,通过与FDY型涤纶一起作网络法连接,使两网络点间的三醋酯长丝比涤纶长而纤维间蓬松柔软。 (4) 为织物中两原料手感接近,一浴法高温染色使三醋酯纤维稍变硬些,涤纶采用细旦丝软化些。 (5) 在三醋酯纤维针织物中加入少量涤纶而不影响透气性,采用收缩较大的细旦涤纶FDY和三醋酯网络法连接,使纱线结构较蓬松。按GB/T5453-1997透气性达1916mm/s,优于普通纯三醋酯纤维针织物。 (6) 在三醋酯纤维针织物中加入少量涤纶而不影响吸湿性,采用收缩较大的细旦涤纶FDY和三醋酯网络法连接,使纱线结构较蓬松,按GBT 9995-1997回潮率达3.6%,优于普通纯三醋酯纤维针织物。 7 同类技术比较 本项目特点在于:优选了人造纤维开发仿真丝针织内衣面料,一些年来,人造纤维得到了很大发展,为其产品开发打下了良好基础。作为贴身穿着的内衣面料,其服用性能优于涤纶仿真丝面料。本项目主要选用了最酷似真丝的三醋酯纤维长丝,并为提升其性能,研发新的加工技术,并解决由此带来的一系列问题,取得了成功。其中包括引入少量涤纶长丝,涤纶和三醋酯的比例为20:80为佳,涤纶采用单丝细度为0.8旦的细旦涤纶为佳,涤纶采用FDY丝为佳,三醋酯纤维和涤纶一起在织前作网络丝加工为佳,针织结构采用双面平针的双罗纹织物为佳,针织线圈长度尽量短些为佳,三醋酯和涤纶织物一浴法染色比其中涤纶色织的织物染色加工流程短,各有特色,三醋酯和涤纶仿真丝织物一浴法染色以偏向涤纶上染温度为佳。三醋酯纤维仿真丝针织物中应用了少量涤纶,由于相应加工技术,反映织物吸湿性指标和透气性指标没有变差,反而略优于纯三醋酯织物,织物柔软均匀,光泽也好,形成一种新型的高品质的仿真丝内衣面料。 国内外同类产品比较
8 项目应用情况 项目的成果不仅用于生产新型人造纤维仿真丝针织内衣面料的最佳产品,即新型三醋酯纤维仿真丝针织内衣面料,而且也用于不同市场需求的其它两个人造纤维仿真丝针织内衣面料的生产,形成系列产品的生产线。 项目的成果应用于组建了三条生产线:一条是粘胶纤维仿真丝针织内衣面料生产线,一条是莱赛尔纤维仿真丝针织内衣面料生产线,一条是新型三醋酯纤维仿真丝针织内衣面料生产线。三条生长线包括了络丝、针织、预定型、前处理、染色、烘干、定型等加工的硬件设施,按生产线要求合理配置。同时包括了加工方法、生产工艺等软技术,确保顺利生产。
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