嵌入式復(fù)合紗的紡制及多功能復(fù)合織物的制備

段金明，金 陳，秦一倩，張宇航，崔 紅

(鹽城工學(xué)院 紡織服裝學(xué)院，江蘇 鹽城 224000)

1 引言

嵌入式復(fù)合紡紗技術(shù)是我國唯一擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的新型紡紗技術(shù)，不僅可應(yīng)用于棉麻毛絲紡紗領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)超細(xì)號紗線的紡制，而且可使傳統(tǒng)紡紗難以利用的原料可紡，具有資源優(yōu)化及充分利用、縮短加工流程、降低能源消耗及原料消耗等方面的優(yōu)點(diǎn)[1，2]。在技術(shù)上實(shí)現(xiàn)了優(yōu)質(zhì)纖維“超細(xì)號紡紗”、低等級纖維原料及下腳料(落毛、落棉)紡細(xì)號紗，突破了原有環(huán)錠紡紗技術(shù)對纖維長度、細(xì)度等要求，將一些原來不能在紡紗領(lǐng)域使用的纖維原料(如羽絨纖維)實(shí)現(xiàn)了紡紗應(yīng)用，利用此技術(shù)采用多種原料可紡制出具有不同特色與功能的復(fù)合結(jié)構(gòu)的紗線，為不同原料優(yōu)化組合與花色品種多元化紡紗提供了新途徑[3]。

嵌入式復(fù)合紡紡紗時，兩根長絲在外側(cè)，兩根粗紗在長絲內(nèi)側(cè)。在紡紗過程中，兩根粗紗對稱地從內(nèi)側(cè)喂入，進(jìn)行正常牽伸形成須條，而兩根長絲則通過導(dǎo)絲裝置對稱地從前羅拉直接喂入，兩短纖維須條分別與兩根長絲先進(jìn)行匯集，作預(yù)加捻，然后匯集于一點(diǎn)，進(jìn)一步加捻成紗[4]。嵌入式復(fù)合紡將紗線生產(chǎn)過程中所需要的強(qiáng)度(如卷繞張力)與短纖維捻入紗線的過程分開，紗線的強(qiáng)度主要由合纖長絲承擔(dān)，而加捻只是為了實(shí)現(xiàn)短纖維在紗線中的內(nèi)外轉(zhuǎn)移，將短纖維在紗線中以嵌入的形式固定，與傳統(tǒng)環(huán)錠紡中纖維內(nèi)外轉(zhuǎn)移的形式有本質(zhì)的區(qū)別。

嵌入式復(fù)合紡紗與其他紡紗方法相比，在成紗質(zhì)量方面有很大的優(yōu)勢。毛滌嵌入式復(fù)合紗相比環(huán)錠紗，斷裂強(qiáng)度、斷裂伸長率高，條干CV值低，表面光潔，毛羽少[5]。相同線密度的嵌入式復(fù)合紗與Sirofil紗相比，嵌入式復(fù)合紗的斷裂強(qiáng)度和斷裂伸長率高于Sirofil復(fù)合紗，條干和毛羽水平也優(yōu)于Sirofll復(fù)合紗[6]。在選用5.56 tex滌綸長絲和毛粗紗為原料，成紗細(xì)度和捻度不變的情況下，在細(xì)紗小樣機(jī)上分別采用普通環(huán)錠紡、賽絡(luò)紡、賽絡(luò)菲爾紡和嵌入式復(fù)合紡4種紡紗方式，結(jié)果表明紡紗方式的原理不同帶來的外在的成紗結(jié)構(gòu)特點(diǎn)影響了紗線的內(nèi)在性能，4種紡紗方式中嵌入式復(fù)合紡成紗的強(qiáng)伸性能、毛羽指數(shù)和條干水平最優(yōu)[7]。

影響嵌入式復(fù)合紡紗成紗質(zhì)量的因素很多。主要包括紗條喂入間距[8，9]、紗條輸出間距[10]、捻系數(shù)[11]、長絲預(yù)加張力[12]等。由于喂入原料的多樣性可以實(shí)現(xiàn)多組分多功能紡織品的開發(fā)，可加工的短纖維包括亞麻、棉、莫代爾、天絲纖維[13]等，長絲包括滌綸長絲[14]、錦綸長絲[15]等。本文應(yīng)用嵌入式復(fù)合紡紗原理，采用丙綸長絲結(jié)合多組分混紡粗紗紡制具有單向?qū)窆δ?、抗菌保健功能以及柔軟舒適功能的嵌入式復(fù)合紗線，并在此基礎(chǔ)上開發(fā)具有復(fù)合功能的紡織品，對功能性紡織品的開發(fā)具有非常重要的參考價值。

2 實(shí)驗部分

2.1 實(shí)驗原料及成紗工藝參數(shù)

2.1.1原料

丙綸A：黑色 75D/72F，線密度：8.3 tex；丙綸B：藍(lán)色 100D/96F，線密度：11.1 tex；粗紗C：咖啡炭滌綸纖維/白竹炭滌綸纖維/蠶蛹蛋白纖維/棉纖維 30/30/20/20，線密度：330 tex；粗紗D：薄荷纖維/羅布麻粘膠/桑皮纖維/棉 30/30/20/20，線密度：390 tex。

2.1.2細(xì)紗工藝參數(shù)

嵌入式復(fù)合紗在DSSP-02A數(shù)字式小樣細(xì)紗機(jī)進(jìn)行紡制，細(xì)紗機(jī)紡紗工藝參數(shù)見表1。

表1 細(xì)紗工藝參數(shù)

2.2 成紗質(zhì)量測試

2.2.1紗線毛羽指數(shù)測試

實(shí)驗儀器選用YG172A紗線毛羽測試儀，根據(jù)FZ/T 01086-2000《紡織品 紗線毛羽測定方法 投影計數(shù)法》進(jìn)行測試，測試片段長度10 m，測試速度35 m/min。

2.2.2紗線拉伸性能測試

實(shí)驗儀器選用YG(B)021DL電子單紗強(qiáng)力儀，根據(jù)GB 3916-2013《紡織品 卷裝紗 單根紗線斷裂強(qiáng)力和斷裂伸長率的測定(CRE法)》進(jìn)行測試，等速拉伸測試法，夾持隔距500 mm，拉伸速度500 mm/min。

2.2.3紗線捻度測試

實(shí)驗儀器選用Y(B)331A型紗線捻度儀，根據(jù)GB/T 2543.2-2001《紡織品 紗線捻度的測定 第2部分：退捻加捻法》進(jìn)行測試，預(yù)加張力8.5 cN、夾持長度250 mm、轉(zhuǎn)速1000 rpm。

3 紗線性能測試結(jié)果與分析

嵌入式復(fù)合紗為40 tex，其相關(guān)性能測試結(jié)果見表2。

表2 紗線性能測試數(shù)值

由表2可知，嵌入式復(fù)合紗斷裂強(qiáng)度高，斷裂強(qiáng)度CV%小，斷裂伸長率較大，斷裂伸長率CV%較小，成紗質(zhì)量較好。

4 多組分復(fù)合功能織物的制備

4.1 織物設(shè)計構(gòu)思

為了體現(xiàn)多組分纖維原料的功能性，本設(shè)計將傳統(tǒng)的單根緯紗喂入變成一根傳統(tǒng)緯紗和一根多組分復(fù)合功能性紗線同時喂入，這樣經(jīng)緯紗交織會更緊密，織物會更厚實(shí)。

4.2 多組分復(fù)合紗線功能性

嵌入式復(fù)合紗線采用咖啡炭滌綸/白竹炭滌綸/蠶蛹蛋白/棉纖維混紡粗紗以及薄荷纖維/羅布麻粘膠/桑皮纖維/棉混紡粗紗和丙綸長絲復(fù)合，咖啡炭滌綸和白竹炭滌綸都具有釋放負(fù)離子和發(fā)射遠(yuǎn)紅外作用，蠶蛹蛋白具有良好的吸濕透氣性能和與棉纖維一樣的親膚柔軟，再加上薄荷纖維和羅布麻粘膠都具有抗菌抑菌作用，桑皮纖維既有棉的特征，又具有麻纖維優(yōu)點(diǎn)。

4.3 織物設(shè)計

4.3.1織物規(guī)格設(shè)計

織物規(guī)格設(shè)計見表3。

4.3.2織物上機(jī)圖

織物上機(jī)圖如圖1所示。

表3 織物規(guī)格設(shè)計表

圖1 織物上機(jī)圖

4.3.3織造設(shè)計

織造設(shè)備：SL820 半自動織樣機(jī)；筘號：120#，每筘穿入根數(shù)2；工藝流程：整經(jīng)→穿綜→穿筘→織造。

4.3.4織物實(shí)物圖

織物實(shí)物圖和效果圖分別如圖2、圖3所示。

圖2 織物實(shí)物圖

圖3 織物效果圖

4.3.5織物基本性能測試

織物基本性能數(shù)據(jù)見表4。

表4 織物基本性能數(shù)據(jù)

為了突出嵌入式復(fù)合紗線的適用性和功能性，從構(gòu)思上采用一根傳統(tǒng)緯紗與一根新型紗線同時進(jìn)行打緯，以使得織物具有一定的功能性。在織物組織設(shè)計上，選取平紋變化組織，使得織物結(jié)構(gòu)更緊密。在SL820半自動織樣機(jī)上通過整經(jīng)、穿綜、穿筘、織造，使得織物設(shè)計得到實(shí)現(xiàn)?？椢锉砻嬉蛐滦图喚€的存在，顯現(xiàn)出特殊的朦朧風(fēng)格效應(yīng)，具有民族風(fēng)格。所設(shè)計織物可用于開發(fā)裝飾用和服用紡織品，如椅子坐墊、女裝短裙面料、家紡桌布、沙發(fā)布面料、茶布面料等。

5 結(jié)語

本文采用多組分纖維混紡粗紗與丙綸長絲進(jìn)行嵌入式復(fù)合紡紗開發(fā)具有多功能的復(fù)合紗線，并進(jìn)行了織物設(shè)計開發(fā)出相關(guān)紡織品。所開發(fā)的紗線成紗質(zhì)量優(yōu)良，織物具有獨(dú)特的風(fēng)格，且具有多種功能如抑菌抗菌、舒適保健、單向?qū)竦?。該產(chǎn)品不僅可用于開發(fā)服用面料如馬甲、外衣及裙子等，還可以用于裝飾用面料的開發(fā)，如沙發(fā)罩、沙發(fā)靠墊、枕頭套、汽車靠墊、桌布、餐具墊布等，具有較高附加值。本產(chǎn)品的開發(fā)對于多功能紡織品的開發(fā)具有很好的實(shí)踐參考價值。