新型抗菌保暖毛针织面料的开发

新型抗菌保暖毛针织面料的开发
查神爱;刘丽艳;韩晨晨
【摘要】为满足当下对针织面料产品高档化和多功能化的追求,通过引入Thermolite(R)保暖功能性纤维新材料,结合光触媒抗菌除臭功能性整理新技术,赋予毛针织面料抗菌保暖等新功能特性.从纺纱、织造、染整工艺3个方面分析毛针织面料抗菌保暖加工技术的难点及措施,开发了2种抗菌保暖毛针织面料,并就其产品风格特征、质量指标进行了分析.抗菌保暖毛针织面料在高档毛针织服装、保暖针织内衣以及抗菌针织运动休闲针织服装设计上表现出特有的优势潜力及良好的应用前景.
【期刊名称】《毛纺科技》
【年(卷),期】2019(047)005
【总页数】4页(P46-49)
【关键词】毛纺面料;针织面料;抗菌保暖性;工艺设计;产品开发
【作者】查神爱;刘丽艳;韩晨晨
【作者单位】江苏阳光集团,江苏江阴 214426;江苏阳光集团,江苏江阴 214426;江南大学纺织服装学院,江苏无锡214122
【正文语种】中文
【中图分类】TS136
随着现代生活水平的提高，人们对针织服装提出了更多更新的服用要求。

服装用针
织面料不仅要时尚、高档、舒适，同时还要具有抗菌、保健、保暖、易打理、易护理等多元化功能。

而当代迅速发展的纺织科技为高档化、多功能化针织面料的开发和应用提供了有力保证。

高科技、高附加值的产品能够提升产品品质及利润率，对于提升品牌形象以及企业竞争力具有积极意义[1]。

Thermolite®保暖功能性纤维
是一种新型改性涤纶中空纤维，保温性能优异，每根纤维都含有较多空气，其织物可形成一道空气保护层，既可防止冷空气进入，又能排出湿气，使穿着者的身体保持温暖、干爽、舒适、轻盈。

光触媒抗菌除臭功能性整理新技术，可以赋予面料抗菌保暖等新功能特性。

本文开发抗菌保暖毛针织面料，并就其产品风格特征、质量指标进行分析。

1 开发思路
功能性针织面料主要采用2种方式开发：一是使用功能性纤维进行织造，二是对
面料进行功能性整理[2]。

功能性纤维主要分为功能性天然纤维和功能性化学纤维。

天然纤维中的大麻纤维、竹原纤维等具有抗菌抗紫外等功能，是功能性天然纤维；功能性化学纤维主要分为2种：一种是在化纤纺丝中加入功能性粉末而实现其功能性，如抗紫外线、远红外、抗菌、防辐射等，另一种是改变纤维的物理化学结构使其具有某些特殊的功能，如吸湿排汗，中空保暖等，该类纤维主要有功能性涤纶、锦纶、腈纶等合成纤维及粘胶类纤维，其形式主要有改性纤维、异形纤维、中空纤维和陶瓷纤维等。

功能性化学纤维以化纤为载体，将功能性物质保留在面料上，经水洗后功能不受影响[3-4]。

本文采用Thermolite®中空保暖纤维，依靠提高纤维中空度来增大滞留空气量，
使纤维富含不产生对流的滞留空气，减少热传导和对流散热，制造出既轻又保暖的面料和填充材料，主要用于贴身服装，对人体不会产生生理过敏性[4]。

与同样厚
度的实心纤维织物相比较，中空纤维织物的保暖性高60%～70%，与同样保暖性
的实心纤维织物相比较，中空纤维织物的质量轻 60%～70%。

当纺织面料中含有蛋白质或脂肪等物质时，微生物很容易繁殖，细菌、霉菌所分泌的霉素会挥发异味，且能把纤维分解为食料而造成纤维损伤。

抗菌除臭整理一般是在织物上施加化学抗菌剂，以杀灭或阻止微生物生长[5-6]。

本文采用TIOTIO-PREMIUM新型光触媒的抗菌除臭整理技术，光触媒是一种以纳米级二氧化钛为代表的具有光催化功能的光半导体材料，二氧化钛受紫外线及光照激发后会产生大量的电子，与吸附在织物表面的水和氧气反应产生氧化能力极强的氢氧自由基，氢氧自由基可以高效降解空气中的有毒有害气体(如甲醛、氨、苯、氮氧化物、硫氧化物、VOC等)，破坏细菌的细胞膜和固化病毒的蛋白质，高效杀灭多种细菌(如大肠埃希氏菌、金黄色葡萄球菌，流感病毒等)，抗菌率可高达99.99%，并能通过氧化-还原反应将细菌或霉菌释放出的霉素、霉味等有机污染物分解及无害化处理成无污染的二氧化碳和水，起到抗菌除菌、消除臭味的功能[7-8]。

光触媒整理剂作用原理示意图如图1所示。

光触媒在整个化学反应过程中以催化剂的形式存在，在反应前后均不发生任何变化，因此其抗菌除臭功能具有长效性，目前，光触媒技术广泛应用于空气净化器，高档车饰以及高档室内装潢[9-10]，本文将其应用于毛纺面料后整理加工，以赋予面料抗菌除臭的功能。

图1 光触媒整理剂作用原理示意图
2 开发方案
2.1 方案设计
综合抗菌保暖毛针织面料的手感、服用性能、洗涤等要求以及价格因素，本文试制2 种抗菌保暖毛针织面料，利用丝光羊毛、莫代尔纤维、长绒棉混纺制成 20 tex 混纺纱，再与3 tex桑蚕丝并捻制成双股纱，织造时加入8.33 tex的Thermolite®长丝(作为衬垫纱)，面料规格设计如表1所示。

表1 抗菌保暖毛针织面料规格品号原料及比例/%幅宽/cm横密/(列·(5 cm)-1)纵密/(行·(5 cm)-1)组织面密度/(g·m-2)Z63054KQ66支丝光羊毛40.5/莫代尔纤维
17.2/长绒棉24.3/桑蚕丝8.0/Thermolite长丝10.01506938双面提花
330Z6306166支丝光羊毛40.5/莫代尔纤维17.2/长绒棉24.3/桑蚕丝
10.0/Thermolite长丝8.01546740双面提花320
纺纱工艺流程：和毛→梳毛→并条(头并、二并、三并)→粗纱→细纱→络筒→并线→倍捻→蒸纱。

主要工艺参数：锡林转速280 r/min，刺辊转速800 r/min，出条定量3.0 g/m，盖板间隔距3.6、3.0、 2.5、2.8、3.0 cm，给毛板工作面宽度45 cm。

采用Mayer C电脑提花双面大圆机织造，机号22 G、筒径76.2 cm。

主要工艺参数：进纱路数72，毛纱张力45 cN，Thermolite®长丝张力15 cN，卷绕张力
50 N，编织速度20 r/min。

染整工艺流程：坯布洗呢并缩呢→开袋→烘干、定形→中检→熟修→柔软、光触媒处理→蒸呢。

主要工艺参数：先升温到42 ℃洗呢10 min，再在轧干机上加助剂0.8 kg/匹，缩呢压辊压力24.5 N，反弹压力19.6 N，时间60 min，速度120
m/min；因针织物伸长大，在烘干定形时超喂量15%，喂入速度25 m/min；在
门富士机上浸轧，光触媒助剂质量浓度40 g/L，柔软剂质量浓度15 g/L，酒精质量浓度20 g/L，pH值6，超喂20%；采用普通小蒸呢机，小张力可减少面料伸长，蒸汽压力20 N，开汽时间10 min，抽冷6 min。

2.2 产品质量
本文开发的抗菌保暖毛针织面料改善了面料刺痒感，提高吸湿透气性和穿着舒适度，面料达到可机洗要求。

呢面光洁，花纹清晰，光泽自然；手感柔软，细腻柔滑，亲肤无刺痒感，弹性、透气性好。

具有保暖、抗菌、除臭功能，能分解周围空气中的甲醛、苯等有害物。

该抗菌保暖毛针织面料集多种功能于一体，适合制作各类休闲衬衫、马甲、外套等服装。

抗菌保暖毛针织面料内在质量经国家纺织产品质量监督检验中心(江阴)检测，各项
指标和色牢度均达到FZ/T 73034—2009《半精纺毛针织品》一等品要求,抗菌性
能根据GB/T 20944.3—2008《纺织品抗菌性能评价第3部分：振荡法》检测，结果表明对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑菌率达到90%以上。

3 工艺技术关键
3.1 纺纱技术难点及其措施
本文所开发的面料由于采用丝光羊毛作为主要原料，在对羊毛进行丝光处理过程中需将羊毛表面的鳞片以及表面附着的油脂全部去除，若直接纺纱，纺纱过程中飞毛现象比较严重；而且成品纱线比较生涩，织造过程中织针间的摩擦力较大，容易引起纱线断头和织针磨损，在布面产生疵点。

因此在和毛过程中，丝光羊毛先加入和毛油，闷毛24 h后将丝光羊毛和莫代尔纤维、长绒棉充分混合、均匀开松，再加入抗静电剂及油水闷24 h，使原料中油水含量到达平衡，以利于后道工序。

丝光羊毛和莫代尔纤维表面光滑，抱合力较差，若捻度过低则纱线强力差，纺部和织部工序纱线容易断头，影响工作效率，同时还会在布面形成破洞、缺纱等疵点，还会导致面料发毛，起球指标不达标等问题。

若纱线捻度过高，在针织大圆机织造时纱线自身易缠结成小辫子，在布面形成蜈蚣纱疵点。

因此本文采用单纱高捻合股反向低捻的纱线形式，使纱线达到外松内紧的效果。

最终确定半精纺丝光羊毛/莫
代尔纤维/长绒棉单纱线密度为20 tex，捻度为 950 捻/m，S捻，将该单纱与
2.22 tex单股桑蚕丝并线制成双股线，捻度为400 捻/m,Z捻，92 ℃蒸纱10 min，以使纱线定形，消除纱线内应力。

3.2 织造技术难点及其措施
由于本文产品的纱线为半精纺纱线，纱线纤维较短，在织造过程中纱线飞毛较多，易在机头堆积，成团掉落至织针工作区织入布面，形成疵点，难以修补。

而且由于织物采用的是正面3色提花组织，很容易有3色混合的成团飞毛形成，因此纱筒
需先用水溶性润滑油浸润处理，以减少飞毛产生，并且每路纱线采用单独送纱管封
闭送纱，如图2所示。

调整吹风口位置、方向、风压等，可以预防飞毛堆积。

图2 封闭式纱管送纱示意图
为了提高面料的保暖性能，将永久性保温纤维Thermolite®长丝与股线以1∶2的根数比(即1根长丝与2根股线)上机织造，采用Thermolite®长丝衬入法织造，使长丝位于织物反面，并减小Thermolite®长丝送纱张力，增加其线圈长度，使Thermolite®长丝能均匀的分布在织物毛纱线圈之间，提高面料的保暖性。

采用针织提花工艺织造大色块格子织物时，由于提花线圈纱线浮长较长，无束缚，容易使织物色块交接处产生弯曲，使织物不平整。

通常是采用在后整理时调整整纬张力和定形速度来解决，但是对后整理织物张力需严格控制，稍有偏差就会导致格子歪斜。

本文设计从机织千鸟格织物中格子套格子的形式获得灵感，在针织物大色块区域加入类似机织变化千鸟格花型，从而缩短提花线圈浮长，使织物结构稳定，布面平整，不仅从源头上解决了格子歪斜问题，还使呢面更加美观。

3.3 染整工艺难点及其措施
本文产品为多组分低含毛量针织面料，在制定染整工艺时考虑利用缩呢的方法增加丰厚度和柔软性，但由于织物采用丝光羊毛，毡缩性差，而且面料中含有湿强度较差的莫代尔纤维，棉和桑蚕丝回弹性差，在缩呢过程中容易产生不可逆的死折痕。

通过对缩呢工艺的研究，采取了先洗呢去除坯布中的油污，加温到42 ℃，使织物平和收缩，然后略微轧干，再采用小张力、慢速度、长时间的缩呢方式达到要求。

在柔软、光触媒整理工序，如果先进行柔软处理再做光触媒整理，那么织物表面柔软剂成分就会影响光触媒整理过程中光触媒助剂和织物的结合，会使其抗菌效果达不到预期效果。

如果先进行光触媒整理再进行柔软处理，织物表面原附着的光触媒成分则会被柔软剂覆盖，同样达不到预期效果。

因此通过实验确定同时进行柔软和光触媒整理，采用低浓度柔软剂、高浓度光触媒剂，并在浸轧液中添加酒精，使2种助剂有机融合，且均匀分布于织物表面，既起到柔软作用又达到光触媒抗菌除臭
的效果。

4 结束语
抗菌保暖毛针织面料采用毛纱与桑蚕丝并捻改善纱线强力提高织造效率，织造时采用每根纱线单独纱管送纱，以减少色纱飞毛织入造成织物沾色；织造时织物反面加入Thermolite®永久保暖纤维长丝，通过控制送纱张力改善其在面料中的线圈分
布状态以提高保暖性；后整理时调整柔软剂和光触媒剂的比例，并利用酒精作为介质溶剂使织物同时完成光触媒整理和柔软整理，在保证面料质地和手感的前提下增加织物的抗菌、除臭、消除残留有害物(甲醛，苯等)的特性。

抗菌保暖毛针织面料具有保暖、抗菌、净化人体周围空气等功能，在冬季衣服洗涤频率不高的情况下，避免了衣服中细菌的繁殖以及异味的产生，同时用该面料制作的服装可以通过手洗、机洗等方式进行洗涤，满足了人们对功能和易打理方面的追求。

参考文献:
【相关文献】
[1] 李峻. 针织面料功能性整理的新进展和应用开发[J]. 针织工业, 2010(4):46-49.
[2] 吕慧. 功能性纤维及其在针织面料中的应用[J]. 上海纺织科技, 2008,36(12):4-6.
[3] 张惠芳,陈蕾,丁林喜,等.针织面料抗菌/防紫外复合功能整理工艺[J].国际纺织导报,
2015,43(9):30-31，28.
[4] 从洪莲, 李秀丽. 功能性针织面料的开发与应用[J]. 纺织导报, 2010(9):24-32.
[5] 从洪莲, 李秀丽. 功能性针织面料的生产技术[J]. 针织工业, 2012(8):1-5.
[6] 龙海如. 功能性针织运动面料产品开发[J]. 纺织导报, 2017(3):31-34.
[7] 吴南莹, 张弦, 程明. 浅谈功能性针织面料开发的现状及发展趋势[J]. 山东纺织经济, 2017(8):51-52.
[8] 徐继宠, 顾维轴. 吸湿快干针织面料开发探讨[J]. 纺织导报, 2009(9):36-38.
[9] 楚艳艳, 崔世忠, 汪青. 溶胶-凝胶法对纯羊毛织物的抗菌整理工艺[J]. 毛纺科技, 2009,37(9): 14-16.
[10] 罗燕, 杨俊枝. 羊绒针织品抗菌功能整理[J]. 毛纺科技, 2010,38(10): 18-20.。