竹浆纤维针织产品开发yd9208

何丽清 王迪敏  广东纺织职业技术学院，广东佛山  528041

收稿日期：2007-02-25

作者简介：何丽清(1975-)，女，工程师，硕士在读，主要从事针织面料染色与整理工艺设计，现从事教学和科研工作

原载：染整技术2007/9；22-25

 

    【摘要】竹浆纤维不仅具有良好的抗菌性、透湿性、悬垂性等，而且可以自然降解，不会对环境造成危害。文章介绍了竹浆纤维的纺丝、纺纱工艺和竹浆纤维双面织物、竹浆纤维与莱卡交织单面织物的编织，以及竹浆纤维织物的染整工艺。

    【关键词】竹浆纤维;纺丝;编织;织物;染整工艺

【中图分类号】TS190.65文献标识码：B   文章编号：1005-9350(2007)09-0022-04

 

1   开发竹纤维针织产品的意义

1·1  资源丰富益于环保

    农田的扩张和木材的滥伐使人造纤维原料日趋紧张；棉花的种植也不可能再有扩大。而我国竹子生产排名世界第一位，达4200公顷，年产1.3亿吨。竹子生长于山地和坡地，对土壤要求低，投入和维护成木较少，种植成活率高，生长周期短，3-5年即可成林成材，在很大程度上解决了纺织原料的紧缺问题。而且砍伐同样面积的竹林和森林相比，竹林恢复快，对环境的影响小很多。

1·2  特性优良益干健康

    竹子大多来源于自然环境中，很少受到农药/有害物质的污染，以其为原料的竹浆纤维具有天然的无毒、无害、无污染等绿色环保优势，且秉承了竹子的凉爽、抗菌、抑菌等性能，纤维制品透气、吸湿性好，适合于在炎热的夏季穿着，迎合了当前国内外市场纺织品"舒适化、功能化"的流行趋势，是生产天然高档针织面料的理想选择。

    特别是竹纤维的吸湿放湿性、透气性居各种纤维之首[1]。从表1可以看出，纯竹纤维织物透气性和透湿性优于纯棉织物，这主要是由于竹纤维的截面上存在着许多的中空结构，毛细管效应强烈，可以吸收并蒸发水分，业内专家称竹纤维面料为"会呼吸"面料。

表l  纯竹和纯棉织物性能比较

测试项目

纯竹织物试样

纯棉织物试样

断裂强力/N

598

620

断裂伸长率/%

24.3

23.1

lh试样失水量/g

1.251

1.083

WVT[g/(m2·d)]

4237.69

3668.60

透气量 [L/(m2·s)]

42.8

28.3

悬垂系数/%

33.2

55.3

折皱回复角(急弹)/(°)

91.4

105.8

折皱回复角(缓弹)/(°)

107.8

114.5

    竹纤维的抗菌性能也是一大特色。竹纤维对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、巨大芽孢杆菌等菌类具有抗菌功能，24h抗菌率达到73%。一般的抗菌功效是指持续的杀菌、消毒或抑菌作用。对天然材料而言，主要功效是抑菌作用(不能杀灭细菌，但能抑制细菌繁殖，便细菌数减少)。表2是竹纤维布对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抗菌性试验结果，由表可以看出竹纤维布具有较强的抑菌作用。

2   竹浆纤维的纤维生产工艺

    竹浆纤维的主要原料是生长在山区的竹子，其生产类似于粘胶等人造纤维，即先将竹子制成浆粕，再进行纺丝加工生产的一种纤维，也称为竹浆表2  竹纤维布料的抗菌性试验结果

菌种

初期菌数

l8h后残存菌数

抑菌活性值

杀菌活性值

对照试样

竹纤维布料

金葡菌

1.1×105

1.91×107

2.71×102

4.9

2.6

大肠杆菌

1.2×105

1.21×105

＜10

＞7.1

＞4.1

纤维，国内生产竹纤维的企业大多采用这种方法。

    竹纤维浆粕加工的工艺流程：

    风干竹片→水预水解→硫酸盐法蒸煮→疏解→筛选→氯化→二步法碱法蒸煮→打浆→洗浆→第一次漂白→第二次漂白→酸处理→除砂→抄浆→烘干→竹纤维浆粕。

    纺丝加工的工艺流程：

    竹纤维浆粕→切粕→制胶→头道过滤→二道过滤→脱泡→计量→纺丝→塑化→切断→水洗→脱硫→水洗→上油→干燥→成品。

3    竹浆纤维纱线生产工艺[2]

    经过对竹纤维性能分析，利用国产及进口棉型纺机设备能够满足竹纤维纱线的工艺要求。我们开发了纯纺29.ltex、27.8tex、18.2tex、14.6tex、18.2tex/2、14.6tex/2纱线。

3·1  工艺流程

    清花1071→梳棉1181C→头并FA302→二并FA3l1→粗纱A454G→细纱FA506→槽筒MCNO07-2村田自动落筒。

3·2   各工序工艺特点

3·2·1  清花

    竹纤维无杂质，本工序的工艺原则为"多松少打"。抓棉机要勤抓少抓，减少握持打击点；使纤维充分的开松；控制好棉卷均匀度。

3·2·2  梳棉

    加强对竹纤维的梳理作用，防止棉结产生。刺辊、锡林、盖板、道夫针布要锋利，锡林盖板间隔距可参照粘胶隔距。此隔距如过小，在梳理过程中纤维易被拉断；过大则在疏理和转移过程中纤维间扭结形成棉结。各部速度和张力要偏小掌握。

3·2·3   并条

    竹纤维强力偏低，要求速度偏低掌握。并合根数根据混纺比例来调整。棉条道要光洁，自停要灵敏。本工序对温湿度的要求较高，最佳温度在25℃左右，湿度在70%左右最好加工。我们在小试过程中，因湿度达不到要求而偏小，经过牵伸后的须条因静电而缠前皮辊，影响加工。经过处理增加湿度，才顺利通过。

3·2·4   粗纱

    竹纤维表面光滑，纤维间抱合力差。在选择捻系数时，应偏大掌握，前提是影响细纱的牵伸。锭速选择要比纺涤棉产品时低。各部通道要光洁。假捻器无毛刺。本工序对温湿度的要求同并条工序一样。所以，在生产竹纤维产品时，并粗工序温湿度的控制是实现顺利生产的关键一环。

3·2·5   细纱

    由于纤维刚性大，加捻过程纤维易向外跑，形成毛羽。故设计时应加大捻系数，捻系数比粘胶产品大。增加该工序的湿度是减少纱线毛羽的有效办法。纤维强力较低锭速应偏小掌握。

3·2·6   槽筒

    张力偏小掌握。对设备工艺进行调节，保证捻结质量。

4    竹桨纤维的编织生产工艺[3]

4·1  双面织物

    原料：14.6tex(40s)竹浆纤维纱；

    织机：24G双面针织机；

    线圈长度：3.25mm；

    下机克重：146g/m2；

    织物组织：双罗纹组织。

42   单面交织织物

    织物组织有添纱组织和半添纱组织两种。

4·2·1添纱组织

    原料：14.6tex竹浆纤维纱、2.2tex莱卡；

    织机：28G单面针织机；

    线圈长度：竹浆纤维纱3.lmm、莱卡3mm；

    用纱比例：竹浆纤维纱94.2%、莱卡5.8%；

    下机克重：14.6g/m2。

4·2·2   半添纱组织

原料：14.6tex竹浆纤维、4.4tex莱卡；

织机：28G单面针织机；

线圈长度：竹浆纤维纱285mm、莱卡268mm；

用纱比例：竹浆纤维纱94.8%、莱卡5.2%；

下机克重：1459/m2。

5           竹浆纤维的染整生产工艺

染整生产工艺的重点是前处理，必须保证前处理退浆干净，不损伤织物强力，不能出现破洞，建议采用酶退浆，避免碱退浆，不用丝光。竹浆纤维的染色与普通粘胶纤维的染色类似，直接染料、活性染料、还原染料、硫化染料等都能用于竹纤维染色。相同条件下竹浆纤维的着色效果比棉及粘胶好。

工艺流程

双面织物：前处理→染色→水洗中和→皂洗→热洗→水洗→轧水柔软→烘干→定形。

单面交织织物：剖幅→预定形→缝合→退煮漂→染色→水洗中和→皂洗→热洗→水洗→固色(深色)→脱水→搓布→复定形。

5·1  前处理

5·1·1  退浆

竹浆纤维是一种新型的绿色纤维，如能在其纺织染整加工中采用清洁化生产工艺，可进一步提高产品的附加值。酶作为一类生物催化剂，易生物降解，不会污染纺织品和环境。因此采用生物酶退浆[4]。

酶退浆工艺流程：织物→浸渍热水→浸渍酶液→保温堆置→热水洗(50℃)→冷水洗→烘干。

采用α-淀粉酶(活力单位≥4000)对竹纤维织物进行酶退浆处理，其优化工艺条件为淀粉酶质量浓度4g/L，处理温度55℃，pH值6.5，时间2.5h，NaCl 6g/L，渗透剂JFC lg/L，浴比1︰20。本工艺对织物有良好的退浆效果，织物强力无明显损失，较传统碱退浆工艺能节约大量能源，符合清洁化生产要求。

5·1·2  煮漂

竹纤维耐碱、耐氧化能力较棉纤维差，所以采用精练酶氧漂工艺进行煮漂，使色素杂质在较温和的T工艺条件下去除，且能保持竹纤维天然特性不受破坏。

工艺配方（o.w.f）：27.5% 双氧水 6%-8%；精练酶3%。

工艺条件：浴比：1︰10；温度：98℃；时间：6Omin。 5·2  染色

竹纤维与棉纤维在化学结构上同属于纤维素纤维，染料上染机理基本相同，但容易产生色花，色差不容易控制，所以进行染料筛选时必须选择上染曲线相同，提升力一致，工艺条件适应范围广的染料。可选择汽巴（Ciba）黄FN-2R、红FN-R、蓝FN-R三元色；上海染料八厂黄M-3RE、红M-3BE、蓝M-2GE 三元色，即选择双异型活性基团染料比较理想。

(1)染色工艺：在室温时入染，每隔l5min先后加入盐、一半染料、另一半染料、一半纯碱、另一半纯碱，再过l5min后升温至60℃，保温固色45min后排液，洗水，在98℃的皂液中皂煮l5min，排液，洗水，HAC中和。

(2)活性染料、盐和纯碱用量参照表3(A代表染料总用量)。

表3  活性染料、盐和纯碱参考用量（o.w.f.）表

染料总用量%

盐用量%

纯碱用量%

O＜A≤0.1

6

2

0.1＜A≤0.5

12

4

0.5＜A≤l.0

25

8

1.0＜A≤1.5

30

10

1.5＜A≤2.0

45

15

2.0＜A≤2.5

60

20

2.5＜A≤3.0

70

25

3.0＜A≤4.0

80-90

30

4.0＜A≤4.5

100

33

4.5＜A≤5.0

l10

35

5.0＜A≤6.0

l20

40

6.0＜A≤7.0

l30

40

A＞7.0

l40

45

(3)大红色工艺处方(双面织物)：

汽巴活性黄FN-2R 4.0%；汽巴活性红FN-R 2.0%；Na2SO4 120%；Na2C03 40%；浴比1︰15，温度60℃，时间6Omin。所有染化料用量为对织物重。

(4)绿色工艺处方(单面交织织物)：

活性黄M-3RE l.5%；活性蓝M-2GE l.5%；Na2S04 90%；Na2C03 30%；浴比1︰15，温度60℃，时间45min。由于含莱卡织物非常容易产生色花色点， 加入2%的平平加0。所有染化料用量为对织物重。

5·3  后整理

5·3·1  柔软整理

竹纤维具有良好的吸湿和透气性，若采用一般有机硅柔软剂，虽然柔软性较高，但竹纤维吸湿和透气性大大降低，通过试验采用亲水性氨基硅油，既能得到柔软滑爽手感，又能保持竹纤维天然具有的吸湿和透气性能。柔软处方为亲水型氨基硅柔软剂SF 4%，浴比1:12，常温下处理4Omin。

5·3·2   定形

    定形必须给湿超喂拉幅定形，定形温度150-160℃，超喂10%-20%，机速15-20m/min，定形后的竹纤维针织布手感好，尺寸控制稳定，色泽均匀光洁，纹路清晰。定形工艺参数见表4。

      表4  定型工艺参数

织物

设备

温度

℃

速度

（m/min）

超喂

%

备注

14.6tex竹浆

纤维双面织物

Monti呢毯

定形机

150

10

8

 

14.6tex竹浆

纤维×2.2tex

莱卡添纱

单面织物

Brucker

拉幅定形机

(5室)

185

15

5

预定形

20

（湿布）

160

16

6

复定形

24

（湿布）

14.6tex竹浆

纤维×4.4tex

莱卡半添纱

单面织物

Brucker

拉幅定形机

(5室)

180

15

5

预定形

20

（湿布）

160

16

5

复定形

28

（湿布）

6    成品物理指标(见表5)

表5  成品物理指标

织物

干燥重量（g/m2）

顶破强力%

密度/圈/5cm

水洗尺寸变化率(烘干)/%

皂洗牢度

(级)

直

横

直

横

变色

沾色

14.6tex竹浆纤维

双面织物

172

361

80

68

-6.8

-3.4

4

4

14.6tex竹浆纤维

×2.2tex莱卡添纱

单面织物

196

269

122

94

-7.1

-10.7

4

4

14.6tex竹浆纤维×

4.4tex莱卡半添纱

单面织物

158

176

116

80

-6.9

-5.4

4

4

    (1)竹浆纤维针织面料手感柔滑，表面光亮，吸湿导湿，具有天然抑菌作用，适宜缝制内衣产品。

    (2)竹浆纤维表面光滑，纱线弹性较差，带有脆性，织造工艺必须作相应调整，控制好喂纱张力在5cN左右，而且要均匀一致。线圈长度不宜过短，否则易出破洞。

    (3)竹浆纤维湿强较低，经碱、双氧水处理，又会降低其强力，因此在煮漂前处理时要控制好碱、双氧水的用量，且织物克重不宜过轻，否则强力达不到要求。

    竹浆纤维是一种新原料，在针织行业中的应用时间较短，必须通过不断探索，从加强产品设计，完善纺、织、染工艺着手，扬长避短，充分发挥其优良性能。展望竹浆纤维在针织内衣上的开发应用，它将是具有市场潜力的新产品。

8   参考文献

[1]王卫 胡海霞，竹纤维针织物的性能分析[J]山东纺织科技，2006，(4)；78-79

[2]陈丽亚，竹纤维纱线的生产实践[J]北京纺织，2004，(2)；39-40

[3]吴鸿烈，竹浆纤维针织产品的开发[DB]中国纱线网-新型纤维与纱线

[4]岳新霞，竹纤维的酶退浆工艺研究[J]纺织科技进展，2006，(4)；46-48