夜光纤维针织面料的开发应用yd14527
于景超，孟家光 西安工程大学纺织与材料学院，陕西西安710048
收稿日期：2011年6月23日
作者简介：于景超(1983-)，男，硕士研究生。主要从事针织原料和工艺方面的研究。
原载：针织工业，2011/10；16-18
【摘要】分析了在电脑横机上开发夜光纤维针织面料的编织工艺，包括组织结构、上机工艺参数和织密度等。然后对该面料进行染整工艺的探讨，给出了煮练工艺配方，并分别用正交试验分析得出漂白和染色的最佳工艺 最后对夜光纤维国内外研究现状进行了介绍。由于夜光纤维吸收太阳光或灯光10～30 min后，放到黑暗处可持续发光6～8 h，因而在服饰领域具有广泛的应用前景。
【关键词】夜光纤维；针织面料；编织工艺：染整工艺
【中图分类号】TS 184.4 文献标志码：B 文章编号：1000-4033(2011)10-0016-03
夜光纤维，是蓄光型发光纤维的一种，同时它也是一种新型的功能性纤维。夜光纤维是以涤纶、锦纶、丙纶等聚酯纤维为基体，加入稀土材料，然后经过特种纺丝纺制而成。夜光纤维的色泽为白色(见图1)，且可以染色 夜光纤维吸收太阳光或者灯光10～30 min后，放到黑暗处可持续发光6～8 h，其本身发光颜色为浅黄绿色(见图2)。
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图1 夜光纤维 |
图2 夜光纤维发光效果图 |
本文采用的夜光纤维及夜光纱线是由杭州伟阳科技有限公司生产的涤纶基夜光纤维和纱线，一般来说，采用以涤纶为基体的夜光纤维，其基本性能都与涤纶相似。夜光纤维的平均断裂强力为9.60 cN，其纱线的平均断裂强力为630.38 cN：纱线的毛羽非常少，并且纱线的吸水性很好，毛细管效应平均高度达7.19 cm：纱线有弹性，且耐热性很好，在200 ℃时纱线的强度才略微下降；能耐酸碱，但不耐强碱。
通过对所购买的夜光纱线的基本性能进行测试、分析，得出该种夜光纱线完全符合针织物的编织要求且可用于针织面料的开发由于夜光纱线表面毛羽较少且较光滑，因此无需过蜡处理，只在织前准备阶段进行了络筒，以保证纱线在编织过程中顺利退绕。
1 编织工艺
1.1 工艺流程
编织的工艺流程：织前准备→针织面料组织的选取与设计→调整上机工艺参数→上机进行试织→调节织物密度达到最佳→上机进行编织。
1.2 设备
采用Stoll—CMS530HP型电脑横机，其上机工艺参数的设定是在电脑上的M1P1us花型设计软件上先进行设计，然后用U盘传输到电脑横机上，电脑横机将所设计的花型参数等自动转化成Sintral语言，以便电脑横机识别并进行每步的编织操作。
1.3 组织结构
选取了6种组织进行针织面料的开发，包括纬平针组织、1+1罗纹组织、半畦编组织、半空气层组织、空气层组织以及一种自己设计的花色组织
1.4 上机工艺参数
花型参数设定包括以下部分：编织区域保护行使用纱线颜色207；翻针使用一次性翻针动作；牵拉梳、夹纱选择带入Standard距中心6织针：导纱器纱线区域分配在4号和5号导纱器上：织物牵拉设为0→4.6：织废纱循环数为5；机速为0→0.7，1→0.5，D→0.5，2、3→0.6：线圈长度为1=8.0，2=10.0，3=9.8，4=10.8，5=6=12.0，其中5和6分别代表前、后针床编织主要花型的密度。
1.5 织物密度
通过上机试织，最后确定所设计的每种组织的密度 纬平针的密度为：5=6=12.0：1+1罗纹的密度为：5=9.2，6=9.0；半畦编(5代表成圈密度.6代表集圈密度)的密度为：5=8.8，6=9.0；半空气层(5代表平针密度，6代表罗纹密度)的密度为：5=l1.8.6=10.1；空气层(5代表平针密度，6代表罗纹密度)的密度为：5=11.8，6=9.5：花色组织的密度为：5=6=12.0。
最后编织得出的6种组织的实物图如图3所示。
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(a)纬平针组织 |
(b)1+1罗纹组织 |
(c)半畦编组织 |
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(d)半空气层组织 |
(e)空气层组织 |
(f)花色组织 |
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图3 6种组织的正面实物图 |
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2 染整工艺
染整工艺流程为：煮练→漂白→染色
2.1 煮练
夜光纤维是以涤纶为基体的，因此夜光纤维针织物的煮练工艺参照涤纶织物的煮练工艺。涤纶织物的煮练工艺条件为3～5 g／L肥皂，1 g／L纯碱和0.3 g／L硅酸钠，在100℃条件下处理60 min左右，然后充分水洗。
因此，可确定夜光纤维针织面料的煮练工艺流程为：毛坯针织物→水浴锅(100 ℃，60 min) 酸中和→水洗→脱水→烘干。该针织面料的煮练工艺配方为：
纯碱 1 g／L
硅酸钠 0.3 g／L
精练剂 1 g／L
渗透剂 1 g／L
浴比 1:20
温度 100 ℃
时间 60 min
浴比 1:20
温度 100℃
时间 60 min
织物经过煮练后，织物上的油渍明显去除，且织物的白度有所增加。
2-2 漂白
通过对H202用量、温度、时间、pH值等进行单因素分析，每个因素选取6个水平，从而确定漂白工艺。
第一步：确定H2O2用量。选用5 ml/L、10 mI／L 、15 ml/L、20 mL／L、25 m L、30 mL／L等6个水平，其他条件为纯碱2 g／L，硅酸钠2 g／L，渗透剂1g／L，精练剂1 g／L，pH=8，时间60min，温度90℃ ，浴比1:20。
第二步：确定温度。选用40
℃、50℃ 、6O ℃、70℃ 、80 ℃、90℃等6个水平，其他条件为H2O2用量20ml/L，纯碱2g/L，硅酸钠2g/L，渗透剂1 g／L，精练剂1 g／L，pH=8，时间60 min，浴比1:20。
第三步：确定时间。选用40Min、50 min、60 min、70 min、80 min、90 min等6个水平，其他条件为H202用量20 mL／L，纯碱2 g／L，硅酸钠2 g／L，渗透剂1 g／L，精练剂1g／L，pH=8，温度70℃ ，浴比1:20。
第四步：确定pH值。选用5、6、7、8、9、10等6个水平，其他条件为H202用量20 ml/L，纯碱2 g／L，硅酸钠2 g／L，渗透剂1 g／L，精练剂1 g／L，温度70℃ ，时间70 min。浴比1:20。
按步骤分别进行试验，然后测定织物的白度、顶破强力和手感指标来确定每个因素的大概范围，然后每个因素各取3个较好的水平进行正交试验，最终确定夜光纤维针织物漂白的最佳工艺 夜光纤维针织面料漂白的最佳工艺为：
H202 15 mL／L
纯碱 2 g／L
硅酸钠 2 g／L
渗透剂 1 g／L
精练剂 1 g／L
pH 值 9
时间 70 min
温度 50 ℃
浴比 1:20
2.3 染色
染色工艺的确定参照涤纶的染色工艺 由于夜光纤维发光的过程需要先吸光、然后发光 在染色后纱线表面会被染料所覆盖住，因此会阻碍夜光纤维吸光和发光的过程，综合这方面的考虑，夜光纤维的染色采用浅色染料。夜光纤维的发光颜色为浅黄绿色 染色需要选择与发光颜色相临近的颜色，因此染料选择了分散嫩黄SE-6BL，使夜光纤维发光特性所受的影响尽可能小。
采用涤纶的低温染色工艺[1]，使用涤纶低温染色载体、分散染料、助剂等工艺条件进行染色。对分散染料用量、涤纶低温染色载体的用量、温度、时间等进行单因素分析，每个因素选取6个水平，确定其大概范围，再进行4因素3水平的正交试验分析得出染色的最佳工艺 具体操作与漂白工艺的确定相似，得出的试验结果指标是通过测量上染率K／S值来评定。夜光纤维针织面料染色的最佳工艺为：
分散嫩黄SE-6BL 0.05％
涤纶低温染色载体 2.0％
匀染剂1227 0.5％
浴比 1:50
染色温度 98℃
时间 70 min
pH值 4.0
3 夜光纤维的应用研究
3.1 国内外研究现状
目前国内对夜光纤维的研究正处于起步阶段 江苏连云港华鸿化纤有限责任公司开发了一种性能较好的蓄光涤纶长丝，受阳光或灯光照射后。可以积蓄光能，并在暗处发光。特别是在夜晚安全性、可见度要求较高的地方[2]：由北京东方利源科技有限公司与清华大学合作开发的彩色发光纤维，是一种新型高科技功能纤维，是我国具有自主知识产权的新产品、新技术，该产品与世界同类产品相比，发光性能提高了1／5，而价格却减少了1／3：由浙江东华纤维制造有限公司开发的长效蓄光纤维是在合成纤维纺制过程中加入一定量的碱土金属铝酸盐(SrA12O4:Eu2+，Dy3+ 型铝酸锶蓄光材料)纺制而成。该纤维在自然光或日光灯下照射10～20 min后，可在黑暗处持续发光6 h以上，且吸光、发光可永久进行：由江南大学和无锡市宏源化纤厂合作开发的彩色与彩色光稀土夜光纤维，是利用稀土材料为发光体，经特种纺丝工艺制成的蓄光型夜光纤维。
夜光纤维在美国、日本和韩国有少量实现了工业化生产。美国阿拉巴马州的Beaver工业公司在硫化锌上面涂上铜和一种保密材料用其制成的夜光纤维发光时间超过10 h：纽约的Glo-Tech公司研制的G1o-Tech纤维是用磷做基本成分，添加锶和其他成分、然后把它加工成母粒，在纺丝过程中添加到原材料中，发光至少8 h，该种纤维可与许多聚合物一起生产，如聚酯、聚丙烯、尼龙、聚乙烯等；日本钟纺公司研制出一种发光尼龙纤维，可用其制成发光面料。
3.2 在服饰领域的应用
随着经济和人们消费需求多元化的发展，夜光纤维功能性服装的种类也越来越多，如发光工作服、风衣、背心、T恤衫、内衣、胸罩等，因此开发夜光服装也将成为未来的发展趋势。
a. 工作安全服 夜光类的交通工作服可以在夜间让司机更清楚地看到交通工作人员，及时避让。从而避免交通事故的发生：在漆黑的地下矿井中，发光服装便于矿工们相互联络：用夜光纤维制成的发光救生衣、发光消防服、发光安全帽等，在消防工作中都会起到积极、有效的作用[3]。
b. 其他服饰 舞台上的演员穿上这种发光服装经五光十色的灯光照射后能充分吸收各种光，当将舞台上所有的灯光突然熄灭，可以看到只有表演者的辅助光仍在发光，从而造成一种特殊的舞台效果：夜光类的运动衫、牛仔裤、内衣等目前也都已经开发成功
c. 家纺、装饰品 夜光纤维应用到装饰品中， 可以带给人一种新颖、奇特的感觉，如在窗帘上绣出星星月亮图案，可在夜晚营造出野营的氛围 在家纺中的应用主要有窗帘、门帘、台布、鞋带、地毡、挂毯、毛绒、毛毯、沙发、绣花线等
参考文献
[1]冯愈,刘艳丽,涤纶织物低温染色工艺[J]研究与技术,2009(4);17-19
[2]黄碧玉,蓄光纤维的开发与工艺讨论[J]合成纤维,2006(8);32-33
[3]关键,崔向中,庄卫东,等，夜光材料在消防中的应用[J]中国稀土学报,2003(SI);168-170
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