棉/Celliant混纺微弹牛仔面料的设计与开发

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摘要：利用celliant纤维以及T-400纤维的性能优势，设计开发了一种健康弹力牛仔面料，介绍了其生产工序以及关键技术。该产品与普通牛仔面料相比不仅弹性更好，而且能改善微循环，更舒适、更运动、更健康、更生态。

关键词：Celliant纤维；T-400纤维；健康弹力牛仔布；生产工艺；设计开发

中图分类号：TS106.591 文献标志码：B

The Design and Development of Cotton/Celliant Blended Slight-stretch Denim Fabric

Abstract： By taking the performance advantages of Celliant fiber and T-400 fiber， a healthy stretch denim fabric was designed and developed and related production process and key technologies were introduced in this paper. Compared with conventional denim fabric， besides better elasticity， the new fabric is more comfortable， more dynamic， healthier and more eco-friendly and it can improve microcirculation of human body.

Key words： Celliant fiber； T-400 fiber； healthy stretch denim fabric； production process； design and development

近年来，消费者越发倾向于选择更加舒服、更适合当代生活方式的服装类型，舒适、健康、穿着自在、生态成为纺织面料的发展趋势。利用棉/Celliant纤维混纺纱线与T-400纤维所织制的健康弹力牛仔面料不仅可有效提高血氧含量，提高血液循环，平衡体温，有效减少并恢复疲劳，缓解疼痛，改善睡眠质量，促进伤口愈合等功能，而且微弹舒适，柔软透气，手感柔软，质地轻滑，穿着时贴身合体，运动时伸展自如。该面料在保持了传统的牛仔风格外，注入了更多的舒适和健康管理理念，非常迎合当前牛仔面料的\动化趋势。

1 设计思路与原料选择

1.1 Celliant纤维结构及性能特征

Celliant纤维是美国Celliant公司于2012年研发的功能纺织纤维，它在聚酯纤维中嵌入了13种天然矿物质纳米微粒。Celliant纤维可以吸收以及存储人体释放的热能并转化为可利用的能量反馈回人体内部。它可以增加血液循环，改善微循环，提升运动表现与舒适性，达到极佳的运动保健效果。

1.2 T-400纤维结构及性能特征

T-400是由PPT/PET并列复合纺丝而成的双组分纤维。由于各组分的微观形态结构不同，T-400经湿热处理后，会产生不同的收缩，使纤维在产生强烈的纵向应力的同时，也产生偏离纵轴的扭转，从而使纤维呈现永久性的三维卷曲。而且这种卷曲不受热处理的影响，所以T-400纤维织物具有良好的弹性回复性和蓬松柔软的手感。

1.3 织物规格设计

经纱原料：棉/Celliant 80/20 47.6 tex，棉（36 tex）+ T-400（8.3 tex）包芯纱。

纬纱原料：棉/Celliant 80/20 47.6 tex。

经密：402根/10 cm。

纬密：226根/10 cm。

成品幅宽：127 ～ 129.5 cm。

组织：地组织为3/1右斜纹，边组织为2/2经重平。

洗前克重8.7盎司/平方码，洗后克重9.5盎司/平方码。

2 主要工序工艺

2.1 纺纱工序

棉/Celliant纤维纺纱工艺流程如下。

棉纤维：FA006型往复抓棉机TFA30A型重物分离器FA028-6型多仓混棉机FA109型三刺辊清棉机FA151型除微尘机FA221B型梳棉机。

Celliant纤维：A002D型抓包机TFA30A重物分离器A006B型混棉机A036型开棉机。

棉生条+Celliant生条：FA313型并条机（3 道）TJFA458A型粗纱机EJM128K型细纱机Savio型络筒机。

Celliant纤维刚性比较大，长度相对较长，整齐度较好，杂质较少，纤维抱合力较差，在清、梳工序可以参考涤纶短纤纱工艺，采用“多松少打、以梳代打、尽量少落、以防粘卷”的原则。抓棉工序的两个圆盘抓棉机采取并联方式，两只抓棉机同时生产，减少抓棉小手间歇下降的动程，实现“多包取用，勤抓细抓”。混棉机适当降低水平输棉帘速度，提高角钉帘线速度，提高开松度和混合效果。开棉机适当降低打手速度，FA036A型开棉机打手速度设为450 r/min。梳棉工序梳理Celliant纤维时，除尘刀与刺辊、刺辊与分梳板之间的隔距稍大掌握，为了减少对纤维的损伤要适当减少刺辊的转速，根据棉网以及成卷情况，调整和控制车间温湿度。采用条混的方式进行 3 道混并。为了减少和防止静电现象带来的不利影响，适当提高并条车间的温度或者使用抗静电性能较好的胶辊。并条机车速适当降低，以避免纤维缠绕。为提高条干均匀度选择并合数为 6，并采取倒牵伸。根据熟条质量情况，适当降低末并速度。粗纱工序采用大隔距、轻定量、低速度、小张力的工艺原则，适当加大粗纱捻系数、提高纱线抱合系数，以防止粗纱在退绕过程中断裂，细纱工序宜降低锭数，提高成纱强力。

2.2 络筒工序

为了尽量保持纱线原有的强度和弹性等物理机械性能，减少再生毛羽、断头和结杂的产生，需遵循“轻张力、低速度、小伸长、保弹性、减磨损”的工艺原则。要求络筒纱线张力稳定、适当、均匀，筒子卷装坚固、稳定、成形良好，同时需要满足筒子卷绕密度、成形良好及断头自停装置能正确工作。本工艺采用Autoconer X5络筒机。通过Speedster FX管纱气圈跟器的作用，使纱线张力能够降低30%，并将纱线轻柔地从管纱上分离，因而较好保证了筒纱质量。络筒速度1 500 m/min，纱线张力50 cN，筒子重量4 600 g，筒子直径320 mm。

2.3 整经工序

采用WestPoint-781球经整经机对筒纱进行集束卷绕成球轴以供后序绳状染色之用，整个过程由筒子架，分绞架，聚纱测长，作坚实球四部分组成。在整经过程中遵循 “中速度 、小张力、小伸长、保弹性、减磨损、降毛羽、少断头”的工艺原则，选用合适的工艺参数，提高操作水平，保证机械状态良好。整经过程中确保卷绕速度、球状卷绕密度恒定，保证长绞经自停、满球自停滞不前、断头自停等功能正常工作。

球经整经机技术参数：经球木辊直径225 mm，直径1 000 mm，宽度1 067 mm，重量12 500 kg，纱长358 m；条束宽度20 mm，单纱张力180 ～ 220 mN/根，整经速度135 ～ 180 m/min，经球加压方式为气动，加压力280 kPa。

2.4 经纱染色工序

靛蓝染料对棉/Celliant混纺纱的亲和力一般，为了保证上染效果，提高纱线透染性和匀染度、色牢度，采用绳状染色。Celliant纤维以及T-400纤维耐热性能都比较差，所以染色温度不能过高。先将待染的棉/Celliant混纺纱做成12个球轴然后在绳状染色机上染色。

绳状染色工艺流程如下：煮练 1 道（80 ℃）温水洗 1 道常温靛蓝 11 道常温水洗 3 道柔软剂 1 道烘筒烘干。

染色工艺：染色车速20 m/min，染槽轧辊压力0.5 MPa，煮练碱 7 ～ 9 g/L，渗透剂 6 g/L，靛蓝2.0 ～ 2.3 g/L，保险粉1.0 ～ 1.2 g/L，染液pH值11.2 ～ 11.6，电位值-860 ～ -780 mV。

2.5 浆纱工序

棉/Celliant混纺纱的强力较大，在后序织造过程中，经纱之间，经纱与综丝、钢筘、停经片等之间的摩擦较剧烈，容易产生静电，易起毛起球，造成断经，因此浆纱的主要目的是增加纱线的耐磨性和贴服毛羽。另外Celliant纤维是植入矿物质的多孔纤维，浆液浸透太多会影响矿物质的功能，浆料还必须保证不影响T-400纤维的弹性回复性能。针对该品种，所选用的浆料以及工艺应该满足以下特点：（1）对纱线要有良好的粘附性，以利于干、湿分纱，减少二次毛羽的再生，浆膜完整性要好；（2）浆料的成膜性和浆膜的耐磨性要好，浆纱弹性要好；（3）浆料的粘度相对较大，流动性相对差些，从而被覆性好些，渗透性较差；（4）加入适当的抗静电剂和平滑剂，以解决静电问题。

综上所述，本产品的浆纱工艺宜采用“轻张力、小伸长、轻加压、重被覆、低温度、高粘度”的工艺原则。浆液浓度越大，粘度越大，温度越低则被覆性越好。浆纱过程还应注意保持纱线的伸长和弹性，片纱张力均匀并尽可能小，保持适中的车速，以减小伸长。

浆料配方：双变性淀粉50 kg，液体丙稀酸类浆料25 kg，高效平滑剂 3 kg，SD-318 10 kg。

浆纱工艺：浆槽含固率10.5% ～ 11.6%，浆槽粘度7 ～ 9 s，浆纱车速（70±5）m/min，退绕张力560 N，喂入张力300 N，干区张力1 700 N，卷绕张力3 400 N，压纱力4 000 N，压浆辊压力Ⅰ速 9 ～ 11 kN、Ⅱ速14 ～18 kN。

2.6 织造工序

采用ZAX-e190型喷气织机进行织造。地组织采用三上一下右斜纹组织，边组织采用二上二下经重平组织，地经穿综 1、2、3、4，边经左 5、6，右 6、5；6页综框。织造车间的温湿度调节对生产效率的影响也至关重要，车间相对湿度过低，纤维间抱合力变差，断头增加；车间相对湿度过高，浆膜易发生黏连，造成织口不清晰，产生跳纱、跳花等疵点，故相对湿度宜控制在68% ～ 75%。

2.7 后整理工序

2.7.1 工艺流程

坯布翻缝烧毛退浆丝光拉幅定形预缩。

2.7.2 工艺措施

（1）烧毛采用二正一反，三道火口，车速75 ～ 85 m/min，火焰温度为1 100 ～ 1 200 ℃，烧毛等级可达到 4级以上。因为面料中含有Celliant纤维与T-400纤维，所以烧毛温度要低，速度要快。

（2）T-400纤维以及Celliant纤维不能用强碱长时间高温处理，否则会损伤纤维的功能性，故采用酶退浆，效果较好。

（3）为了保证布面的平整度与物理指标，采取两遍预缩，预缩时，进布速度为55 m/min，出布速度45 m/ min。

3 织物性能测试

对所开发的面料与在同一生产工艺条件下生产的普通牛仔织物进行性能对比，两种织物在温度（21±1）℃ ，相对湿度65%±2%的标准环境下进行物理性能测试，平衡 4 h以上进行检测。经纬向水洗尺寸变化按照ISO 6330标准水洗方法水洗，样品制作与检测照ISO 5077标准执行；弹性伸长与弹性回复按照ASTM D 3107标准测试；断裂强力按照ASTM D 5034标准测试。其中，普通牛仔织物经纱采用棉49.3 tex，纬纱采用涤/棉80/20 36.4 tex赛络包芯纱（氨纶长丝选用3.5倍牵伸）。两种织物的主要物理性能指标对比见表 1。含T-400的棉/Celliant纤维混纺弹力牛仔面料相对普通牛仔面料的弹性伸长和弹性回复率都较好。

在相同的运动状态下，所开发的棉/Celliant纤维混纺牛仔面料和普通牛仔面料对人体血氧含量的影响如图 1，横坐标是运动时间，纵坐标是血氧含量，可以看到，相对普通牛仔面料，随着运动时间的增加，棉/Celliant纤维混纺牛仔面料可以提高人体血氧含量7%。

4 结论

以棉/Celliant混纺纱和棉包T-400的包芯纱为原料所开发的弹力牛仔面料，不仅可以提高微循环，改善身体健康，而且贴身合体，舒适透气，极大地提高了牛仔面料的运动性能，迎合当前牛仔的运动发展趋势，具有较大的发展空间。

参考文献

[1] 李竹君. T-400弹力牛仔布的设计与生产[J].上海纺织科技，2009，37（12）：44-46.

[2] 章友鹤.牛仔面料发展的新动向[J].纺织导报，2016（2）：52-54.