目前,开发轻薄、超轻薄及高支精纺面料,除了采用传统的股线结构外,更多的采用单经单纬、索罗纺、赛络纺高支精纺织物,以及细旦化纤、可溶性原料与羊毛混纺等。可以把毛纺行业中,生产轻薄型毛织物采用的方法归纳为3种:高级细支毛,单经单纬织造,以及利用水溶性纤维伴纺。这3种方法在成本,设备,性能以及工艺设置上都有不同的特定要求。本文分别介绍这3种方法的特点,生产可行性,目前已取得的成果及发展方向。
1轻薄型毛织物生产方法
1.1高级细支羊毛
羊毛的可纺支数主要取决于羊毛纤维的细度。因此,开发细支和超细支羊毛是满足面料轻薄型的基础,可以经过一些物理化学处理,生产高级细支毛。但总体来说,羊毛细化步骤缓慢,且只是增加了18—20Izm羊毛的产量。目前羊毛细化主要的研究重点有3方面:一是羊种的培育与改良;二是羊毛纤维的表面变性处理;三是羊毛纤维的拉细技术。
1.1.1羊种的培育与改良羊毛越细,纱的可纺支数越高,同支纱的横截面内包含的纤维根数越多,其强力和结构的均匀性就高,可加工性就好。细羊毛更有利于纺出薄、轻、软的高档毛纺织物"1。因此细度是羊毛最重要的一项指标,它决定其纺纱性能和织物特性。为了实现“让羊毛面料成为四季皆宜的服装”的梦想,羊毛主产国澳大利亚一直致力于研究羊种的遗传培育与改良,生产高级细支毛。并且澳大利亚在羊种的培育与改良方面已经取得了一定成果。自1990年起,政府远见卓识地提出了收缩羊头数、改变羊群结构的决策,逐步收缩粗、中和一般细毛羊的头数,以此提高更细的毛用绵羊数量。在21世纪初,对细羊毛的相关术语提出了自己的理论。例如,将原来的“细绒毛”和“细绵羊毛”、“细毛”改称为“中细毛”,而将平均直径19.5“m及以下的绵羊毛称为“超细绵羊毛”。中国细毛绵羊培育发展历史悠久,也取得了不少成就,不仅显著提高和稳定了新疆细毛羊品质,而且育成了中国美利奴羊并得到了世界养羊业的认可。
1.1.2羊毛纤维表面变性处理
表面变性羊毛即丝光羊毛或防缩羊毛。对羊毛进行变性处理,能使羊毛纤维直径变细0.5一l0,m,手感柔软、细腻,吸湿性等均有提高,同时还能使光泽变亮,纤维强度提高。目前表面变性处理主要是羊毛的减量加工,即采用物理、化学或生物化学的作用,破坏角朊中的二硫键,使羊毛表面得以刻蚀,从而达到改善羊毛的表面加工性能及服用性能的目的。由于纤维表面剥蚀,纤维变细。用化学方法处理工艺可控性好,处理均匀,质量稳定,但会对环境产生一定的污染;酶处理环保无污染,从长远来看是一种较理想的减量加工方法,但酶处理工艺可控性较差,一般需要经过预处理。北野道雄的研究认为"“o,经酶处理后,织物除身骨差一些外,其手感的滑爽性、白度、柔软性和丰满性均有较大的提高。
1.3羊毛拉细技术
羊毛可纺线密度取决于羊毛细度,纺低线密度或超低线密度毛纱需要的细于18p.m的羊毛仅澳大利亚能供应,但产量极少。可以通过拉细处理的方法,使羊毛长度伸长、细度变细。细度21p.m羊毛经拉细处理可细化至17斗m左右,19txm羊毛可拉细至16fl,m左右。羊毛拉细技术是将羊毛纤维在高温蒸汽湿透条件下沿着轴向平行排列的毛条进行拉伸、拉细,改变羊毛纤维的超分子结构(加湿受到水或水溶液中氢键断裂剂、交联断裂剂或疏水松弛剂的影响),使其有序区改变,原纤结晶结构转变成平行曲折链的整齐结晶结构,无规线团结构的无定形区大分子转变成平行曲折链的基本平行结构,并借分子间范德华力、氢键、盐式键等横向结合定形。处理之后的羊毛伸直细长无卷曲,改变了羊毛纤维卷曲弹性和低模量特征。并且直径变细使其可纺线密度变小,适于生产更轻薄型面料。图1为经拉细处理后的羊毛横截面。
1.2单经单纬纱线织造
传统方法采用股线织造的毛织物过于厚重,用单经单纬纱线织造可以实现轻薄型生产的目的。但单经单纬毛织物在织造过程中强力较低,易造成织造断头,增加织造困难,需要经过浆纱工序,提高毛纱可织性,解决高支毛纱捻度较小、单强较低及毛羽多的问题。
基于棉纤维与毛纤维基本性能的差异性,毛纱上浆和棉纱的传统高温上浆方式有显著的不同。高温条件下,棉的湿强降低较少,而毛的湿强有很大降低,强力损伤严重,更重要的是毛纤维在95℃的高温条件下会伸长产生绕断头。并且采用棉纺的纱片浸渍上浆将会形成较多的剩余纱,造成浪费。对羊毛而言,较为经济实用的上浆方式是利用分条整经机的上浆装置进行倒轴上浆。这种方法上浆效率高,但对浆料要求较高。如采用专门的羊毛冷浆料上浆技术,可大大改善各种不同类型纱线织造的效率,消除开发新型轻薄面料所选择纱线结构对织造效率的影响,可以避免以上各种现象发生。
羊毛冷上浆是指浆液在低温或常温条件下进行上浆,浆液温度一般不高于50℃,是一种在经纱表面进行的上浆方式。上浆时,在分条整经机的筒子架与卷绕滚筒之间,安装一套由浆槽、浸浆辊、压浆辊等组成的“上浆装置”。浆液贮存在浆槽内,毛纱在回转的浸浆辊上经过时,以施浆的方式给毛纱上浆。羊毛冷上浆的关键就是必须要有一种具有高黏性的低熔点浆料,具有良好的水溶性和水分散性,能够在低温或常温条件下良好黏附和浸透毛纱,烘燥后具有良好的成膜性和柔韧性,并且在湿热条件下不会再黏。
1.3采用水溶性纤维伴纺
毛织物轻薄型生产的迫切性需要广泛运用水溶性纤维伴纺的工艺。这种方法,不要求使用高品质羊毛,只是在纺纱过程中加入一定比例的水溶性纤维,可以增加纱线横截面的纤维根数,同时还能提高纱线的可纺性。织造完成后,采用一定的工艺在后整理中将水溶性纤维溶解,得到轻薄、蓬松的毛织物,实现轻薄型。一般伴纺羊毛的水溶性纤维需制成毛条以便与羊毛条进行混纺。水溶温度一般控制为80—90℃,温度过高易损伤羊毛。
目前市场上使用最广泛的水溶性纤维维纶,是聚乙烯醇缩甲醛纤维(PVF)的商品名,是以聚乙烯醇(PVA)为原料纺制而成的合成纤维。性能优异,具有类似棉花的优良特性,又被称为“合成棉花”。水溶性维纶不仅具有理想的水溶温度和强度、伸长度,良好的耐酸、耐碱、耐干热性能,而且溶于水后无味、无毒,在较短的时间内能生物降解,对环境无任何污染,属绿色环保产品。水溶性维纶大分子链上有许多羟基,通过降低PVA相对分子质量和增加分子间距离,使水分子容易渗透到大分子侧基中,因此具有水溶性,并且在一定温度的水中伴纺纤维能全部溶解。
2 3种方法应用现状
2.1高级细支羊毛
通过生产高级细支毛实现轻薄型毛织物的推广,是澳大利亚及世界上所有关注毛纺行业前景国家的共同愿望。国外,以澳大利亚联邦工业与科学研究院(CSIRO)的研究为代表的羊毛拉伸细化技术¨0_141引领了羊毛行业的前沿技术,经过一系列专利技术,研究出了注册商标为“Optim”的工艺和纤维。国内虽起步较晚,但在这方面也有一定的研究和报道,杨锁廷¨副等通过化学预处理将羊毛大分子链之间的交键——双硫键、盐式键和氢键打开,为羊毛由n型拉伸到13型创造条件。同时施以物理拉伸,在湿热条件下使羊毛定形。顾琳麟p。介绍了日本纤维产品,商标命名为“Odin”的羊毛拉伸技术。谢凡¨钊介绍了日本和澳大利亚的羊毛拉伸方法及它们各自的特征和优缺点,并分析了2种拉伸羊毛纤维的性能和用途。杨声强,沈淦清,周启澄Ⅲ“引也对羊毛拉伸技术做出了详细研究,指出羊毛拉伸细化工艺是一种周期短、成本低且效果佳的细化方法。
与此同时,国内已有不少厂家利用变性羊毛开发了许多高档的羊毛制品。如上海毛麻纺织有限公司开发的丝光T恤衫,采用低线密度纱线,织物轻薄柔软,是很好的夏季男女服饰。另外,中外合资江苏欧宝针纺制品有限公司研制开发的“全毛丝光防缩两面穿羊毛衫”,采用经过丝光、改性处理的细羊毛精制而成,具有轻薄柔软、外型美观、穿着舒适以及价廉物美等特点,并通过特殊工艺使其具有正反两穿的功能。
2.2单经单纬纱线织物
由于羊毛性质的特殊性,其单经单纬纱线生产不仅对浆料有特定要求,对所用设备也提出了较高要求。一般利用分条整经机的上浆装置进行倒轴上浆,德国研究开发的哈克巴分条整经机、瑞士贝宁格整经机、意大利特安那整经机及国产带上浆装置的整经机,能自动控制张力、使纱线张力保持恒定,有利于纱线上浆后具有均匀的延伸性。国外也有采用溶剂型浆料的筒子纱上浆方式,但成本较高;而德国ChimiTex公司上浆设备投资大,上浆复杂。
目前江苏张家港澳洋精毛纺公司采用单经单纬匹染弹力呢,在贝宁格整经机上倒轴上浆,较好地解决了相邻经纱在织造中因摩擦引起的毛羽黏搭而造成断头、降低织机效率的难题。同时上海第五毛纺厂、上海第三毛纺织厂、宁波光华毛纺织公司、上海第二毛纺织厂、上海松江纬仁毛纺织厂、新疆哈密毛纺织厂、山东泰山毛纺织总厂以及江阴第九毛纺织厂,在单经单纬纱线生产轻薄型毛织物方面均取得一定成就,织造中有效减少断头,提高了织造效率。
在冷浆料方面,目前国外已研究出了性能比较好的冷浆料,如德国E.Gminder公司使用的AlboninX82/2N冷浆料是一种可溶于水的合成PVA基共聚物,可在低温条件下退浆,由于节约了劳动力,并不需要使用热能,大大节省了成本,已成功运用多年。德国CHIMITEX公司旧副与上海纺织控股公司科技中心合作研究开发的“CHIMGEL冷上浆”技术,可组合在分条整经过程中或单独使用进行上浆,机构紧凑,特别适用于小批量多花色的毛纺织厂生产。
2.3水溶性纤维伴纺
采用水溶性纤维伴纺工艺生产轻薄型毛织物是目前研究的重点。日本可乐丽公司开发的“可乐纶K一Ⅱ”纤维,商品名为“超易溶”,性能非常好。在同等溶解温度下,K一Ⅱ纤维比以往的水溶纤维强度高、吸湿低、收缩小。
内蒙古鄂尔多斯集团公司成功开发了PVA伴纺高支超薄防缩山羊绒/羊毛花呢。从理论与生产实践的角度解决了PVA伴纺山羊绒/羊毛加工高支超薄织物的禁忌和难点。提高了纺纱和织造的效率,使织物显得更加高档,而且扩展了山羊绒的使用范畴。大幅度降低了产品的单位成本,使其具有更广阔的发展前景和良好的经济效益。兰州三毛纺织集团有限责任公司利用羊毛/PVA纤维/金属纤维混纺开发的轻薄耐久抗静电全毛精纺面料,即梅塔莱抗静电呢绒新产品,通过了甘肃省经济贸易委员会组织的专家验收鉴定,产品经北京西城隆裕贸易公司、温州市金丝帛贸易有限公司试销,深受消费者欢迎。
3各种方法优缺点对比
轻薄型毛织物的各种生产方法从提出到探索、推广,可行性日益显现。表1粗略地对3种方法生产、应用的优缺点进行对比,为企业寻找最适合自身条件的方法、工艺提供参考。
高级细支毛生产的织物轻薄、滑爽、挺括、悬垂性良好、有飘逸感、呢面细腻、光泽明亮且反光带有一定色度,是新型高档服饰面料。羊毛的表面变性处理极大的提高了羊毛的利用价值,如以常规羊毛进行变性处理,能使纤维细度明显变细,手感变得更加柔软,产品上到一个新的档次¨01。拉细羊毛具有丝光、柔软效果,其价值成倍提高。但这种方法生产轻薄型织物,原料价格昂贵,成本高,对设备性能要求高,并且高级细支羊毛原料稀少,适合纺细特毛纱的羊毛原料仅占羊毛产量的6%,使得轻薄型毛织物批量生产困难。利用表面变性技术处理羊毛,细化的程度较小,直径仅能减少1.5—2.0斗m,对纤维表面鳞片的损伤和破坏较大。细化羊毛和纱线的强力显著提高,而伸长率和耐磨性下降。并且羊毛拉细后一系列物理性能发生了重大的变化,所以产品设计、纺纱、织造、染整、成衣工艺均需有重大改变。
采用单经单纬纱线织造生产轻薄型毛织物,具有纺纱流程短、原料要求较低、可降低纺纱生产成本等特性。且单纱产品的轻柔飘逸、优异的悬垂性、透气性等,都将迸一步扩大羊毛面料的使用范围,同时单纱产品的某些机械性能如剪切性、弯曲刚性等也优于股线产品。单纱产品手感柔软、活络,透气性、弹性回复性、服装制作可成形性及服装缝纫性好,穿着舒适,能满足夏、秋季各类服装对轻薄面料的需求。但是单经单纬产品的单纱织造困难,影响高档单经单纬产品工业化批量生产,因此开发羊毛的上浆技术,解决单纱的可织造性是目前生产单纱产品的技术关键。
采用水溶性PVA纤维伴纺羊毛的方法生产全毛高支轻薄产品心51,可以降低原料成本,提高纺织效率,提高织物档次。可用廉价的低支羊毛纺高支、轻薄产品,大大降低原料成本,同时还可提高可纺纱支及成品理论纱支一1。以采用66支,直径为21“m的羊毛为例,维纶伴纺比正常纺纱每吨节约原料成本1.5—3.5万元,而水溶纤维及退维工艺所增加的成本不超过6千元。同时,生产出的织物更轻薄、呢面更细腻。在纺纱织造过程中,断头减少,强力增加,不匀率降低,疵点减少,大大提高了纺纱、机织和针织的效率。经退维后所得的成品织物,其羊毛问的空隙增加,使织物更轻、更柔、更薄,手感更好,羊毛织物的滑糯性、蓬松性和综合风格值明显提高。
4结语
高支、轻薄产品是纺织面料开发的方向,市场前景广阔。企业可以根据自己的实际情况,选择一种适合自己实际条件的工艺方法生产轻薄型织物。而采用水溶性PVA纤维伴纺羊毛的方法生产全毛高支轻薄产品,不需引进设备或进行设备改造;可以用低价的原料生产高档次产品,大大降低了生产成本,是纺织企业开发轻薄型新品种的重要途径之一。
来源 胡雪玉,李龙,郑秋生
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