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1、甲壳素纤维与棉纤维混纺纱的开发江苏通裕纺织集团有限公司郭建红陈满园高艳0 前言绿色环保是2 1 世纪的主题，绿色纺织品是衣着消费的发展趋势。人们不仅要求纺织品具有良好的服用性能，而且要求纺织品具有更为广泛的功能性，其中绿色环保、抗菌保健更为人们所关注。赋予纺织品抗菌保健功能最早开发并使用的是采用后整理方法，随着化纤工业的发展、加抗菌素对化学纤维进行改性是目前使用的方法、但以上这两利1 方法部都在不少缺陷、无法满足人们对绿色环保的要求。近年来日本、欧美各国积极开发利用甲壳素纤维，采用纯纺、混纺、包缠、交织、涂层等手段开发出甲壳素纤维抗菌纺织品，这种纺织品无需抗菌整理，就具有其他非天然抗菌材料无法
2、比拟的抗菌抑菌功能，还具有优异的可穿着性。织制成面料具有挺括、抗皱、色泽鲜艳、光泽好、色牢度高、手感柔和、吸湿性、透气性好等特点，适宜制作内衣、婴儿装、运动衣、床上用品、玩具等。1 甲壳索纤维的性能与主要技术规格甲壳素纤维是甲壳素经浓酸处理后的衍生物，是一种天然可再生的聚合物，经湿法、干法或干湿法直接纺制而成。甲壳素纤维织物的抗菌原理是甲壳素纤维的大分子带有正电荷，与带负电荷的细菌类微生物相互接触时，细菌表面的电荷被中和，从而使细菌的活动受到抑制，失去活性，从而达到抗菌目的。试验证明，甲壳素对金黄色葡萄球菌、表皮葡萄球菌、大肠艾希氏菌、绿浓假单胞菌、白色念珠菌等均有抑制作用，特别是对革兰氏阳性
3、细菌效果显著。甲壳素纤维不仅具有持久、广谱的抗菌功能，而且具有生物活性、可生物降解，是无毒和无刺激的生物医疗保险性用品，它具有优良的成丝性、细度适中、耐碱性好、易染色。吸湿导湿性好。甲壳素纤维的物理指标见表l 。表t甲壳素纤维的物理指标项目参数细度d t e x2 2长度r a m3 8体积质量g c m31 4 0干强c N d t e x 卜，2 0回潮率1 5 3干态伸长率6 8纺纱时选择的国产甲壳素纤维细度为2 2 d t e x 。长度为3 0 m m ( 经预处理后) 棉纤维( 精梳条) 细度为1 5 5 d t e x ，平均长度为3 1 6 m m 。国产甲壳素纤维细度较粗，强
4、力不够，纯纺存在一定的难度，为此，通过与棉、麻、腈纶混纺，既具有抗菌、保暖功能，又能改善甲壳素纤维的成纱强力。同时，通过混纺可进一步降低生产成本，解决甲壳素抗菌织物的价格问题。选用甲壳素纤维的长度小于棉纤维长度，使得甲壳素纤维在混纺过程中向纱体外转移，较多分布在成纱外层，增大甲壳素纤维与人体皮肤的亲和，从而有效地提高其抗菌性。在混纺时，其混纺比例为甲壳素纤维4 0 ，精梳棉6 0 ，成纱号数分别为9 7 d t e x 、1 4 5 d t e x 、1 8 2 d t e x 。2 纺纱工艺流程与技术措施2 1 工艺流程 嚣嘉翥蓁竺 一头并一二并一粗纱一细纱一络筒2 2 主要工艺参数与技术措
5、施2 2 1 并条工序。1 9 7甲壳素纤维长度长、表面光滑、回弹性差、抱合力差，车速应适当降低，可防止缠绕罗拉、胶辊；加压量应适当增加，以保证足够的握持力与牵伸力，确保纤维还牵伸中运动稳定，提高条干水平。并条定量偏大掌握，通过加大并条张力牵伸倍数，可解决熟条发硬和圈条不良的问题。适当放大罗拉隔距，可改善条干水平。为了充分混和，对甲壳素纤维先预并再进行二道混并( 带自调匀整) 。混并头道以l 根甲壳素纤维条和5 很精梳棉条进行并合。因此，生产中应采用多并合、重加压、中定量、大隔距的工艺原则。其主要工艺参数见表2 。表2 并条工序主要工艺参数项目预并( 甲壳素)混一并混二并定量g ( 5 m )
6、 4 22 1 51 4 6并合数根468罗拉中心距m m4 5X5 54 5 5 04 5x5 0胶辊加压d a N3 0 3 2 3 04 4 4 4 3 2 2 04 4x4 4 3 2x2 0前张力牵伸倍1 1 21 2 81 2 8出条速度m m i n 1 8 62 0 02 0 0注：甲壳索生条定量9 0 9 5 m ，熟条重不匀O 6 5 ，条干C V 值3 2 5 。2 2 2 粗纱工序粗纱采用低速度、大捻度的工艺原则。粗纱工量为3 8 9 1 0 m ，粗纱捻系数由7 3 增至8 5 ，粗外观光滑毛羽少，粗纱条干C V 值为4 0 3 。实践证明，较大的粗纱捻系数对降低成纱
7、粗节，提高成纱条干水平将起到重要作用。后区牵伸倍数重握在1 1 5 倍，罗拉隔距适当放大。为减少意外伸长而造成细节，导条张力不宜太大，卷绕张力不宜过大。其主要工艺参数见表3 。表3 粗纱工序主要工艺参数项目参数 定量g ( 1 0 m ) 。3 8粗纱捻度捻( 1 0 c m ) 4 3 6粗纱伸长率1 2后区牵伸倍数倍1 1 5罗拉隔距m m9X2 5x3 2胶辊加压d a N ( 双锭) 13 0 2 0X2 0 2 5前张力牵伸倍1 1 8锭速r m i n 6 5 0注：粗纱重不匀为0 6 5 ，粗纱条干C V 值为4 0 3 ，粗纱回潮率为1 0 5 。2 2 3 细纱工序细纱工序采
8、用小后区牵伸倍数、小钳口隔距、大后区隔距的工艺配置。前挡配置中等硬度胶辊，加压适当加重以提高成纱条干水平，减少成纱粗细节。甲壳素与精梳棉混纺1 4 5 t e x 纱的主要工艺参数见表4 。2 2 4 络筒工序为了减少络筒对成纱质量的恶化，A C 3 3 8 型络筒机采用6 5 0r m i n 较低的卷绕速度，选用1 8 c 卷绕张力，并根据后道工序的要求，卷装重量掌握在l k g 左右，尺寸不宜过大。2 3 其他工艺措施甲壳素维回潮率为13 5 ，吸湿能能力较强，回潮极不稳定，为此采取了以下措施：首先，对甲壳素纤维进行烘干预处理，使其回潮率在1 0 左右。其次，严格控制车间温湿度，并粗工序
9、采用低温低温控制，细纱工序采用高温低湿控制，这样既减少绕胶辊现象，又可改善成纱条干及成纱毛羽。最后，采用硬度较高的胶辊，处理胶辊时涂覆三次，增大胶辊表面涂层的厚度，提高抗静电、抗缠绕能力。最后，对各工序所有牵伸罗拉进行清洗。甲壳素纤维强度较低，加工过程中纤维易断，所以，纯甲壳素纤维预并时采用低速度、小牵仲工艺。由于1 9 8表4 细纱工序主要工艺参数项目参数 细纱捻度捻( 1 0 c m ) 19 3 3 6 钳口隔距m m2 0 后区牵伸倍数倍1 2 0 罗拉隔距r a m1 9x3 3 胶辊加压d a N ( 双锭) t1 8X1 2X1 4前张力牵仲倍1 1 8前罗拉转速r m i n1
10、1 6 5甲壳素纤维结晶度较高，纤维的截面呈皮芯结构，表面较光滑，卷曲度差，弹性回复性差，加入油剂后，进一步降低了甲壳素纤维的摩擦因数。使得甲壳素纤维的抱合力差，可纺性也较差，因此，并、粗、细的张力牵伸都要相应减小，为降低张力，各工序的车速要相应降低，减少台差、锭差，要保持纺纱生产中张力一致性和稳定性。为了防止断条，减少意外牵伸，应保持须条和纱条通道光洁，并注意条筒光洁。适当增加粗纱、细纱的捻系数，以增加纱条的抱合力，减少断头。甲壳素纤维中添加的油剂在租纱生产过程中易在锭壳积聚，造成锭壳粘花，易产生棉结，所以应及时清洁机台。3 成纱质量测试及抗菌性能试验在标准条件下，采用U s t e rI
11、I 型条干均匀度仪对甲壳素与棉混纺纱成纱条干C V 值进行测试，结果表明，我公司纺制的甲壳素与精梳棉混纺系列针织用纱，均达到国家优级水平，与U s t e r9 7 公报同号棉纱2 5 一5 0 水平相当，但成纱断裂强度普遍偏低，单强变异系数较大，与同号棉纱标准有较大的差异。主要测试数据见表5 。表5 成纱主要质量数据项目9 7 t e x1 4 5 t e x1 8 2 t e x黑板条干( 优：一：二：三)0 ：9 ：1 ：00 ：l O ：0 ：0O ：1 0 ：0 ：0重量偏差+ 0 2 5+ 0 8 90 1重量c v 2 1 3I 9 52 0条干C V 1 6 2 51 5 6
12、51 4 4 3细节个k m 8 54 51 8粗节个k m13 6 53 0 32 4 8棉结个k m13 0 22 8 69 0单强c N t e x 9 2 49 8 51 1 5 6单强C V 1 1 7 21 0 8 59 5 9 毛羽H 值m m4 6 53 8 63 8 2纱线及织物抗菌性测试方法各国有不同的标准，有H a l o 法、A A T C C l 0 0 法、Q u m 法、容器振荡法等。但到目前为止，国内外没有一个统一的标准。本次采用容器振荡法，菌种为表皮葡萄球菌，技国家相关规定、当纱线或织物抗菌率达到2 6 以上时。可以判定该纺织品具有抗菌保健功能。经测试，甲壳素
13、与棉系列混纺纱的平均抗菌率为8 2 5 具有良好的抗菌功能。4 结束语甲壳素纤维是一种天然可再生聚合物，原料资源丰富。用此纤维制成的纺织品具有优良的抗菌防臭功能，并且其穿着舒适性优良、无静电、无毒，并具有生物活性、生物可降解性，符合新世纪绿色纺织品的发展趋势，是一种具有发展前途的卫生保健纺织品。通过合理选配原料，制定合理的纺纱路线，采用低张力、小牵伸、大捻度工艺原则，生产过程稳定，但成纱强力较低，需要从原料、工艺上进一步改进。甲壳素纤维与棉混纺纱具有良好的抗菌保健功能，可加工成高档针织面料，适宜制成高档内衣服及幼儿用品。开发研制甲壳素保健纺织品，具有很高的经济价值。社会效益和市场前景广阔。1 9 9
