随着人们生活水平的提升，消费者对纺织品的功能性和美感等要求越来越高，服装面料的多样化、功能化已成为发展趋势。为适应市场需求，在充分调研的基础上，我们以长绒棉、桑皮纤维为原料开发了一款段染色织面料，其既具有抗菌抑菌功能，又具有独特的外观，适合春秋衬衫。1 原料选择和产品设计选用的新疆长绒棉主体长度37.5 mm，马克隆值4.0，断裂强度4.1 cN/dtex，断裂伸长率5.0%，短绒率6.9%，含杂率2.4%，回潮率6.6%。桑皮纤维是对桑枝剥皮、脱胶等处理后开发的一种纤维素纤维，其不仅具有纤维素纤维吸湿透气、手感柔软、可生物降解等优点，而且具有麻类纤维凉爽、透气等特性，其中含有的黄酮类、酚类等天然抗菌物质使其具有天然抗菌抑菌功能。选用的桑皮纤维线密度（2.2±0.2）dtex，长度（23.6±2.7）mm，断裂强度（6.23±0.46）cN/dtex，断裂伸长率（3.81±0.38）%，回潮率9.4%，抑菌率（81.32±3.46）%。选择长绒棉/桑皮纤维50/50 14.6 tex单色纱和长绒棉/桑皮纤维50/50 14.6 tex段染色纱为经纱；长绒棉/桑皮纤维50/50 14.6 tex单色纱、长绒棉/桑皮纤维50/50 14.6 tex段染色纱和长绒棉/桑皮纤维50/50 27.8 tex竹节纱为纬纱。其中，单色纱包括亮白色纱、浅蓝色纱、浅灰色纱，用A、B、C表示，段染色纱包括天蓝色纱、藏青色纱，用D、E表示；竹节纱包括浅蓝色纱、浅灰色纱，用F、G表示。经纱排列为1E16A1D222A，纬纱排列为5B5C1D+（4B3C1F3B4C1G）×16+4B3C1F1E。织物组织图如图1所示［1⁃2］。.F001图1织物组织图产品设计定位为春夏高档衬衫面料。选用纬重平组织，同时结合单色纱、段染色纱和竹节纱的颜色和风格差异，合理进行经纬纱搭配，使织物表面呈现竹节效应、麻织物风格等独特外观。段染纱是以分段形式染色并染有两组以上不同颜色的纱线。段染纱改变了传统的单色染纱方式，织成的织物风格在无规律中显示出独特风格，在平面中凸显出立体感，可以满足设计与审美需要。设计织物经密425根/10 cm，纬密287根/10 cm，幅宽161.5 cm，总经根数6 866根。其中，亮白色纱6 736根，天蓝色段染色纱29根，藏青色段染色纱29根，72根与地经相同的亮白色纱为边纱。每花240根，全幅28花+74根。筘号197齿/10 cm，筘幅174.4 cm，每筘2入。布边穿综方法：（3、4、5、6）；布身穿综方法：（1、3、4、5、6）×4+2+（3、4、5、6）×55+（3、4）。2 纺纱工艺要点先将长绒棉加工成精梳条，再与桑皮纤维预并条过三道并条后经粗纱、细纱和络筒。桑皮纤维预处理：将FD⁃ZY06A型给湿油剂、FD⁃ZY06B型软化油剂、水按照1∶0.5∶5配比制成溶液，在给棉室喷雾加湿，放置48 h以上，使其回潮率在12%左右。桑皮纤维在开清棉采取“少打多梳，充分混和”的工艺原则，并加大开松隔距，降低各打手速度，减少纤维损伤。桑皮纤维卷设计定量为368.6 g/m，棉卷设计定量为350 g/m。桑皮纤维长短差异较大，为有效减少纤维损伤和棉结，梳棉采用紧隔距，在提高梳理效果的同时，减少纤维在两针面之间的浮游、搓揉。适当降低刺辊、锡林、道夫速度，以利于纤维转移，减少刺辊返花。桑皮纤维生条定量18.9 g/5 m，总落棉率7.3%。棉纤维生条定量21 g/5 m。长绒棉精梳条定量19.4 g/5 m。桑皮纤维预并条采用“轻定量，低速度，重加压”的工艺原则，且采用稍紧的罗拉隔距，加大后区牵伸倍数，有利于提高纤维的伸直度。桑皮纤维预并条定量18.5 g/5 m。混并工序采用“慢速度，轻定量，小牵伸，小张力”工艺原则，以改善纤维结构，提高混和条纤维伸直平行度，提高条干均匀度水平。头并、二并、三并定量分别为17.5 g/5 m、16.9 g/5 m、17 g/5 m，出条速度均为165 m/min。粗纱采用“大隔距，重加压，适当捻度，小张力”的工艺原则，选择偏大的捻度和卷绕密度，以提高粗纱强力，减少断头。粗纱定量5.2 g/10 m。细纱工序采用四罗拉集聚纺技术，遵循“重加压，大隔距，大捻度，低速度”的工艺原则。使用高弹性低硬度胶辊，有效控制纤维运动，提高成纱的条干均匀度。络筒工序在清除纱疵的同时减少毛羽，采用较小的络筒张力和络纱速度，并选用金属槽筒［3⁃4］。生产的长绒棉/桑皮纤维50/50 14.6 tex纱质量指标：重量CV 1.4%，单强CV 6.0%，单纱断裂强度15.7 cN/tex，条干CV 14.3%，细节16个/km，粗节44个/km，棉结78个/km，毛羽H值4.5。为了突出最终面料的特殊纹理，以竹节纱作纬纱，要求节距小、节粗大、节长短，具体质量要求：节长3 cm~4 cm，节粗+150%，平均节距6 cm~7 cm。细纱工序采用加大钳口隔距、后移上胶圈、加大后区牵伸倍数、降低速度、选用通道大且抗契性好的宽边弧面钢丝圈等措施。络筒工序尽量控制非竹节疵点，采用“低张力，慢速度”的工艺原则。主要工艺参数：络纱张力18 cN，速度500 m/min，短粗节+260%×0.3 cm，长粗节+50%×5 cm，长细节-70%×7 cm［5］。3 染色主要工艺技术3.1　单色纱染色工序长绒棉桑皮纤维混纺纱和竹节纱的染色包括松式络筒、前处理、染色、皂洗、固色和柔软整理等工序。松式络筒采用GA014SF型槽筒式松式络筒机，车速1 000 r/min，卷绕密度0.38 g/cm3，筒子质量900 g/只。染色选用DB211型高温高压筒子染色剂，采用氧漂煮练酶182和双氧水进行前处理，除去混纺纱中杂质，并改善手感，增强白度和亮度。前处理工艺配方：1.5 g/L螯合分散剂20p，2 g/L四合一煮练剂TID，9 g/L 质量分数27%双氧水，0.3 g/L双氧水稳定剂W⁃320，4 g/L氧漂煮练酶182，1 g/L质量分数98%醋酸，0.2 g/L酵素除氧酶KDT。工艺流程：进水升温至40 ℃→加1.5 g/L螯合分散剂20p，40 ℃处理5 min→加0.3 g/L双氧水稳定剂W⁃320和9 g/L质量分数27%双氧水→升温至100 ℃，处理60 min→降温至80 ℃以下，排液→进水，升温至80 ℃，处理15 min→排液→进水，升温至40 ℃→加1 g/L质量分数98%醋酸，40 ℃处理15 min→排液→进水，升温至80 ℃，处理15 min→排液→进水，升温至45 ℃→加入0.2 g/L酵素除氧酶KDT，处理15 min→降温至30 ℃→排液→待染。活性染料具有工艺简单、色泽鲜艳、色牢度好等优点。浅蓝色纱的染色配方：0.1 %（omf）100%活性黄EF⁃2R，0.6%（omf）100%活性艳兰EF⁃2G，1.5 g/L螯合分散剂20 p，1.5 g/L棉匀染剂L⁃450，80 g/L元明粉，20 g/L纯碱。浅灰色纱的染色配方：0.21%（omf）100%活性黄EF⁃2R，0.32 %（omf）100%活性艳兰EF⁃2G，0.17%（omf）100%活性红EF⁃6B，0.5 g/L螯合分散剂20p，1.5 g/L棉匀染剂L⁃450，60 g/L元明粉，25 g/L纯碱。工艺流程：进水升温至30 ℃→加螯合分散剂20p，30 ℃处理5 min→加棉匀染剂L⁃450，30 ℃处理15 min→加染料，30 ℃处理20 min→加40%元明粉，30 ℃处理15 min→加60%元明粉，30 ℃处理20 min→加20%纯碱，30 ℃处理15 min→以1 ℃/min升温至60 ℃，处理15 min→加40%纯碱，60 ℃处理20 min→加40%纯碱，60 ℃处理20 min→保温60 ℃→对样→排液。注意：为防止色花和层差产生，分两次加入元明粉，分3次加入纯碱。为充分洗除染色后筒子纱中残留的浮色、元明粉、纯碱等，并提高色牢度、改善手感，筒子还要经过水洗、醋酸中和、皂洗、固色和柔软等后处理。后处理工艺流程：进水→升温至30 ℃，水洗2次，每次5 min→排液→加1 g/L质量分数98%醋酸，升温至40 ℃，处理15 min→排液→进水，升温至80 ℃，处理15 min→排液→进水，常温水洗15 min→进水，加3 g/L中性皂洗剂，升温至98 ℃，皂洗60 min→对色→排液→进水，升温至80 ℃，水洗15 min→排液→进水，升温至60 ℃，处理15 min→对色→排液→进水，升温至50 ℃，加1.2 g/L KAB固色剂，固色30 min→对色→排液→进水，升温至40 ℃，处理15 min→排液→进水，升温至45 ℃，加1.5 g/L螯合分散剂20p，处理5 min→加入1.5 g/L柔软剂AM⁃15、2.5 g/L平滑剂PW⁃13，45 ℃处理15 min→对样→排液→出缸→脱水→烘干［6］。3.2　段染纱染色工序目前，段染的加工方法主要是借鉴织物直接印花方式，将绞纱摊平后喷印上一段一段不同的颜色。为使段染部分颜色清晰，不渗化，需将染料配成“喷印”色浆，通过段染机械轧喷印的方式印到绞纱上，再经过汽蒸，使染料固色，然后水洗、皂洗、烘干得成品。段染常用的染料主要有涂料和活性染料。涂料段染色谱齐全，配色方便，色光稳定，不易渗化，轮廓清晰，工艺简便，但手感偏硬，因此选用活性染料对长绒棉桑皮纤维混纺纱进行段染。在选择活性染料时，染料不仅要具有良好的溶解度、稳定性、扩散性和固色率，而且直接性不能太高，以防止皂洗时未反应的染料和水解染料造成白色色节沾污，因此选用印花用K型染料进行段染。该染料较传统纯棉纱线染色用KE型活性染料反应活泼性稍低，在水洗时未反应的染料和水解染料不易沾染纱线，染色效果较好。采用YD⁃5⁃8型八色绞纱段染机进行段染。原糊工艺处方：5 g/L六偏磷酸钠，3 g/L纯碱，48 g/L海藻酸钠。糊化温度65 ℃，时间3 h，pH值7~8。天蓝色纱色浆工艺处方：0.012 g/L活性黄K⁃RN，3.6 g/L活性兰SPR，50 g/L尿素，15 g/L小苏打，200 mL原糊。藏青色纱色浆工艺处方：4%（omf）活性藏青K⁃BF，80 g/L尿素，25 g/L小苏打，200 mL原糊。工艺流程：退煮漂后的纱线→喷印段染色浆→汽蒸（105 ℃，10 min）→后处理（水洗、皂洗）→烘干（100 ℃，10 min）→成品。工艺参数：色节长度3 cm、5 cm、7 cm交替，轧印8次，留底中心距16 cm。注意：在段染过程中，轧色纱必须在20 min内蒸纱，以减少深色泳移，且皂洗后的纱线必须充分烘干，以免造成搭色、沾色，产生疵纱［7］。4 织造主要工艺技术4.1　整浆工序为保证经纱色纱排列，采用ASGA236型整浆联合机进行整经浆纱，筒子架的容量为640只，整浆速度控制在45 m/min~55 m/min。全幅14绞，第1绞为2花根数480根加36根边纱，宽度12.5 cm；第2绞~第13绞每绞为2花根数，均480根，宽度11.6 cm；第14绞为2花根数480根加74根加头（1根藏青段染色，16根亮白色，1根天蓝段染色，56根亮白色）加36根边纱，宽度14.3 cm。为确保片纱张力均匀，生产时需要集体换筒，并分区配置张力：1排~8排上4层、中2层、下4层分别为8 g、9 g、8 g；9排~16排上4层、中2层、下4层分别为7 g、8 g、7 g；17排~24排上4层、中2层、下4层分别为6 g、7 g、6 g；25排~32排上4层、中2层、下4层分别为5 g、6 g、5 g。为确保绿色环保，调浆配方选择无PVA的淀粉浆。浆料配方：75 kg TM8010马铃薯醚化淀粉，37.5 kg磷酸酯淀粉，25 kg ADC，4 kg蜡片，0.35 kg防腐剂，2 kg抗静电剂，2 kg柔软剂。调浆工艺：定积780 L，含固率（15.5±0.5）%，供应桶温度不小于98 ℃，黏度（9±1）s，pH值7.5，使用时间3 h~4 h，覆盖系数44.6%。采用预湿上浆，以提高浆液对纱线的浸润能力和均匀性，使浆膜完整、均匀，并有助于贴伏毛羽。浆纱过程中以贴伏毛羽为主，并注意小张力、小伸长、两高一低和保伸耐磨。具体工艺：浆槽温度不大于90 ℃，并保持在85 ℃~90 ℃之间，黏度（9±1）s，压浆辊压力20 kN~22 kN，预烘烘筒温度140 ℃，烘燥温度125 ℃，浆纱上浆率（14.5±0.5）%，回潮率（9±2）%，伸长率不大于0.8%。亮白色、天蓝段染色、藏青段染色原纱平均断裂强度12.5 cN/dtex，平均断裂伸长率4.36%，浆纱平均强力15.8 cN/dtex，平均断裂伸长率4.69%。4.2　织造工序采用GA747⁃180型剑杆织机进行织造。该织机常用的开口时间为295°，但长绒棉桑皮纤维混纺段染色织面料经密大，开口过早会增大经纱之间、经纱与钢筘之间的摩擦，纱线断头较大，因此推迟开口时间至315°，同时将车速降低至200 r/min，以减少经纱的张力和摩擦，减少断头。由于GA747型剑杆织机的打纬角小于90°，纬纱处在上层经纱的上方被推向织口，抬高后梁高度至8.5 cm，可以减小上层经纱张力，利于钢筘将纬纱推向松层经纱。引纬时间的调整要保证剑杆头在筘座中央正确交接，进剑时间65°，接剑时间180°，回剑时间与开口时间几乎一致，设为308°，可以有效避免断纬和缩纬产生。由于织物经纱根数多，为使开口清晰，应适当加大上机张力，为此在织机送经机构两侧的张力重锤杆上，各配置一只５ kg的张力重锤，并顺时针旋转张力弹簧手柄。为了减少大张力可能引起的经纱断头，应延长后部梭口的长度，将停经架移至高度4 cm、前后8 cm，以降低经纱开口瞬间和梭口满开张力，避免断经，并保证停经片与经纱浮接，减少生产中因张力变化造成的跳动。此外，边撑要居中，与钢筘前后距离1 mm~2 mm，上下距导轨片距离2 mm左右；纬纱剪刀放在轨道片的第3档，距离钢筘1 mm~2 mm；经常检查轨道片、剑头、剑带等部件是否起毛、有无松动情况，并及时修整，以免毛刺挂断经纱；挡车时要防止接头纱混淆。采用上述工艺后，台时经纱断头少于3根，台时纬纱断头在1根以下，织机效率达87%，下机一等品率达89%。4.3 后整理工序为提高布面的平整度、光滑度和光泽感，除一般整理工艺外，后整理中增加烧毛处理。工艺流程：烧毛→退浆→烘干→柔软整理→成检。采用LMH003F型气体烧毛机对面料正反两面进行烧毛，减少布面的短绒，提高布面精细程度，烧毛车速100 m/min。采用LMA280型松式退浆煮炼机退浆，工艺配方：4 g/L淀粉酶BF⁃7658，8 g/L NaCl，1.48 g/L渗透剂JFC，pH值6.5。工艺流程：50 ℃二浸一轧，轧余率120%→60 ℃汽蒸，50 min→80 ℃一格水洗→70 ℃一格水洗→50 ℃一格水洗→二格冷水洗→轧水。注意：淀粉酶要在60 ℃左右的热水中充分溶解化开、过滤后再加入轧槽，以防布沾污；淀粉酶在超过70 ℃时会失去活性，所以汽蒸时要严格控制水温。采用MH634A⁃180型三层短环烘燥机烘燥，无附加张力，车速45 m/min。采用M988型柔软整理机对面料进行柔软整理，工艺配方：6.5 g/L亲水性氨基硅油AM⁃30柔软剂，1.2 g/L醋酸；工艺流程：50 ℃一浸一轧，轧余率为80%→150 ℃烘干1.5 min。开发的长绒棉桑皮纤维混纺段染色织面料实物照片如图2所示。.F002图2长绒棉桑皮纤维混纺段染色织面料实物照片5 织物性能测试对开发的织物进行常规性能检测，主要技术指标：织物单位面积质量113.2 g/m2，耐皂洗色牢度变色4⁃5级、沾色4⁃5级，耐干洗色牢度变色4⁃5级、沾色4⁃5级，经向耐摩擦色牢度干摩4⁃5级、湿摩4⁃5级，纬向耐摩擦色牢度干摩4⁃5级、湿摩4⁃5级，耐光照色牢度4级，耐酸汗渍色牢度变色4级、沾色4⁃5级，耐碱汗渍色牢度变色4⁃5级、沾色4⁃5级，耐水色牢度变色4⁃5级、沾色4⁃5级，pH值6.6，无异味，未检出邻苯二甲酸酯、甲醛和可分解致癌芳香胺染料等有毒物质。GB/T 2660―2017《衬衫》优等品色牢度要求：耐皂洗色（变色、沾色）不小于4级，耐干洗（变色、沾色）不小于4⁃5级，耐干、湿摩擦不小于4级，耐光不小于4级，耐酸、碱汗渍（变色、沾色）不小于4级，耐水（变色、沾色）不小于4级。GB 31701―2015《婴幼儿及儿童纺织产品安全技术规范》B类要求甲醛含量不大于75 mg/kg，pH值4.0~8.5，色牢度：耐水（变色、沾色）不小于3级、耐酸、碱汗渍（变色、沾色）不小于3级，耐干摩擦不小于3级。对照可以发现，开发的织物相关性能均达到或超过上述两个标准的要求［8⁃9］。测试开发的面料对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌的抑菌率分别为（67.4±3.6）%、（62.9±4.2）%。开发的面料抗菌性能优于同规格苎麻棉混纺段染色织面料，具有良好的抗菌和抑菌性能。6 结语我们以桑皮纤维和长绒棉混纺纱为原料，对纺纱、织造、染色等工序中的关键技术进行了攻关，开发了段染色织面料。段染工序采用直接性不太高的K型活性染料，以防止白色色节沾污；轧色纱在20 min内蒸纱，以减少深色泳移；纱线充分烘干，以免造成搭色、沾色；采用整浆联合方式，合理配置张力圈，保证整经片纱张力均匀；采用无PVA淀粉预湿上浆，贴伏毛羽为主，并注意小张力、小伸长、两高一低和保伸耐磨；织造工序适当加大上机张力，保证开口清晰；后整理工序通过烧毛、柔软，提高了布面精细程度。测试结果表明，开发的长绒棉桑皮纤维混纺段染色织面料常规性能可以满足GB/T 2660—2017优等品色牢度要求和GB 31701—2015 B类要求，其抗菌性能优于同规格苎麻棉混纺段染色织面料，可用于高档衬衫面料。