（纺织工程专业论文）全棉自然弹面料的产品开发和弹性性能测试.pdf

学位论文的主要创新点 一、基于对纯棉坯布松式后处理所得面料的弹性测试分析，找 出了纱线捻度、织物组织、织物密度对织物弹性的定性影响规律。 二、处理工艺上进行实践，分析了松式丝光、预缩、定型等各 工序对面料形成自然弹效果的重要影响，并通过与紧式工艺对比，从 而从定量上得到了自然弹面料需要的染整缩率。 三、采用常规捻度的纱线，通过选择合适的织物组织和经纬密 度，尤其是运用松式染整工艺，生产出合格的自然弹面料。 摘要 利用全棉自然弹面料技术生产的面料被称作全棉自然弹面料。这种革新性面 料和人们所见过的普通弹性面料完全不同，没有添加任何氨纶丝或其他弹性纤 维。这样的高舒适性面料具备了节能、环保、价格便宜、永久保型的功能。 课题首先在分析自然弹面料独特的风格特点和设计方法的基础上，探索实践 自然弹面料生产的重要工序一纺纱、织造和染整工序，就各工序容易出现的问 题提出了解决方案。对多种全棉而料进行了回复率和增长率的弹性性能测试，定 性分析出了影响纯棉面料弹性的因素。得出以下几个结论：组织结构太复杂的织 物弹性较低。一般斜纹织物弹性要优于平纹织物；采用普通捻度纯棉纱可以实现 织物弹性要求，但提高纱线捻度弹性更明显；股线织物弹性优于单纱织物；纬密 相对大些织物弹性较好。 课题详细介绍了全棉自然弹面料的松式后处理重点工艺，并将符合自然弹要 求的松式处理后的面料与同样坯布的紧式处理的面料进行对比，得出结论：自然 弹面料开发中，相对于紧式后整理工艺而言，松式工艺需要做到的同缩程度至少 应比紧式工艺在幅宽方向多3 5 。方便熟悉紧式工艺的工程人员对工艺的控制。 最后本课题在前期分析和研究的基础上，成功设计开发了一款斜纹合股类全棉自 然弹面料，并成功通过了美国美棉公司的技术检测，得到了美棉公司的认证和吊 牌。 课题通过对全棉自然弹面料的产品开发和弹性研究，为实际生产自然弹面料 提供了工艺指导，并为弹性面料设计开阔了思路。 关键词：自然弹面料回复率增长率松式染整织物设计 a b s t r a o t t h ef a b r i c sm a d eu s i n gt h et e c h n o l o g yo fn a t u r a ls t r e t c h t ma r en a m e da st h e f a b r i c so fn a t u r a ls t r e t c h t m t h i sk i n do ff a b r i ci sc o m p l e t e l yd i f f e r e n tf r o mt h e o r d i n a r ye l a s t i cf a b r i c ，w k h o ms p a n d e xo re l a s t i cy a r ni n s e r t e d i fy o uw a n tt o d e v el o pi t , y o uw i l lh a v et h ea d v a n t a g e sw i t he n e r g y - s a v i n g ，c h e a p ，p e r m a n e n t i n s u r a n c e - t y p ef u n c t i o n s t h i sp a p e ra n a l y z e st h eu n i q u es t y l ef e a t u r e sa n dt h ew a yo ff a b r i cd e s i g na b o u t t h en a t u r a ls t r e t c ht m i ta l s oe x p l o r e sa n dp r a c t i c e st h e i m p o r t a n tp r o d u c t i o n p r o c e s s e so ft h ef a b r i c ，w h i c hi n c l u d i n gs p i n n i n g ，w e a v i n g ，d y e i n ga n df i n i s h i n g o f c o u r s e ，i ta l s op r o v i d e st h es o l u t i o n sa b o u tt h ec o r r e s p o n d i n gq u e s t i o n si n t h e p r o d u c t i o n b a s e do n s t r e t c ha n dg r o w t hd a t a , i tq u a l i t a t i v e l ya n a l y z e sf a c t o r s a f f e c r e dt h ef a b r i cf l e x i b i l i t y , a n dd r a wac o n c l u s i o na sf o l l o w s ：t h em o r ec o m p l e x c o n s t r u c t i o n ，t h el o w e rf l e x i b i l i t y ；t h et w i l l sf l e x i b i l i t y i s h i g h e rt h a nt h ep l a i n ； a r h o u g ht h eo r d i n a r yt w i s tf i b f i ca l s oh a st h ef l e x i b i l i t y ，b u ti t i su s e f u li fi n c r e a s e t h et w i s t ；t h ed o u b l ey a mf a b r i ci sh i g h e rt h a nt h es i n g l e ；t h eh i g h e rw e f td e n s i t y w i l lm o l ef l e x i b i l i t yt h a nt h el o w e ro n e t h i st o p i ci n t r o d u c e st h ei m p o r t a n tp r o c e s s i n go f t h es l a c kf i n i s h i n g ，c o m p a r e d w i t ht h eo r d i n a r yf i n i s h i n gw i t hs l a c kf i n i n s h i n gw i t ht h es a m e 可e yc l o t h ，a n dd r a w t h ec o n c l u s i o nt h a tt h eg r e yc l o t hb ys l a c kf i n i n s h i n gd e v e l o p m e n 乞r e l a t i v et ot h e o r d i n a r yf i n i s h i n gt e c h n o l o g ya r ec o n c e r n e d i tw i l lb ea tl e a s tm o r et h a n3 5 i n w i d t hd i r e c t i o n i ti su s e f u lf o re n g i n e e r sa n dt e c h n i c a i n sf i m i l i a rw i t ho r d i n a r y f i n i s h i n gt oc o n t r o lt h es l a c kp r o c e s s f i n a l l yt h i st o p i cb a s e do nt h ep r e v i o u sa n a l y s i s a n dr e s e a r c h ，s u c c e s si nd e s i g n e dan e w t y p eo fn a m m ls t r e t c ht w i l lf a b r i cw i t hd o u b l e y a r n s a n ds u c c e s s f u l l yp a s s e dt h ea m e r i c a nc o t t o nc o m p a n yt e c h n i c a lt e s t i n g ， o b t a i n e dt h ea m e r i c a nc o t t o nc o m p a n y sa u t h e n t i c a t i o na n dt a g t h et o p i ct h r o u g hf a b r i cd e s i g na n dr e s e a r c h i n gi n t ot h ef l e x i b i l i t yo f n a t u r a i s l r e t c h t m ，p r o v i d et h e o r e t i c a lg u i d a n c ea n dw i d e nd e v e l o p m e n tm e t h o df o ra c t u r a l p r o d u c t i o n k e y w o r d s ：n a t u r a ls t r e t c h t ms t r e t c ha n d r e c o v e r y g r o w t h s l a c kd r y i n ga n df i n i s h i n gf a b r i cd e s i g n 3 6 织造工序1 5 3 7 本章小结1 8 第四章坯布内在指标对自然弹面料效果的影响1 9 4 1 自然弹面料指标及测试方法1 9 4 2 试验样品准备2 1 4 3 试验测试及结果2 2 4 4 试验数据分析2 4 4 5 本章小结2 7 第五章后处理工艺介绍及其对自然弹面料效果的影响2 9 5 1 松式丝光工艺2 9 5 2 溢流染色工艺3 2 5 3 2 式烘干工艺3 4 5 4 定型机定型3 4 5 5 预缩3 5 5 6 对比测试项目3 6 5 7 本章小结3 7 第六章自然弹面料新产品的设计3 9 6 1 开发思路3 9 6 2 纱线设计3 9 6 3 织物设计3 9 6 4 工艺流程设计3 9 6 5 重点工序关键技术要点和措施4 0 6 6 产品的测试指标4 3 6 7 本章小结4 4 第七章结论与展望4 5 7 1 结论4 5 7 2 课题研究的不足及展望4 6 第章绪论 第一章绪论 随着科学技术的发展和消费者生活水平的提高，纺织产品结构也在不断改 善，人们对纺织品舒适性的要求越来越高，市场上对高舒适性纺织品的需求日趋 高涨，大众化的产品已逐渐失去了色彩，面临着被淘汰的处境，国内外各纺织研 发部门和企业努力实施科技创新，推动产业升级，i l 】广泛地运用新原料、新技术、 新设备、新工艺进行纺织品开发。从而使纺织品逐步走向了多元化，系列化，复 合化、功能化和生态化，科技附加值也在逐步升级。自然弹面料就是利用产业链 结合的自然弹技术工艺开发的高舒适性产品。 1 1 弹力布行业的发展历程 随着氨纶包芯纱弹力织物的问世，给服装面料开辟了一个崭新的领域，由于 弹力织物具有较好的弹性和悬垂性，所以穿着舒适、手感丰满，深受消费者的欢 迎。在服装领域已达到无布不弹的地步。如美国杜邦公司推出的弹力纤维一莱卡 ( l y c r a ) ，是杜邦公司独家发明生产的一种人造弹力纤维，可自由拉长4 至7 倍，并在外力释放后，迅速回复原有长度。它不可单独使用，应与任何其他人造 或天然纤维交织使用。它不改变织物的外观和手感，却能改善织物的性能，是一 种看不见的纤维。莱卡有着出众的伸展性，伸展度可达5 0 0 ，且能回复原样， 混用氨纶比例高低不同，织物的弹性大小也不一样，氨纶弹力织物具有i - - - - 4 5 的弹力范围，而且它拥有特殊的化学结构，在湿水后处于湿热密封的空间里也不 会长霉。被称作是“友好的”纤维。对针织品而言，它的多向延展是由织物本身 决定的，莱卡带来的只是拉伸而回复的弹性。机织晶则仅在织入莱卡的方向上具 有延展性，如经编( 直线向) 或纬编( 横线向) 。长裤得益于经向的弹性，而含 莱卡的双向弹性机织物则在两个方向都提供极大的舒适感与自由动感。因此，在 长裤、外套等女式成衣中加入莱卡，褶皱可轻易地自动回复，衣服更瓢逸且不易 变形，灵动自如，感受自由新身。既便制作严谨的西服、外套等，也没有丝毫紧 迫与局促感，汗衫、内衣、健美裤等针织品加入一点点莱卡，既合身又舒服，穿 在身上伸展自如，能随身而动。 莱卡适用范围极广，能给所有类型的成衣增添额外的舒适感，包括内衣、定 制外套、西服、裙装、裤装、针织品等。它大大改善了织物的手感、悬垂性及折 痕回复能力，提高了各种衣物的舒适感与合身感，使各种服装显现出新的活力， 特别是杜邦公司和国际羊毛局共同开发的莱卡加羊毛的混纺材料为2 0 世纪末 和2 1 世纪的纺织业提供了全新的概念。 天津工业大学硕士学位论文 1 2 弹力布的分类 弹力布因氨纶丝的分类不同，有很多分类方法。按原料的不同可以分为杜邦 丝、易拉丝和泰光丝：根据氨纶织物的成份可以分为包覆丝、包芯丝、捻丝、 无遮蔽长丝；按其功能性可以分为常规氨纶丝、耐氯氨纶丝；按其光亮程度可以 分为有光氨纶丝、消光氨纶丝、半消光氨纶丝；根据生产设备状态可以分为机织 专用丝、经编专用丝；按照织物的纬向弹力大小分为高弹面料( 弹性大于3 0 ) 、 自然弹面料( 弹性在1 0 3 0 ) 。 1 3 纯棉自然弹面料工艺的由来 尽管氨纶弹力纤维面料具有诸多优点，但也有不足之处，比如好的氨纶丝价 格昂贵、织物在织造和印染加工中不易处理，易造成织物卷边、折皱。同时，织 物也很难做到既有良好的弹性，又具备较好的尺寸稳定性等。更重要的是，氨纶 弹力面料在纱线支数上也受到了很大的限制，目前普及的是j c 6 0 弹力布，j c 8 0 s 弹力纱线包覆效果不是很稳定，j c l o o s 生产的厂家不是很多，而且没有广泛的 进行生产，更高支市场上基本没有。美国棉花公司开发的“全棉自然弹面料”技 术恰好在以上几点上，有很大的优势。1 0 0 全棉自然弹面料使用特殊的机织方式 辅之以一定的整理技术在纱线上形成永久性的收缩卷曲，从而获得具有一定弹力 的纯棉织物，弹性相当于或更优于“棉”氨纶混纺织物。这种面料和普通弹性面 料完全不同，不添加任何氨纶丝和其他弹性纤维，是真正环保的绿色产品。而且， 利用该技术生产的全棉自然弹面料的一个关键特性是弹性舒适，这种弹性不会因 为水洗而减弱，是一种终身弹性。幢。目前中国有很少部分的大型纺织企业采用此 技术，在美国此类服装常被用于制造t 一恤或裤装，非常畅销。采用“全棉自然 弹面料”制成的服装，穿着舒适，易打理，无静电，弹性持久，具有的弹力深受 消费者喜爱，即使在多次洗涤后仍然能够保持持久的性能。与弹性纤维不同，纯 棉织物可以经受各种类型的处理，从而产生各种时尚效果。如l o o 全棉自然弹 面料牛仔可以进行石洗、漂白等各种加工，以达到消费者所期的各种效果。鼯1 1 4 本课题研究的目的、意义和内容 推动棉纺织产业升级h 1 首先需要在产品技术上突破。全棉自然弹而料的出现 是这一理念的有效体现。这项技术的出现，颠覆了弹力面料氨纶丝一统天下的局 面，不仅扩展了弹力面料的内涵，而且在成本、加工、成品的使用多方面都比氨 纶丝弹力面料更有优势。在成本上，自然弹面料因其原料是纯棉原料，工艺流程 简单，而纺纱技术又比氨纶丝纺纱的造价低，故自然弹面料整体节能、环保、价 第一章绪论 格很有优势；在加工上，优势更加明显，突破了以前染深色易出现问题的局限性， 不会因为纺纱润滑剂变黄，更不会在织造中出现弹异常和包覆棉的吹断问题，产 品制成率高；在舒适程度上，使用纯棉原料，通过特殊的工艺加工，比常规的弹 性面料更加舒适，具有更好的穿着舒适性；尤其是在后整理中，不会出现因包覆 不严而白色的氨纶丝在染整深颜色出现露白的问题，不会因氨纶的高收缩性导致 生产时缩率、门幅难以控制，不会因正反面紧度不同，溶胀程度不一致，在斜纹 和锻纹生产中，出现卷边的问题，啼1 这样在很大的程度上拓宽了织物开发的范畴； 在成品的使用保养上，1 0 0 纯棉的自然弹面料织物不会因为水洗和氯漂外观受到 影响，卷染和熨烫在高温时不会降低面料的弹力效果，弹性持久，基本可以按照 正常的纯棉织物穿着。 面料的褶皱回复率是衡量其服用性能的一项重要指标，直接影响服装舒适性 和服装轮廓形，也影响了面料的风格特征。作为弹力系列面料的自然弹而料，对 回复性能的要求更加严格。不同用途、不同使用场合的织物对弯曲贴服性能的要 求不一样，就是同一织物的经纬向对回复和增长的要求也不一样。为了使服装具 有良好的造型，贴服但不拘束是弹力面料相对其它普通面料舒适性效果中增加的 优点。而良好的伸展和贴服效果，正是自然弹面料的一个灵魂所在，对于此面料 舒适性的研究有特殊的现实意义。 创新是传统产业获得活力的唯一源泉，1 尽快掌握新技术、新技能是各企业 追求的目标。当前在企业中，很多面料的性能设计仍然主要凭设计师的经验进行， 纺织技术人员主要在生产实践中逐步调整工艺，生产出一定数量的劣质产品后获 得优质产品。生产设备高速运行的今天，一旦设计方案不完善就会造成人力、物 力的极大浪费，经验型纺织品设计严重地制约着纺织工业的经济效益。由于全棉 自然弹面料的概念出现时间比较短，基本没有类似的理论研究。对自然弹面料的 测试指标和测试方法也没有统一的认识，基本上各成各家，就连首先提出自然弹 面料理论的美国棉花公司，他们也仅仅是用自己在美国的自己的仪器( 尚没有推 广) 进行测试。各公司测试仪器的不一致，可能就带来测试方法和测试指标的不 统一。 本课题主要对自然弹面料的生产工艺进行实践探索，对设计开发的面料进行 性能测试分析，从而形成较为系统的面料开发理论，为企业进行自然弹面料开发 提供经验和技术，同时丰富舒适性面料的种类，更好地满足人们对织物舒适性的 要求。此类面料的成功开发和技术的掌握，相信将会推动印染联合进程，对新产 品的开发起到方向性的作用，并由此产生巨大商业价值。 课题的研究内容包括： 一、介绍自然弹面料出现的时机、独特风格特征和自然弹面料的形成原理， 天津工业大学硕士学位论文 通过这部分工作，说明了自然弹面料开发的无限的发展空间，逐渐被广大消费者 青睐的必然性。 二、研究自然弹面料生产工艺，对坯布生产的重点工序进行探讨，分析生产 中重点容易出现的问题，提出了解决办法。并对纯棉面料进行弹性性能的测试， 采用图形法对影响纯棉面料弹性的因素，从纱线、组织、密度三个角度进行分析。 从而找到织物和纱线的结构参数对织物弹性性能的影响。 三、探讨自然弹面料的松式后处理工艺，将同一块坯布进行不同的后处理， 找出满足自然弹要求的松式处理面料与紧式处理面料的差异，说明了后处理工艺 对自然弹面料效果起着至关重要的作用。 四、开发一款自然弹面料，并得到合格的测试指标。 最终希望能从这些分析中得出科学合理的结论，对自然弹面料的实际生产起 到指导作用，减少各企业在实际生产中的盲目性，避免人力物力的浪费，顺利开 发出符合要求的产品。 f l 第二章自然弹面料的特点及形成原理 第二章自然弹面料的特点及形成原理 2 1 自然弹面料的基本特点及风格特征 2 1 1 基本特点 自然弹面料的概念是美国棉花公司于2 0 0 6 年提出来的，是采用纯棉原料 而不需借助氨纶弹力纤维就使织物具有弹性功能的新产品，面料的纬向弹性要 求在1 0 3 0 范围内。 自然弹面料采用纯棉纱线生产，不使用任何弹力纤维，是真正环保的绿色 产品。在生产过程中不存在弹性异常、断丝等，由于加入弹力丝造成的残次问 题；易染色，突破了以前包白色氨纶丝染深色易出现露白的局限性：其原料特 点决定了面料的整个生产流程简单，原材料的价格也相对弹力纱线便宜，具有 节省能源和价格更便宜等特点；具备天然纤维所特有的环保特性。面料即使在 多次洗涤后仍然能够保持持久的性能。该面料由于没有增加特殊的弹性纤维， 从而比常规的弹性面料更加舒适，具有更好的穿着舒适性。 2 1 2 风格特征 “全棉自然弹面料”是采用特殊织法和松式丝光的后整理工艺做成的面料， 其由1 0 0 纯棉制成，使原本无延展性的纯棉也具有了良好的弹性，弹性相当于 或更优于“棉”氨纶混纺织物。此类织物具有的弹力深受消费者喜爱，即使在 多次洗涤后仍然能够保持持久的性能。例如：1 0 0 全棉自然弹面料牛仔可以进 行石洗、漂白等各种加工，以达到消费者所期的各种效果；与弹性纤维不同， 纯棉织物可以经受各种类型的处理，从而产生各种时尚效果，其服装穿着舒适， 易打理，无静电，可用于制造t - 恤或裤装等。 2 2 面料的种类 自然弹面料为纯棉弹力新型面料。根据不同的特点有很多不同的分类。下面 就各种不同标准下，对自然弹面料进行的不同分类分别进行简要的说明。 2 2 1 根据纱线纱线种类 分为股线类、单纱类和股线单纱混用类； 2 2 2 根据纱线捻度 分为强捻类、非强捻类，细分还有经向强捻类、纬向强捻类和经纬强捻类： 不同捻度的纱线组合，可以使得面料成品可以体现出不同的风格； 天津工业大学硕士学位论文 2 2 3 根据面料织物组织 分为府绸类、斜纹类和缎纹类； 2 2 4 根据面料的用途 分为裤装面料、衬衣面料、内衣面料、裙装面料等 2 2 5 根据面料的重量 分为中厚型、厚型和轻薄型，尤其是股线类的品种，很多都是厚型和中厚型 的面料。 2 2 6 根据后整理工艺 分类标准同所有的正常纯棉的面料一致。根据后整理工艺的不同，可以出现 不同的风格效果。如根据印染情况，可以出现单色和多色效果；还可以有印花 和染色效果等。 2 3 自然弹面料的弹性形成原理 1 0 0 全棉自然弹面料，使用的是特殊的机织方式辅之以一定的整理技术在纱 线上形成永久性的收缩卷曲，从而获得具有一定弹力的纯棉织物。 纯棉织物是以棉花为原料，通过织造，由经纬纱纵横沉浮相互交织而成的纺 织品。自然弹面料的坯布的形成过程同理。但是不是所有的纯棉织物都是自然弹 面料，满足自然弹面料的弹性要求。 在面料的实际形成过程中，需要选择适当的纱线、织物组织、经纬密度和适 当的后整理工艺，从而使得面料满足自然弹弹性的要求。纬向选择捻度大的纱线， 在坯布的生产过程中，幅宽相对一般纱线的会宽，在后整过程中更容易进行收缩。 有利于面料弹性增长率的提高；织物的孔径分布曲线大都由4 个区段构成，随着 纱线密度的减小，整个孔径范围明显扩展，其中最小孔径略有增加，最大孔径明 显增加，最大比例孔径显著减小；随着经纬密度的降低，分布曲线的部分区段被 压缩甚至和其他区段归并，织物孔径分布趋于简单化和均匀化盯1 ，其收缩效果也 会相对明显，但是在整体紧度差异不大的情况下，纬密稍大品种，相对于纬密稍 小的品种却更容易收缩幅宽；织物组织相对松软的有规律的织物，在后整理的时 候更容易进行收缩，更容易达到自然弹对回复率和增长率的要求，其中松软的斜 纹组织比平纹组织收缩程度要大一点，成品中，组织松软的3 i 的面料保型性要 好于2 i 的面料。哺1 正因为不同的纱线结构、组织结构和经纬密度形成的纱线间 第二章自然弹面料的特点及形成原理 孔隙率和拉伸影响程度不一，这就使得坯布在后整理过程中，纱线的【旦i 缩程度不 一样。最后造成面料的收缩程度不一，回复率和增长率从不一。 坯布整个生产过程，无论是纺纱工序，还是织造工序都是在有张力的情况下 进行的。对原棉、原纱通过拉伸和握持，从而完成了面料坯布的准备工作，正因 为这些张力的作用，纤维分子问存在内应力，当织物在后整理遇水时，由于水分子 的作用，织物内部的应力释放并重排。对于单一织物结构而言，织物内部的应力释 放一致，产生均匀收缩，表现为布幅变窄，但对于不同组织的复杂结构而言，织物 内部的应力方向不一致，特别是在两种不同组织的交界处尤为明显，布幅收缩受 限。 后整理的丝光工序可以起到明显的收缩幅宽，提高弹性作用。织物的透湿孔 洞有多种层次，但是横向尺寸相关甚大。阳1 其作用原理为：棉纤维在浓碱液中发 生溶胀后，大分子链间的氢键被拆散，舒解了织物中贮存的内应力，通过拉伸， 大分子进行取向排列，在新的位置上建立起新的分子键，且分子间力比溶胀前大。 最后在张力下去碱，已取向排列的纤维间的氢键被固定下来( 是在更为自然，稳 定的状态下被固定下来的) ，宏观表现为幅宽明显收缩，面料尺寸稳定。 预缩是后整理保证弹性的一个重要工序。棉纤维类亲水性纤维织物浸水湿透 时，纤维发生溶胀，经纬纱线的直径增加，从而使经纱屈曲波高增大，织物长度 缩短，形成缩水。当织物干燥后，溶胀消失，但纱线之间的摩擦牵制仍使织物保 持收缩状态。 总的来说，只要我们掌握了设计思路，运用好工艺手段，通过优选纱线、组 织、合理经纬密设计和特殊的松式后处理方法，所得的最终面料是可以满足自然 弹面料工艺的要求的。 2 4 自然弹面料的生产流程 纺纱工艺：原棉检验一清花一梳棉一并条一粗纱一细纱一络筒一( 倍捻) 一 ( 合股) 织造工艺：( 蒸纱) 一整经一浆纱一织造一整理 染整工艺：烧毛一溢流酶退一溢流氧漂一丝光一染色一溢流水洗一松烘一松 烘上料一定型一预缩 2 5 本章小结 本章通过分析自然弹面料的特征、形成原理，简介生产加工流程，说明了自 然弹面料开发的无限发展空间和其逐渐被广大消费者的青睐的必然性。 天津工业大学硕士学位论文 l 、自然弹面料相对于普通面料，具有更好的弹性舒适度；对于普通的氨纶 丝弹力面料，不仅物美价廉，而且有更优良的穿着舒适性一经久耐用、易打理、 休闲、贴服、实用性强等。 2 、重点介绍了自然弹面料的形成原理，引出品种生产的设计和后整工艺的 关键点；并从理论上得出结论，品种后处理的收缩程度决定了面料的弹性效果。 3 、从面料的生产流程可以看出，面料涉及了纺纱、织造和后处理三大工序 从这点来说，自然弹面料的发展，有利于促进纺织产业链结合，使得我国的纺织 企业更快更好的形成大纺织的氛围。 第三章自然弹而料的坯布加工工艺 第三章自然弹面料的坯布加工工艺 从设备需求来看，自然弹面料的坯布加工不需要提供额外的设备来进行特殊 的工序生产，在一般的棉制品生产厂家均可以进行正常的生产。当然这不是说， 所有的纯棉坯布在后处理后都可以达到纯棉自然弹的要求，这需要在实际操作工 艺上进行适当的改进，使得面料在后处理后满足自然弹弹性性能的要求。本章就 坯布生产必经的纺纱、整经、织造等几个工序区别于一般正常工艺的关键点进行 说明和介绍，以期对自然弹面料生产实践起到指导作用。 3 1 纺纱工序 对于自然弹面料来说，其一般纱线的纺纱工艺同正常纯棉纱线的纺纱工艺一 样，不需要增加额外的设备，也不需要额外的投入。强捻纱线则需要在正常生产 纯棉纱线时，在细纱机上直接多增加一些捻度或者后期在倍捻机上追加一部分的 捻度；合股纱线注意要保证两根纱线的张力一致，不起小辫，平行股线纺纱气压 的组合优选叫是纺股线的一个关键性工序。 纱线尤其是高支纱线，纱线的毛羽是影响面料质量一个关键性因素。纱线上 的毛羽不仅对纺织产品质量有明显影响，而且对喷气织机的效率也有明显的影 响，还会对生产环境有显著影响。棉纱磨损性能与纱线毛羽指数有显著的线性关 系。1 从织造上来说，纱线毛羽是一项对喷气织机效率有很大影响的指标，毛羽 造成的织机停台约占全部停台的i 3 。纱线的毛羽多会在下游工序受到磨擦而脱 落，污染了环境并会产生新的疵点，使织物质量下降“”。从染整工艺上来说，使 得烧毛的任务加重，更重要的是对成品的纹路清晰度产生很大的影响。目前，即 使是环锭纺也有很多的措施尝试减少纱线毛羽，减少环锭纺毛羽的新思路引就是 此类文摘。从减少毛羽的手段来看，比较有效的是紧密纺纱技术的应用铂。紧密 纺纱的毛羽比普通环锭纱的毛羽显著减少，由此使下道工序的浆纱、烧毛等工序 处理毛羽的任务减轻，甚至烧毛工序可以取消。 3 2 蒸纱工序 强捻纱线不是生产纯棉自然弹面料必备的纱线，与强捻纱线配套的蒸纱工序 也就不是生产纯棉自然弹面料必备的一个工序。当然想通过使用强捻纱线来增加 纱线的纬向收缩程度，那此工序就是必须的了。 天津工业大学硕士学位论文 而且随着目前强捻面料在市场上的流行，某些特殊客户可能也会随着市场流 行要求自然弹面料加入强捻的因素，增加面料挺括的风格，增加面料本身的新意 和卖点。 强捻纱线在使用过程中无论是做经纱还是纬纱，都是很容易出现捻缩的，需 要在使用之前对强捻纱线进行蒸纱定型，以保证纱线可以顺利进行后步工序。 蒸纱设备不是很特殊的设备，一般的棉织厂都有，这类设备一方面起着加湿 房的作用，使得纱线存放的时间更短，可以更快的进入使用流程；另一方面是为 特殊类纱线做定型用，如给弹力纱定型，给紧密纺纱线定型或者给强捻纱线定型。 所谓蒸纱，就是对强捻纱线进行定型，经纱可以避免在整经过程中出现捻缩， 从而对缓解浆纱纱线纠缠起到一定的作用；纬纱则可以避免布面质量问题。一般 情况下，根据设备的不同，可能会有不同的操作工艺，如进口的纱力拉设备和国 产的g a 5 7 1 a 型设备，其蒸纱工艺就很不相同，因纱力拉设备本身的加热方式为 间接加热，其密封性和保温性好，故蒸纱温度和蒸纱时间比国产的直接加热而且 保温和密封性差的g a 5 7 1 a 时间要短一点，温度也要低一些。当然，具体的蒸纱 工艺和蒸纱情况，可以参考工厂生产强捻纱的实践进行，不需要一概而论，只要 蒸纱后的纱线满足后步工序的使用需要就可以。 3 3 整经工序 整经工序是生产自然弹面料所必须经过的一个工序。整经工序的完成的好 坏直接关系着后步工序是否可以顺利进行。需要针对不同的纱线精心设计整经 的每一个工艺，使得整经轴张力适当、轴面匀顺、平整。课题针对的不是一般纱 线的工艺，而是更着重介绍容易产生自然弹弹力效果的股线和强捻纱线。 3 3 1 整经的整经张力 整经张力与纤维材料、纱线线密度、整经速度、筒子尺寸、筒子架形式、筒 子分布位置及伸缩筘穿法等因素有关。工艺设计应尽量保证单纱张力适度、片纱 张力均匀。整经张力通过张力装置工艺参数( 张力圈重量、弹簧加压压力、摩擦 包围角等) 以及伸缩筘穿法来调节。股线因本身的强力和强力不匀率都很好，只 要按照正常的张力工艺设定，一般不容易出现问题，但是强捻纱线，却很容易出 现问题，尤其是捻缩问题，需要在整经工序中适当的加大整经张力，以保证整经 轴上不存在捻缩的问题。 3 3 2 整经速度 整经速度可在整经机的速度范围内任意选择，一般情况下，随着整经速度的 提高，纱线断头将会增加，影响整经效率。若断头率过高，整经机的高速度就失 第j 章自然弹面料的坯布加工工艺 去意义。高速整经条件下，整经断头率与纱线的纤维种类、原纱特数、原纱质量、 筒子卷装质量有着十分密切的关系，股线类品种一般可以选用高速度整经。强 捻纱和单纱都需要根据实际情况选择。 3 3 3 整经根数 整经轴上纱线排列过稀会使卷装表面不平整，从而片纱张力不匀。因此，普 通的纱线的整经根数的确定以尽可能多头少轴为原则，根据织物总经根数和筒子 架最大容量，计算出一批经轴的最少只数，然后再分配每只经轴的整经根数。为 便于管理，各轴整经根数要尽量相等或接近相等。一次并轴的轴数与整经根数的 关系为 m 刀= 一 z 公式( 3 1 ) 式中：n _ 一次并轴的轴数； 卜织物总经根数； z _ 各轴整经根数的平均值 但是对于强捻纱线来说，需要根据所选设备选择整经根数，对于无张力的贝 宁格设备强捻纱线在车子启动和关闭的一瞬间，纱线完全没有张力，纱线之间容 易出现粘连，整经轴两端断头集中，故整经根数一般不超过6 5 0 根纱线( 这里指 1 8 0 c m 的轴盘) ；经策整经机则可以相对多一些根数，但也不应该超过7 0 0 根， 否则轴两边很容易因为纱线局部密度大而粘连断头。 3 3 4 整经长度 整经长度的设定依据一般是经轴的最大容纱量，即经轴的最大绕纱长度。经 轴最大绕纱长度可由经轴最大卷绕体积、卷绕密度、纱线线密度和整经根数求得 整经长度应略小于经轴的最大绕纱长度，并为织轴上经纱长度得整数倍，同时还 要考虑到浆纱的回丝长度以及浆纱伸长率。但是实际生产可能会受筒子长度，如 强捻纱筒子卷绕为保证蒸纱效果，其长度较一般纱线短，股线和粗支纱线同样会 受到筒子长度的影响。 3 3 5 卷绕密度 经轴卷绕密度的大小影响到原纱的弹性、经轴的最大绕纱长度和后道工序的 退绕顺畅。经轴卷绕密度可由对经轴表面施压的压纱辊的加压大小来调节，同时 还受到纱线线密度、纱线张力、卷绕速度的影响。卷绕密度的大小应根据纤维种 类、纱线线密度等合理选择。强捻纱应该适当增大一点，以缓解纱线的捻度不匀 天津工业大学硕士学位论文 率。 3 3 6 纱线卷绕质量 良好的纱线卷绕质量表面为整经轴( 或织轴) 表面圆整，形状正确，纱线排 列平行有序，片纱张力均匀适宜，接头良好，无油污及飞花夹入。以下是卷绕不 良所造成的重点的几种整经疵点，其对于任何的纱线后步工序都是有很大的不良 影响，需要坚决的杜绝。 张力不匀t 因张力装置作用不正常或其它机械部件调节不当等原因所引起的 整经疵点。整经加工所造成的纱线张力不匀在浆纱过程中不可能被消除，遗留到 织机上会产生开口不清、松经、无故停等一系列弊病，严重影响布面质量。在浆 纱工序中，整经轴纱线张力不匀，也会导致浆轴上纱线倒、并、绞头等疵点。 敛头、倒断头z 断头自停装置失灵，整经轴不及时刹车，使断头卷入，以及 操作工断头处理不善所造成的整经疵点，它是影响浆纱工序好轴率的主要因素。 普通品种在织造中容易产生松紧经的问题；如果是强捻品种，很可能造成品种在 浆纱过程中纠缠，不能顺利浆纱。 嵌勉闻凸边l 整经轴或织轴的边盘与轴管不垂直，伸缩筘左右位置调整不当， 或分条整经机倒轴时对位不准，都容易引起整经轴或织轴的嵌边和凸边疵点。在 后道浆纱并轴时，造成边纱浪纱，织造时形成豁边，甚至停经片下沉不能开车， 如果是斜纹提花品种可能由此带来起圈等问题。 3 4 浆纱工序 浆纱工序是生产任何纯棉坯布所必经的一个工序。上浆的目的是提高纱线可 织性，使经纱顺利通过经纬交织加工成坯布。自然弹坯布尤其重要的一点是：所 使用的浆料在后道印染整理时，纱线中的浆料可以在松式退浆中除去。除此以外， 选择的粘着剂和纤维之间通常是键合相对较弱的氢键、分子间键、机械键( 形态 键) 等键合连接，而不应当存在稳定的化学键结合，以免影响退浆。浆纱工艺设 定的任务是根据织物品种、浆料性质、设备条件的不同确定正确的上浆工艺路线， 实现浆纱工序总的目的和要求。浆纱工艺设定的主要内容有浆料的选用、确定浆 第三章自然弹面料的坏布加工工艺 余同正常的纯棉品种一样，随着纱线种类的变化而变化浆料配方，以确保织轴对 织造的适应性。经纱上浆通常使用由几种粘着剂组成的混合浆料或共聚浆料。故 需要对浆料配方进行设计。浆液配方的设计工作也就是正确选择浆料组分、合理 制定浆料配比的工作。浆料组分的选择应当遵循以下原则：对于不同的纯棉纱线， 根据成本和实际利用率，一般考虑使用不同的浆料配方，单纱尤其高支单纱，纱 线细、密度大，织物紧度大，生产难度大，更需要攻克浆纱质量。田一般使用的 p v a 含量较多；股线如果密度不是很大，可以考虑使用轻浆，以避免后期织造斜 纹类品种出现波纹问题：强捻纱线则最好选择粘度低一些的低粘浆料，且p v a 的量控制在2 5 以内，减少纱线分绞撕裂。还可以尝试应用高性能变性淀粉取代 p v a 上浆。n 司甚至根据品种难度，尝试无p v a 上浆工艺研究。n ”但特殊的新型浆 料，如没有配套的松式退浆工艺，需要慎重选择。 3 4 2 浆液的质量指标、检验及控制 浆液检验是浆纱过程跟踪的一个步骤，通过浆液检测可以更容易的控制整个 生产流程，确保其与设计目的一致。这一点自然弹面料的工艺与纯棉面料的工艺 基本一致，浆液的质量指标主要有浆液总固体率、浆液浓度、浆液粘度、浆液酸 碱度、浆液温度、浆液粘着力和浆膜力学机械性能等。浆液的总固体率直接决定 了浆液的粘度，影响经纱的上浆量。测定浆液总固体率的方法有烘干法和糖度计 ( 折光仪) 检测法；浆液浓度在同一浆料和上浆工艺条件不变的情况下，浆液浓 度与上浆率成正比例关系；浆液粘度是浆液质量指标中一项十分重要的指标，粘 度大小影响上浆率和浆液对纱线的浸透与被覆程度；浆液酸碱度对浆液粘度、粘 着力以及上浆的经纱都有较大的影响。棉纱的浆液一般为中性或微碱性；浆液温 度是调浆和上浆时应当严格控制的工艺参数。特别是上浆过程中浆液温度会影响 浆液的流动性能，使浆液粘度改变，浆液温度升高，分子热运动加剧，浆液粘度 下降，渗透性增加；温度降低，则易出现表面上浆。一般情况下，对于棉纱无 论是采用淀粉浆，还是化学浆均以高温上浆为宜，这是因为棉纤维的表面附有棉 蜡，蜡与水的亲和性差，从而影响纱线吸浆，但棉蜡在8 0 c 以上的温度下才能 溶解，故一般宜采用高温上浆：浆液粘着力作为浆液的一项质量指标，综合了浆 液对纱线或织物的粘附力和浆膜本身强度两方面的性能，直接反映到上浆后经纱 的可织性。测定浆液粘着力的方法有粗纱试验法和织物条试验法。 3 4 3 浆纱上机工艺 压浆辊的加压重量和| 力压方式z 压浆力的大小取决于压浆辊自重和加压重 量，一般粗特纱，经密高，经纱捻度大， 适当减轻。为了浆纱机节能和提高车速， 压浆力应适当加重；反之，对细特纱可 目前已逐渐采用重加压工艺，最大压浆 天津工业大学硕士学位论文 力可达4 0 k n 。 浆纱速度：浆纱速度的确定与上浆品种、设备条件等因素有关。在上浆品种、 烘燥装置最大蒸发量、浆纱的压出回潮率和工艺回潮率已知的情况下，浆纱速度 的最大值可用下式计算： v 。= g ( 1 + w g ) 1 0 6 ( 6 0 t t m ( 1 + s ) ( w o - w 。) 】 公式( 3 - 2 ) 式中：v 。i - 浆纱速度g 一烘燥装置的最大蒸发量( k g h ) w g 一原纱公定回潮率 t t 经纱线密度 m 一总经根数 s _ 上浆率 w 0 一浆纱压出回潮率 w 。浆纱离开烘燥装置的同潮率 浆纱的速度应在浆纱设备技术条件的速度范围内，通常浆纱机的实际开出 速度为3 5 6 0 m m i n e 浆率、回潮率和伸长率：压浆力、烘筒温度的设定会直接影响到纱线的上 浆率和回潮率。“町上浆率的大小与纱线线密度、织物组织和密度、所用浆料性能 等冈素有关，上浆率的确定要结合长期生产实践经验；回潮率的大小取决于纤维 种类、经纬密度、上浆率高低和浆料性能等，回潮率要求纵向、横向均匀，波动 范围一般掌握在工艺设定值0 5 为宜。回潮率的调节有“定温变速”和“定速 变温”两种方法，目前一般均采用“定温变速”的方法；伸长率的控制要求越小 越好。 3 4 4 浆纱疵点以及控制办法 上浆不匀。由于浆液粘度、温度、压浆力、浆纱速度的波动以及浆液起泡等 原因，使上浆率忽大忽小，严重者形成重浆和轻浆疵点。重浆会削弱经纱的弹性， 引起织机上经纱脆断头，布面呈树皮皱状，并且落浆增加。轻浆对生产的危害更 大，轻浆起毛使织机上经纱相互粘连断头，生产无法正常进行。故上浆一定要匀 称，尤其是左中右位置。 回潮不匀。烘房温度和浆纱速度不稳定是回潮不匀的主要原因。浆纱回潮对 合股类品种尤其重要，回潮小的轴很容易出现波纹的问题，回潮过大，又会出现 发霉的问题。故需要根据品种情况设计纱线回潮。 张力不匀t 引起张力不匀的原因有很多，譬如各整经轴退绕张力不匀，全机 各导纱辊不平行、不水平，浆轴卷绕中点不位于机台中心线上以致纱片歪斜等。 张力不匀对织机梭口清晰度、经停机构的工作等都带来不利影响。反映在织物成 品质量上，张力过小者形成经缩疵点，过大者产生吊经疵点。这一点对于强捻品 种尤其大，可能因此造成不能完成浆纱工作。 浆纱毛羽：不仅原纱的毛羽有很大危害，浆纱毛羽同样危害很大。浆纱毛羽 第三章自然弹面料的坯布加工工艺 是浆纱质量的一个关键性指标，需要通过各种措施保证没有二次毛羽的同时，贴 附原有毛羽到最大化。优化浆料配方，降低浆纱覆盖系数，优选浆纱车速、烘燥 温度、后上蜡和湿分绞等上浆工艺参数，能有效减少浆纱毛羽，从而提高织造效 率和下机实物质量。“创另外还可以安装托纱辊，对中粗号纱线降低毛羽效果明显： 补充蒸汽及采用橡胶上浆辊对减少浆纱毛羽有成效。嘲 3 5 穿综工序 在穿综工序中，选择筘号很关键。正常情况下，筘号与经密成正比例，和地 经纱每筘穿入数成反比例，和纬纱织缩率成线性反变关系。乜”但是，为了满足后 整理后自然弹面料的收缩效果，一般在选择的筘号会比正常的筘号小，实际操作 中，切不可随意按照往常的思路对筘号进行调整，定要严格按照工艺进行筘号 和筘入数的使用。 目前，一般工厂采用的穿经机为：半自动穿经和自动穿经两种。半自动穿经 是用半自动穿经机械和手工操作配合完成穿经的；自动穿经是用全自动穿经机来 完成穿经工作，全自动穿经机极大地减轻了工人的劳动强度，操作工只需监视机 器的运行状态，作必要的调整、维修以及上、下机的操作。整个穿综筘工序，需 要确保纱线没有穿错、跳纱和双线。 3 6 织造工序 此工序也是生产自然弹面料必经的一个工序。自然弹面料中，三原组织是最 容易被选择的组织，下面就三原组织面料织造中容易出现的问题进行工艺点和工 艺参数介绍。 织机上