天然彩棉性能及其產(chǎn)品開發(fā)

1、第5卷第1期2006年3月文章編號:1673-2340(2006)01-0038-05南通大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)JournalofNantongUniversity(NaturalScience)Vol.5No.1Mar.2006天然彩棉性能及其產(chǎn)品開發(fā)蔣麗云,余進226007)(南通大學(xué)紡織服裝學(xué)院,江蘇南通摘要:介紹了天然彩色棉纖維的理化性能,分析了天然彩棉纖維紡紗、織造工藝的主要技術(shù)措施,并測試了相應(yīng)產(chǎn)品的物理機械性能.關(guān)鍵詞:天然彩色棉;紡紗;織造中圖分類號:PS114.2文獻標(biāo)識碼:AStudyonthePropertiesofNaturallyColoredCottonandDev

2、elopmentofItsFabricsJIANGLi-yun,YUJin(SchoolofTextileandClothing,NantongUniversity,Nantong226007,China)Abstract:Thispaperintroducesthephysicalandchemicalpropertiesofnaturallycoloredcotton,analyzestheprimarytechnicalmeasuresofspinningandweavingprocessofnaturallycoloredcotton,andteststhephysicalandmec

3、hanicalpropertiesofitsfabrics.Keywords:naturallycoloredcotton;spinning;weaving0引言創(chuàng)匯的紡織產(chǎn)品.天然彩棉產(chǎn)品除具有手感柔軟、保暖性好、吸濕、透氣等優(yōu)良特性外,還具有綠色環(huán)保特性,因此,天然彩棉最適宜開發(fā)嬰幼兒、貼近人體皮膚的紡織品等.目前,我國用天然彩棉已開發(fā)出毛巾被、線毯、浴巾、內(nèi)衣、睡衣、襯衫、嬰幼兒系列服裝等.1天然彩棉是利用生物基因工程等現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)培養(yǎng)出來的新型棉花,棉纖維在田間吐絮時就具有各種天然色彩,故稱為/天然彩色棉0,它順應(yīng)了廣大消費者不斷追求保健、舒適、高檔的消費時尚和要求,引起世界上許多國家

4、的高度重視.天然彩棉的優(yōu)點首先表現(xiàn)在其具有良好的生態(tài)性.因天然彩棉自身具有耐干旱、耐瘠薄、無枯、黃萎病株,在種植過程中可不使用化肥、農(nóng)藥、除草劑等化學(xué)物質(zhì),因此不會導(dǎo)致環(huán)境污染和對人體健康產(chǎn)生危害;用天然彩棉生產(chǎn)的紡織品因不需漂白、染色、消毒等處理,故彩棉衣物不含有害成分,真正達到了/零0污染;因天然彩棉是天然纖維素纖維,具有可降解性,其廢棄物可通過再生、堆埋、焚化等方法進行處理,故不污染環(huán)境.天然彩棉的優(yōu)點還表現(xiàn)在它的經(jīng)濟性.天然彩棉的種植節(jié)省了化肥、農(nóng)藥等的投入,在加工過程中節(jié)省了大量的染料、水、電等資源;天然彩棉與現(xiàn)代紡織科技相結(jié)合可形成高11.1天然彩棉纖維性能天然彩棉纖維的物理機械性

5、能我國天然彩棉的基本類型有棕色、綠色兩大類.其物理指標(biāo)如表1.從表1中可以看出,與白棉相比,天然彩棉的長度僅為白棉的2/34/5、且強度偏低、成熟度差異大、整齊度較差、短絨率高.棉纖維的長度與紡紗工藝及紗線的質(zhì)量關(guān)系十分密切,一般長度越長,且長度整齊度越高,短絨含量越少,可紡紗越細(xì),紗線條干越均勻,強度高,毛羽少.而成熟度幾乎與各項物理性能都有密切關(guān)系.成熟度正常的棉纖維天然轉(zhuǎn)曲多,抱合力大,彈性好,有絲光,對加工性能和成紗作者簡介:蔣麗云(1963-),女,江蘇南通人,南通大學(xué)紡織服裝學(xué)院實驗師,主要從事紡織工程與紡織材料性能的研究.蔣麗云,等:天然彩棉性能及其產(chǎn)品開發(fā)#39#品質(zhì)都有益.1

6、.2天然彩棉的化學(xué)性能天然彩棉在遇酸、堿、氧化劑、還原劑等處理存在變色、褪色問題,并隨所處理的時間、溫度和濃度的不同,顏色的變化也不同.其各因素對棕色棉色光的影響如下.1.2.1堿對棕色棉色光的影響表1從表2可知,堿處理使棕色棉的明度下降,顏色加深,且對溫度更敏感.從色光變化上看,堿處理紅光增加,藍光減少;堿處理后總色差增大較為明顯.1.2.2酸對棕色棉色光的影響醋酸和硫酸對棕色棉色光的影響如表3.在常溫下,酸處理使棕色棉的明度下降,顏色加深;紅光稍增加,醋酸處理的藍光稍增加,硫酸處理的藍光稍下降;總色差隨著酸濃度的增加而增加,對天然彩棉物理機械性能2純堿和燒堿對棕色棉色光的影響如表2.品種主

7、體長度/mm品質(zhì)長度/mm強度/(cN#tex-1)成熟度系數(shù)整齊度/%短絨率/%棉結(jié)/(粒#g-1)白棉棕色棉綠色棉283221282228303225312531表2濃度/%1.05.0溫度/e25253030$L純堿-2.43-6.13-1.00-5.97燒堿-3.10-4.34-2.84-4.09純堿0.050.560.080.851923141616171.52.01.31.81.21.5495244484547121530152080200120200100150純堿和燒堿對棕色棉色光的影響3$a燒堿1.371.700.701.44純堿-2.44-2.07-3.34-2.20$b燒

8、堿-1.171.39-1.681.08純堿3.446.493.486.41$E燒堿3.934.863.144.479510095100(表中,$L:明度差值;$a:色彩系數(shù),偏紅綠;$b:色彩系數(shù),偏黃藍;$E:色差)硫酸更敏感.總色差在1左右.1.2.3氧化劑、還原劑對棕色棉色光的影響雙氧水和次氯酸鈉對棕色棉色光的影響如表4,還原劑保險粉對棕色棉色光的影響如表5.由表4和表5中可知,棕色棉在氧化劑雙氧水、次氯酸鈉和還原劑保險粉作用下,明度增加,顏色變表3濃度/%0.20.4溫度/e常溫常溫$L醋酸-0.19-0.12表4濃度/(g#L-1)1.02.14.0溫度/e常溫常溫95100$L雙氧

9、水)0.623.85次氯酸鈉1.661.99)表5濃度/(g#L)1.02.0-1淺;紅光減少,藍光增加;總色差在35左右,氧化劑的影響更大.所以去雜處理要避免氧化劑和還原劑作用.1.3天然彩棉的顏色穩(wěn)定性天然彩棉的色素不穩(wěn)定性主要表現(xiàn)在兩個方面.一是天然彩棉尤其是綠色棉在陽光的照射下極易變4醋酸和硫酸對棕色棉色光的影響$a醋酸0.501.11硫酸0.241.24醋酸0.650.83$b硫酸-0.52-0.07醋酸0.841.39$E硫酸1.371.80硫酸-1.25-1.30雙氧水和次氯酸鈉對棕色棉色光的影響5$a雙氧水)-3.17-3.66次氯酸鈉-2.96-4.12)雙氧水)0.311.

10、01$b次氯酸鈉1.381.80)雙氧水)3.245.41$E次氯酸鈉-3.66-4.92)還原劑保險粉對棕色棉色光的影響5$L1.042.69$a-1.63-3.20$b2.311.61$E-2.79-2.69溫度/e85908590#40#南通大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)2006年色,有時在摘花前顏色便開始變淺.在同一棉鈴中,綠色棉纖維吐絮后呈綠色或淡綠色,光照后呈灰綠色,遇光時間長則變?yōu)辄S綠色.二是受氣候、土壤等條件影響,不同產(chǎn)地或同一產(chǎn)地的彩棉深淺不一,甚至同一棉株上的彩棉也可分離出有色、白色和中間色,色雜現(xiàn)象很突出.拉握持纖維容易滑移,從而使浮游纖維數(shù)量增加,在生產(chǎn)上應(yīng)調(diào)整羅拉隔距,降低羅

11、拉速度,以改善并條的條干不勻率.5)粗紗針對彩棉長度偏短、強力偏低的特點,在粗紗工序應(yīng)采用/后大隔距,集中前區(qū)牽伸0,捻系數(shù)偏大掌握的工藝,從而保證粗紗條干.另外,粗紗機采取重加壓的方法,可有效減少繞花和集聚現(xiàn)象,控制條干均勻度.6)細(xì)紗針對彩棉的特點,細(xì)紗工藝:(1)采取重加壓,壓力大傳到前羅拉的壓力也大,可以對纖維有更好的握持.(2)細(xì)紗要采用后區(qū)大隔距小牽伸,有利于提高成紗的條干均勻度.(3)適當(dāng)提高細(xì)紗捻系數(shù),改善成紗條干均勻度和成紗強力,同時降低紗22.1天然彩棉紡紗紡紗工藝流程天然彩棉紡紗工序為:開清棉(FA002)y梳棉(FA204C)y精梳(FA251)y頭并(FA305C)y

12、二并(FA305C)y粗紗(FA402)y細(xì)紗(EJM128K).2.2主要技術(shù)措施由于彩色棉與白棉相比,長度偏短、強度偏低、線毛羽,減少斷頭.成熟度差異大、整齊度較差、短絨含量較高,因此,應(yīng)2.3紗線性能選用精梳工藝或半精梳工藝,并對其紡紗工序的工根據(jù)上述要點作出工藝調(diào)整,紡制的彩棉75/白藝作適當(dāng)?shù)恼{(diào)整6-7.棉25混紡紗性能如表6.從表6可以看出,天然彩棉紗的物理指標(biāo)較本色紗差,尤其是JC14.6tex綠色彩棉紗,其單紗斷裂強度比本色紗低近20%,單紗強力CV值高出3.5個百分點,其強力CV值和百米重量CV值增大,彩棉紗尤其是彩棉綠的棉節(jié)、雜質(zhì)較多,因此,在天然彩棉的織造過程中應(yīng)采取相應(yīng)

13、的措施.1)開清棉彩棉纖維的特點是纖維長度偏短,強度偏低,馬克隆值差異大,短絨含量多等.針對彩棉纖維的特點,各機械打手應(yīng)適當(dāng)偏低掌握,適當(dāng)降低抓棉小車的抓取量和縮短打手伸出肋條的長度,適當(dāng)降低自動抓棉小車下降速度,有利于充分開松和梳理除雜.減小開棉機剝棉刀和打手的隔距,減少對棉束的反復(fù)打擊搓揉以利于減少棉結(jié).2)梳棉降低錫林、刺輥速度,以減少對纖維的3天然彩棉紗的織造打擊,減少棉結(jié).適當(dāng)減少喂入定量,以降低錫林、3.1工藝流程蓋板針面負(fù)荷,保證良好的分梳作用.由于彩色纖織造的工藝流程為:管紗y搖絞y煮練y維的強力低,生產(chǎn)過程中容易造成短絨,再加上原料本身含短絨高,故采用縮短大漏底弧長,漏底入口

14、與道夫的隔距加大,從而減少大漏底氣流量,使道夫能正常抓取并及時轉(zhuǎn)移.3)精梳由于彩色棉纖維較短,短絨較多,應(yīng)適當(dāng)調(diào)整精梳落棉隔距,控制落棉率.4)并條并條的條干均勻度與細(xì)紗成紗條干均勻度有一定的相關(guān)性.因為彩棉纖維長度偏短,羅表6品種白紗綠棉棕棉Jc14.6texJc18.2texJc14.6texJc18.2texJc14.6texJc18.2tex單紗強力/cN198.00232.70157.70212.80188.74222.90單紗強力CV/%9.810.713.314.611.913.3上漿y絡(luò)筒y織造3.2主要技術(shù)措施(1)煮練由于天然彩棉紗中含有棉籽殼、脂肪、蠟質(zhì)、果膠等天然雜物

15、,需經(jīng)少量滲透劑的煮練,以去除這些天然雜物,提高紗線的潔凈度和吸濕性能,有效地改善紗線條干和上漿效果,滿足后道工序的需要.(2)上漿天然彩棉的色素不穩(wěn)定,遇到酸、堿及百米重量CV/%2.22.13.22.62.52.8棉結(jié)、雜質(zhì)/(粒#g-1)10/1213/1512/2218/2913/2413/20天然彩棉紗物理機械性能單紗斷裂強度(cN#tex-1)14.614.511.712.813.613.1蔣麗云,等:天然彩棉性能及其產(chǎn)品開發(fā)#41#強氧化劑會發(fā)生變化.為了保證天然彩棉制品的無小張力、重滲透兼顧披覆、環(huán)保0的原則,達到提高紗線可織性的目的.因天然彩棉紗成本較高,若采用片紗上漿方法損

16、耗大,浪費多,織軸紗線排序易亂,不利于織造的進行.為提高生產(chǎn)效率,一般采用絞紗上漿.(3)絡(luò)筒由于彩色棉紗的棉結(jié)雜質(zhì)較多,絡(luò)筒時應(yīng)最大限度地利用電子清紗器清除粗節(jié)、細(xì)節(jié)和大棉結(jié),同時適當(dāng)降低車速以減少斷頭和毛羽的產(chǎn)生.(4)織造因彩棉紗強力較低,織造時易斷頭,故(3)防皺采用環(huán)保型彈性體硅油柔軟技術(shù)和分達到良好的柔軟度和一定的防皺效果.3.4性能測試3.4.1天然彩棉織物的物理機械性能天然彩棉色織布的強力與本色白棉織物的強力對比如表7.從表7可以看出,兩種紗支本色紗織物的經(jīng)、緯向拉伸斷裂強力高于彩棉色織物,其撕裂強力也明顯高于彩棉色織物,主要原因是彩棉紗的拉伸斷裂強度較低對織物性能的影響.3.

17、4.2天然彩棉織物的色牢度天然彩棉紗在織造加工過程中經(jīng)過上漿、燒毛、退漿、煮練等處理工序,天然彩棉制品使用后需洗滌、熨燙等,極易引起天然彩棉色彩的變化.天然彩棉織物的色牢度如表8.彩棉經(jīng)高溫、熱水、一定濃度的堿酸、還原劑及氧化劑處理等,色彩一般會變深或變淺,尤其是遇到氧化劑,彩棉的顏色幾乎褪盡,因此,彩棉面料及其制品不能使用含氧化劑的消毒劑.彩棉織物的皂洗變色和汗?jié)n牢度較差,光照對棕色彩棉影響不大,但對綠色彩棉色素影響較大,不僅在陽光的直射下而且在室內(nèi)自然光線情況下,天然彩棉的綠色會隨時間的遷移逐漸向黃綠色、黃棕色方向轉(zhuǎn)變.因此,加工綠色天然彩棉制品時要格外注意.污染性,采用全淀粉漿配方,上漿

18、時遵循/高濃低粘、子結(jié)構(gòu)中不帶甲醛的防皺整理劑處理彩棉織物,以采用/早開口,遲投梭0的織造工藝,提高梭口清晰度,有效地減少開口不清造成的疵點.適當(dāng)降低上機張力,降低斷頭率.3.3天然彩棉織物的后整理天然彩棉有天然色彩,可直接進行色織和針織,但下機后的坯布含有大量的雜質(zhì)和漿料,且色彩不鮮艷,手感粗糙,不宜直接穿著,需經(jīng)后整理達到成品所需的結(jié)果.3.3.1工藝流程后整理的工藝流程一般為:坯布y燒毛y退漿y抗皺y成品.3.3.2技術(shù)要點(1)燒毛天然彩棉纖維短,強力較差,織物表面易起毛,燒毛處理可使其表面光滑,但要采取調(diào)整火焰口高低、風(fēng)力強弱等措施,使布面通過火口,利用氧化火焰燒毛,以減少纖維損傷.

19、(2)退漿因彩棉色澤對酸堿有一定的敏感性,特別是不耐酸,故在后整理過程中,宜選用生物淀粉酶與堿性果膠酶混合進行退漿煮練,水洗后用纖維素酶拋光工藝,效果較好.表7品JC18.218.2JC18.218.2JC14.614.6JC14.614.6種11080彩綿交織(棕)11080白棉12080彩棉交織(綠)12080白棉表8品種JC18.218.2綠彩棉JC18.218.2棕彩棉皂洗牢度/級變色2.53.5沾色4.54.54結(jié)論(1)天然彩棉纖維長度偏短,強度偏低,馬克隆值高低差異大,整齊度較差,短絨含量高;纖維色素不穩(wěn)定,色澤不均勻,經(jīng)日曬后色澤變淡或褪色,水洗后色澤變深.天然彩棉織物與本色白

20、棉織物的物理機械性能拉伸斷裂強力/N經(jīng)向526.1637.8519.1554.3緯向365.7441.0234.3250.4撕裂強力/N經(jīng)向10.315.110.213.7緯向8.112.47.19.4天然彩棉織物的色牢度磨擦牢度/級干磨4.54.5濕磨2.52.5酸2.53.5汗?jié)n牢度/級堿3.54.0沾色4.54.5日曬牢度/級2.53.5#42#南通大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)2006年(2)天然彩棉纖維紡紗工序中主要技術(shù)措施為:開清棉工序中各機械打手速度應(yīng)比白棉低些,適當(dāng)色和汗?jié)n牢度較差,光照對棕色天然彩棉影響不大,但對綠色天然彩棉色素影響較大.降低抓棉小車的抓取量和縮短打手伸出肋條的長度,

21、減少對彩棉纖維的損傷;梳棉中適當(dāng)降低錫林、參考文獻:刺輥的速度,縮短大漏底弧長,漏底入口與道夫的隔距加長,使道夫能正常抓取并及時轉(zhuǎn)移;并條中減小后區(qū)牽伸倍數(shù),并條隔距配置大小要適應(yīng)加工彩棉纖維的長度;并條機的羅拉速度要稍低些;粗紗工序中采用后區(qū)大隔距,集中前區(qū)牽伸,捻系數(shù)偏大掌握的工藝;細(xì)紗工序中采用重加壓,同時加大捻系數(shù)來提高細(xì)紗的成紗質(zhì)量.(3)織造工序中的主要技術(shù)措施為:漿紗工序中,采取/高濃低粘,小張力,被覆浸透兼顧0的工藝原則;織造中采用/早開口,遲投梭0的織造工藝,適當(dāng)降低上機張力,降低斷頭率.(4)天然彩棉織物的經(jīng)、緯向拉伸斷裂強力和撕破強力均小于本色紗織物;天然彩棉織物的皂洗變

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