竹炭纖維的結(jié)構(gòu)與紡紗工藝

竹炭纖維的結(jié)構(gòu)與紡紗工藝

隨著功能紡織品成為市場的主流，竹絲纖維紡織以其優(yōu)異的性能吸引市場。竹炭纖維紡織品不僅具有超強的吸附、吸濕排汗、除臭、蓄熱保暖、抑菌防霉等功能和作用,還具有良好的遠紅外負離子發(fā)射和抗紫外線等功能。竹炭纖維的誕生符合現(xiàn)代人對紡織品的內(nèi)在品質(zhì)舒適保健的要求。11.1竹碳纖維的制備竹炭纖維是在紡絲過程中將超細甚至納米竹炭粉末加入紡絲流體制成的新型纖維品種,它是一種全新的功能性纖維。圖1為竹炭纖維制的工藝流程1.2竹碳纖維素的類型1.2.1纖維素纖維竹炭粘膠纖維是一種具有高吸濕性能的再生纖維素纖維,是以粘膠纖維為基質(zhì),選用納米級竹香炭微粉,經(jīng)過特殊工藝加入紡絲液中,再經(jīng)近似常規(guī)紡絲工藝制成的纖維1.2.2納米級熔入紡絲以下簡稱納米級竹炭滌綸纖維的加工是把竹炭通過物理方法使其粒徑達到微米級,然后與經(jīng)過特殊聚合工藝技術(shù)處理后的滌綸改性切片一起熔入紡絲熔體之中。竹炭滌綸纖維是一種新型的保健功能纖維,其針織物具有諸多優(yōu)良的保健功能。1.2.3錦綸6竹炭短纖的制備竹炭錦綸纖維是將竹炭功能母粒與錦綸6切片按1∶5～1∶10的重量比混合,混合物加入到錦綸紡絲設(shè)備中進行紡絲、繞絲、集束、牽伸、脫水、卷曲、定形、切斷,而得到的錦綸6竹炭短纖維。1.3防水劑的功能a)超強的吸附性能;b)特殊的保健功能;c)竹炭纖維具有遠紅外功能、釋放負離子功能、抗菌防霉功能和有害電磁波屏蔽功能;d)自動調(diào)節(jié)濕度、吸濕放濕快、蓄熱保暖性能;e)由竹炭纖維制成的織物還具有優(yōu)良的抗起毛起球性能、極好的染色性能、服用安全性能和易維護性能。2竹炭混紡紗的生產(chǎn)竹炭纖維紗線主要有竹炭粘膠紗、竹炭改性滌綸紗及竹炭混紡紗等。下面簡要介紹竹炭纖維紡紗的工藝流程。2.1粘膠紡紗工藝適應(yīng)環(huán)境竹炭粘膠纖維在紡紗過程中會產(chǎn)生靜電,從而會引起繞羅拉和膠輥。由于竹炭粘膠纖維回潮率高,具有很強吸放濕能力,故在生產(chǎn)前6～8h給竹炭纖維按一定比例噴灑水,使纖維在以后各工序中處于放濕狀態(tài)。由于竹炭粘膠纖維的各種性能與粘膠纖維、竹纖維相似,故可采用粘膠紡紗工藝進行紡紗。其紡紗工藝流程如下:A002D型抓棉機→A035C型混棉機→A186D型梳棉機→FA302型并條機→FA302型并條機→FA302型并條機→A454E型粗紗機→A513W型細紗機。竹炭粘膠纖維細度細,長度較長,故在梳棉工序中應(yīng)配置合適的針布規(guī)格,各個分梳元件之間應(yīng)配以合理的速度和隔距,以有利于纖維的轉(zhuǎn)移,減少損傷。同時由于纖維表面光滑抱合力差,故并條工序和細紗工序膠輥涂料和硬度的合適與否,在生產(chǎn)過程中起著關(guān)鍵性的作用2.2紗線株速度、捻系數(shù)和成紗率竹炭改性滌綸纖維紡紗時極易產(chǎn)生靜電及粘卷現(xiàn)象,故混料時必須采取給濕、加油和保持車間合適而穩(wěn)定的溫濕度等措施,以利于紡紗過程順利進行。梳棉時應(yīng)適當降低錫林、蓋板和道夫速度,從而減小纖維的損傷和短絨率。并條采用輕定量、小牽伸,以便于保證牽伸過程中對纖維的控制,從而改善熟條條干,減少棉結(jié);同時為減少羅拉纏繞,適當降低并條出條速度應(yīng)。粗紗要采用較大的捻系數(shù),以減少成紗條干不勻。細紗捻系數(shù)和膠輥硬度適當偏大掌握,有利于成紗質(zhì)量的提高。紡紗工藝流程如下:A002D圓盤式抓包機→A006C型自動混棉機→A036C型豪豬開棉機→A092A型雙棉箱給棉機→A076C型單打手成卷機→A186C型梳棉機→FA315型并條機→A456C型粗紗機→FA507A型細紗機。2.3品質(zhì)生活的要求結(jié)合長絨棉纖維和竹炭粘膠纖維的優(yōu)點,將兩者混紡,利用該混紡紗制得的針織內(nèi)衣不但服用性能優(yōu)良、懸垂性好、手感柔和,還具有抗菌、防臭等特殊功能,符合目前人們對綠色、環(huán)保的健康消費觀念。將甲殼素粘膠纖維(45%～55%)與竹炭改性滌綸纖維進行混紡,該混紡紗制成的針織物具有吸附、消除異味和抗菌保健功能。33.1竹炭等化學(xué)氣體竹炭纖維表面及內(nèi)部特殊的超細微孔結(jié)構(gòu),使其具有很強的吸附能力,對人體異味(硫基化合物和氮基化合物)、油煙味、甲醛、苯、氨等化學(xué)氣體有吸收、解異味和消臭作用。據(jù)測定,竹炭對甲醛的吸附率為16%～19.39%;對苯的吸附率為8.69%～10.08%;對甲苯的吸附率為5.65%～8.42%;對氨的吸附率22.73%～30.65%;對三氯甲烷的吸附率高達40.68%,而且持續(xù)吸附時間均可達24d。并且在竹炭纖維的炭粉中,碳含量達93%～96%,能夠吸附硫基化合物和氮基化合物等,使織物具有吸附能力3.2竹炭纖維b等金屬酶活性測試a)遠紅外發(fā)射功能織物的遠紅外保健功能常測定在8～14μm(人體吸收的遠紅外線光譜范圍內(nèi))遠紅外線波段織物的法向發(fā)射率。由于竹炭纖維中含有金屬元素鉀、鎂、鈣等炭化物,使纖維和織物具有遠紅外發(fā)射功能(25℃,織物遠紅外發(fā)射率達到90%),可發(fā)射大量人體所能吸收的遠紅外光譜,激活人體細胞,增加細胞能量,加快血液循環(huán)速度,促進并改善人體微循環(huán)。b)抑菌、抗菌功能竹炭纖維針織物由于竹炭表面所附生的微生物能將所吸附的微生物分解,能有效地分解空氣中存在的有害物質(zhì),有一定的抑菌功能。采用美國測試與材料協(xié)會ASTME2149—2001固著性抗菌劑抗菌活性的動態(tài)測試法,以金黃色葡萄球菌ATCC6538(革蘭氏陽性菌)作試驗菌種測試長絲單面針織物抗菌抑菌功能,測試結(jié)果為抑菌率65%,抗菌率84%c)負離子發(fā)射功能竹炭纖維由于含有金屬元素及其碳化物,特別是碳化鈣(CaC),因此具有熱電性和壓電性,在有溫度和壓力變化的情況下(即使微小的變化),能引起負氧離子晶體之間的電勢差,從而使空氣發(fā)生電離,被擊中的電子附著于臨近的水和氧分子并使它轉(zhuǎn)化為空氣負氧離子。尤其是在竹炭纖維與其他纖維的混紡織物中,混紡織物經(jīng)摩擦后靜電效應(yīng)增強,加大了負離子的釋放量,其釋放量接近甚至達到郊外、田野負離子濃度,能增強人體免疫力,有抗菌力。3.3性能3.3.1竹炭纖維電子顯微鏡圖像織物的透氣性、吸濕性和保暖性與織物舒適性密切關(guān)聯(lián)。竹炭纖維針織物具有優(yōu)異的透氣性能、保暖性能以及良好的毛細效應(yīng),其中主要原因在于竹炭纖維具有特殊的形態(tài)結(jié)構(gòu)。從圖2竹炭纖維的橫向截面的電子顯微鏡照片中可以觀察到,纖維截面內(nèi)有豐富的孔隙,呈高度中空,邊沿為不規(guī)則的鋸齒形。圖3是竹炭纖維的縱向的電子顯微鏡照片,可以觀察到,縱向表面光澤均一,有多條較淺的溝槽。這樣的結(jié)構(gòu)便于氣體的通過,表現(xiàn)織物有良好的透氣性能3.3.2強伸、抗起毛、起球等竹炭纖維針織物織物手感較柔軟豐滿,織物耐磨性好,吸濕性、透氣性能好,具有適宜的強伸性能;織物還具有優(yōu)良的抗起毛、起球效果,達4～4.5級;織物常溫常壓可用陽離子染料染色,并可染深色,顏色較亮麗,色牢度高,可達到4級以上;織物的洗可穿性很好。4功能性和高科技纖維科技高速發(fā)展,針織服裝已經(jīng)進入多功能化和高檔化的發(fā)展階段。為順應(yīng)安全、環(huán)保的市場需求,功能性和高科技纖維在針織物中的運用最為豐富,賦予織物優(yōu)異的保健、阻燃、調(diào)溫等多種功能。利用竹炭纖維與棉、滌綸、Modal等混紡,開發(fā)出的針織物柔軟性能和彈性增強,并具有多種功能。4.1改善織物結(jié)構(gòu)利用該纖維紡制成的竹炭粘膠紗線非常適合應(yīng)用于針織內(nèi)衣織物以及運動休閑服裝。例如多功能竹炭改性滌綸保健無縫內(nèi)衣竹炭粘膠纖維針織物在織物的組織結(jié)構(gòu)上一般采用雙面組織,也可將強力高的細旦滌綸長絲編織在織物的里層或夾層,這樣既可保證加工的順利進行,也可使面料達到里層相對干爽的目的,并且織物的濕強有明顯改善4.2竹炭滌綸棉混紡紗竹炭滌綸纖維針織物同樣具有很強的遠紅外發(fā)射和負離子發(fā)射功能,導(dǎo)濕、吸濕、干爽、除臭功能,一定的抗菌性和很強的抗紫外線功能,良好的透氣性、懸垂性、剛?cè)嵝约氨Ｅ?耐磨性較好,但頂破強力較低,與棉混紡可改善其頂破強力江西宏豐制衣有限公司和上海東華大學(xué)共同開發(fā)出的多功能竹炭滌綸棉混紡棉毛內(nèi)衣填補了國內(nèi)空白,以14.5tex竹炭滌綸棉混紡紗為原料織成的棉毛衫褲屬于積極型保暖產(chǎn)品,可使冬季服裝向輕薄型方向發(fā)展,同時該產(chǎn)品能減少皮膚病菌感染,是消費者春、秋、冬內(nèi)衣的理想選擇4.3面料的可選用性羊絨與竹炭纖維混紡,既可彌補羊絨的缺陷,使羊絨面料向輕薄化方向邁出了難得的一步,也可改善羊絨制品的穿著性能,使羊絨織物時尚化,以滿足不同消費人群的需要。由于竹炭纖維具有抗菌、保健功效,使得混紡后的羊絨針織物具有特殊功能,提高了羊絨