一种多功能三防抗菌保暖止痒面料的设计方法与生产工艺
技术领域
本发明具体涉及一种多功能三防抗菌保暖止痒面料的设计方法与生产工艺。
背景技术
随着科技的发展，各种功能性面料，正在快速进入人民的日常生活，但是每种功能性纤维都只有某一特定功能，单一纤维不能同时满足多种功能需求。将多种功能性纤维，通过巧妙的组合，从而最大限度地发挥纤维的各自特性，同时再经过一些功能性整理来满足人民多方面的需求。开发功能性抗菌止痒三防面料，设计成三层结构，面料的里层与肌肤直接接触，具有舒适、保健、抗菌、止痒功能；中间为填充层，选用中空纤维，使面料蓬松、柔软、轻巧，含有大量的静止空气，最大限度地提升了面料的保暖功能；外层面料要时尚、美观，细腻精致，具有良好的防水防油防污效果。通过三层结构的组合，该款面料同时具有了精致的外观品质、防水防油防污、优异的保暖功能、保健功能和抗菌止痒功能。
发明内容
发明目的：为了解决现有技术的不足，本发明提供了一种多功能三防抗菌保暖止痒面料的设计方法与生产工艺。
技术方案：一种多功能三防抗菌保暖止痒面料的设计方法，产品设计如下：
1里层织物的设计：
a里层织物原料的选用：经、纬纱的纱支为14.7tex，经纱原料为50％的止痒纤维，50％的长绒棉；纬纱为30％的薄荷纤维，70％的长绒棉；
b具有抗菌止痒功能：采用功能性抗菌止痒面料，来解决肌肤骚痒的隐忧；选用回潮率高的纤维素纤维，提高内层面料的回潮率；本面料中抗菌止痒纤维的回潮率为17.3％，薄荷纤维的回潮率为12.6％，长绒棉纤维的回潮率为8.5％，内层面料的平均回潮率达到了11.3％，回潮率大，能避免产生静电，解决干燥引起的骚痒；
选用抗菌止痒纤维，本发明中的抗菌止痒纤维是将止痒中药中的提取物，混和到粘胶纤维的纺丝液中，制成的抗菌止痒纤维，对致痒因子透明质酸、自由基的抑制率达到了88％，有良好的止痒作用；
c保健功能：薄荷纤维中含有薄荷酮的成份，能使人神清气爽，具有保健作用；
d里层织物的组织结构：里层织物选用斜纹组织作为织物的基础组织，本织物选用2/2同面斜纹；里层织物的经纬密度：里层面料的经纬密度为表层织物的50％，经密为220根/10cm，里层纬密为195根/10cm；
2表层织物的设计：a表层织物的原料：表层面料的经纬纱线都选用涤/棉混纺纱，混纺比为涤纶65％，棉35％，花型可以选用常规的条格图案；b面料选用9.8tex的高支涤/棉混纺纱；c面料的经纬密度要偏大设置，表层经密为440根/10cm，表层纬密为390根/10cm，织物组织选用交织次数多的平纹组织；
3填充层的设计：填充层选用中空腈纶长丝纤维，填充层的纬密为表层纬密的50％，填充层纬密为195根/10cm，原料为300D/144F，填充层没有经纱。
作为优化：产品的规格如下：成品幅宽为146cm，表层经密为440根/10cm，表层纬密为390根/10cm，填充层纬密为195根/10cm，里层经密为220根/10cm，里层纬密为195根/10cm，织物的总经密为660根/10cm，织物的总纬密为780根/10cm；织物总经根数为9612根，其中，表层经纱为6376根，里层经纱为3188根，边经纱为48根，纱支为9.8tex，坯布幅宽为164.4cm，上机筘幅为176.4cm，上机筘号为205齿/10cm。
作为优化：使用反织工艺，减少织制每纬时的提综数：将经纱根数多的表层织物，作为下层组织，将经纱根数少的里层织物，作为上层组织，这样织制下层纬纱时，提取的综框数为：上层综框4页综提升，下层织物中，4页有经组织点的综框需要提升，因此，一般情况下只需要提8页综，与正织法工艺相比，提综数少，利于梭口清晰。
作为优化：采用分区穿综工艺，表层织物的经纱根数多，穿在综框的前区，使用1-8页综，里层织物的经纱根数少，穿在综框的后区，边纱穿1-2页综，每筘3入。
作为优化：根据表经和里经织缩不同，采用双轴织制。
作为优化：织物的接结工艺使用表层纬纱，接结里层组织的接结工艺，这样接结点都在织物的里层，不会影响表层织物的外观。
所述的多功能三防抗菌保暖止痒面料的生产工艺，包括如下步骤：
(1)整经
选用贝宁格ZDA型整经机整经，整经速度为670m/min，表层经纱和里层经纱的的织缩差异较大，需要分开整经，整经时集体换筒，不进行附加张力设置；表层经纱6376根，边纱48根，合计6424根；整成9轴，整经配轴为：713*2+714*7；里层经纱3188根，整成5轴，整经配轴为：637*2+638*3；
(2)浆纱
经纱有涤/棉纱和止痒粘胶/长绒棉混纺纱两种，涤纶含有酯基，棉纱和粘胶含有羟基，根据相似相溶的原理，浆料配方如下：选用磷酸酯淀粉70％、PVA1788浆料30％，不使用其他助剂，两种纱线使用同一种浆料配方；
使用S432型祖克浆纱机生产，浆纱速度为40-45m/min，上浆率：纱支细，单纱强力高，需要兼顾浸透与被覆，9.8tex涤棉纱，上浆率控制在13％-14％之间，粘胶长绒棉混纺纱，上浆率控制在9％-10％；回潮率：涤棉纱的回潮率控制在2.5％，粘胶/长绒棉纱，回潮率控制在9％-9.5％；
(3)织造：
选用GA718型喷气织机织制，织机车速为520r/min；
双轴织造：表层经纱根数多，安装在下方的织轴架上，里层经纱根数少，安装在上方的织轴架上，两个织轴架上的经纱，用分绞线隔开，以免挡车工接错纱头；
早开口：组织结构复杂，梭口难以清晰，使用早开口工艺，开口时间为290°；
低后梁：为减少上层经纱的下沉，使用低后梁工艺。后梁高度为-1刻度；
引纬工艺：经密大，梭口难以清晰，使用晚引纬工艺，纬纱始飞行角为95°，纬纱到达角为230°，实际纬纱到达角控制在215°-230°之间
(4)防油整理：使用方法如下：1.浸轧法：防水防油整理剂C6-PLUS：30～80g/L；焙烘条件：170℃×1～3分钟；2.浸渍法：焙烘条件170℃×1～3分钟。
有益效果：本发明将具有保健功能、抗菌止痒功能纤维，用在面料的里层，使里层面料具有保健、止痒、抗菌功能；将中空长丝纤维，用在面料的填充层，面料蓬松而柔软，使面料具有优异的保暖功能；面料的的外层使用高支涤/棉纱线，使面料具有优异的外观品质。利用多种不同功能性纤维，通过组合，可以开发出集多种功能性与一体的保暖保健抗菌止痒功能性面料。
附图说明
图1是本发明的织物组织穿综图。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以使本领域的技术人员能够更好的理解本发明的优点和特征，从而对本发明的保护范围做出更为清楚的界定。本发明所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例
1.产品设计
1.1里层织物的设计
里层织物对面料的舒适功能、止痒功能、保健功能影响最大，是本款面料设计的重点。
1.1.1里层织物原料的选用：经、纬纱的纱支为14.7tex，经纱原料为50％的止痒纤维，50％的长绒棉；纬纱为30％的薄荷纤维，70％的长绒棉。
纤维的混纺比对面料的功能能影响最大，薄荷纤维和抗菌止痒纤维的湿强、干强低于普通粘胶纤维，断裂伸长率要大于普通粘胶纤维，这两种纤维的模量比较低，容易伸长，面料的保形性能要低于普通粘胶纤维，而且其耐磨性能差，不适宜单独用作为机织面料的经纬纱，需要和尺寸稳定性好、耐磨性能好的纤维混纺交织，以提升面料的保形性和耐磨性。该面料为三层结构，外层面料的保形性能优越、美观、时尚，而对里层面料的保形性要求较低，选用长绒棉纤维完全能满足保形性要求。内层面料不宜选用保形性能更好的涤纶纤维，因为涤纶纤维的回潮率低，会影响面料的止痒功能。
1.1.2抗菌止痒功能：保暖面料一般都用于冬季气候干燥的季节，皮肤特别容易骚痒，尤其是老年人，随着皮腺功能的衰退，更容易皮肤骚痒。开发一款功能性抗菌止痒面料，来解决肌肤骚痒的隐忧。
通过调查，引起皮肤骚痒的原因很多，本款面料开发时，主要针对两种最常见的骚痒：一是气候干燥，产生静电，引起的骚痒，这可以通过选用回潮率高的纤维，避免产生静电，解决骚痒问题。第二种骚痒是由致痒因子透明质酸、自由基等引起的骚痒，可以通过选用特制的抗菌止痒功能性纤维解决。
对于气候干燥引起的皮肤骚痒，开发面料时选用回潮率高的纤维素纤维，提高内层面料的回潮率。本面料中抗菌止痒纤维的回潮率为17.3％，薄荷纤维的回潮率为12.6％，长绒棉纤维的回潮率为8.5％，内层面料的平均回潮率达到了11.3％，回潮率大，能避免产生静电，解决了干燥引起的骚痒。
选用抗菌止痒纤维，解决由致痒因子透明质酸、自由基等引起的骚痒。本发明中的抗菌止痒纤维，是将止痒中药中的提取物，混和到粘胶纤维的纺丝液中，制成的抗菌止痒纤维，对致痒因子透明质酸、自由基的抑制率达到了88％，有良好的止痒作用。
1.1.3保健功能：薄荷纤维中含有薄荷酮的成份，能使人神清气爽，具有保健作用。
1.1.4进一步提升里层面料功能的其他工艺措施。
里层织物的组织结构：里层织物要求柔软舒适，选用斜纹组织作为织物的基础组织。本织物选用2/2同面斜纹，无论是经纱中的止痒纤维，还是纬纱中的薄荷纤维，与肌肤的接触率都比较高，从而利于这两种纤维发挥其止痒功能和保健功能。
里层织物的经纬密度：里层织物选用较小的经纬密度，相对比较粗的纱支，利于里层织物柔软，提升面料的贴肤性能，最大限度地发挥止痒纤维和薄荷纤维的功能。里层面料的经纬密度为表层织物的50％，经密为220根/10cm，里层纬密为195根/10cm。
1.2表层织物的设计
表层面料要求美观、时尚，耐磨，具有较好的防风功能，根据上述的基本要求，设计表层面料。
1.2.1表层织物的原料：根据表层面料的要求，经纬纱线都选用涤/棉混纺纱，混纺比为涤纶65％，棉35％。涤棉面料保形性能好，面料挺括，外观风格好，花型可以选用常规的条格图案，能满足各年龄层次消费者的要求。
1.2.2面料的外观品质是一个重要的指标，纱支细，经密高，面料表面细腻精致，符合消费者的需求，因此面料选用9.8tex的高支涤/棉混纺纱。
1.2.3进一步提升表层面料防风功能的工艺措施：表层面料要有较好的防风功能，面料的经纬密度要偏大设置，表层经密为440根/10cm，表层纬密为390根/10cm，织物组织选用交织次数多的平纹组织。
1.2.4为了赋予织物三防功能，通过在织物表面附着六碳环保型含氟整理剂，改变织物表面性能，从而使织物不再被水和油和污渍类物质润湿。
1.3填充层的设计：
1.3.1填充层要求蓬松柔软，根据这一要求，选用纬纱作为填充层，增加面料的厚度，填充层要求柔软蓬松，面料柔软，舒适性能好；面料蓬松，含有大量的静止空气，这些空气会形成隔热层，阻止热量的流失。
1.3.2填充层要选用热传导系数低的合成纤维，合成纤维热传导系数低，热量流失的速度慢，面料的保暖功能好，
1.3.3填充层选用中空腈纶长丝纤维，纤维中空，柔软性好，质量轻，中空纤维的中腔中含有静止空气，利于织制轻薄的保暖面料。
1.3.4填充层的纬密大，填充层的纤维多，面料的保暖功能好，但面料的外观会变得臃肿，影响面料的外观特征。经过试织后，确定填充层的纬密为表层纬密的50％，填充层纬密为195根/10cm，原料为300D/144F，填充层没有经纱。
2.产品的工艺设计
2.1产品规格
成品幅宽为146cm，表层经密为440根/10cm，表层纬密为390根/10cm，填充层纬密为195根/10cm，里层经密为220根/10cm，里层纬密为195根/10cm，织物的总经密为660根/10cm，织物的总纬密为780根/10cm。织物总经根数为9612根，其中表层经纱6376根，里层经纱3188根，边经纱48根，纱支为9.8tex。坯布幅宽为164.4cm，上机筘幅为176.4cm，上机筘号为205齿/10cm。
2.2反织工艺
由于表层经纱根数多，里层经纱根数少，织制里层经纱时，表层经纱需要全部提起，本发明中，使用常规的正织工艺，织制里纬时，里层经纱需要提2页综，表层经纱8页综需要全部提综，因此织制里纬时，一般需要提10页综。这会导致织制里纬时，需要提升的综框数多，梭口难以清晰。
为了减少织制每纬时的提综数，使用反织工艺：也就是将经纱根数多的表层织物，作为下层组织，将经纱根数少的里层织物，作为上层组织，这样织制下层纬纱时，提取的综框数为：上层综框4页综提升，下层织物中，4页有经组织点的综框需要提升，因此，一般情况下只需要提8页综，与正织法工艺相比，提综数少，利于梭口清晰。
2.3分区穿综工艺，表层织物的经纱根数多，穿在综框的前区，使用1-8页综，里层织物的经纱根数少，穿在综框的后区，边纱穿1-2页综。每筘3入。
2.4双轴织制：表经和里经织缩不同，需要双轴织制。
2.5织物的组织图、穿综图，如图1所示：图1中“表”：表示表层经纬纱，“里”：表示里层经纬纱，“中”：表示填充层纬纱。■方框表示表层织物的经组织点，
2.6织物的接结工艺：接结工艺使用表层纬纱，接结里层组织的接结工艺，这样接结点都在织物的里层，不会影响表层织物的外观。
3.生产要点
3.1整经
选用贝宁格ZDA型整经机整经，整经速度为670m/min，表层经纱和里层经纱的的织缩差异较大，需要分开整经，整经时集体换筒，不进行附加张力设置。表层经纱6376根，边纱48根，合计6424根。整成9轴，整经配轴为：713*2+714*7；里层经纱3188根，整成5轴，整经配轴为：637*2+638*3。
3.2浆纱
经纱有涤/棉纱和止痒粘胶/长绒棉混纺纱两种，涤纶含有酯基，棉纱和粘胶含有羟基，根据相似相溶的原理，浆料选用磷酸酯淀粉70％+PVA1788浆料30％，不使用其他助剂，两种纱线使用同一种浆料配方。
浆料配方的依据是：对于涤/棉纱上浆，需要酯基和羟基，磷酸酯淀粉含有酯基和羟基，对涤棉纱有较好的粘附力，但淀粉浆的浆膜比较硬、韧性差，断裂伸长小，织制高密织物时容易断头，不能满足高密织物的织造需求。本面料三层结构，总经密大，提综多，因此纯淀粉浆不能满足该品种的需求，在浆料配方中加入了PVA1788浆料后，浆膜的断裂伸长由2.8％左右，提升到10％以上，浆膜的韧性增加，织造时经纱的断头会大幅减少。
对于止痒粘胶/长绒棉混纺纱，交织次数少，但由于本织物使用反织工艺，织制下层纬纱时，粘胶/长绒棉混纺纱也需要反复提综，摩擦次数多，因此对浆膜的要求比较高，纯淀粉浆料不能满足织造的需求。
使用S432型祖克浆纱机生产，浆纱速度为40-45m/min，涤棉纱经密大，浆纱时纱线粘连多，浆纱速度快，容易导致分绞断头。上浆率：纱支细，单纱强力高，需要兼顾浸透与被覆，9.8tex涤棉纱，上浆率控制在13％-14％之间，粘胶长绒棉混纺纱，上浆率控制在9％-10％；回潮率：涤棉纱的回潮率控制在2.5％左右，粘胶/长绒棉纱，回潮率控制在9％-9.5％之间。
3.3织造：
选用GA718型喷气织机织制，织机车速为520r/min。
双轴织造：表层经纱根数多，安装在下方的织轴架上，里层经纱根数少，安装在上方的织轴架上，两个织轴架上的经纱，用分绞线隔开，以免挡车工接错纱头。
早开口：组织结构复杂，梭口难以清晰，使用早开口工艺，开口时间为290°。
低后梁：为减少上层经纱的下沉，使用低后梁工艺。后梁高度为-1刻度。
引纬工艺：经密大，梭口难以清晰，使用晚引纬工艺，纬纱始飞行角为95°，纬纱到达角为230°，实际纬纱到达角控制在215°-230°之间。
3.4防油整理
拒水拒油防污整理剂是一类具有低表面能基团的化合物，在一定条件下可与织物表面发生聚合，有效降低织物表面张力，常见的防水防油剂碳氢类和碳氟类的化合物，表面张力都要小于水表面张力(70*10-5N/CM),因此两类化合物都带有防水效果。
防油整理则是要求织物不被油类润湿，同样是改变织物的表面张力，而油类的表面张力要比水更低，一般油类液体的表面张力就有(20-30*10-5N/CM)之间，要降低表面张力到15*10-5N/CM一下，才能使织物拥有足够低的表面张力，才能保证织物不被油类物质所润湿。
防油整理剂C6-PLUS属于六碳环保型含氟整理剂，广泛应用于涤纶、尼龙及其混纺织物，户外功能型运动服装、背包材料的防水防油整理，经其整理后的织物具有优异的防水防油性能。对部分纺织品有提升抗撕裂强度的功能，且可耐水洗30次以上。
使用方法
1.浸轧法：
防水防油整理剂C6-PLUS 30～80g/L
焙烘条件170℃×1～3分钟
2.浸渍法：
焙烘条件170℃×1～3分钟
相关测试方法有AATCC22,喷淋法,AATCC118防油测试,测试结果如下表1：
表1 测试结果表
本发明开发了一种抗菌止痒保暖功能性机织面料，拓展了功能性面料的品种，给有皮肤容易骚痒而影响生活质量的患者，提供了一个全新的选择，在生产过程中主要需要注意以下几点：(1)止痒纤维和薄荷纤维的干强和湿强，都低于普通粘胶纤维，初始模量也比较低，容易伸长，因而面料的保形性和耐磨性能都比较差，需要与长绒棉混纺交织，以提升面料的尺寸稳定性，同时又需要最大限度地保持面料的抗菌止痒能。(2)利用填充层的纬纱，可使保暖面料蓬松、柔软，增加了保暖面料中静止空气的含量，使轻巧的保暖服，有优越的保暖功能。(3)面料的表层使用高支涤棉纱，较大的经纬密度，使得保暖面料具有极好的防水防油防污防风功能和细腻精致的外观品质。
本发明中开发的止痒功能面料，是对两种常见的皮肤骚痒设计的，同时，也可以针对不同的骚痒原因，开发一系列的止痒面料，来满足消费者的不同需求。当然选择止痒功能面料，需要根据引起骚痒的原因，进行针对性的选择，需要了解产生骚痒的原因，才能起到较好的止痒效果。
