
入选理由:
功能性涤纶单丝(茶炭)具有模量高、刚性大、尺寸稳定性好等优点,具有持久有效(经50次水洗)抑菌、负离子、消臭、远红外等功能,是优良的骨架和结构材料,是一种新型的高性能纺织用化纤材料。“功能性经编间隔织物(茶炭涤纶网布)”项目中的产品除具有常规经编间隔织物的基本使用性能外,还具有持久有效的抑菌功能,产品综合性能指标已达到国内领先水平。
文/本刊记者丨杨年生
编辑丨吴存兰
微信公众号ID丨fzkxyj
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布是一种具有网孔结构的经编织物,由于其优异的透气透湿性,同时所使用的主要材质涤纶、尼龙等又具有耐磨性好、回弹性好、材质轻、易清洗的优点,所以广泛应用于鞋材、家具用纺织品、汽车用纺织品等领域。
福建晋江华宇织造有限公司(以下简称“华宇”)研发的茶炭涤纶网布是一种功能性经编间隔织物,不仅有常规经编间隔织物的基本使用性能,还有持久有效的抑菌功能。其抑菌功能不是利用后整理方式获得的,而是在材料与织物组织结构方面造就的。该类产品的研发与生产属于差别化、功能化经编织物的研发与生产,填补了国内持久有效抑菌功能网布的空白,既符合经编产业的发展趋势,也增加了产品的使用功能和附加价值。
以市场需求为导向

图1 茶炭涤纶网布生产车间
从20世纪90年代开始,经编间隔织物就大量用于鞋材。目前运动鞋的消费已经超过鞋类总量的40%,达到了60亿只/年。对于运动鞋而言,穿用舒适性的首要标准是脚、运动鞋和环境三者之间的生物热力学的综合平衡。鞋腔内温度与相对湿度平衡,是材料容湿性、透气性、透水性与人体活动状态等综合协调的结果。足部长时间或剧烈运动会产生大量的热量,并分泌大量的汗液,若没有及时排出就会导致鞋底具有滑腻感,影响穿用舒适性,同时也使鞋内底摩擦力减小,可能给穿着者造成损伤。鞋腔内,帮面和底部热湿交换过程中形成各种微气候环境,直接关系到足部健康。传统的运动鞋面料采用普通涤纶或者锦纶,对微环境中的有害细菌没有抑制作用,难以满足人们对舒适、健康的要求。
穿用舒适性以及功能性对高端产品提出了更高的要求。国内对于功能性经编间隔织物主要采用涂覆的方法,由于涂覆过程中不可避免地对织物的三维网孔结构造成堵塞,从而影响面料的透气透湿性,同时涂覆材料对织物的附着力也会影响其使用寿命,因此开发差异化经编间隔织物具有重要意义。
茶炭涤纶网布以差别化、功能性涤纶为主要原料,考虑抑菌功能与成本最佳方案,在不影响产品抑菌功能的基础上,结合使用普通涤纶复丝或锦纶复丝,同时兼顾透气与耐穿性能要求,选用双针床经编网眼组织与编织工艺,再经过相应后整理赋予产品时尚色彩与风格,最终实现具有抑菌、舒适、健康的功能性经编间隔织物的成功研发与市场推广。
以技术创新为依托

图2 茶炭涤纶网布生产车间
茶炭是以回收的茶叶、茶渣为原料,经特殊工艺烧制而成的一种具有微孔、中孔、小孔的多孔性材料。茶炭本身具有很多优异的性能:第一,比表面积大和吸附性能强,具有除臭、吸附异味等特殊功效;第二,可除湿、调节环境温度,同时使吸附的水分呈弱碱性,具有漂白、美肤等功效;第三,导电性弱,具有防静电、抗电磁辐射的作用;第四,可放射远红外线,激发产生负离子,加快血液循环,改善人体环境。
功能性涤纶单丝利用茶炭研制茶炭涤纶母粒对涤纶进行改性,将微纳米级茶炭粉与低粘度聚合物载体共混造粒,通过茶炭聚酯母粒与切片熔融纺丝工艺,配套色母粒注射器,纺丝过程采用UDY-DT工艺,其中冷却方式采用吹风冷却或自然冷却,获得含茶炭成分的涤纶未取向丝,再经拉伸获得茶炭涤纶单丝。该茶炭涤纶单丝具有模量高、刚性大、尺寸稳定性好等优点,还具有持久有效抑菌、负离子、消臭、远红外等功能,是一种新型的高性能纺织用化纤材料。
由于茶炭涤纶单丝成本较高,为了控制织物成本,在组织结构与编织工艺上,采用茶炭改性涤纶单丝与普通涤纶长丝交织方式,利用双针床经编机混合编织,织造出蜂窝状,结构稳定、耐用,外观新颖、时尚的茶炭涤纶网布。
同时,通过在织物原料上进行筛选与配伍,实现了茶炭涤纶网布水洗50次后对真菌(白色念珠菌)以及革兰氏菌(金黄色葡萄球菌与大肠杆菌)的抑菌率分别为97.58%、95.71%以及91.11%,其抑菌率及持久性均得到提升。
在实际生产过程中,为了更好地解决在机器高速运转的情况下,纱线随之的抖动缺陷,将张力片改为张力弹簧,并取消张力杆两侧的张力补偿拉簧,固定张力杆不让其转动。这样充分利用了弹簧的弹性,及时地对纱线张力给予补偿,基本解决了纱线由于张力补偿不及时而造成的抖动。从而,保证了产品质量,对机器的运转速度也有了一个较大幅度的提升。通过优化整经与织造张力控制技术,确保了生产过程纱线张力均衡;进行电子送经、电子横移、贾卡提花等技术改造,改进了产品的性能,丰富了产品的品种。
加快实现产业化

图3 茶炭涤纶产品

图4 茶炭涤纶网布产品
依靠企业自身的科技资源和科技力量进行技术创新,根据市场需求和企业发展的需要,对研发出的科技成果在企业内部进行成果转化,是茶炭涤纶网布进行产业化的模式。华宇结合自身经济结构构建方案,组织研发队伍研发适合本企业的新技术、新工艺和新产品,并综合科研、生产的技术力量实施科技成果产业化。一方面以企业自身需求为前提,考虑市场及自身技术水平的适应性,可增加项目产业化的成功率;另一方面将科技成果的成果源与吸收体融为一体,市场交易内部化,消除中间环节,可降低科技成果转化成本,提高转化效率。
功能性茶炭涤纶网布在产业化生产阶段解决了原料配伍性价比、整经过程中纱线易滑脱、织造张力不稳和后整理定型尺寸与疵点四大关键技术问题。通过优化涤纶单丝、复丝规格,对编织工艺的组织结构进行完善改进,以提高织物耐磨、耐折、顶破强力、手感等质量性能。同时改进整经、织造、后整理生产过程设备的运行参数,完善质量控制环节,提高产品生产效率。近两年茶炭涤纶网布新增产量3000吨,新增销售收入6500万元,新增利税近500万元。
华宇凭借节能降耗、绿色减排、挖潜改造进行低成本创新,研发适销对路的差别化、高附加值、环保、节能的产品,以保证企业在激烈的市场竞争中立于不败之地。茶炭涤纶网布的开发与应用,不仅满足了当地鞋材等网布的市场需求,还对后期开发新型功能网布如除臭防蚊等家居网布、除臭除味内饰网布等具有重要指导意义,为经编行业产品开发提供导向,优化产品结构,对于涤纶网布行业整体技术更新升级具有积极的推动作用。同时将带动聚酯行业的技术、产品升级,加快行业的节能减排,构建中国聚酯行业中的循环经济低碳经济产业链。
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