本发明涉及服装面料技术领域，尤其是涉及一种三层一体免填充棉服面料的制备方法。
背景技术：
羽绒服和棉服是人们冬天防寒保暖的首选，具有轻薄、时尚、御寒的效果。但是羽绒服在充绒的过程中，工作环境较恶劣，细小羽绒到处飞，极易通过呼吸道吸入肺部，给健康带来不利，长时间使用可导致肺纤维化及尘肺等，因此，从环保和健康的角度考虑，不提倡使用羽绒制品。另一方面，羽绒服穿在身上也极易跑绒，因此易过敏体质、鼻炎患者、呼吸道疾病人员、新生儿更不建议使用羽绒制品。除此以外，羽绒服需要经过选绒、选择防绒面料(包括里料和面料)、裁剪、缝制、充绒等加工工艺才能制造完成，制作工艺不仅复杂而且要求严格，大大增加了原料成本和人工成本，增加了污染的概率，而且羽绒服绗缝线处容易漏绒钻绒，在穿着和洗涤过程中更易损害羽绒和面料的防绒性，从而加大漏绒钻绒现象，致使绒毛钻进贴身衣物，穿着极不舒适，影响深色衣物的美观。羽绒服在洗涤过程中容易造成羽绒的分布不均匀，出现一处绒多，一处无绒现象，影响保暖效果，且不美观。羽绒服不能机洗，只能干洗或手洗，变相增加了使用价值。
因此近年来，随着环保和健康的呼声越来越高，越来越多的人们提倡不穿诸如羽绒服等动物类皮毛制成的保暖防寒服，取而代之的是棉服，棉服的变化种类越来越多，技术含量和产品附加值也越来越高，棉服的变化趋向于一体化、简便化、时尚化、环保节能化。早期棉服是指用天然纤维棉花加工制成的棉芯与面料缝合在一起制成的，而这类棉服比较传统、厚重、可变性差，价格高，性价比低，机械化生产差，不易清洗，不美观时尚，已逐渐被新的太空棉(聚酯纤维)取而代之，但取而代之的新式太空棉棉服也有很多尴尬的穿着体验，即在穿着过程中越洗越不保暖，且棉芯容易断层断裂不可恢复，直接影响美观性和保暖性。
不论羽绒服的制作还是棉服的制作，从前期填充物的生产和填充的过程都比较长，耗时耗力，且环保基本不能保证，所以，创造出一种既能减少生产环节、节能环保，又能达到保暖功效的免填充替代品面料显得尤为重要且必要。
技术实现要素：
本发明的目的是，针对现有技术中羽绒服和棉服易漏绒跑绒，棉芯容易断层且不可恢复，不保暖等不足，提供一种既不易流动缩团又蓬松有弹性，保暖性、透气性、抗断裂撕裂性能均较好的三层一体免填充棉服面料的织造方法。
本发明的目的主要是通过下述技术方案得以实现的：首先，本发明提供了一种三层一体免填充棉服面料的织造方法，所述方法包括如下步骤：(a)原料准备：纬纱一、纬纱二和经纱均采用涤纶或锦纶，中层纬纱三采用涤纶开纤纱；
(b)整经：分批整经；
(c)浆纱：上浆方法为单浸单压，浆料采用丙烯酸酯；
(d)穿综、穿筘：穿综方法为飞穿法，穿筘采用4入，即2根上层经纱加2根下层经纱；
(e)单轴织造：纬纱一、纬纱二和纬纱三的打纬顺序是：2根纬纱一→2根纬纱二→1根纬纱三。
步骤(d)中，由于三层一体免填充棉服面料总经根数过多，且上下分层，此面料选择飞穿法的穿综方法会减轻经纱与综丝的摩擦，从而降低经纱断头率并且获得清晰的开口；穿筘采用4入，即2根上层经纱加2根下层经纱，较小的穿入数有利于经纱均匀分布，从而减少经纱间的摩擦，减少经纱因摩擦而断头。
步骤(e)中，通过这样的设计，纬纱与经纱在绗缝处交织，中层固定更牢固，制备得到的面料具有符合要求的排列密度，从而增加面料的牢固性和耐磨性。
作为优选，步骤(e)所述的单轴织造采用进口双喷喷水织机，上机幅宽为175cm，开口高度为60mm，重锤为160kg，综框高度为128mm。坯布前期在织造时，三层布由于密度较高，分上、中、下三层，所以普通的工艺很难获得较清晰的开口，为了获得较大的开口，将开口高度由56mm提高到60mm，为了增加经纱张力，使开口清晰，将重锤由140kg提高到160kg，综框高度由116mm升高到128m。上机经密总体原则是略低，如果太高，一是不利于织造，二是会降低纬密，因为三层面料有中间有一层浮松层，浮松层密度越高那么织物整体厚度就会大大增加，这一层的纬纱二也是通过打纬形成的，若要提高纬纱2的密度，经纱密度会略微降低。
其中，由所述方法织造得到的三层一体免填充棉服面料，包括纬纱一、纬纱二、纬纱三和经纱，所述的纬纱一与经纱交织形成上层织物结构，纬纱二与经纱交织形成下层织物结构，所述的纬纱一和纬纱二交替形成上层纬纱和下层纬纱，在纬纱一和纬纱二的交叉处形成接结点，纬纱三依次交替穿设于接结点上方和下方形成中层纬纱。
纬纱一与经纱交织形成上层织物结构后，纬纱一向下形成下层纬纱，纬纱一继续与经纱交织形成下层织物结构；纬纱二与经纱交织形成下层织物结构后，纬纱二向上形成上层纬纱，纬纱二继续与经纱交织形成上层织物结构，纬纱一和纬纱二如此循环交替换层。上层织物和下层织物可以为平纹、斜纹、缎纹等，因此织造得到的面料上层和下层质地坚牢、挺刮、表面平整，耐磨性好，透气性好。中层由基本不交织的纬纱三组成，纬纱三依次交替穿设于纬纱一和纬纱二形成的接结点上方和下方，在换层处穿插在两个交叉的纬纱形成的绗缝处，起到固定位置的作用，防止中层的纬纱形状不固定，因外力的作用而流动缩团，厚度不均匀。
作为优选，所述的纬纱三为涤纶开纤纱，线密度为300d，单f为超细旦。开纤纱密度极高、绒毛孔超细，具备超强的吸水性，具有比一般纤维更具蓬松、柔软的触感，还具有优良的保暖性能。
300d的开纤纱中单f为超细旦，能使中层更蓬松保暖。
单个绗缝处纬纱三的数量优选为300～500根，根据不同的人群对棉服厚度的不同需要，可适当增加或减少纬纱三的数量，在上述范围内，纬纱三数量越多，织造得到的棉服越厚，弹性越好，越保暖。
作为优选，所述的纬纱一、纬纱二和经纱的线密度为50d。经纱、纬纱一和纬纱二交织形成的上层和下层的主要作用是确保交织点无缝隙，避免中层的纤维从缝隙中跑出，因此面料毛坯的上层和下层均采用50d涤纶高f细纱，更容易实现上述目的。
作为优选，所述的面料毛坯的厚度为10～15mm。
其次，本发明提供了一种所述三层一体免填充棉服面料的后处理方法，所述方法包括步骤：
(i)将所述方法织造得到的三层一体免填充棉服面料进行冷堆处理；
(ii)退浆；
(iii)染整：采用平缸染色；
(iv)定型；
(v)碱减量开纤处理：碱液采用naoh溶液，浓度为15～30g/l，以季铵盐表面活性剂作为促进剂，浴比为1：(15～20)，温度为80～110℃，处理时间为25～30min。
坯布上的浆料影响织物的吸水性能，还影响染整产品的质量，且会增加染化药品的消耗，故在染整前应先对布料进行退浆处理。
由于该布料比较厚重，因此不易退浆完全，所以要在退浆阶段进行冷堆，以保证退浆完全。
另一方面，由于涤纶三层布在定型后要进行碱减量开纤处理，此处在碱液里冷堆也是对后续碱减量开纤处理作的预处理，节约了后续开纤时间。
因为三层一体面料的中间有类似密封夹层，所以染色方式选择平缸染色，而忌用溢流染色方式，因为在溢流方式中，转轮带动布匹进行转动，水会被裹在布的中间夹层里出不来，易损坏布，而且严重影响染色，而平缸染色中布是水平方向移动，不易裹水，染色效果好。
作为优选，所述步骤(i)中，冷堆温度为60℃，时间为48小时，速度为45m/min，冷堆液的组分为：液碱93kg，精炼剂11kg，精炼剂渗透剂4kg，去油灵5.6kg，双氧水16kg，双氧水稳定剂2.4kg，浴中柔软剂3.2kg。
作为优选，所述步骤(ii)中，退浆温度为95℃，速度为50m/min，退浆液的组分为：液碱850kg，去油灵41kg，精炼剂80kg，螯合分散剂22kg。
作为优选，所述的步骤(iii)中，染色温度为105℃，保温时间为60min。
作为优选，所述步骤(iv)中，定型温度为175℃，定型速度为32m/min。由于布很厚重，所以在定型阶段的定型温度比平时提高15℃，为175℃，定型速度比平时降低8m/min，为32m/min，温度和速度同时调整比较合理，因为单纯的调整温度，布移动得很快就容易造成内部烘干不充分，如果单一降低速度就会影响产量。
作为优选，所述步骤(v)中，碱减量开纤处理工序中naoh溶液的浓度为20g/l，浴比为1：15，温度为100℃，处理时间为25min。碱减量开纤处理后，涤纶表面被碱刻蚀，其质量减轻，纤维直径变细，表面形成凹坑，纤维的剪切刚度下降，消除了涤纶丝的极光，并增加了织物交织点的空隙，使织物手感柔软、光泽柔和，改善吸湿排汗性。正常情况下碱减量开纤处理的时间是30min，但由于染整之前做了冷堆处理，因此将碱减量开纤的时间缩短到25min，提高了效果且节约了成本。
在本发明的另一方面，提供了一种三层一体免填充棉服面料，所述面料采用上述制备方法加工而成。
作为优选，所述的面料在织造后的厚度为10～15mm，面料经过后处理之后的厚度为20～35mm。微丝开纤纱经过碱减量开纤处理后，超多单纤会舒展蓬松开，并且会产生适当的收缩，撑开的空间和力度会把上下层面料撑起来，使面料弹性大，从外观上来看就如同羽绒服或棉服，左右换层处就如同羽绒服和棉服的绗缝线。
由上述方法制备得到的面料的上层、下层和中层协同作用，效果更好，上层和下层的织物结构使中层纬纱的蓬松性更容易保持，上、下层形成的绗缝使中层纬纱固定牢固，不跑绒，在外力的作用下不易流动缩团，不易断裂，厚度均匀，可保持性好。三层一体的设计集合了上、中、下三层的优点，三层面料配合使用使得该面料无需另外填充，就可直接用来制作保暖服，面料蓬松有弹性，保暖性、透气性好。
因此，本发明提供的三层一体免填充棉服面料的织造及后处理方法具备下述优点：制备得到的面料的上、中、下三层协同作用，既能使面料的蓬松性更容易保持，又能使中层纬纱固定牢固，不跑绒，在外力的作用下不易流动缩团，不易断裂，厚度均匀，可保持性好；面料为一体织造，一体裁剪，可实现免填充且保暖的功能，可以直接用来制造保暖服；经过碱减量开纤处理后的面料蓬松有弹性，保暖性、透气性好，抗断裂撕裂的能力强；并且该织造及后处理工艺简单，织造可实现大货生产，染整无忧，且美观大方、新颖独特，市场潜力大。
附图说明
附图1是由本发明所述方法制备得到的三层一体免填充棉服面料的平面结构示意图。
图示说明：1-纬纱一，2-纬纱二，3-纬纱三，4-经纱，5-接结点。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
三层一体免填充棉服面料的织造及后处理方法，包括如下步骤：
a、织造：
(a)原料准备：纬纱一1、纬纱二2和经纱4均采用涤纶或锦纶，中层纬纱三3采用涤纶开纤纱；
(b)整经：分批整经；
(c)浆纱：上浆方法为单浸单压，浆料采用丙烯酸酯；
(d)穿综、穿筘：穿综方法为飞穿法，穿筘采用4入，即2根上层经纱加2根下层经纱；
(e)单轴织造：纬纱一、纬纱二和纬纱三的打纬顺序是：2根纬纱一→2根纬纱二→1根纬纱三；
b、后处理：
(i)冷堆；
(ii)退浆；
(iii)染整：采用平缸染色；
(iv)定型；
(v)碱减量开纤处理：碱液采用naoh溶液，浓度为15～30g/l，以季铵盐表面活性剂作为促进剂，浴比为1：(15～20)，温度为80～110℃，处理时间为25～30min。
实施例1：面料的制备工艺如下：
(1)原料准备：纬纱一1、纬纱二2和经纱4均采用涤纶50d纱，f数为96根，中层纬纱三3采用涤纶开纤纱，线密度为300d，单f为超细旦，f数为1200根；
(2)整经：分批整经；
(3)浆纱：上浆方法为单浸单压，浆料采用丙烯酸酯；
(4)穿综、穿筘：穿综方法为飞穿法，穿筘采用4入，即2根上层经纱加2根下层经纱；
(5)单轴织造：纬纱一、纬纱二和纬纱三的打纬顺序是：2根纬纱一→2根纬纱二→1根纬纱三；上机幅宽为175cm，开口高度为60mm，重锤为160kg，综框高度为128mm；
b、后处理：
(1)冷堆：冷堆温度为60℃，时间为48小时，速度为45m/min，冷堆液的组分为：液碱93kg，精炼剂11kg，精炼剂渗透剂4kg，去油灵5.6kg，双氧水16kg，双氧水稳定剂2.4kg，浴中柔软剂3.2kg；
(2)退浆：退浆温度为95℃，速度为50m/min，退浆液的组分为：液碱850kg，去油灵41kg，精炼剂80kg，螯合分散剂22kg；
(3)染整：采用平缸染色，染色温度为105℃，保温时间为60min；
(4)定型：定型温度为175℃，定型速度为32m/min；
(5)碱减量开纤处理：碱液采用naoh溶液，浓度为20g/l，以季铵盐表面活性剂作为促进剂，浴比为1：15，温度为100℃，处理时间为25min。
采用实施例1的制备工艺，改变原材料参数得到的试验结果列于表1。
表1三层一体面料参数的影响
根据表1的试验结果进行综合考虑，实施例1-3得到的三层一体面料的综合性能最好，特别是实施例1得到的三层一体面料。表2中的试验结果为选用实施例1中的面料参数，考察工艺参数对面料性能的影响。
表2工艺参数对面料性能的影响
由上述试验结果可以看出，实施例1和9综合性能优于实施例10-15，由此可见织造工艺及后处理工艺的参数对所制备得到的面料性能具有较大的影响。
实施例1、9-10所制备得到的面料与市场上新买回的一般棉服及均水洗10次后的性能对比试验分别见表3和表4所示：
表3三层一体免填充棉服面料与棉服的性能比较
表4三层一体免填充棉服面料与棉服均水洗10次后性能比较
由本发明的织造及后处理工艺制备得到的三层一体面料比市场上一般的棉服面料的保暖性、透气性好，同时，断裂强度和撕裂强度也比一般的棉服高，且水洗后不易断层断裂。因此该面料有较大的应用前景，可替代羽绒服和棉服面料，且制作工艺简便，无需填充物，实用性强。
总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。