技术领域
本发明属于纺织技术领域，尤其涉及一种混纺纱、一种吸湿速干抗紫外衬衫面料及相应的纺纱方法和生产工艺。
背景技术：
在人们生活水平逐步提高的今天，服用纺织品的舒适性及功能性直接影响着人们的生活质量。纺织品的吸湿快干舒适性是人们对纺织品的重要需求，而赋予纺织品抗紫外线功能是纺织品服用性能升级的重要手段之一。
在开发具有良好的吸湿快干性及抗紫外线性能织物方面，采用常规的纤维材料难以满足上述性能的要求。如天然纤维中的棉、毛、丝等纤维，均属亲水性纤维，含有亲水性基团，具有较好的吸湿性，能够吸附人体产生的汗液，但吸湿后滞留水的能力很强，即在纤维被汗浸湿以后，放湿速度特别慢，有时还会产生吸涨（随纱线支数不同而异，最高可达24%)，膨胀的纤维会填充原有织物的孔隙，限制空气的通透，导致水汽和热量的集结增加。而且汗液浸透的内衣粘贴在皮肤上，恶化体表小环境微气候，使穿着者感到不舒服。上述纤维尤其是天然纤维的抗紫外性能较差，通常需经后整理技术才能使其具有一定的抗紫外功能。而普通聚酯纤维织物由于本身的疏水特性，虽然快干性能好，能够迅速干燥，不会产生吸涨现象，但吸湿性差，不容易润湿，不能及时将体表的汗液吸收传递，且透气性也差，其面料的吸湿性能、穿着舒适性较差，夏天穿着有潮湿闷热的感觉，从而影响了服装的舒适性，也限制了其在服装领域的应用。为改善普通涤纶纤维的上述缺点，多种高吸湿性涤纶纤维应运而生。如杜邦的Coolmax纤维、日本东洋纺的Y形截面涤纶纤维、国内的CoolDry纤维和Coolbst纤维等。上述纤维大多仅具有良好的导湿快干性能，而织物的抗紫外性能需经抗紫外线辐射整理才能实现。在开发具兼具良好的吸湿透湿性及抗紫外性能织物方面，采用常规的纤维材料难以满足上述性能的要求。
可见，常规的纤维材料均不能兼顾吸湿快干和抗紫外线的双重功能。椰碳纤维是将椰子外壳的纤维质加热到1600℃，生成活性碳，再与涤纶混合并添加其它物质，制成椰碳母粒，并以涤纶为载体稀释，可抽成长丝及短纤维。椰碳纤维具有很好的吸湿速干、防紫外线等功能，但其具有纤维质量比电阻大、容易产生静电、纤维强力低、卷曲弹性差等特点，这些特点一方面如果仅用椰碳纤维进行纯纺，则不利于纺纱的成网及织造，另一方面会降低服用性能。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种椰碳混纺纱。
本发明的目的还在于提供使用所述椰碳混纺纱的吸湿速干抗紫外衬衫面料。
本发明的目的还在于提供一种所述椰碳混纺纱的纺纱方法。
本发明的目的还在于提供一种利用所述纺纱方法制造所述吸湿速干抗紫外衬衫面料的生产工艺。
为实现上述目的，本发明的椰碳混纺纱为椰碳/棉/Coolplus混纺纱，椰碳/棉/Coolplus的混纺重量比例为60：30：10，所述混纺纱的线密度为9.8tex。
采用上述椰碳混纺纱的吸湿速干抗紫外衬衫面料的织物结构为纵条纹，经纱和纬纱均采用所述椰碳混纺纱；所述面料织物结构采用斜纹与平纹组合的纵条纹，经密为622根/10cm，纬密为453根/10cm。
上述椰碳混纺纱的纺纱方法是：依次包括五道工序，第一工序是分别对椰碳/Coolplus纤维和棉纤维进行开清棉和普梳；开清棉时对所用椰碳纤维/Coolplus纤维先用纺纱油剂喷洒均匀；所述纺纱油剂包括抗静电剂和柔软剂；第二工序是对棉纤维进行精梳；第三工序是对普梳后的椰碳/Coolplus条和精梳后的棉条进行并条；第四是粗纱工序；第五是细纱工序；细纱工序采用紧密纺，细纱工序后得到线密度为9.8tex、成纱捻度为110捻/10cm的混纺纱。
使用上述纺纱方法制造所述吸湿速干抗紫外衬衫面料的生产工艺是：按生产顺序包括所述纺纱方法和织造方法，织造方法包括分别进行的经纱路线、纬纱路线以及最后进行的织造工序；经纱路线依次包括络筒工序、整经工序、浆纱工序和穿经工序；纬纱路线包括络筒工序；所述织造工序是对经过穿经工序的经纱和经过络筒工序的纬纱进行织造。
本发明具有如下的优点：
采用本发明的椰碳混纺纱、吸湿速干抗紫外衬衫面料及其纺纱方法和生产工艺，不经任何特殊的功能性整理，即可开发出兼吸湿快干舒适性和防紫外线功能性于一身的织物，满足人们对舒适性、功能性服装的需求，在利用了椰碳纤维优良特性的同时克服了其所同时具备的缺点（易产生静电、强度较低、卷曲弹性差等）。本发明顺应现代社会对产品绿色环保性能的要求，具有很大的市场潜力，能够变废为宝，加工过程没有污染，产品技术含量高，符合纺织行业提高产品档次、提高产品附加值的改革方向，具有良好的发展前景和很好的经济效益与社会效益。
实验数据表明，本发明的吸湿速干抗紫外衬衫面料的吸湿性、透气性、透湿性和抗紫外性能均良好，达到标准要求水平并且上述各项指标普遍优于紧密纺精梳棉面料，其中防紫外线性能上更超出紧密纺精梳棉面料一个数量级。
本发明的生产工艺能够适应椰碳纤维质量比电阻大，容易产生静电，纤维强力低，卷曲弹性差，不易成网等特点，利用三种材料混纺并优选最佳混纺比例、合理安排纺织生产工艺流程并确定最佳混纺纱、织物纵条纹的规格，从而生产出各项指标普遍优于紧密纺精梳棉面料的吸湿速干抗紫外衬衫面料，同时生产效率较高、生产成本较低。
基于棉纤维与椰碳/Coolplus纤维性能的差异，在混纺纱中对棉纤维采用精梳工艺（即纺纱方法的第二工序），能够去除较多的短纤、杂质及棉结等疵点，再与经过普梳的椰碳和Coolplus纤维混合，从而纺出高质量的细支纱。开清棉时加入纺纱油剂可以控制纺纱过程中的静电现象，使纤维混合均匀，避免常规方法在梳棉工序加入抗静电剂所带来的混合不匀的现象。
以往减少细纱毛羽，提高强力及条干均匀度的措施是在浆纱工序采取的，不但成本高而且实施起来较为麻烦；同时由于并非是在源头采用措施，因而效果较差。本发明在细纱工序采用紧密纺，突破了以往在浆纱工序采取措施的传统做法，属于在源头处采用措施，不但实施成本较低、易于实施，而且实施效果（减少细纱毛羽，提高强力及条干均匀度）优于传统措施。
附图说明
图1是本发明吸湿速干抗紫外衬衫面料的纵条纹织物上机图；
图2是纺纱方法的流程图；
图3是织造方法的流程图。
具体实施方式
本发明提供了一种椰碳混纺纱，所述椰碳混纺纱为椰碳/棉/Coolplus混纺纱，椰碳/棉/Coolplus的混纺重量比例为60：30：10，所述混纺纱的线密度为9.8tex（tex具体是指1000米长的纱线在公定回潮率时的重量克数）。
本发明还提供了上述椰碳混纺纱的纺纱方法，依次包括五道工序。
第一工序是分别对椰碳/Coolplus纤维和棉纤维进行开清棉和普梳（即普通梳棉）；开清棉时（具体是在抓面之前）对所用椰碳纤维/Coolplus纤维先用纺纱油剂喷洒均匀；所述纺纱油剂包括抗静电剂和柔软剂。开清棉时加入纺纱油剂可以控制纺纱过程中的静电现象，使纤维混合均匀，避免常规方法在梳棉工序加入抗静电剂所带来的混合不匀的现象。
第二工序是对棉纤维进行精梳（即精梳棉）；基于棉纤维与椰碳/Coolplus纤维性能的差异，在混纺纱中对棉纤维采用精梳工艺，能够去除较多的短纤、杂质及棉结等疵点，再与经过普梳的椰碳和Coolplus纤维混合，从而纺出高质量的细支纱。
第三工序是对普梳后的椰碳/Coolplus条和精梳后的棉条进行并条。
第四是粗纱工序。
第五是细纱工序；细纱工序采用紧密纺，细纱工序后得到线密度为9.8tex、成纱捻度为110捻/10cm的混纺纱。
如图1所示，本发明还提供了一种使用上述椰碳混纺纱的吸湿速干抗紫外衬衫面料，该面料织物结构为纵条纹，经纱和纬纱均采用所述椰碳混纺纱；所述面料织物结构采用斜纹与平纹组合的纵条纹，经密为622根/10cm，纬密为453根/10cm。其中，该面料纵条纹织物的规格参见表1:
表1
本发明还提供了一种利用上述纺纱方法生产上述吸湿速干抗紫外衬衫面料的生产工艺，如图2和图３所示，该生产工艺按生产顺序包括纺纱方法和织造方法，纺纱方法与上述椰碳混纺纱的纺纱方法相同，此处不再赘述。
织造方法包括分别进行的经纱路线、纬纱路线以及最后进行的织造工序。
经纱路线依次包括络筒工序、整经工序、浆纱工序和穿经工序。
纬纱路线包括络筒工序。
所述织造工序是对经过穿经工序的经纱和经过络筒工序的纬纱进行织造。
所述细纱工序采用紧密纺（紧密纺为现有技术，其具体内容不再详述），控制毛羽的增加和经纱断头。以往减少细纱毛羽，提高强力及条干均匀度的措施是在浆纱工序采取的，不但成本高而且实施起来较为麻烦；同时由于并非是在源头采用措施，因而效果较差。本发明在细纱工序采用紧密纺，突破了以往在浆纱工序采取措施的传统做法，属于在源头处采用措施，不但实施成本较低、易于实施，而且实施效果（减少细纱毛羽，提高强力及条干均匀度，减少经纱断头）优于传统措施。
生产过程中最好采取较小的张力，并控制好车间温湿度以便减少对经纱的摩擦，减少断头。
研发说明：在纱线设计中，为了充分显示椰碳纤维吸湿透湿等良好的服用性能，选取以椰碳纤维为主，配以其他材料进行混纺实验，以期得到既拥有椰碳纤维优良服用性能，又克服椰碳纤维固有缺陷的纱线。发明人选择了多种材料材料进行实验，采用各种分析方法（如灰色聚类分析的方法）对实验结果进行分析，并相应调整选材及比例），最终得出了椰碳/棉/Coolplus的混纺重量比例为60：30：10的混纺纱线不但具有优良的性能，并且能够在性能和制造成本之间取得平衡。
关于纱线捻度：
纱线捻度大小对其强力和直径有直接关系，对织物的强力、手感、光泽及透气性等也有一定的影响。研发中根据织物的特点，对纱线的捻度提出一定的要求。在临界捻度范围内，适当增加捻度，可提高织物强力。但捻度过大，则织物手感硬挺，光泽较差；捻度较小的织物手感柔软，光泽较好。本设计采用椰碳/棉/Coolplus60/30/10混纺纱线，由于强力较低，纤维的抱合力稍差，经实验应当采用稍大的成纱捻度（最好采用110捻/10cm的成纱捻度）。
参见图1，织物设计为纵条纹。由于经纱为单纱，织物的纵条纹以斜纹组织为主，为使斜纹纹路清晰，采用3/1左斜纹，条纹之间加入平纹组织，由于平纹组织的交织次数多，表面平整度好，可以使两侧的纵条纹路更清晰突出。织物组织主要以斜纹为主，交织次数较少，有浮长线存在，所以织物手感柔软，作为衬衫面料穿着十分舒适。
织物性能测试按照相应国标及行业标准进行实验：
对本发明的吸湿速干抗紫外衬衫面料进行性能测试和分析，同时采用规格相同的、经纬纱为紧密纺精梳棉纱的面料与之对比。两种织物规格见表2。
表2
表２中，JCF代表紧密纺精梳棉。在以下表格中，试样编号1均代表椰碳/棉/Coolplus×椰碳/棉/Coolplus，试样编号２均代表JCF×JCF。
1.性能测试所需工具
织物性能测试所需仪器与工具有织物厚度仪、织物透气量仪、透湿实验箱、毛细管效应测定仪和织物紫外线防护仪。
2、实验步骤
1）厚度测试：厚度测试采用数字式织物厚度仪，每块织物选择10处不同部位测量，连续状态，每次测试时间10秒，施加压力50CN，压脚面积100mm2。厚度测试结果见表3所示。两种织物厚度接近。参见表3所示的厚度测试结果：
表3单位：mm
2）透气性测试：每块试样选择10处不同部位进行测定，织物实验面积20平方厘米，织物两侧压降为100Pa，测定一定时间内垂直通过试样给定面积的气流流量，计算出透气率。测试标准：GB/T5453-1997《纺织品织物透气性的测定》。
透气性测试结果如表4所示。
表4单位：m2/s
试样编号12透气率75.43275.186
3）透湿性测试：采用透湿杯吸湿法，把盛有吸湿剂并封以织物试样的透湿杯置于规定温度和湿度的密闭环境中，根据一定时间内透湿杯（包括试样和吸湿剂）重量的变化计算出透湿量。每块试样在不同位置裁取三块，然后求其平均值。测试标准：GB/T12704.1-2009《纺织品织物透湿性试验方法第1部分：吸湿法》。透湿性测试结果如表5所示。
表5单位：g/（m2·h）
试样编号12透湿率271.20243.29
4）导湿性测试：试样的裁取是在距布边十分之一幅宽处，分别沿纵向和横向裁剪三块试样，试样上不应有严重疵点。试样长30㎝，宽不小于2.5㎝。测试标准：《中华人民共和国国家标准-纺织行业标准-（FZ/T01071-1999）》。织物导湿性测试结果如表6所示。
表6单位：cm
5）织物的紫外线测试：评价织物紫外线防护性的一个重要参数是紫外辐射防护系数UPF，该系数用来衡量紫外辐射对人体的危害程度。UPF值是指某防护品被采用后，紫外辐射使皮肤达到某一损伤(如红斑、眼损伤、甚至致癌等)的临界剂量所需时间值和不用防护品时达到同样伤害程度的时间值之比。织物是否可以称为防紫外线的功能性产品，其判别准则在于UPF值的大小。当UPF＞40，且紫外线透射率UVA＜5%时，可称为“防紫外产品”。UPF值越高，织物的防紫外性能越强。表7是UPF的数值及防护等级。测试标准：《GB/T18830-2009》。
表7
UPF范围防护分类紫外线透射率（%）15～24较好防护6.7～4.225～39非常好的4.1～2.640～50、50以上非常优异的≦2.5
织物防紫外线性能测试结果见表8所示。
表8
按照上述国标以及行业标准的实验结果表明：本发明吸湿速干抗紫外衬衫面料的吸湿性、透气性、透湿性和抗紫外性能均良好，达到标准要求水平，各项参数普遍优于紧密纺精梳棉面料。