棉纱细度对靛蓝染色效果的影响

2011-07-17温和

五邑大学学报（自然科学版） 2011年2期

关键词：牛仔布棉纱经验值

温和

棉纱细度对靛蓝染色效果的影响

温和

（江门市正道科技发展有限公司，广东江门 529000）

牛仔布；棉纱细度；靛蓝染色

20世纪70年代末80年代初，牛仔布和牛仔服装开始在国内生产，但很快它就发展成我国纺织行业中一个新兴的、具有影响力的产业.[1-2]牛仔布的品种也从单一的83 tex×83 tex、83 tex×97 tex纯棉牛仔布发展到多种纱支规格、多种性能的牛仔布（如超薄、超厚牛仔布，粘纤牛仔布、混纺牛仔布、交织牛仔布、股线牛仔布等）. 不管是经典牛仔布还是广义牛仔布，只要纱线的细度发生变化，都将给靛蓝染色工艺带来影响. 长期以来，人们只能根据经验定性描述纱线细度变化对靛蓝染色工艺的影响[3]，而不能作定量的指导，如在生产实践中，不同细度的纱线要染相同表观深度的颜色就需大量的试验，这不仅造成生产效率低下，也带来了人力物力的浪费；因此，建立棉纱细度变化对靛蓝染色影响的定量分析具有重要的实用价值和现实意义，本文给出了一种有效的、简化的棉纱靛蓝染色物理模型.

1 数学方程的建立

1.1 理论依据

一般认为，当棉纱质量相同时，纱支越粗，纱线的表面积总和越小，反之则纱线的表面积总和越大. 由于浆染联合机染色张力大、染液浸透差，加上靛蓝染料的染色特性，决定了染料只能上染到纱线表面而呈环染现象，即纱支越粗，白芯截面积越大. 当染色深度相同时，质量相同而细度不同的两种纱线的染色效果不同，根据经验，粗支纱的表观颜色深度比细支纱深.

1.2 染色的物理模型

染色深度以干燥棉纱总质量为基准，反映单位质量的棉纱染色所需染料的质量数. 显然，这是一个平均量的概念，它将染料平均分配到整个纱线上，但事实上纱线并没有染透；因此准确量度纱线染色深度需要知道纱线的环染程度，但该环染度不易测量.

如果选定某些已知细度的纱线染色深度做参照物建立相对的理论关系，通过该关系就可以找到纱线细度变化所对应的染色深度.

图1 棉纱染色物理模型

1.2.1 环染体积分数

式（4）表明：特克斯数越小（纱支越细），环染体积分数越大，吸收的染料越多，达到与粗支纱相同的表观颜色深度所需要的染料越多；因此可用环染体积分数表示透染度.

1.2.2 染色深度与棉纱细度的关系

图2 纱线细度与相对染色深度的等深度关系图

2 模型效果的验证

2.1 与已有文献数据的比较

例1 58.3 tex纱的染色深度为2.6%，106 tex纱达到与之相同的表观颜色深度所需的染色深度为：

经验值为2.2%，计算值与经验值的偏差为12.3%.

靛蓝的染色吸附行为近似于弗里德利希吸附等温曲线，由该曲线，要达到相同的表观颜色深度，粗支棉纱需要的染料至多为细支棉纱的70%～60%. 106 tex纱达到与58.3 tex纱相同表观颜色深度所需的染色深度经验值为2.2%，占2.6%的84.6%，相对于70%～60%限度，偏离20.9%～41.0%；计算值1.93%，占2.6%的74.2%，偏离6.0～23.7%. 相比之下，计算值可能更接近实际情况.

例2 36 tex纱染靛蓝，要达到与58.3 tex纱2.6%染色深度相同的表观染色深度所需的染色深度为：