棉氨纶包芯纱筒子染色研究及生产工艺制定

2018-07-04王俊峰

现代丝绸科学与技术 2018年3期

王俊峰

(佛山市南海泰源印染有限公司，广东佛山 528213)

棉氨纶包芯纱是由一根芯丝(氨纶)和外包纤维(棉纤维)加捻形成的。由于棉和氨纶的存在，使其不仅具有优良的柔软性和吸湿性能，还具有良好的弹性，将其制成牛仔布则具有手感柔软、吸湿透气、穿着舒适等优点[1]，广泛应用于高档牛仔服装、游泳衣、运动装、内衣等需要高弹性的弹力织物[2]。

近年来，由于弹力牛仔裤的流行，棉氨纶包芯纱使用量呈逐年增长的态势，尤其是近两年中需求量增长更快。棉氨纶包芯纱在牛仔布纬纱上的使用较为普遍。近年来，女装牛仔布对弹力棉氨纶包芯纱的使用方式由白坯纱向染色纱方向转变，以求增加花色、达到款式多样性的目的。

纱线的染色，主要有3种方式：绞纱染色、筒子染色和经轴染色[3]，其中筒子染色由于其具有优质、低耗、节能、省工等特点被广泛应用。筒子染色是在布满孔眼的筒管上缠绕上短纤纱或者长丝，然后套在染柱上并放入筒子染色机内，通过主泵使染液在筒子纱或纤维之间流动，达到上染的目的[4-5]。

我厂的前工序生产设备——络筒机，是传统的被动传动方式(与可以做这种棉氨纶包芯纱线的意大利先进的弹力纱松式络筒机的传动方式不同)。由于络筒出来的纱没有给足超喂量，经染色、烘干后的成品纱“失弹”现象严重，拉伸长度只有3～5 cm达不到客户的要求。如何在不增加设备投资的前提下完成此类纱线的筒子染色便成为了攻关的重点。

本文对络筒机改造进行了探讨，然后在此基础之上又进行了染色工艺的优化实验，得到了染色的最佳工艺。

1 实验

1.1 实验材料和设备

棉氨纶包芯纱规格：278 dtex /83.33 dtex , 比例：93%～95%棉，5%～7%氨纶。

染色设备：DF24/A高温高压筒子染色机(无锡市印染机械有限公司)。

1.2 生产工艺流程及工艺处方

1.2.1 络纱方式

我厂现有络筒机按常规方式生产，提供不了纱线足够的超喂量。这与该络筒机的传动方式有极大的关系。我们的设备是一个电机带动50个纱锭的被动传动式机器，纱线通过电机的带动绕在染色纱筒上，其“行程”比较长。在过纱筒、转盘、压脚、槽筒时都会产生较大的摩擦力，而纱线本身具有弹力，这就导致络纱会十分紧，经染色过后的纱线便失去了原本应有的“弹性”。

能够做此种纱线的单纱单锭主动传动方式的设备要4 500元/锭。如果按100锭计，需要45万元/台，对企业而言是笔不小的的投入。因此，在络纱时有足够的超喂量，便成为是否能利用现有设备完成棉包氨弹力纱加工的关键。

经过反复试验，我们成功地解决了此问题。具体方法如下：

首先，制作络筒用的模具：将涤纶纱按一定卷绕密度络筒，每个纱筒规定质量0.4 kg。以保证制作模具规格的一致性；其次，为保证制作的模具的平滑性，以保证退纱容易，在外面用封口胶布将纱球外面进行包裹；

使用时将制作好的模具放在支架上，再将棉氨纶包芯纱络纱到模具上，络好后再退到染色纱管上面。由于模具的支撑，提供了足够的空间，在退到小管上时便预留出足够的超喂量了。

络筒方式，如图1所示：

图1 棉包芯氨纱的络筒方式

1.2.2 成型工艺

经退管后的纱球存在一定的“空位”，极易出现冒头、乱纱等问题。因此，需要码放整齐，以保证纱球的成型良好。为此，设计了专用放纱架。

专用放纱架的设计采用薄型不锈钢板按纱笼位置每层按22根纱杆钻孔。孔大小按比染色管大1 mm设计，以保证每层钢板刚好压住纱管，保证纱球成型良好。

装满纱架后，推入蒸箱在湿热状态下汽蒸30 min后即可得到弹性好、成型整齐，而且适用于染色的纱球了。

1.2.3 染色工艺

经过上述工序后，纱线由于有了足够的空间，保证氨纶收缩，纱线已经具有了弹力。染色工艺同普通纯棉活性染料染色。具体工艺曲线，如图2：

图2 棉氨纶包芯纱的染色工艺流程图

染后进行皂洗，由于染后纱线本身具有很好的弹性。所以，在皂洗时要注意不能采用内、外流循环，要打单向(内流，才能保证清洗干净)。

1.2.4 染色工艺处方

以上述生产流程为基础，对染色工艺进行优化，其工艺处方如下：

HEN—FG 翠蓝 2.0%(omf)

纯碱 3 g/L

元明粉 10、30、50、70、80 g/L

1.3 表面K/S值的测试

利用测色配色仪在D65光源下对经不同染色条件的染色产品进行测试。

2 实验结果与分析

2.1 染料用量对染色后织物K/S值的影响

保持纯碱质量浓度为3 g/L，元明粉质量浓度为80 g/L的条件不变，改变染料用量(omf)，染料用量对织物K/S值的影响，如图3所示。

图3 染料浓度对染色后织物K/S值的影响

由图3可知，染色后织物的K/S值随染料用量的增加而增大。当染料用量在1.5%以下时，染色后织物的K/S值增加速率较快，当染料用量大于1.5%后，染色后织物的K/S值增加的速率明显变慢，说明该染料对棉包芯纱染色时存在在一个平衡用量，越接近于平衡用量，染料的上染速率越慢，织物的K/S值增加的也就越慢，当达到最大值后，其值也不再随染料的增加而发生变化。

2.2 纯碱质量浓度对染色后织物K/S值的影响

保持染料用量1.5%，元明粉质量浓度80 g/L的条件不变，改变纯碱质量浓度，纯碱的质量浓度对染色后织物K/S值的影响，如图4所示。

图4 纯碱质量浓度对染色后织物K/S值的影响

从图4中可以看出，染色后织物的K/S值随纯碱质量浓度的上升先缓慢增加然后基本保持不变。纯碱的质量浓度在1～3 g/L时，织物的K/S值一直处于增加状态，当其大于3 g/L时，织物的K/S值基本上不发生变化，表明纯碱在染料上染织物的过程中起到了一定的作用。纯碱在该实验中充当了固色剂的作用，提高了染料的上色率，因此染色后织物的K/S值会随纯碱质量浓度的增加而变大。

2.3 元明粉质量浓度对染色后织物K/S值的影响

在保证其他条件不变的情况下，改变元明粉的质量浓度，元明粉质量浓度对染色后织物K/S值的影响见图5所示。

图5 元明粉质量浓度对染色后织物K/S值的影响

由图5可得，染色后织物的K/S值随元明粉质量浓度的增加而增大，但当元明粉质量浓度达到一定浓度后，织物的K/S值基本上不再发生太大的变化。这主要是因为在碱性条件下，棉纤维带有较多的负电荷，使得染料阴离子由于静电斥力的作用上染纤维较为困难，而元明粉中的Na+可与纤维中的负电荷结合，降低了染料与纤维之间的静电斥力，促进染料的上染；但当元明粉用量达到一定程度之后，纤维上的染料已经接近饱和，因此再增加染料的用量，织物的K/S值也不会发生太大的变化[6]。