【集萃网观察】原棉染色(或棉条染色)与本色白棉或漂白棉进行混色纺纱,突破了传统棉纱的单一色泽,生产的混色花纱具有色泽丰富、风格迥异等特点,常用来制作高档针织服、休闲服。混色花纱通常是“先染色,再纺纱”,对染色均匀性、染料和加工工艺的要求较低,且出现色偏或色花等质量问题后也可在后道纺纱生产中进行弥补,但其缺点在于市场反应速度慢,色棉半制品的数量多。
为适应市场需求并做出快速反应,公司将阳离子改性棉花以特定比例和漂白棉花均匀混合并纺纱,制的差异化改性纯棉纱线(简称改性棉纱)。该纱线应用活性染料进行染色,可一次性染出花纱风格。本文重点介绍差异化改性纯棉纱线的染色特性及其筒子纱浸染工艺,针对染色中的常见质量问题,提出相应的改善措施。
1 改性棉纱的染色特性
棉纤维可使用阴离子型染料染色,如活性染料、直接染料或还原染料等。由于纤维在水溶液中会因水解而带一定的负电荷,使染料阴离子难以深入到纤维内部,故其上染率不够高且需要耗用大量电解质促染,染色废水中含高浓度染料和盐,严重污染环境。因此,通过棉纤维的阳离子化改性来加以改善。棉纤维可用季铵型阳离子醚化剂进行改性处理,醚化剂中含反应性基团,可与纤维中羟基反应,在纤维上引入大量正电荷,因而提高了纤维与染料间的亲和性,使得阴离子型染料的上染速度加快,上染率提高。
改性棉和普通棉在吸色能力方面有着显著的差别,其反差效应与棉纤维的改性程度成正比。将阳离子改性棉花以特定比例和漂白棉花均匀混合并纺纱,再应用阴离子型染料对筒子纱进行染色,可染出花纱效果。在中性无盐条件下,改性棉仍可被染色,而漂白棉花基本不沾色(白地)或轻微沾色。因此,通过改变阳离子改性纱的质量分数可调节花纱颜色的深浅。
2筒子纱浸染工艺
筒子纱浸染是将棉纱卷绕在布满孔眼的特制筒管上(塑料或不锈钢材质),并将其套在染色机载纱器的插杆上,放入密封耐压的筒子纱染色机内,通过主泵的作用,使染液在纱线之间穿透循环,使染料分子与棉纤维结合,直至棉纱染上所需颜色。
改性棉纱的筒子纱染色工艺流程:松式络筒→装纱→进缸→入染(前处理→染色→后整理) →脱水→烘干→络色筒。
2.1松式络筒
用于染色的筒子,其卷绕密度远远低于一般筒子的卷绕密度,因而被称为松式络筒。筒子常采用圆柱型工程塑料筒管,这类筒管染液穿透率大,且卷绕密度均匀,内中外纱线色差小.可直接用于射频烘燥。采用松式络筒机可使筒子各处卷绕密度一致,且松紧程度可根据染色要求进行调节。若卷绕密度过大,染液不易穿透,则造成内外色差或白迹,且不利于杂质、浮色的去除,影响纱线手感:而筒子过分松软,会造成染液局部沟槽、短路,出现同缸纱线深浅不一的现象,且纱线退绕时缠结较多,消耗较大[4-5]纯棉纱线的松筒密度控制在0.28~0.32g/cm3较合适,筒子间质量差异控制在±1.5%以内为佳。 2.2前处理
改性棉纱由小比例的改性棉花和大比例的漂白棉花经精梳而成,原棉的等级较高,且漂白棉花经高温氧漂,改性棉花经热浓碱处理,两者均毛效较好,含杂较少,且色泽较白,因此染色前只需加少量非离子型精练剂或渗透剂,热水煮透即可,工艺如图1所示。 处理后纤维表面洁净,且在后续加工中,染液能迅速均匀地渗入纤维内部,提高了染色质量。此外,要注意改性棉纤维上的阳离子染座不耐氧漂,因此前处理加工时不能使用漂白工艺,以免影响染色后的反差效应。 2.3染色
2.3.1染料的选用
鉴于改性棉纱特殊的染色性能,需选用特定活性染料以达到相应的染色效果。如要求染出“留白”效应,则抑制在漂白棉上的染料固着就十分关键。因此。可在不加盐碱的条件下,选用低反应性、低直接性的P型印花用活性染料(一氯均三嗪基,如亨斯迈的Cibacron P和德司达的Procion PX)对改性棉纱进行染色[]如要染出“同色深浅”效果.则可选用反应性和直接性偏高的常见活性染料,根据色泽深度,来确定不加盐碱、或只加碱、或加盐碱。考虑到染色重现性,应注意选用匀染性、配伍性好的活性染料进行拼染,以避免染料扩散性和亲和力差异过大而形成色花、色差。 2.3.2染色设备
为提升高档改性棉纱的染色品质,最好选用新型进口高温高压型筒子纱染色机,该机采用轴流一离心混合式循环泵,流量和压力可调,且采用先进的电子技术和在线检测,温度和水位的控制精度高,可自动监控染色工艺全过程。此外,染化料可通过曲线计量泵从辅缸打入主缸,加料速度通常先慢后快,可减少因加料过快导致的内外层差、色花等质量问题。生产时可根据特定染料对改性棉纱的上染规律,在不同的温度区域,制定相应的非线性计量加料曲线,有效精确地控制筒纱染色,确保染色的“一次性正确”。 2.3.3染色实例
原料:19.5 tex改性精梳棉纱(10%改性棉,90%漂白棉),纱线质量280 kg,共计360个筒子,松筒密度0.3g/cm3。
设备参数:泵向内外流,内流4 min,外流3 min,泵速80%。
色号1:红色留白效果,配方为红P-4B 0.35%,不加盐碱,染色浴比约为1:9,工艺曲线如图2所示。
色号2:黄色深浅效果,配方为黄色3RF 2%,纯碱2 g/L,不加盐,染色浴比约为1:9.工艺曲线如图3所示。 2.4后处理
水洗后处理是筒纱染色的重要环节,为防止打毛纱线,可将泵速调低到65%~75%。改性棉纱染色后需通过充分的水洗、皂洗处理来洗去纤维表面残留的浮色和助剂,以改善染色牢度。皂洗前应调pH值为中性,选用去污、渗透性好的中性皂洗剂,且最好加入适量防沾色螯合剂,防止浮色对纤维的二次沾污[6]。
筒纱经染色和皂洗后,纱线硬挺,柔软性变差,因此,需选用合适的柔软剂(软片、氨基硅油或亲水性硅油)和平滑剂小浴比上油浸渍处理,改善纱线柔顺性,减少针织破洞[6]此外为提高改性棉纱的耐洗牢度,还需进行固色处理。常见的后处理工艺如图4所示。 2.5产品质量
经测试,出缸后红色和黄色筒纱外形完整,无明显塌陷、短流、冲破等形状缺陷:筒纱的“内中外”和“上中下”颜色基本一致,无明显色花、色差及白芯等:棉纱断裂强力稍有下降(10%左右);色牢度良好,耐洗、汗渍、耐光和摩擦牢度等(AATCC标准)均为4级或4级以上。 3常见染色疵点分析
3.1内中外色差
筒纱染色最常见的问题就是内中外色差。例如,筒纱卷绕密度过大或纱层过厚,使得染液的过滤阻力增大;筒纱卷绕密度不匀,影响了染液的正常流动;筒纱局部区域的“露眼”和“破肚”,导致染液短路,造成有效流量下降;主泵扬程不足等。这些均会导致内外层色差[4-5]。试验证明,加工时把握好卷绕密度的均匀性和合理性,保证足够的染液流动速度,即使只由内到外的单向循环,也可以匀染。 3.2色花
改性棉纤维的吸色速度快,加工敏感色系时,若加料和升温速度过快、染料配伍性差、泵力泵速不足等均易造成色花疵病。为提高透染性和匀染性,加工中常采用加大泵速、添加匀染剂或渗透剂、控制加料和升温速率等来调节[4]。 3.3内层泛黄
筒子染色全过程,筒子纱成为处理液的“过滤器”,若水质不良、含杂浊度高或管道内铁锈污垢较多,经上千次处理液穿透过滤后,部分水中杂质会堆积在贴近筒管芯的纱层上,造成筒纱内层发黄,染缸底部尤为明显[1]。因此,应定期监控水质变化,保证染纱用水外观澄清、基本无悬浮物和铁锈。 3.4毛羽多
筒纱染色时,若主泵流量过大.纱线卷绕密度过松,正反向循环切换过于频繁,则筒纱整体会出现毛羽,主要是由于纱线受到染液过多的冲刷,使纤维从纱线中滑出而致。若筒纱局部卷绕密度过松,或卷绕时有较严重的重叠,且重叠两侧出现疏松区域,而流量又较大,则易在筒子上冲出沟槽,大量染液在该处短路,冲刷附近的纱线,会致使局部区域产生毛羽[1]。 来源:印染在线 作者:万震,吴爱儿