CN102517721B - 一种用涡流纺生产的全混色纱及其工艺 - Google Patents

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本发明公开了一种用涡流纺生产的全混色纱及其工艺，属于纺织面料技术领域，本发明采用对散纤维经纤维染色制成有色纤维，有色纤维经前纺工艺、涡流纺纱工艺制备成全混色纱。本发明生产的全混色纱，质量稳定，品质优，流程短，交期快，成本低。

Description

一种用涡流纺生产的全混色纱及其工艺
技术领域：
本领域涉及纺织领域，尤其是涉及一种采用涡流纺生产的全混色纱及其工艺。
名词解释：
全混色纱：100%的纺纱原料纺前已通过散纤维染色的方法着色，不含原白色。可以是一种或一种以上或多组分成份，但含不同的色光，呈现朦胧色彩的纱线。
染色纱：白坯纱线通过筒子纱染色、绞纱染色等方法制成的有色纱线。
色纺纱：采用一定比例的有色短纤维，混合原白短纤以环锭纺、走锭纺、气流纺等技术纺制的有色纱线。
背景技术：
在目前的纱线市场中色纱一直占据较大份额，广泛应用于针织彩条，机织格子条纹布，毛衫等领域。随着市场对色纱的市场反应能力（交期）、功能性（多组分）、成本、能耗等方面要求越来越高，传统的先纺纱后染色的染色纱已逐渐不能适应市场的要求。因此，色纺纱的出现，弥补了这个缺陷。色纺纱采用先染散纤维后纺纱的生产工艺，其纱线可以实现多组分，部分解决了因为纱线原料组分多套色困难的问题，降低染色成本及能耗。
目前，用于色纺纱生产的工艺主要采用先染后纺，即先采用散纤维染色工艺进行着色，然后采用环锭纺纱或气流纺纱等工艺纺制成色纺纱。但上述工艺存在着以下缺陷：
1、先采用散纤维染色工艺进行着色，然后采用环锭纺纱工艺色纺纱，生产流程长，且生产成本高，不能生产高色比及全色纱，相比传统的筒染色纱质量和成本优势不够明显。
2、采用散纤维染色工艺进行着色，然后采用气流纺纱生产色纺纱，色纱产品手感硬，生产的高支纱没有成本优势，只能用于低支纱，市场空间小。
目前,由于涡流纺技术问世时间相当有限,大量与其配套的生产工艺都在研发及优化的过程中。少量拥有该类设备的生产商均把资源投放在研发常规白坯纱的工艺上.对于以涡流纺生产全混色纱的探索尚处空白。因该技术需整合化学纤维制造，纤维染色，纺织化学品，纺纱等多个产业的工艺技术才可能有所进展，难度较大。因此业界对于该领域（涡流纺全混色纱）的研发尚未起步，主要是因为面临巨大的技术难题，特别是化纤生产过程中的低聚物，油剂，抗静电问题；染色散纤的静电，含水率的均匀性问题；染色后纤维相互缠结问题；多种色纤同机梳理问题；纺纱的自动换筒、自动接头、自动生头时传感器对有色纤维的灵敏度问题等，上述问题均对生产的正常化提出严峻的挑战。本发明基于对多个产业生产工艺现状的深刻理解，整合现代纺织科技，对涡流纺全混色纱的生产提供了一揽子的解决方案。
发明内容：
本发明的目的是通过对涡流纺工艺的改进，探寻一种采用涡流纺纱工艺来生产全混色纱，其生产的全混色纱满足质量稳定，品质优，流程短，交期快，成本低的要求，符合大规模工业化生产，填补全混色纱产品的空白。
本发明采取的技术方案如下：
一种采用涡流纺生产全混色纱的工艺，其特征在于包括以下步骤：经散纤维经纤维染色制成有色纤维，经前纺工艺、涡流纺纱工艺制备成全混色纱。
进一步地：
所述的散纤维可为天然纤维或化学短纤的任意以种或几种。
所述化学短纤不得含有低聚物，油剂含量为1%以下。
所述的纤维染色工艺为棉纤维染色工艺，包括：前处理30℃下加入双氧水、稳定剂、精炼剂、烧碱，双氧水2-10g/l，稳定剂0.1-0.3 g/l，精炼剂1-3 g/l，烧碱1-5 g/l，以3℃/分钟速度升温至110℃，保温30分钟。精炼：45℃下加入除氧酶、醋酸，除氧酶0.1-0.5g/l，醋酸0.5-1.5 g/l，升温至60℃，保温15分钟。染色：40℃下加入元明粉5-80 g/l，染料0.2-8 %（owf），螯合剂0.3-1 g/l，纯碱2-10 g/l，然后以1℃/分钟速度升温至60℃，保温60分钟。清洗：40℃下加入净洗剂2-5 g/l，醋酸0.5-1.5 g/l，然后升温至80℃，保温运行15分钟。固色：30℃下加入固色剂0.5-4 g/l，升温至45℃，保温运行15分钟。后处理：30℃下加入柔软剂1-5 g/l，抗静电剂1-3 g/l，升温至45℃，保温运行15分钟。
所述的纤维染色工艺为粘胶纤维染色工艺，包括：精炼：35℃下加入精炼剂、螯合剂，精炼剂1-3g/l，螯合剂0.5-1 g/l，升温至50℃，保温5分钟。染色：45℃下加入元明粉20-85 g/l，染料0.5-8 %（owf），纯碱2-10 g/l，然后以1℃/分钟速度升温至60℃，分两次加入纯碱，每次2-10 g/l，保温60分钟。清洗：45℃下加入净洗剂2-10 g/l，醋酸0.5-1 g/l，然后升温至80℃，保温运行25分钟。固色：30℃下加入固色剂1-4 g/l，升温至45℃，保温运行20分钟。后处理：30℃下加入柔软剂1-5 g/l，抗静电剂1-4 g/l，升温至45℃，保温运行15分钟。
所述的纤维染色工艺为涤纶纤维染色工艺，包括：染色：45℃下加入去油剂1-3 g/l，染料0.5-8 %（owf），匀染剂1-2.5 g/l，然后以1-3℃/分钟速度升温至110℃，再以1℃/分钟速度升温至130℃，保温50分钟。清洗：45℃下加入保险粉2 g/l，烧碱2 g/l，然后升温至90℃，保温运行15分钟。固色：30℃下加入固色剂1-4 g/l，升温至45℃，保温运行20分钟。后处理：30℃下加入柔软剂1-5 g/l，抗静电剂1-4 g/l，升温至45℃，保温运行20分钟。
所述前纺工艺包括清花、梳棉、并条，其中：
清花:采用两次混棉，柔性开松，降低打手速度，圆盘打手速度740R/MIN，打手伸出肋条1-1.5MM，开棉机打手速度450R/MIN, 尘棒下全封闭。
梳棉:控制刺辊速度、锡林速度、道夫速度。锡林和刺辊的速比不低于2.0，输出的生条重量不超过20克/5M。
并条流程：因涡流纺的特点决定了对纤维伸直度和均匀度的要求较高，本发明采用三道并条工序，即采用头并预伸直、二并强伸直、三并兼顾末并条干的工艺路线，这样能保持条子的条干半成品有好得基础。头并并和根数6根，后道牵伸1.7倍；二并并和根数8根，后道牵伸1.35，三并并和根数6根，后道牵伸1.35。
所述纺纱工艺采用村田机械株式会社的VORTEX861涡流纺纱机。涡流纺纱工艺参数，具体如下（以32S TR65 /35全混色纱为例）：
纺纱速度          370m/min;
总牵伸倍数        218
主牵伸倍数        30
喂入比            0.96
卷曲比            1.01
BR起始率         100%            
张力罗拉周速/输送速度比    1.03   
横动角度          14deg。
本发明的工作原理及有益效果如下：
本发明通过以下改进，最终实现了用涡流纺纱工艺生产出高质量的全混色纱：1、散纤维染色工艺中，采用无低聚物、无静电、无油剂或低油剂纤维原料，同时合理配置散纤维染色工艺2、散纤维混配时进行抗静电控制，混配的原料需确保无静电、低油剂。3、前纺工序中，增设一次混棉工序，同时控制开棉速度；采用三道并条工序，并控制温湿度及并条速度。4、合理配置涡流纺纱工艺参数，增设色纱传感器。生产的涡流纺全混色纱质量稳定，品质优，流程短，交期快，成本优势明显，具有广大的市场空间（纱线优势和经济意义参见表1-表2，以及图1-图4所示）。
表1、传统的染色纱和涡流纺全混色纱比较。
Figure 249188DEST_PATH_IMAGE002
表2、传统的色纺纱和涡流纺全混色纱比较
Figure 166328DEST_PATH_IMAGE004
附图说明：                                
图1为传统染色纱与本发明制备的全混色纱纱线的毛羽状态对比图；
图2为传统色纺纱与本发明制备的全混色纱纱线的毛羽状态对比图；
图3为传统色纺纱与与本发明制备的全混色纱纱线的抗起毛起球对比图；
图4为传统色纺纱与与本发明制备的全混色纱纱线的吸湿性能对比图。
具体实施方式：
本发明提供的一种采用涡流纺生产全混色纱的工艺，其工艺流程如下所示：原料选择——散纤维染色——混配——前纺——涡流纺纱——成品。
1、原料选择：市售的棉纤维、涤纶、腈纶、黏胶类纤维均可采用。为方便后续纺纱工艺及获得更优产品性能。
优选采用细旦或超细旦的原料，其中：化纤原料如涤纶，腈纶、黏胶类纤维细度为1.33DTEX以下，长度为38MM；棉纤维长度为中绒棉以上，普通的细绒棉可选择大长度、低细度、单纤维强力高的纤维。纤维优选采用无油剂和低油剂（油剂比例≤1%）的原料，无油剂最佳。
2、散纤维染色：
将各种散纤维分别进行散纤维染色，其中：化纤类纤维在进行染色前需进行去油处理，以保证纤维染色的上染率，均匀性。棉纤维需对棉蜡进行处理，染色完成后，按比例进行混配，混配时原料需确保无静电，混配比例根据产品要求和颜色要求选择。
本发明为保持生产过程中静电的控制和生产条干的稳定，为后续纺纱工艺提供良好条件。优化现有的散纤维染色工艺，各种纤维染色工艺如下： 
2.1.棉纤维染色：前处理——精炼——染色——清洗——固色——后处理。
前处理工艺配方：30℃下加入双氧水、稳定剂、精炼剂、烧碱，双氧水2-10g/l，稳定剂0.1-0.3 g/l，精炼剂1-3 g/l，烧碱1-5 g/l，以3℃/分钟速度升温至110℃，保温30分钟。
精炼：45℃下加入除氧酶、醋酸，除氧酶0.1-0.5g/l，醋酸0.5-1.5 g/l，升温至60℃，保温15分钟。
染色：40℃下加入元明粉5-80 g/l，染料0.2-8 %（owf），螯合剂0.3-1 g/l，纯碱2-10 g/l，然后以1℃/分钟速度升温至60℃，保温60分钟。
清洗：40℃下加入净洗剂2-5 g/l，醋酸0.5-1.5 g/l，然后升温至80℃，保温运行15分钟。
固色：30℃下加入固色剂0.5-4 g/l，升温至45℃，保温运行15分钟。
后处理：30℃下加入柔软剂1-5 g/l，抗静电剂1-3 g/l，升温至45℃，保温运行15分钟。
2.2.粘胶纤维染色：精炼——染色——清洗——固色——后处理。
精炼：35℃下加入精炼剂、螯合剂，精炼剂1-3g/l，螯合剂0.5-1 g/l，升温至50℃，保温5分钟。
染色：45℃下加入元明粉20-85 g/l，染料0.5-8 %（owf），纯碱2-10 g/l，然后以1℃/分钟速度升温至60℃，分两次加入纯碱，每次2-10 g/l，保温60分钟。
清洗：45℃下加入净洗剂2-10 g/l，醋酸0.5-1 g/l，然后升温至80℃，保温运行25分钟。
固色：30℃下加入固色剂1-4 g/l，升温至45℃，保温运行20分钟。
后处理：30℃下加入柔软剂1-5 g/l，抗静电剂1-4 g/l，升温至45℃，保温运行15分钟。
2.3.涤纶纤维染色：染色——清洗——后处理。
染色：45℃下加入去油剂1-3 g/l，染料0.5-8 %（owf），匀染剂1-2.5 g/l，然后以1-3℃/分钟速度升温至110℃，再以1℃/分钟速度升温至130℃，保温50分钟。
清洗：45℃下加入保险粉2 g/l，烧碱2 g/l，然后升温至90℃，保温运行15分钟。
固色：30℃下加入固色剂1-4 g/l，升温至45℃，保温运行20分钟。
后处理：30℃下加入柔软剂1-5 g/l，抗静电剂1-4 g/l，升温至45℃，保温运行20分钟。
本发明中，纤维染色所用匀染剂、柔软剂、去油剂、抗静电剂等助剂均为纤维染色中所用常规助剂。
3、前纺：包括清花、梳棉、并条等工序。生产全混色纱，因散纤维染色后性能有较大的变化，柔韧性降低，纤维相互纠缠，摩擦力增加，纺纱过程中的控制跟纤维性能有较大关系，所以工艺路线应与纤维的特性相适应。
清花:采用两次混棉，柔性开松，降低打手速度，圆盘打手速度740R/MIN，打手伸出肋条1-1.5MM，开棉机打手速度450R/MIN, 尘棒下全封闭。
梳棉:控制刺辊速度、锡林速度、道夫速度。锡林和刺辊的速比不低于2.0，输出的生条重量不超过20克/5M。具体如表4所示：
表4、梳棉工艺参数。
Figure 509847DEST_PATH_IMAGE006
并条流程：因涡流纺的特点决定了对纤维伸直度和均匀度的要求较高，本发明采用三道并条工序，即采用头并预伸直、二并强伸直、三并兼顾末并条干的工艺路线，这样能保持条子的条干半成品有好得基础。头并并和根数6根，后道牵伸1.7倍；二并并和根数8根，后道牵伸1.35，三并并和根数6根，后道牵伸1.35。
4、纺纱：本发明采用村田机械株式会社的VORTEX861涡流纺纱机。由于涡流纺纱是全混色纱生产的关键工序，全混色纱生产的最大难度即在于此。因此，涡流纺纱工艺的配置有较高要求，具体如下（以32S TR65 /35全混色纱为例）：
纺纱速度          370m/min;
总牵伸倍数        218
主牵伸倍数        30
喂入比            0.96
卷曲比            1.01
BR起始率         100%            
张力罗拉周速/输送速度比    1.03   
横动角度          14deg。
本发明通过合理配置涡流纺纱工艺参数，包括对牵伸工艺合理配置。同时，由于生产全混色纱的要求，涡流纺纱机中，接头小机和落纱小机的传感器购自村田株式会社。本发明涡轮纺纱工艺生产全混色纱的目的，生产出来的全混色纱，以32S TR65/35 全混色纱为例，其性能如下：
单纱断裂强度（cN/tex）            13.2 
条干均匀度变异系数（CV）/%       13.5
细节 （-50%）                     5个/千米
粗节 （+50%）                    35个/千米
棉节 （+200%）                   20个/千米。

Claims (2)

1.一种用涡流纺生产全混色纱的工艺，其特征在于，包括以下步骤：对散纤维经纤维染色制成有色纤维，有色纤维经前纺工艺、涡流纺纱工艺制备成全混色纱；
所述的纤维染色工艺为棉纤维染色工艺，包括：前处理：30℃下加入双氧水、稳定剂、精炼剂、烧碱，双氧水2-10g/l，稳定剂0.1-0.3 g/l，精炼剂1-3 g/l，烧碱1-5 g/l，以3℃/分钟速度升温至110℃，保温30分钟；精炼：45℃下加入除氧酶、醋酸，除氧酶0.1-0.5g/l，醋酸0.5-1.5 g/l，升温至60℃，保温15分钟；染色：40℃下加入元明粉5-80 g/l，染料0.2-8 %（owf），螯合剂0.3-1 g/l，纯碱2-10 g/l，然后以1℃/分钟速度升温至60℃，保温60分钟；清洗：40℃下加入净洗剂2-5 g/l，醋酸0.5-1.5 g/l，然后升温至80℃，保温运行15分钟；固色：30℃下加入固色剂0.5-4 g/l，升温至45℃，保温运行15分钟；后处理：30℃下加入柔软剂1-5 g/l，抗静电剂1-3 g/l，升温至45℃，保温运行15分钟。
2.根据权利要求1所述的一种用涡流纺生产全混色纱的工艺，其特征在于：所述前纺工艺包括清花、梳棉、并条，其中：
清花:采用两次混棉，柔性开松，降低打手速度，圆盘打手速度740R/MIN，打手伸出肋条1-1.5MM，开棉机打手速度450R/MIN, 尘棒下全封闭；
梳棉:控制刺辊速度、锡林速度、道夫速度，锡林和刺辊的速比不低于2.0，输出的生条重量不超过20克/5M； 
并条流程：采用三道并条工序，头并并和根数6根，后道牵伸1.7倍；二并并和根数8根，后道牵伸1.35，三并并和根数6根，后道牵伸1.35。
3.根据权利要求1所述的一种用涡流纺生产全混色纱的工艺，其特征在于：所述纺纱工艺采用村田机械株式会社的VORTEX861涡流纺纱机；涡流纺纱工艺参数：
纺纱速度          370m/min;
总牵伸倍数        218
主牵伸倍数        30
喂入比            0.96
卷曲比            1.01
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