CN103966864B - 一种竹纤维筒子纱的染色工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种竹纤维筒子纱染色工艺,所述方法是将检验合格的竹纤维筒子纱先按照前处理工艺进行前处理，然后按染色及后处理工艺进行染色和后处理，最后脱水，烘干后即得。本发明所述前处理工艺的时间相对较短，提高了位时间生产能力，降低能耗，综合成本有明显优势；所述染色及后处理工艺更加安全，简便，易于控制。
Description
技术领域
本发明涉及一种竹纤维筒子纱的染色工艺。
背景技术
竹纤维就是从竹子中提取出的一种纤维素纤维，是继棉、麻、毛、丝之后的第五大天然纤维。竹纤维具有良好的透气性、瞬间吸水性、较强的耐磨性和良好的染色性等特性，同时又具有天然抗菌、抑菌、除螨、防臭和抗紫外线功能。在2000倍电子显微镜下观察，竹纤维的横截面凹凸变形，布满了近似于椭圆形的孔隙，呈高度中空，毛细管效应极强，可在瞬间吸收和蒸发水分，在所有天然纤维中，竹纤维的吸放湿性及透气性居五大纤维之首，远红外发射率高达0.87，大大优于传统纤维面料，因此符合热舒适的特点。在温度为36℃；相对湿度为100％的条件下，竹纤维的回潮率超过45％，透气性比棉强3.5倍，被美誉为“会呼吸的纤维”，还称其为“纤维皇后”。根据不同季节的需要，采用不同工艺，夏天使用竹纤维制品，人体会感到凉爽无比，比穿着普通衣服的温度低1～2℃，而在冬春季节使用既蓬松保暖，又能排除体内多余的热气和水份，不上火，不发燥，冬暖夏凉功能是其他纤维无法相比的，用它制成的纺织品被称为“人的第二肌肤”。竹纤维产品具有天然的抗菌、抑菌、杀菌的效果，因为竹子里面具有一种独特物质“竹琨”，具有天然的抑菌、防螨、防臭、防虫功能。在显微镜下观察，细菌在棉、木等纤维制品中能够大量繁殖，而竹纤维制品上的细菌不但不能长时间生存，而且短时间内还能消失或减少，24小时内细菌死亡率达75％以上。竹纤维产品具有抗紫外线功能，经中国科学院上海物理研究所检测证明，对于200～400nm紫外线，棉的穿透率为25％，竹纤维的穿透率不足0.6％，它的抗紫外线能力是棉的41.7倍。而这一波长的紫外线对人体的伤害最大，这是其它纺织品所不可比拟的。《本草纲目》中有24处阐述了竹子的不同药用功能和方剂，民间更是有近千种竹子的药方。现代医学认为：“竹元素”中的抗氧化化合物能有效的清除体内的自由基和酯类过氧化合物，并能阻断强致癌物质N-亚硝酸氨化合物，不仅能显著提高机体免疫能力，而且具有滋润皮肤和抗疲劳、抗衰老的生物功效。由于竹纤维产品天然的抗菌功能，因而制成的产品不需添加任何人工合成的抗菌剂，不会引起皮肤的过敏现象。能显著提高机体免疫能力，而且还具有滋润皮肤和抗疲劳、抗衰老的生物功效，是真正的纯天然的绿色健康产品。竹纤维内部特殊的超细微孔结构使其具有强劲的吸附能力，能吸附空气中甲醛、苯、甲苯、氨等有害物质，并消除不良异味。同时竹纤维资源具有广泛性和可利用性，主要表现在竹子生长期短，2～3年即可成材而且一次种植长期经营，竹子在一夜之间可以长高3英尺，它能够快速生长和更新，能够代替棉花，木材等资源，可持续利用。竹纤维制成的产品可在土壤中自然降解，分解后对环境无任何污染，是一种天然的、绿色的、环保型的纺织原料。随着生活水平的日渐提高，人们对健康、生态、环保等理念的要求不断提高，竹纤维的产业化具备越来越广阔的发展前景。然而在传统织造过程中，竹纤维本身极易脆断，而筒子纱的染色生产，又会对纤维造成一定的损伤。如何获得良好的颜色重现性与改善染色层差效果，且将纤维受到的损伤降到最低，以减少针织过程中的爆孔等，成为竹纤维筒子纱染色生产过程中需要解决的难题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种竹纤维筒子纱染色工艺。
为解决上述技术问题，本发明通过以下技术方案实现：
一种竹纤维筒子纱的染色工艺，包括下述步骤：取竹纤维原纱进行质量检测，合格后采用不锈钢弹簧筒进行坯纱络筒，控制筒子纱密度在0.36g/cm3-0.38g/cm3范围内,装笼，入缸，先按前处理工艺进行前处理，然后按染色及后处理工艺进行染色和后处理，采用高频脱水机以1600r/min转速脱水，采用射频烘干机以布速为15m/h烘干，进行质量检查，紧筒，包装，即得。
前述竹纤维筒子纱的染色工艺中，所述前处理工艺为：在常温下浴比为l：8的前处理液中，先加入处理液1％的螯合剂SNS处理3min，加入4％的快速氧漂剂BLG处理3min，再加入0.3％的荧光增白剂SNS处理3min，然后升至70℃时加入10％，浓度为27.5％的双氧水处理5min，最后直升至95℃保温50min，降温至80℃排液，然后先用溢流洗3min，再60℃热洗10min，最后加入0.1g/L除氧酶30℃保温15min，排液，即得。
前述竹纤维筒子纱的染色工艺中，所述染色及后处理工艺为：在30℃下浴比为1:40的染液中，先加入均染剂E2R1.5g/L处理10min，然后加入元明粉40g/L处理10min，再加入6g/L的纯碱处理10min，再加入1g/L的螯合剂SNS处理10min，加入2g/L的雅格素BF型活性染料处理20min，然后以1℃/min的速度升温至60℃保温20min，加入14g/L的纯碱处理15min，保温30min，排液，溢流洗5min，再加入2g/L皂洗剂PR-2095℃皂洗20min，再60℃热洗10min，冷水洗10min，最后加入2g/L的柔软剂ES45℃处理10min排液，即得。
本发明所述原料组分中，雅格素BF型活性染料：具有一氯均三嗪基团和乙烯砜基团，对浴比、染色温度、盐、碱及染色时间等的敏感性较小，具有优良的染色重现性，具有高的溶解度，化料溶液，亲和力中等，易于洗涤。适用于匹染、筒子纱染色、绞纱染色及卷染等多种浸染工艺及连续扎染染色。元明粉：化学名称为无水硫酸钠，Na2SO4,分子量142.04，物化性质白色或浅黄色颗粒结晶或粉末有苦咸味，具有吸湿性，广泛用于维尼纶、泡花碱、漂染、合成洗涤剂、玻璃、造纸等行业。元明粉在染料上的具体用途之一是作为促染剂。有些染料很容易溶解在配制的染液中但不容易染上棉纤维，由于染料不易吸尽脚水中残存的染料很多，加入元明粉可减小染料在水中的溶解度从而增加染料的上色力。减少染料的用量，同时使得染成的色泽加深。元明粉在使用前应先用水充分深化并经过滤后才可以加入染浴，需要边搅拌染浴边缓缓加入以防止局部染浴因接触大量促染剂而使染料发生盐析作用。快速氧漂剂BLG：其取代了传统工艺中的烧碱、渗透剂、稳定剂、螯合剂和精炼剂等，从根本上避免了传统氧漂工艺中由于烧碱而带来的纤维损伤和纤维强度降低等副作用。螯合剂SNS：其具有离子交换能力，可以软化水质，能有效抑制金属离子对过氧化氢漂白剂引起的催化分解，提高漂白效率，节约漂液，降低漂白成本。纯碱：为常用的染色助剂，为pH调节剂。同时也可以作为固色剂。均染剂E2R：作用是延长上色(染料分子与纤维的附着)时间，使染色或印花更加均匀。皂洗剂：用于洗净附着在织物维表面的浮色，以及残留的在织物表面杂质。柔软剂ES：能大大增强织物的柔软、厚实性能，具有舒服丰润和细腻的手感。整理的织物具有优良的弹性，较好的蓬松效果，增进织物的防皱性能。
实验例1：实验研究
1工艺优化试验
1.1络筒密度试验
随着筒子纱密度的增大，染液穿透纱线时遇到的阻力逐渐增大，使得纱线各个层面与染液接触的浓度差偏大，进而导致层差变大，发明人经试验研究发现当密度从0.38g/cm3开始，颜色层差逐渐变大，当密度超过0.42g/cm3时，会导致染花。而密度过低会造成资源浪费，甚至会出现纱线脱落情况，因此确定密度为0.36g/cm3到0.38g/cm3，结果见下表1。
表1络筒密度试验
注：内层ΔE、外层ΔE均以同一只纱自身中间部分为标准色。
1.2前处理工艺优化试验
选定双氧水用量、快速氧漂剂BLG用量、增白剂用量和处理温度为考察因素，每个因素设3个水平，因素水平见表2，选用L9(34)正交表安排实验，以总评分为指标优前处理工艺，结果见下表3。
总评分＝(测定组白度值/白度最大值)*50+(测定组断裂强度值/断裂强度最大值)*50
表2因素水平表
表3正交设计表
分析结论：以总评分为指标，由表3直观分析可得最佳提取工艺为A2B2C3D2，极差大小为RD>RC>RB>RA，确定双氧水用量为10％、快速氧漂剂BLG用量为4％、增白剂用量0.3％和处理温度为95℃。
1.3温度对染色效果的影响
染色温度对染色效果具有一定的影响，低温时，上染率及K/S值随温度的升高而增加，超过一定温度时上染率及K/S值随温度的升高而降低。发明人经试验发现当染色温度为60℃时，上染率及K/S值均较好，结果见表4。
表4络筒密度试验
实验例2：与传统工艺对比试验
1前处理白度与断裂强度试验
本发明专利前处理方法：见实施例。
传统前处理方法：常温起处理，加入渗透剂运行3min，再加入螯合剂SNS运行3min，再加入稳定剂运行3min，再加入纯碱运行3min，然后直升至70℃加入双氧水运行5min，最后直升至95℃保温50min，降温至80℃排液，然后先用溢流洗3min，再60℃热洗10min，最后加入0.1g/L除氧酶30℃保温15min，排液，即得。
表5络筒密度试验
从表中可以看出，本发明工艺优于传统工艺。
2.2水洗牢度对比
分别取采用本发明工艺染色的竹纤维和市面上出售的竹纤维进行水洗牢度测试。结果如下表6。
表6不同染色工艺染色后色牢度结果
从表中可以看出，采用本发明工艺染色和采用传统工艺染色后均能达到一定牢度，其中本发明专利的染色后牢度略好。
2.3成品纱断裂强力测试
分别取采用本发明工艺染色的竹纤维和市面上出售的竹纤维进行成品纱断裂强力测试。结果如下表7。
表7断裂强力试验
从表中可以看出，本发明工艺和传统工艺染色后成品纱均能高于针织机对于成品纺织的最低断裂强力要求，采用本发明专利工艺染色所得成品纱断裂强力高于传统工艺。
本发明具有以下有益效果：
1、本发明前处理过程中采用了快速氧漂剂BLG，其取代了传统工艺中的烧碱、渗透剂、稳定剂、螯合剂和精炼剂等，从根本上避免了传统氧漂工艺中由于烧碱而带来的纤维损伤和纤维强度降低等副作用，同时避免了因为烧碱吸附不均导致的染色不均的副作用，使竹纤维更易匀染。同时本发明前处理过程中漂洗液的pH值较低，后续水洗较容易，工艺时间相对较短，提高了位时间生产能力，降低能耗，综合成本有明显优势。
2、本发明在染色过程中先加入染料的情况下先加入均染剂、元明粉和部分碱，让竹纤维在没有染料的情况下先均匀吸附均染剂、元明粉和部分碱，以消除纤维上的负电荷，更容易匀染，同时可以防止在染深色产品时染液回流到化料桶内溶化元明粉，同时避免由于元明粉浓度高使染料分子缔聚、由于碱液浓度高而使化料桶内染料水解等弊端。所以本发明方法更加安全，简便，易于控制。
具体实施方式：
实施例1：
所述竹纤维筒子纱染色工艺为，包括下述步骤：取竹纤维原纱进行质量检测，合格后采用不锈钢弹簧筒进行坯纱络筒，控制筒子纱密度在0.36g/cm3-0.38g/cm3范围内,装笼，入缸，先按前处理工艺进行前处理，然后按染色及后处理工艺进行染色和后处理，采用高频脱水机以1600r/min转速脱水，采用射频烘干机以布速为15m/h烘干，进行质量检查，紧筒，包装，即得。
所述前处理工艺为：在常温下浴比为l：8的前处理液中，先加入处理液1％的螯合剂SNS处理3min，加入4％的快速氧漂剂BLG处理3min，再加入0.3％的荧光增白剂SNS处理3min，然后升至70℃时加入10％，浓度为27.5％的双氧水处理5min，最后直升至95℃保温50min，降温至80℃排液，然后先用溢流洗3min，再60℃热洗10min，最后加入0.1g/L除氧酶30℃保温15min，排液，即得。
所述染色及后处理工艺为：在30℃下浴比为1:40的染液中，先加入均染剂E2R1.5g/L处理10min，然后加入元明粉40g/L处理10min，再加入6g/L的纯碱处理10min，再加入1g/L的螯合剂SNS处理10min，加入2g/L的雅格素BF型活性染料处理20min，然后以1℃/min的速度升温至60℃保温20min，加入14g/L的纯碱处理15min，保温30min，排液，溢流洗5min，再加入2g/L皂洗剂PR-2095℃皂洗20min，再60℃热洗10min，冷水洗10min，最后加入2g/L的柔软剂ES45℃处理10min排液，即得。
Claims (1)
1.一种竹纤维筒子纱的染色工艺，其特征在于：包括下述步骤：取竹纤维原纱进行质量检测，合格后采用不锈钢弹簧筒进行坯纱络筒，控制筒子纱密度在0.36g/cm3-0.38g/cm3范围内，装笼，入缸，先按前处理工艺进行前处理，然后按染色及后处理工艺进行染色和后处理，采用高频脱水机以1600r/min转速脱水，采用射频烘干机以布速为15m/h烘干，进行质量检查，紧筒，包装，即得；所述前处理工艺为：在常温下浴比为l：8的前处理液中，先加入处理液1％的螯合剂SNS处理3min，加入4％的快速氧漂剂BLG处理3min，再加入0.3％的荧光增白剂SNS处理3min，然后升至70℃时加入10％，浓度为27.5％的双氧水处理5min，最后直升至95℃保温50min，降温至80℃排液，然后先用溢流洗3min，再60℃热洗10min，最后加入0.1g/L除氧酶30℃保温15min，排液，即得；所述染色及后处理工艺为：在30℃下浴比为1:40的染液中，先加入均染剂E2R1.5g/L处理10min，然后加入元明粉40g/L处理10min，再加入6g/L的纯碱处理10min，再加入1g/L的螯合剂SNS处理10min，加入2g/L的雅格素BF型活性染料处理20min，然后以1℃/min的速度升温至60℃保温20min，加入14g/L的纯碱处理15min，保温30min，排液，溢流洗5min，再加入2g/L皂洗剂PR-20，95℃皂洗20min，再60℃热洗10min，冷水洗10min，最后加入2g/L的柔软剂ES，45℃处理10min排液，即得。
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