CN104711875B - 一种咖啡纱纯纺面料的生产工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种咖啡纱纯纺面料的生产工艺，包括纺纱——织造——染色——后整理等工序，本发明通过优化纺纱、织造工艺，染色工艺采用独特的TCB前处理染色一浴法，染色后采用特殊吸湿排汗整理剂进行后整理，并通过对整理剂的选择和配比，获得较好的透气性和较好的摩擦色牢度。

Description

一种咖啡纱纯纺面料的生产工艺

技术领域：

本发明涉及一种面料的生产工艺，特别是指一种咖啡纱纯纺面料的生产工艺。

背景技术：

咖啡纱是指利用回收的咖啡渣导入聚酯纤维中制成的特殊纺织纱线，不仅具有广泛的原料来源，而且生产过程低碳环保，这种符合绿色环保时尚理念的咖啡纱，作为新一代环保有机棉代替材料，由于其“绿色、环保、健康、低碳”，逐渐成为人们的新宠。

当前，咖啡纱的生产工艺流程如下：生咖啡豆→烘焙熟豆→咖啡渣→咖啡纱母粒→咖啡纱。

由于咖啡纱在吸臭除味、蓄热保暖、远红外、吸湿速干等方面具有优异性能，目前已被广泛运用到纺织品中，如：

赵菊梅研究分析了S.Café咖啡纱的抗紫外、吸臭除味、吸湿排汗等性能，同时还分析了目前咖啡纱的应用前景，并展望将来咖啡纱功能性面料的市场份额会不断扩大。

陈志鹏设计开发了一种咖啡纱抗菌环保袜，并获得了实用新型专利。采用咖啡纱作为袜子本体的表纱，采用合金锗包覆纱作为袜子本体的里纱。袜子本体的组织结构采用罗纹组织和平针组织，袜头和袜跟的组织结构采用加密的平针组织，袜底的组织结构采用平针组织，袜口的组织结构采用加密的罗纹组织，袜背和袜筒的组织结构采用带条纹的罗纹组织。编织组织的合理分配，提高袜子穿着舒适性，起到稳定袜子穿着的作用，并具有吸湿、透气、抗菌、除臭等功效。

陈太刚、陈太彬对咖啡碳纤维长毛绒印花毛毯的制备方法进行研究，并获得了发明专利。该毛毯的织造机采用双针床经编机，毛绒纱采用腈纶和咖啡碳纤维编织而成的纱线，双纱规格为28s～36s，整经后的底料涤纶作为毛毯的衬纬纱和编练纱。该毛毯具有手感柔软、色泽鲜艳等特点，还具有蓄热保暖、除湿、抗菌、释放负离子等保健功能，更具有环保性、经济性的优点。咖啡纱抗菌环保袜、咖啡碳纤维长毛绒印花毛毯的出现，是对咖啡碳纤维这种新型环保材料的灵活运用，使咖啡纱在纺织领域有了更广泛的应用。

综上所述，上述关于咖啡纱纺织品的研究，都是集中在咖啡纱的应用方面，但是，对于咖啡纱面料的纺纱工艺、针织织造和染整工艺研发还很少，具体而言，虽然咖啡纱作为新一代环保有机棉替代材料，但咖啡纱本身的特性，不同于一般天然纤维如棉纤维，例如：咖啡纱面料的织造工艺、咖啡纱面料的染色工艺等，特别是染色过程的同色效果等，均是咖啡纱面料生产中需要解决的技术难题。

发明内容：

本发明的目的在于，研究咖啡纱面料的特性，提供一种吸臭除味、蓄热保暖、吸湿速干的咖啡纱纯纺面料的生产工艺。

一种咖啡纱纯纺面料的生产工艺，其特征在于，包括纺纱——织造——染色——后整理，其中：

(1)、纺纱：

以100％咖啡纱为原料，采用涡流纺或喷气纺纺纱工艺制成的26～40S纱线；

(2)、织造：

以平纹组织或色纱大循环组织为编织结构，根据上述编织结构，控制每路纱线进纱张力在6-10CN，车速22-25r/min；

(3)、染色：

织造好的咖啡纱纯纺面料，染色采用前处理染色一浴法工艺，工艺配方如下：

前处理染色一浴法工序步骤如下：将水、软水剂CT、雅可赛TCB、分散染料、冰醋酸按照上述配方配制成前处理染液，调整浴比1:5，升温至110-130℃处理45min，染色完成后，降温排水，进行还原清洗，水洗；

(4)、后整理：

后整理工序配方如下：

整理剂 30-50g/L

柠檬酸 0.5g/L；

后整理工艺步骤如下：将水、整理剂和柠檬酸按上述配比配制成整理液，将染色后的面料浸轧整理液，然后采用定型车速20-40m/min、温度110-140℃下烘干定型，即得成品。

优选的设置在于：

所述的分散染料选择中、高温型的中、深色分散染料，分散染料用量为1-4％o.w.f。

前处理染色一浴法工序的升温工艺如下：室温下采用2℃/min的速率升温至70℃，在温度升温至70℃以后，采用1℃/min升温速率，升温至90℃保温5分钟，再以0.5℃/min升温速率升至120-130℃保温45min，染色结束后，以2℃/min降温速率降温至80℃排水。

所述的TCB助剂为涤棉漂染一浴助剂，TCB助剂选择上海雅运助剂有限公司生产的雅可赛TCB。

所述整理剂采用珠海华大浩宏化工有限公司生产的吸湿排汗剂HS-TC-18。

烘干定型温度为130-140℃。

本发明的有益效果在于：

本发明与现有技术相比，具有以下改进和优点：

(1)、纺纱采用涡流纺或喷气纺纺纱工艺替代常规的环锭纺纺纱工艺，纱线毛羽少，强力和柔软度满足后续加工对手感和起毛起球服用性能的要求。

(2)、优化了织造工艺，根据面料组织结构不同，控制每路纱线进纱张力在6-10CN，车速22-25r/min，在织造过程中纱线不易断，无横条、粗纱、细纱和破洞等织造疵点。

(3)、根据咖啡纱的特点，对咖啡纱纯纺面料的染色采用TCB前处理染色一浴法染色工艺，节省了用水、用电和用汽消耗。此外，通过染料、助剂的选择，通过配合特殊的升温程序，一方面，解决了咖啡纱纯纺面料的匀染性问题，另一方面，有效的提高了咖啡纱纯纺面料的上染率。

(4)、为保证染色牢度，定型时选用30-50g/L的吸湿排汗柔软整理剂在165℃以20m/min的车速进行定型加工，通过整理剂的选择和用量，以及定型温度的控制，可以保证咖啡纱原有除湿、抗菌、释放负离子等保健功能的同时，获得较好的柔软、透气功能和较好的色牢度(深色摩擦牢度4级左右)。

以下结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细阐述。

附图说明：

图1为本发明实施例染色工艺的升温流程图。

具体实施方式：

实施例1：

咖啡纱纯纺面料生产工艺流程如下：纺纱——织造——染色——后整理——咖啡纱纯纺面料成品。

1、纺纱：

以100％咖啡纱为原料，分别采用涡流纺或喷气纺纺纱工艺制成的26～40S纱线。

为纺制出条干均匀的26～40S咖啡纱，我们尝试了涡流纺和喷气纺工艺，最终样品实验测试结果如下表：

表1、采用涡流纺和喷气纺生产的咖啡纱性能指标

由上表可以看出，用涡流纺和喷气纺纺纱工艺纺制26～40S咖啡纱时，两种工艺纱线的纱线强力均能满足针织用纱要求，百米纱疵基本持平，纱线表观毛羽方面喷气纺纱略胜于涡流纺。

前述的涡流纺和喷气纺采用现有工艺即可，无特别限制。

2、织造：

以平纹组织或色纱大循环组织为编织结构，织造过程中注意纱线条干均匀度，根据面料组织结构不同，控制每路纱线进纱张力在6-10CN，车速22-25r/min，在织造过程中纱线不易断，无横条、粗纱、细纱和破洞等织造疵点。

3、染色：

染色工艺采用TCB前处理染色一浴法染色工艺。

染色工艺配方如下：

染色工艺步骤如下：将水、软水剂CT、雅可赛TCB、分散染料、冰醋酸按照上述配方配制成前处理染液，调整浴比1:5，升温至120-130℃处理45min，染色完成后，降温排水，进行还原清洗，水洗，进入下一步整理工序。

在前处理染色一浴法工序中：

3.1、助剂的选择：

所述的软水剂CT为一种无机盐复配物，其作用是，可将水中金属离子络合，降低水质硬度，为市售产品。

所述的雅可赛TCB为一种涤棉氧漂、染涤同浴的涤棉漂染一浴助剂，为上海雅运助剂有限公司生产，其作用是，可将氧漂，染涤同浴进行。

所述的冰醋酸，可为染色提供酸性浴PH在4-5，染料在该PH值条件下结构稳定，染色上染率较高。

3.2、染料的选择：

由于咖啡纱属于聚酯基材纤维，本发明的染料选择为分散染料进行染色。

基于上述前处理染色一浴法工艺流程，调整不同性质的分散染料，并分别测得其上染率，结果如表2所示。

表2、不同性质分散染料的上染率

注：表中所示染料，括号内为生产厂家，如：分散红E‐F3B(浙江龙盛)是指浙江龙盛染料化工有限公司生产的分散红E‐F3B染料。

由上表可以看出：用低温型分散染料如分散红E-F3B和高温型鲜艳色分散染料如荧光嫩黄8GFF染色时，上染率较低，得色效果一般较暗沉，而用中温型分散染料如分散荧光红4B-E进行染色时，上染率有所提高，达到67％，而用高温深色分散染料如分散黑WHTS进行染色时，上染率升高，达到70％，而且可以染得较深色泽，能够遮盖咖啡炭纤维本身的灰色。

由上述不同的分散染料上染率对比实验可以看出：对于咖啡纱纯纺面料的前处理染色一浴法工艺，宜采用中、高温型的中、深色分散染料进行染色，优选的采用高温型分散染料在130℃染色，上染率可达70％以上，且颜色一般倾向于选择得色较深的蓝色、黑色和红色，其它如黄色、紫色、棕色对灰色的遮盖力不够强，色泽暗沉，不易得到消费者的认可。

3.3、染色的温度控制：

对咖啡纱纯纺面料前处理染色一浴法工序的升温控制程序，优选的，采用如下升温工艺：

如图1所示，室温下采用2℃/min的速率升温至70℃，在温度升温至70℃以后，采用1℃/min升温速率，升温至90℃保温5分钟，再以0.5℃/min升温速率升至120-130℃保温45min，染色结束后，以2℃/min降温速率降温至80℃排水。

申请人通过研究发现：由于咖啡纱聚酯纤维内部存在孔隙，在70℃以后染色吸附会逐渐加快，至90℃以后染料往纤维内部扩散更加迅速，为此，在70℃以后采取1℃/min速率升温，在90℃以后采取0.5℃/min速率升温，这样可保证上染均匀和布面折痕处不致于出现深浅不一的效果，而控制在120-130℃保温45min，完成染色，如前所述，可以保证分散染料具有良好的上染率。

这样，通过染料、助剂的选择，通过配合特殊的升温程序，一方面，解决了咖啡纱纯纺面料的匀染性问题，另一方面，有效的提高了咖啡纱纯纺面料的上染率。

4、后整理工艺：

后整理工艺配方如下：

所述整理剂优选采用珠海华大浩宏化工有限公司生产的吸湿排汗剂HS-TC-18。

后整理工艺步骤如下：将水、整理剂和柠檬酸按上述配比配制成吸湿排汗整理液，将经柔软处理后的面料浸轧整理液，然后采用定型车速20-40m/min、温度130℃烘干定型，即得成品。

4.1、整理剂的选择及用量：

咖啡纱属于聚酯纤维，因此，本实施例整理剂选择对聚酯纤维具有柔软作用和吸湿排汗作用的整理剂，对咖啡纱纯纺面料进行烘干定型，可有效改善咖啡纱纤维的手感柔软度和吸湿排汗性能。

经筛选多种助剂，并测试整理后的面料吸水性、透气性、色牢度和甲醛含量指标，最终选择由珠海华大浩宏化工有限公司生产的吸湿排汗剂HS-TC-18对咖啡纱纯纺面料进行整理，可同时实现柔软和吸湿排汗的双重功效。

基于上述整理工艺流程，调整吸湿排汗整理剂HS-TC-18的用量，测定其对咖啡纱纯纺面料吸水性、透气性、摩擦色牢度和甲醛含量指标的影响，结果如表3所示。

表3、不同整理剂用量对咖啡纱纯纺面料性能的影响

注：表中吸水性测试方法是将水滴滴到织物表面，观察完全润湿布面所需的时间，以秒表测量。

透气性测试采用GB/T5453-1997《纺织品织物透气性的测定》标准测试。

摩擦色牢度检测采用GB/T 3920:2008:《纺织品色牢度试验耐摩擦色牢度》标准测试。

甲醛含量测试：采用国家标准方法GB/T2912.1-1998《纺织品甲醛的测定》标准测试。

由表3可以看出：随着整理剂用量的增加，甲醛含量不增加，整理剂用量较小时吸水性稍差，当整理剂用量在30g/L时，面料吸水性基本在1秒以内，面料透气性基本无影响，但当整理剂用量大于60g/L时面料的透气性、摩擦色牢度略有下降，手感略发粘。考虑到柔软效果、透气性和整理成本，最终选用30-50g/L的吸湿排汗柔软整理剂，在130℃以20-40m/min的车速进行加工，可获得较好的柔软、透气功能和较好的色牢度(深色摩擦牢度4级左右)。

4.2、整理温度对咖啡纱纯纺面料性能的影响

根据本实施例的吸湿排汗整理工序，调整定型整理温度，测定其对咖啡纱面料吸水性、透气性、色牢度和手感指标的影响如下表4所示：

表4、不同定型整理温度效果测试

温度℃	吸水性/s	透气性	摩擦牢度	皂洗牢度	手感
						110	1-2	好	4	4	好
120	≤1	好	4	4	好
						130	≤1	好	4	4	好
140	≤1	好	4	3-4	好
						150	≤1	好	3-4	3-4	较好
160	≤1	较好	3-4	3	一般
						170	≤1	一般	3-4	3	略硬
180	≤1	一般	3-4	3	略硬
						190	≤1	较差	3	3	变硬

由表4可以看出：在定型温度选择方面，经过在110-190℃范围筛选实验效果，发现130-140℃温度最佳，既可以将面料烘干定型，对摩擦牢度和水洗沾色牢度基本无影响。而温度升高至160℃以后，染料易从纤维内部向表面泳移，致使水洗和摩擦牢度有所下降。

实施例1的工艺参数及控制关键总结如下表：

表5、

5、产品检测：

实施例1制备的咖啡纱纯纺面料成品，经检测，性能指标如下：

①耐洗、耐汗渍、耐摩擦牢度≥3-4级；抗起毛起球性≥3-4级；

②异味消除性能：异味下降率≥50％(12小时)；

③远红外纺织品，法向发射率≥0.80；

④甲醛含量达到国家标准要求(﹤75mg/kg)。

Claims (4)

1.一种咖啡纱纯纺面料的生产工艺，其特征在于，包括纺纱——织造——染色——后整理，其中：

（1）、纺纱：

以100%咖啡纱为原料，采用涡流纺或喷气纺纺纱工艺制成的26～40S纱线；

（2）、织造：

以平纹组织或色纱大循环组织为编织结构，根据上述编织结构，控制每路纱线进纱张力在6-10cN，车速22-25r/min；

（3）、染色：

织造好的咖啡纱纯纺面料，染色采用前处理染色一浴法工艺，工艺配方如下：

软水剂CT 0.5g/L

TCB助剂 1-2% o.w.f

分散染料 1-4% o.w.f

冰醋酸 0.5g/L

温度 120-130℃

时间 45min

浴比 1:5 ；

前处理染色一浴法工序步骤如下：将水、软水剂CT、TCB助剂、分散染料、冰醋酸按照上述配方配制成前处理染液，调整浴比1:5，升温至120-130℃处理45min，染色完成后，降温排水，进行还原清洗，水洗；

前处理染色一浴法工序的升温工艺如下：室温下采用2℃/min的速率升温至70℃，在温度升温至70 ℃以后，采用1℃/min升温速率，升温至90℃保温5分钟，再以0.5℃/min升温速率升至120-130℃保温45min，染色结束后，以2℃/min降温速率降温至80℃排水；

所述的分散染料选择中、高温型的中、深色分散染料；

（4）、后整理：

后整理工序配方如下：

吸湿排汗整理剂 30-50g/L

柠檬酸 0.5g/L；

后整理工艺步骤如下：将水、吸湿排汗整理剂和柠檬酸按上述配比配制成整理液，将染色后的面料浸轧整理液，然后采用定型车速20-40m/min、温度110-140℃下烘干定型，即得成品。

2.根据权利要求1所述的一种咖啡纱纯纺面料的生产工艺，其特征在于：所述的TCB助剂为涤棉漂染一浴助剂，TCB助剂选择上海雅运助剂有限公司生产的雅可赛TCB。

3.根据权利要求1所述的一种咖啡纱纯纺面料的生产工艺，其特征在于：所述整理剂采用珠海华大浩宏化工有限公司生产的吸湿排汗剂HS-TC-18。

4.根据权利要求1所述的一种咖啡纱纯纺面料的生产工艺，其特征在于：烘干定型温度为130-140℃。