CN109097938B - 一种茜草植物染红色纤维的纺纱方法 - Google Patents

一种茜草植物染红色纤维的纺纱方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种茜草植物染红色纤维的纺纱方法，包括开清棉步骤、超声除杂步骤、烘干步骤、养生步骤、梳棉步骤、并条步骤、粗纱步骤和细纱步骤。本发明针对植物染纤维杂质含量高，可纺性差等问题，将植物染纤维在开清棉工序之后顺序加入超声波除杂步骤、烘干步骤和养生处理步骤，从而减少纤维杂质含量，提高纤维表面性能，提高纤维的可纺性，最终达成纺纱过程顺畅，纱线质量高的植物染纱线纺纱。

Description

一种茜草植物染红色纤维的纺纱方法
技术领域
本发明涉及一种茜草植物染红色纤维的纺纱方法，属于纺织领域。
背景技术
散纤维色纺纺纱一般需经过开清棉、梳棉、并条、粗纱、细纱等工序。但使用常规纺纱方法对植物染纤维进行色纺纺纱时却遇到一系列问题，植物染纤维在梳棉过程中缠绕刺棍，难成条；并条过程中缠绕罗拉、皮辊，纤维发粘，堵塞喇叭口；粗纱过程中缠绕皮辊；细纱过程中纱线断头，混纺率高纱线缠绕断头严重；纺纱工艺全过程中粉尘严重，有色颗粒物附着在针布、皮辊、罗拉上。
造成上述原因的主要因素是植物染纤维与常规化学染纤维的根本差异。植物染纤维是使用从天然植物中萃取出来的植物染料进行散纤维染色得到的纤维。由于天然产物的特征和提取工艺的特点，所提取的植物染料在化学成分上一般属于混合物，为两种或以上化学成分以不同比例组合而成，一般包含植物染料和较大的无机物或有机物颗粒。由于上述杂质颗粒的存在，使得植物染料在上染纤维时纤维表面吸附大量含有植物染料的杂质，从而造成纤维的表面粗糙和纤维间粘结，进而导致后续的纺纱的诸多问题。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种茜草植物染红色纤维的纺纱方法，在纺纱过程中将植物染纤维除杂清洁，并提高其表面性能，从而提高其可纺性。
本发明所采用的技术解决方案是：
一种茜草植物染红色纤维的纺纱方法，包括开清棉、梳棉、并条、粗纱和细纱工序，其特征在于：在开清棉与梳棉工序之间，增加有超声除杂工序；
将开清棉工序加工制成的植物染纤维卷展开，均匀铺放在盛有浴比为1:20-30的清洗液的超声波处理装置中，超声波处理，分离并清除纤维表面的杂质；
所述的清洗液的成分包含水、酸和表面活性剂，表面活性剂选用季铵化合物，清洗液的PH值范围为6。
优选的，在超声除杂工序之后，梳棉工序之前还依次增加有烘干工序和养生工序；
超声波除杂后的纤维铺放在烘干机中，经烘干机进行烘干至含水率为5-10％；
配置浴比为1：20的养生助剂溶液，将养生助剂溶液均匀喷洒在烘干后的纤维上，然后将喷洒有养生助剂溶液的纤维在35℃环境中放置12小时，养生助剂溶液充分浸润纤维，软化纤维，改善纤维表面摩擦和抗静电性；
所述的养生助剂溶液中，养生助剂选取季戊四醇脂肪酸酯、甘油单脂肪酸酯和有机硅柔软剂中的一种。
优选的，所述清洗液中的酸选用无机酸或有机酸，其中无机酸选用盐酸、硫酸或磷酸，有机酸选用醋酸或甲酸。
优选的，所述清洗液中表面活性剂的质量百分比浓度为0.1％-0.2％。
优选的，所述超声波处理的超声波频率为20KHz、33KHz或80KHz，超声波处理时间为0.5-1小时。
优选的，所述养生助剂溶液中养生助剂的质量百分比浓度为1％。
优选的，所述有机硅柔软剂选用氨基硅油柔软剂，具体可选用JF-8059Y-30氨基硅油柔软剂。
与现有纺纱技术相比，本发明的有益技术效果及机理阐述如下：
本发明可在必要工序有效清除纤维表面杂质，清洁纤维，提高纤维光洁度，降低静电产生，减少纤维间黏连，提高纤维的可纺性，最终使得植物染纤维的色纺纺纱顺利进行。
常规纺纱工艺在开清棉工序之后进入梳棉工序，但植物染纤维直接进入梳棉工序会造成梳棉过程中缠绕刺棍，难成条的问题。常规对于上述问题的解决手段是加大开清棉力度，或采用水洗除杂。然而，前期研究表明使用上述方法对植物染纤维处理后，其可纺性并未有明显提高。因此本发明针对这一问题，在开清棉之后，梳棉之前，采用酸性水浴环境下超声波除杂的方式，顺利的解决了上述问题。同时，由于除杂的作用，进一步解决了纺纱工艺全过程中粉尘严重，有色颗粒物附着在针布、皮辊、罗拉上等系列问题。
其中，酸性超声波除杂是本发明的核心所在。植物染纤维经植物染色后，纤维表面存在大量大染料颗粒，且由于染色过程中的固色作用，上述杂质不能通过简单的水洗方法来去除。超声波具有较强的清洗作用，但对于植物染纤维表面的杂质清洗效果不明显。这是由于植物染表面杂质颗粒较大，且由于固色作用，纤维和杂质之间结合力较强。超声波的空化作用虽然可以在纤维和杂质接触点产生一定的排斥力，但能量尚不足以使杂质脱离。本发明在清洗液中加入微量的酸液，杂质(主要是碳酸钙和硅酸钙等无机盐)表面由于酸的作用产生部分溶解，从而降低了杂质与纤维表面的结合力；甚至大的杂质颗粒被酸解成小颗粒，更加的减小了杂质与纤维的结合力。在酸性水浴中处理后的纤维，再经超声波处理，超声波的空化作用可轻易将纤维表面的杂质清除，提高了除杂效率和纤维表面的洁净度。
进一步的，由于加入了酸液造成水溶液表面张力增大，弱化了超声波的空化作用。因此加入表面活性剂，减小水溶液表面张力，增加空化作用，提高清洗效率。更为重要的，表面活性剂的加入可起到纤维与纤维之间、纤维与杂质之间润滑的作用，进一步提高清洗效果。
进而，在除杂的基础上，加入养生工序，进一步解决了并条过程中缠绕罗拉、皮辊，纤维发粘，堵塞喇叭口；粗纱过程中缠绕皮辊；细纱过程中纱线断头，混纺率高纱线缠绕断头严重等问题。
这是由于，经超声波清洗后的纤维虽减少了杂质，提高了纤维表面光洁度。但其仍存在表面摩擦力大，电阻高，静电明显等问题。加入季戊四醇脂肪酸酯、甘油单脂肪酸酯和有机硅柔软剂等养生助剂，可在纤维表面清洁的基础上，进一步的减小纤维表面摩擦力和电阻，提高纤维柔软性、平滑度和吸湿性，进而提高其抗静电性能。在去除杂质、清洁纤维、纤维柔滑和增加抗静电性的综合作用下，根除了纤维发粘的问题，减少纤维绕橡皮辊现象，减少了纤维之间的缠结，降低了纱线断头的产生。
附图说明
图1为常规色纺纺纱流程示意图；
图2为本发明色纺纺纱流程示意图；
图3为超声波处理前的茜草植物染红色纤维扫描电镜图片；
图4为超声波处理后的茜草植物染红色纤维扫描电镜图片。
具体实施方式
本发明提供了一种茜草植物染红色纤维的纺纱方法，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明提供了一种茜草植物染红色纤维的纺纱方法，其包括开清棉、超声除杂、烘干、养生、梳棉、并条、粗纱和细纱工序。首先，将开清棉工序加工制成的植物染纤维卷展开，均匀铺放在盛有浴比为1:20-30的清洗液的超声波处理装置中，所述的清洗液的成分为水，酸和表面活性剂，酸选用硫酸、醋酸、磷酸等无机酸或有机酸，表面活性剂选用季铵化合物，如选用烷基三甲基铵盐，清洗液中表面活性剂的质量百分比浓度为0.1％-0.2％，清洗液的PH值范围为6-7，超声波处理0.5-1小时，超声波处理的超声波频率为18KHz或20KHz或23KHz或25KHz或28KHz或33KHz或40KHz或80KHz，分离并清除纤维表面的杂质。然后，超声波除杂后的纤维铺放在烘干机中，经烘干机进行烘干至含水率为5-10％。最后，配置浴比1：20养生助剂溶液，所述的养生助剂为季戊四醇脂肪酸酯、甘油单脂肪酸酯和有机硅柔软剂的一种，养生助剂溶液中养生助剂的质量百分比浓度为1％-3％。将养生助剂溶液均匀喷洒在烘干后的纤维上，喷洒有养生助剂溶液的纤维在35℃环境中放置12小时，养生助剂溶液充分浸润纤维，软化纤维，改善纤维表面摩擦和抗静电性。养生后纤维喂入梳棉机中进行梳棉，制成纤维条。形成的纤维条为生条，将生条喂入到并条机中，进行多次并条，提升纤维条的均匀度和纤维平直度，生产出熟条。熟条经粗纱工序进行牵伸、加捻作用，制成粗纱。将粗纱喂入到细纱中，经细纱工序的牵伸、加捻和卷绕作用，纺成细纱。
以上浴比均是指织物与染液的比值。
为了更进一步描述本发明的方案，以下列举更为详尽的实施例进行说明。
实施例1
设计生产白色莫代尔与植物染色纤维50/50 14.8tex混纺纱线；
所设计采用的纺纱工艺流程如下(以机器型号表示)
抓棉(FA002)→开棉(FA106)→混合开棉(FA035)→多仓混棉(FA025)→打卷(FA076F)→梳棉(FA226A)→并条(BHFA1322一并、二并)→粗纱(FA493)→细纱(TH518)→络筒(村田No.21C-s)。
具体工艺参数如下：
开清棉：干定量380g/m，混合回潮率11％，棉卷定量421.8g/m，卷重净重18.06kg，伸长率1.02％。
梳棉工序工艺参数如表1：
表1
Figure BDA0001844887790000041
并条工序工艺参数如表2：
表2
Figure BDA0001844887790000042
粗纱工序主要工艺参数如表3：采用赛络纺工艺
表3
Figure BDA0001844887790000043
细纱工序主要工艺参数如表4：
表4
Figure BDA0001844887790000051
采用上述工艺对茜草植物染红色纤维进行了纺纱生产，最终得到结果如下：梳棉过程产生严重缠绕刺辊现象，并在并条过程出现停车，无法进行后续纺纱。
实施例2
设计生产白色莫代尔与植物染色纤维50/50 14.8tex混纺纱线；
所设计采用的纺纱工艺流程如下(以机器型号表示)
抓棉(FA002)→开棉(FA106)→超声除杂→混合开棉(FA035)→多仓混棉(FA025)→打卷(FA076F)→梳棉(FA226A)→并条(BHFA1322一并、二并)→粗纱(FA493)→细纱(TH518)→络筒(村田No.21C-s)。
具体工艺参数如下：
开清棉：同实施例1
超声除杂：浴比1:20，超声时间0.5h，频率20KHz，PH值6，清洗液加入盐酸和0.1％季铵化合物表面活性剂。
梳棉：同实施例1
并条：同实施例1
粗纱：同实施例1
细纱：同实施例1
采用上述工艺对茜草植物染红色纤维进行了纺纱生产，最终得到结果比实施例1有所改善。如图3、图4所示，本发明处理后的纤维表面杂质少，更易于开松、梳理、牵伸和成纱，增强纤维的成纱能力，提高成纱品质。
加入超声清洗后梳棉的缠绕刺辊现象有所改善，但仍有轻微缠绕刺辊现象，并条过程缠绕罗拉现象，细纱断头现象仍有发生。但已可进行混纺纱的生产。
实施例3
设计生产白色莫代尔与植物染色纤维50/50 14.8tex混纺纱线；
所采用的纺纱工艺流程如下(以机器型号表示)
抓棉(FA002)→开棉(FA106)→超声除杂→养生→混合开棉(FA035)→多仓混棉(FA025)→打卷(FA076F)→梳棉(FA226A)→并条(BHFA1322一并、二并)→粗纱(FA493)→细纱(TH518)→络筒(村田No.21C-s)。
具体工艺参数如下：
开清棉：同实施例1
超声除杂：同实施例2
养生：
茜草植物染红色纤维：养生助剂JF-8059Y-30氨基硅油柔软剂owf1％，浴比1:20均匀喷洒后35℃处理12h
养生处理前后茜草植物染红色纤维表面性质变化如下表5。
表5
茜草植物染纤维 养生前 养生后 处理后参数变化
质量比电阻 6*10^9Ωgcm<sup>2</sup> 1*10^8Ωgcm<sup>2</sup> 降为原来1.67％
综合摩擦系数 0.26 0.19 降为原来73％
梳棉：同实施例1
并条：同实施例1
粗纱：同实施例1
细纱：同实施例1
采用上述工艺对茜草植物染红色纤维进行了纺纱生产，所有工序生产顺利，最终得到纱线质量指标如下表6：
表6
Figure BDA0001844887790000061
与实施例2生产的纱线相比，强力提高了10％，条干不匀度降低了3.5，毛羽降低了30％。

Claims (4)

1.一种茜草植物染红色纤维的纺纱方法，包括开清棉、梳棉、并条、粗纱和细纱工序，其特征在于：在开清棉与梳棉工序之间，增加有超声除杂工序；
将开清棉工序加工制成的植物染纤维卷展开，均匀铺放在盛有浴比为1:20-30的清洗液的超声波处理装置中，超声波处理，分离并清除纤维表面的杂质；所述超声波处理的超声波频率为20KHz、33KHz或80KHz，超声波处理时间为0.5-1小时；
所述的清洗液的成分包含水、酸和表面活性剂，表面活性剂选用季铵化合物，清洗液的pH值为6；所述清洗液中的酸选用无机酸或有机酸，其中无机酸选用盐酸、硫酸或磷酸，有机酸选用醋酸或甲酸；
在超声除杂工序之后，梳棉工序之前还依次增加有烘干工序和养生工序；
超声波除杂后的纤维铺放在烘干机中，经烘干机进行烘干至含水率为5-10％；
配置浴比为1：20的养生助剂溶液，将养生助剂溶液均匀喷洒在烘干后的纤维上，然后将喷洒有养生助剂溶液的纤维在35℃环境中放置12小时，养生助剂溶液充分浸润纤维，软化纤维，改善纤维表面摩擦和抗静电性；
所述的养生助剂溶液中，养生助剂选取季戊四醇脂肪酸酯、甘油单脂肪酸酯和有机硅柔软剂中的一种。
2.根据权利要求1所述的一种茜草植物染红色纤维的纺纱方法，其特征在于：所述清洗液中表面活性剂的质量百分比浓度为0.1％-0.2％。
3.根据权利要求1所述的一种茜草植物染红色纤维的纺纱方法，其特征在于：所述养生助剂溶液中养生助剂的质量百分比浓度为1％。
4.根据权利要求1所述的一种茜草植物染红色纤维的纺纱方法，其特征在于：所述有机硅柔软剂选用氨基硅油柔软剂。
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