CN113249841B - 一种棉锦纱线的复合纺纱工艺 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种棉锦纱线的复合纺纱工艺，属于以采用特殊纱线原料为主要特征的产品技术领域。以棉纤维和锦纶为原料，棉纤维经硫化染料染色形成散纤维一，锦纶经酸性染料染色形成与散纤维一色牢度、鲜艳度不同的散纤维二，散纤维一与散纤维二按比例混纺形成棉锦纱线。将本申请应用于纱线加工，具有洗旧效果，且可实现越洗越鲜艳的特殊效果呈现，具有不会污染车间环境和设备等优点。
Description
技术领域
本申请涉及一种棉锦纱线的复合纺纱工艺，属于以采用特殊纱线原料为主要特征的产品技术领域。
背景技术
牛仔布以其耐用和普适性高，在牛仔面料的处理发展历程中，概括来讲分为两期：
第一期：用硫化染料经浆染联合机染经纱后织成面料，最后通过水洗、石磨等方式，制成具有牛仔洗旧效果的衣服制品。
第二期：用硫化染料通过球经束染机进行纱线染色，制成面料或制品，最后通过水洗、石磨等方法制成具有牛仔洗旧效果的产品。
然而，上述方法对于染色原料都存在限制，产品单一；染织过程中靛蓝等染料的使用会在周围环境严重滞留，当该车间染过牛仔布的，无法或需要进行非常大量的清洗工作，才能再进行其他布料上染；而基于满足市场对产品多样性的需求，为获得怀旧或者复古风格的服饰，上述上染后的牛仔面料染料多固着于纤维表面，故纤维外部着色，而内侧则始终为白芯，色牢度低/差，洗涤过程中，天然掉色形成做旧效果，虽然同样达到了做旧效果，但过程与做旧程度不可控。
发明内容
有鉴于此，本申请提供一种棉锦纱线的复合纺纱工艺，该工艺不仅引入多种纱线实现复合混纺，还兼容了做旧与色牢度两方面的需求。
具体地，本申请是通过以下方案实现的：
一种棉锦纱线的复合纺纱工艺，以棉纤维和锦纶为原料，棉纤维经硫化染料染色形成散纤维一，锦纶经酸性染料染色形成与散纤维一色牢度、鲜艳度不同的散纤维二，散纤维一与散纤维二按比例混纺形成棉锦纱线。
上述棉锦纱线以棉纤维和锦纶为原料，采用不同的染色方式，分别形成色牢度、鲜艳度均不同的两个纱线组分即散纤维一、散纤维二，散纤维一是由棉纤维经硫化染料染色形成，色牢度相对较差；散纤维二是由锦纶纤维经酸性染料染色而成，色牢度高、不褪色，散纤维一与散纤维二两者按照设定比例进行混纺，即可形成一种全新的棉锦纱线。
该棉锦纱线中，硫化染料浸染棉纤维内部，酸性染料侵染进锦纶内部，使两种纱线原料呈现内外皆上染的结果，与传统法靛蓝染色相比，不仅将纤维原料由棉纤维拓宽至锦纶，还将染料由单一的还原染料拓宽至酸性染料，色牢度得到改善；而硫化染料染色的棉纤维颜色偏暗，易压制其他染色，无鲜艳度，可以赋予洗旧复古效果的体现，而酸性染料染色后的锦纶色牢度好、鲜艳度高(如牛仔蓝)，两者配合，对比明显，不仅可以改善纱线整体的色牢度，当进行水洗后，硫化部分随水洗褪去，不再压制酸性染料的色泽与鲜艳，凸显酸性染料染色效果，最终留下的大多是酸性染料，当纱线的两部分均为黑色时为黑色纱线，此时呈洗白效果，而当纱线的两部分中有黑色以外的彩色时，则呈越洗越鲜艳的效果。水洗程度不同，上述水洗效果不同，基于色牢度相对可观，通过水洗程度的控制，实现水洗效果的可控性。
进一步的，作为优选：
所述散纤维一与散纤维二的质量配比为40-50:50-60。散纤维一与散纤维二的配比，既要满足强力拉伸等物理性能，还要兼顾外观与色牢度上的要求。该过程虽然可以通过大量的实验进行实验获取，但考虑其他因素的影响，其工作量显然是非常巨大的，而本案在进行配比选择时，首先考量的是不同配比对洗旧与越洗越鲜艳这个效果上的影响，染色效果上的该要求主要来自于不同染色方法的配合与染色方法与植物纤维的匹配性两方面，并具体体现为硫化染料染色部分与酸性染料染色部分的占比问题，在此基础上进一步考量物理性能上的效果，从而确认得到散纤维一(硫化染料染色的棉纤维)与散纤维二(酸性染料染色的锦纶)配比控制在40-50:50-60时，效果较佳。
在染色过程中，核心的控制参数是染料浓度、染液pH、处理温度和时长，申请人在选定的原料基础上，对上述染色参数进行控制，以满足染色效果与机械性能上的要求。因此，将酸性染料染色与硫化染料染色的核心参数控制如下：
所述硫化染料染色工艺：硫化染料用量12-25％，染液pH为10-13，90-120℃染色处理50-80min。更优选的，硫化染料用量15-20％，染液pH为11-12.5，100-105℃染色处理55-65min。硫化染料为硫化深兰3R、硫化宝兰CV、硫化红棕B3R、硫化灰、硫化黄棕5G、硫化红LGF、硫化墨绿511、硫化亮绿7713、硫化深棕GD、硫化草绿715、硫化黑BR、硫化兰BRN、硫化红酱3B或硫化红GGF中任一种。
所述酸性染料染色工艺如下：酸性染料用量1.6-8.0％，染液pH 3-6，90-130℃处理30-80min。更优选的，酸性染料为复合染料，用量为3.5-6％，染液pH 4-5，100-120℃处理50-60min。
上述方案中，还可以采用如下方式做进一步的完善：所述棉锦纱线由散纤维一、散纤维二、散纤维三混纺而成，散纤维一、散纤维二、散纤维三的质量配比为30-50:25-40:10-30，棉纤维采用硫化染料染色形成散纤维一，锦纶采用酸性染料染色形成与散纤维一色牢度、鲜艳度不同的散纤维二，本色棉纤维构成散纤维三。更优选的，所述散纤维一、散纤维二、散纤维三的质量配比为45:30:25。酸性染料染色工艺如下：酸性染料为复合染料，用量为3.8-5.2％，染液pH 4-5，100-110℃处理50-60min；硫化染料染色工艺：硫化染料用量16-20％，染液pH为11-13，90-110℃染色处理50-65min。硫化染料染色形成的散纤维一在水洗处理中会有部分褪色，但磨白过程则褪色有限，可实现无污染加工过程，因此成纱效果较好。
本申请加工过程分为两部分：第一，散纤维的染色：棉纤维、锦纶分别配以不同染色方法，形成色牢度高和色牢度差的两种(或三种)成纱原料，为后续的水洗与磨白过程中不同纤维呈现不同效果提供基础；第二，成纱：成纱原料按照不同比例形成棉锦纱线，棉锦纱线织造成面料，硫化染料染色形成的部分颜色偏暗，无鲜艳度，洗旧效果；酸性染料染色形成的部分色牢度好、颜色鲜艳度高，两者配合，使面料整体色牢度改善；当硫化等部分随水洗褪去，最终留下的大多是酸性染料，使面料呈越洗越鲜艳的效果，对比明显，不同磨白程度、水洗程度、不同纱线配比，可形成不同的面料效果。
棉纤维以硫化染料染色，形成的散纤维一干摩擦系数较高，水洗处理中会有部分褪色，但磨白过程则褪色有限，可实现无污染加工过程，因此纺纱效果较好。
锦纶纤维以酸性染料染色后，形成的散纤维二色牢度高，在后续水洗、磨白中不易褪色，可配合散纤维一实现纱线整体色牢度的改善。
为增加产品类型、降低生产成本，棉锦纱线还可以包括有散纤维三，散纤维三同样以棉纤维作为原料，不经染色步骤，作为本色纤维直接与散纤维一、散纤维二一起成纱，降低了加工成本，还提高了成纱的多样性，散纤维一、散纤维二和散纤维三成纱织造形成色牢度多样的牛仔面料。
常规牛仔面料加工过程一般采用多种染料混染的方式，即对纱线或面料进行靛蓝或硫化染色后，再以酸性染料等进行套染，而后进行纺纱，这种方式在水洗前的效果较好，但随着水洗次数的增加，靛蓝或硫化染色的颜色越洗越浅，整体呈灰旧状态；而本方案中，原料纤维分为两部分(有本色纤维时，分为三部分，第三部分不进行染色工序)，一部分纤维(棉纤维)进行酸性/硫化染料染色，另一部分纤维(如锦纶)进行硫化/酸性染料染色，形成的两种(或三种)原料成纱，形成的成品棉锦纱线部分有洗旧效果，部分色牢度高，使整体色牢度改善；硫化染料染色形成的颜色偏暗，无鲜艳度，酸性染料染色形成的颜色色牢度好、鲜艳度高，两者配合，对比明显，当硫化部分随水洗褪去，最终留下的是酸性染料，彩色牛仔面料呈越洗越鲜艳效果，黑色牛仔呈洗白做旧效果。
附图说明
图1为本申请纱线织造形成的面料外观图。
具体实施方式
本实施例的流程概括如下：
棉纤维进行硫化染料染色，形成散纤维一；
锦纶经酸性染料染色形成散纤维二；
散纤维一、散纤维二混纺成纱成棉锦色纱。
其中，影响棉锦纱线效果的参数分为以下几部分：
(1)原料组成。
(2)染色工艺条件的影响：①染色工艺对棉纤维、锦纶的不同影响；②不同染色工艺对成品纱线的影响。此处要结合原料进行综合评估。
(3)成纱方式的选择：环锭纺、转杯纺、喷气纺、涡流紧密纺。
以下结合案例进行具体参数的分析。
实施例1：原料组成对棉锦纱线性能的影响
在本实施例中，棉锦纱线分为两种形式：
(1)散纤维一+散纤维二；
(2)散纤维一+散纤维二+散纤维三。
本申请中，散纤维一是硫化染料染色的棉纤维，散纤维二是酸性染料染色的锦纶，散纤维三为本色棉纤维，以下就配比的影响进行比较分析。
1.工艺流程：棉纤维采用硫化染料染色形成散纤维一，锦纶纤维采用分散复合染料染色形散纤维二，散纤维一与散纤维二采用涡流紧密纺得棉锦纱线。
2.参数说明
(1)散纤维一：硫化黑BR 15％(o.w.f)，pH 12，108℃，50min；染黑色。
(2)散纤维二：黑2-S-LD 3.8，pH4.5，100℃，60min；染黑色。
(3)环锭纺工艺条件：采用低速涡流纺，速度控制在350m/min，喂入比0.97，以便减少抱合力，增加闪亮效果，后区的牵伸要适当减少，以便控制意外牵伸。
(4)散纤维一与散纤维二的配比：散纤维一与散纤维二的配比(散纤维一与散纤维二的质量比)分别采用10:90、20:80、30:70、40:60、50:50、60:40、70:30、80:20、90:10作为代表，进行两色(指酸性染料染色和硫化染色两种染色方式，并不局限于上染的颜色为两种)构成棉锦纱线的实验。
实验结构表明：基于不同组分的特性较为显著，如酸性染料染色后的纤维色牢度较高、颜色鲜艳，适宜做颜色鲜亮的纱线和成品布匹，对于渐变色、做旧色、磨白(而这正是牛仔纱线在颜色上的要求)等方面的效果则表现不够理想；硫化染料染色的颜色偏暗，无鲜艳度；因此比例的控制必须非常严苛，确保两者实现外观上的配合性和物理性能上的兼容性。当散纤维一与散纤维二的质量配比为40-50:50-60时，两者的配合作用较好，特别是当散纤维一与散纤维二的质量配比为60:40时，纱线使用效果(机械性能和表观效果)为最佳。并体现为采用该棉锦纱线色牢度在4级，表面可实现麻点、洗旧等效果的体现，且在使用的水洗过程中，当硫化等部分随水洗褪去，最终留下的大多是酸性染料，对比明显，使面料呈越洗越鲜艳的效果，发挥硫化部分效果的同时，还克服了其色彩暗淡的缺陷。
传统靛蓝染形成的纱线，其外层有染剂，内芯则仍是白色；而本申请则实现了内外都染透的效果。
进一步对棉锦系列三色构成也进行了实验，散纤维一、散纤维二、散纤维三的配比(质量比)分别采用10:80:10、20:70:10、25:65:10、30:60:10、30:50:20、20:60:20、25:55:20、25:50:25、30:45:25、35:40:25、40:35:25、45:30:25、45:25:30、50:20:30、60:10:30作为代表，进行三色(指硫化染色、酸性染色和本色，并不局限于颜色有三种)。呈现出与二色相似的趋势：散纤维一、散纤维二、散纤维三的质量配比为30-50:25-40:10-30时，效果较好，并以散纤维一、散纤维二、散纤维三的配比为45:30:25时为最佳。
实施例2：不同染色工艺对棉锦纱线性能的影响
以散纤维一+散纤维二的方案为例，
散纤维一是由棉纤维经硫化染料染色形成，散纤维二则是由锦纶经酸性染料染色形成，两种散纤维混纺成纱，成纱采用环锭纺。
酸性染料采用复合染料，酸性染料染色工艺可采用如下几种：(1)黑2-S-LD3.8％，pH4.5，100℃，60min，染黑色；(2)深蓝M-2GE0.08％+黄3RS1.6％+红3BS3.5％，pH4.5，100℃，50min，染酱红。
硫化染料染色工艺为：硫化染料浓度12-25％(如：10％、12％、15％、18％、20％、22％、25％)，染液pH为10-13(如：10、11、11.5、12、12.5、13)，90-120℃(如：85℃、90℃、95℃、100℃、102℃、105℃、110℃、120℃)染色处理50-80min(如：50min、55min、60min、65min、70min、80min)，确定硫化染料用量16-20％(owf)，染液pH为11-12.5，95-105℃染色处理55-65min。硫化染料用量15-20％，染液pH为11-12.5，100-105℃染色处理55-65min。
其中硫化染料可选择市售的硫化深兰3R、硫化宝兰CV、硫化红棕B3R、硫化灰、硫化黄棕5G、硫化红LGF、硫化墨绿511、硫化亮绿7713、硫化深棕GD、硫化草绿715、硫化黑BR、硫化兰BRN、硫化红酱3B或硫化红GGF中的任一种。
对染色后的纱线进行色牢度测试，结果如表1所示。
表1不同染色工艺下的棉锦纱线色牢度
上述纱线色牢度在4级附近，棉、锦对不同染料染色形成的纤维上染率不同，采用该方法所得的最终棉锦纱线表面会存在麻点，当进行织造成布后，麻点依然保存(如图1所示)，水洗速度改变即可进行复古、洗旧等效果的体现，并在水洗过程中，硫化等部分随水洗褪去，最终留下的大多是酸性染料，对比明显，使面料呈越洗越鲜艳的效果。
与常规套染(棉纤维、棉锦纤维)方式相比，本案避免了易脱色硫化染料的大量使用，不仅解决了印染领域废水这一最大问题，通过不同纤维与不同染色方法的匹配，以及染色后各纤维之间的匹配性，在保持了硫化染料在牛仔纱等领域中的特殊效用的同时，还实现了最终面料越洗越鲜艳的特殊效果。
Claims (5)
1.一种棉锦纱线的复合纺纱工艺，其特征在于：以棉纤维和锦纶为原料，棉纤维经硫化染料染色形成散纤维一，锦纶经酸性染料染色形成与散纤维一色牢度、鲜艳度不同的散纤维二，散纤维一与散纤维二按为40-50:50-60的质量比混纺形成棉锦纱线，棉锦纱线依颜色构成的不同分为黑色纱线和彩色纱线，彩色纱线呈越洗越鲜艳效果，黑色纱线呈洗白效果，
所述硫化染料染色工艺：硫化染料用量12-25%，染液pH为10-13，90-120℃染色处理50-80min，所述硫化染料为硫化深兰3R、硫化宝兰CV、硫化红棕B3R、硫化灰、硫化黄棕5G、硫化红LGF、硫化墨绿511、硫化亮绿7713、硫化深棕GD、硫化草绿715、硫化黑BR、硫化兰BRN、硫化红酱3B或硫化红GGF中任一种，
所述酸性染料染色工艺如下：酸性染料用量1.6-8.0%，染液pH 3-6，90-130℃处理30-80min。
2.根据权利要求1所述的一种棉锦纱线的复合纺纱工艺，其特征在于，所述硫化染料染色工艺：硫化染料用量15-20%，染液pH为11-12.5，100-105℃染色处理55-65min。
3.根据权利要求1所述的一种棉锦纱线的复合纺纱工艺，其特征在于：酸性染料为复合染料，用量为3.5-6%，染液pH 4-5，100-120℃处理50-60min。
4.一种棉锦纱线的复合纺纱工艺，其特征在于：所述棉锦纱线由散纤维一、散纤维二、散纤维三混纺而成，散纤维一、散纤维二、散纤维三的质量配比为30-50:25-40:10-30，棉纤维采用硫化染料染色形成散纤维一，锦纶采用酸性染料染色形成与散纤维一色牢度、鲜艳度不同的散纤维二，散纤维三是本色棉纤维，棉锦纱线依颜色构成的不同分为黑色纱线和彩色纱线，彩色纱线呈越洗越鲜艳效果，黑色纱线呈洗白效果，
酸性染料为复合染料，用量为3.8-5.2%，染液pH 4-5，100-110℃处理50-60min；硫化染料染色工艺：硫化染料用量16-20%，染液pH为11-13，90-110℃染色处理50-65min。
5.根据权利要求4所述的一种棉锦纱线的复合纺纱工艺，其特征在于：散纤维一、散纤维二、散纤维三的质量配比为45:30:25。
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Denomination of invention: A composite spinning process for cotton and nylon yarn Effective date of registration: 20231202 Granted publication date: 20221028 Pledgee: Zhejiang Shaoxing Hengxin Rural Commercial Bank Co.,Ltd. Mashan sub branch Pledgor: SHAOXING GUOZHOU TEXTILE NEW MATERIALS CO.,LTD. Registration number: Y2023980068977 |
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