CN113293474B - 一种植物纱线的复合纺纱工艺 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种植物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。以植物纤维为原料，将植物纤维分为两部分，分别采用活性染料染色、硫化染料染色形成色牢度、鲜艳度不同的散纤维一、散纤维二，散纤维一与散纤维二按比例混纺形成植物纱线。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
本申请涉及一种植物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
植物纱线的原料构成可采用棉、麻或棉/麻三种，为实现后期应用的特殊化与多样化，多采用套染等方式，进行多重染色方法的叠加，从而满足不同应用要求如复古等效果的体现。但这种方式通常会存在褪色严重、色牢度差、清洗污水太多等缺陷。
以应用较为普遍的牛仔布为例，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，本申请提供一种植物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：
一种植物纱线的复合纺纱工艺，以植物纤维为原料，将植物纤维分为两部分，分别采用活性染料染色、硫化染料染色形成色牢度、鲜艳度不同的散纤维一、散纤维二，散纤维一与散纤维二按比例混纺形成植物纱线。
上述植物纱线以植物纤维为原料，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，散纤维一是由植物纱线经活性染料染色形成，色牢度高、不褪色；散纤维二是由植物纱线经硫化染料染色而成的纱线原料，色牢度相对散纤维一较差，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混合色植物纱线。
该植物纱线中，硫化染料、活性染料分别侵染进纤维内部，呈现内外皆上染的结果，染料也由单一的还原染料拓宽至活性染料，色牢度得到改善；而硫化染料染色形成的部分颜色偏暗，易压制其他染色，无鲜艳度，可以赋予洗旧复古效果的体现，而活性染料染色后的植物纤维，色牢度好、鲜艳度高(如牛仔蓝)，两者配合，对比明显，不仅可以弥补植物纱线整体的色牢度，当进行水洗后，硫化部分随水洗褪去，不再压制活性染料的色泽与鲜艳，凸显活性染色效果，最终留下的大多是活性染料，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：
所述植物纤维为棉纤维、麻纤维中的任一种或两者的混合。植物纤维的选择上可以采用纯种纤维，即散纤维一、散纤维二的原料均为棉纤维或均为麻纤维；还可以采用混种纤维，混种纤维的构成上可以采用两种形式：(1)散纤维一与散纤维二的原料中，一个为棉纤维，一个为麻纤维；(2)植物纤维本身即为棉纤维与麻纤维的混合物，将其分为两部分分别采用不同染料染色，从而形成散纤维一、散纤维二。以棉纤维、麻纤维作为植物纤维的优选方案，可以充分发挥其亲肤性好、质优易得的优点，且对不同染料的上染性能俱佳，可满足不同染色方式的上染要求。
所述散纤维一与散纤维二的质量配比为30-65:70-35。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活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(活性染料染色的植物纤维)与散纤维二(硫化染料染色的植物纤维)配比控制在30-70:70:30时，效果较佳，基于植物纤维可采用混种纤维(即一种及以上的植物纤维)构成，做进一步的完善试验，确认在散纤维一与散纤维二的质量配比为30-65:70-35，效果最佳。
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植物纤维基础上，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，将活性染料染色与硫化染料染色的核心参数控制如下：
所述活性染料染色工艺如下：活性染料用量5-15％(owf)，染液pH 9-13，30-80℃处理50-80min。更优选的，活性染料用量为6-8％(owf)，染液pH11-12，50-60℃处理55-60min。
所述硫化染料染色工艺为：硫化染料浓度10-30％(owf)，染液pH为10-13，90-120℃染色处理50-80min。更优选的：
所述硫化染料染色工艺为：硫化染料浓度16-20％(owf)，染液pH为11-12.5，95-105℃染色处理55-65min。
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中的任一种。
以硫化染料和活性染料染色配合，硫化染色的色泽较浓、较暗，活性染色的色泽较为显眼，采用该复合纺纱工艺所得纱线制成牛仔面料，在后续水洗中，硫化染色的纤维被洗白，活性染色的纤维因水洗牢度优异而不会退变色，因此可以处理成部分洗白、而鲜艳突出显现的效果，也就是越洗越白、越洗越鲜艳的效果。特别是对于形成黑牛仔的硫化黑BR，用上述工艺染色，主要体现的是洗白效果，硫化黑的乌黑程度是其他染料无法比的。
上述方案中，还可以采用如下方式做进一步的完善：还包括有散纤维三，散纤维三为本色植物纤维，或者由植物纤维经活性染料染色或硫化染料染色形成，散纤维一、散纤维二、散纤维三的质量配比为30-50:25-40:10-30。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。硫化染料染色形成的散纤维二或散纤维三的干摩擦系数较高，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：植物纤维配以不同染色方法，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，该色纺牛仔纱部分纱线有洗旧效果，部分色牢度高，使整体色牢度改善；硫化等染料染色形成的颜色偏暗，无鲜艳度，活性染料等染色形成的颜色色牢度好、鲜艳度高，两者配合，对比明显，当硫化等部分随水洗褪去，最终留下的大多是活性等染料，使面料呈越洗越鲜艳的效果，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。
植物纤维以活性染料染色后，形成的散纤维一色牢度高，在后续水洗、磨白中不易褪色。
植物纤维以硫化染料染色，形成的散纤维二干摩擦系数较高，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。
为增加产品类型、降低生产成本，植物纱线还可以包括有散纤维三，散纤维三同样以植物纤维作为原料，该植物纤维可以不经染色步骤，作为本色纤维直接与散纤维一、散纤维二一起成纱；或者将该植物纤维采用硫化染料染色或活性染料染色，保证散纤维一、散纤维二和散纤维三三者的色牢度均不相同，散纤维一、散纤维二和散纤维三成纱形成色牢度多样的植物纱线。
常规色纺纱加工过程一般采用多种染料混染的方式，即对纱线进行靛蓝或硫化染色后，再以活性染料进行套染，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，将植物纤维分为两部分(有本色植物纤维时，分为三部分，第三部分不进行染色工序)，一部分植物纤维进行活性/硫化染料染色，另一部分植物纤维进行硫化/活性染料染色，形成的两种(或三种)原料成纱，形成的成品植物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，活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，最终留下的大多是活性染料，面料呈越洗越鲜艳效果。
说明书附图
图1为本申请纱线织造的黑色牛仔面料洗涤前后效果对照图；
图2为本申请纱线织造的牛仔蓝面料的洗涤前后效果对照图；
图3为本申请纱线织造的面料外观图。
具体实施方式
本实施例的流程概括如下：
以植物纤维为原料，植物纤维分为两部分：
一部分植物纤维进行活性染料染色，形成散纤维一；
一部分植物纤维经硫化染料染色形成散纤维二；
散纤维一、散纤维二混纺成纱成牛仔色纱。
其中，影响植物纱线效果的参数分为以下几部分：
(1)原料。(2)配比。
(3)染色工艺条件的影响：植物纤维可进行硫化染料染色，也可进行活性染料染色，因此染色工艺的工作重点在于：①染色工艺对麻纤维、棉纤维的不同影响；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。
(4)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：不同纤维对植物纱线性能的影响
植物纤维主要采用麻纤维(本申请中，植物纱线主要用于纺织，因此，麻纤维主要采用苎麻、青麻、***、亚麻、罗布麻等)与棉纤维，因此，植物纱线有三种形式：
①散纤维一与散纤维二同时采用麻纤维，形成纯麻系列，
②散纤维一与散纤维二同时采用棉纤维，形成纯棉系列，
③散纤维一、散纤维二采用麻纤维、棉纤维，形成棉麻系列。
结合不同染色方法，形成如表1所示几种构成的植物纱线。
表1植物纱线的构成
上述表1分别提供了纯棉系列、纯麻系列与棉麻系列的染色植物纱线，纯棉系列形成的面料具有吸湿抗热性好、穿着舒适等优点；纯麻系列则具有吸湿性好、导湿快、抗过敏、抗静电、轻薄等特点；棉麻系列则质地柔软、冬暖夏凉、通透性特好，能有效吸附人体皮肤上的汗水和微汗，真正达到透气、吸汗的效果，棉、麻在活性染色、硫化染色上的个体差异，也赋予了纱线色彩柔和的效果，特别是棉麻系列，棉、麻之间的配合，使用效果更佳。
实施例2：不同配比对植物纱线性能的影响
在本实施例中，植物纱线分为两种形式：
(1)散纤维一+散纤维二；(2)散纤维一+散纤维二+散纤维三。
以下分别以表1中的序号1、2、11作为代表，就配比的影响进行比较分析。
1.工艺流程：以棉纤维为原料，棉纤维分为两部分，一部分采用活性染料染色形成散纤维一，另一部分采用硫化染料染色形散纤维二，散纤维一与散纤维二采用环锭纺得植物纱线。
2.参数说明
(1)散纤维一：活性黑W-N 8％(o.w.f)，pH11.5，60℃，60min。
(2)散纤维二：硫化黑BR 18％(o.w.f)，pH 12.5，100℃，60min。
(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(指活性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)构成植物纱线的实验。
实验结构表明：基于不同组分的特性较为显著，如活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30-65:70-35时，两者的配合作用较好，并体现为采用该植物纱线织造的布匹色牢度在4级以上，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，最终留下的大多是活性等染料，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。
进一步对纯棉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(指活性染色、硫化染色和本色，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。
靛蓝染仅能染到表层，内芯仍旧是白色；而本申请方法则可实现染透效果，内外均有染剂。
实施例3：不同染色工艺对植物纱线性能的影响
以表1中的序号1的方案为例，
散纤维一是由棉纤维经活性染料染色形成，散纤维二则是由棉纤维经硫化染料染色形成，两种散纤维混纺成纱成牛仔色纱，成纱采用环锭纺，再采用经编方式织造形成牛仔面料。
活性染料染色工艺为：活性染料用量5-15％(如：5％、6％、8％、10％、11.5％、12％、13％、14％、15％)，染液pH 9-13(如：9、10、11、11.5、12)，30-80℃(如：30℃、40℃、50℃、55℃、60℃、65℃、70℃、80℃)处理50-80min(如：50min、55min、60min、65min、70min、80min)，确定活性染料用量为6-8％(owf)，染液pH11-12，50-60℃处理55-60min时，该活性染料染色工艺不仅适用于上述棉纤维，还适用于麻纤维。
硫化染料染色工艺为：硫化染料浓度10-30％(如：10％、12％、15％、18％、20％、22％、25％、30％)，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时，该硫化染色工艺不仅适用于上述棉纤维，还适用于麻纤维。
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。
以染黑色为例，对染色后的纱线进行色牢度测试，结果如表2所示。
表2不同染色工艺下的植物纱线色牢度
上述方案对形成的布匹色牢度在4级以上，棉、麻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植物纱线(如表2中的序号1和2、3所对应的植物纱线)表面会存在麻点，当进行织造后，可将该特性延展至如图3所示的面料上(面料在不同色深位置也存在麻点效果)，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，最终留下的大多是活性等染料，对比明显，使面料呈越洗越鲜艳的效果。
上述趋势对于表1中的其他方案具有相同或者差异较小的趋势。
与常规套染(棉纤维、棉麻纤维)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，通过植物纤维与不同染色方法的匹配，以及不同染色后的纤维之间的匹配性，在保持了硫化染料在牛仔纱等领域中的特殊效用的同时，还实现了最终黑色牛仔如图1所示洗白做旧、彩色面料如图2所示越洗越鲜艳的特殊效果。
本案所形成的植物纱线，用于彩色牛仔(如牛仔蓝)来讲，硫化染色方式会赋予纱线暗沉效果，颜色较浓，极易压制其他染料的颜色，而植物纤维以还原染料上染色泽较亮，洗后硫化染料不再压制活性染料等鲜艳色差，并凸显活性染色效果，可赋予纱线及纱线所织造的面料以色彩鲜艳的效果；而在黑牛仔上，则呈现为洗白效果。
Claims (6)
1.一种植物纱线的复合纺纱工艺，其特征在于：以植物纤维为原料，所述植物纤维为棉纤维、麻纤维中的任一种或两者的混合，将植物纤维分为两部分，分别采用活性染料染色、硫化染料染色形成色牢度、鲜艳度不同的散纤维一、散纤维二，散纤维一与散纤维二按30-65:70-35质量比混纺形成植物纱线，植物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，所述活性染料染色工艺如下：活性染料用量5-15%，染液pH 9-13，30-80℃处理50-80min，所述硫化染料染色工艺：硫化染料用量10-30%，染液pH为10-13，90-120℃染色处理50-80min。
2.根据权利要求1所述的一种植物纱线的复合纺纱工艺，其特征在于：活性染料用量为6-8 %，染液pH11-12，50-60℃处理55-60min。
3.根据权利要求1所述的一种植物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16-20%，染液pH为11-12.5，95-105℃染色处理55-65min。
4.根据权利要求1所述的一种植物纱线的复合纺纱工艺，其特征在于，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中的任一种。
5.根据权利要求1-4任一项所述的一种植物纱线的复合纺纱工艺，其特征在于：还包括有散纤维三，散纤维三为本色植物纤维，或者由植物纤维经活性染料染色或硫化染料染色形成，散纤维一、散纤维二、散纤维三的质量配比为30-50:25-40:10-30。
6.根据权利要求5所述的一种植物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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