亚麻针织色纱生产的工艺研究与生产实践

 

    亚麻针织纱在其加工过程中除要达到普通细纱所要求的各项指标外，还要求纱线柔软富有弹性，条干均匀一致，要利于以后的针织生产。但亚麻纤维刚性大，纤维粗糙、坚硬，而亚麻针织纱主要是针织T恤的夏季材料，虽能充分发挥它的透气性好、散热快、滑爽不贴身的优点，但其粗硬、易折皱等缺点，却令消费者难以忍受，因此，消除织物的粗硬感，提高其抗折皱性是改善亚麻织物服用性能的关键问题。

 

1 工艺流程

 

    传统的亚麻纺纱工艺，由粗纱到络纱要经过十七道工序，即粗纱→细纱→摇纱→挂纱→常压煮练→热水洗→冷水洗→漂白→水洗→酸洗←水洗→去氯→水洗→脱水→开纱→干燥→成捆→络纱。而现在各亚麻生产厂普遍是先对粗纱进行煮练、漂白和染色等处理，然后再进行细纱湿纺，即粗纱→装纱→高温高压煮练→热水洗→漂白→水洗→柔软处理→粗纱筒子染色→水洗→细纱湿纺→干燥→络纱，这样由粗纱到络筒只要经过7～11道工序，大大缩短了加工过程。

 

    粗纱的染色不仅要求纱线具有优良的色牢度和较高的固色率，而且还能满足细纱纺纱的要求。亚麻纤维的纺纱是属于工艺纤维纺纱，完全脱胶后的亚麻单纤维因又短又细，不能纺纱，因此要求纤维不仅具有一定的长度，而且要有较高的分裂度和足够的强力。煮漂粗纱在进行染色的同时，还兼有脱胶的作用。为了防止纤维变得过短，染前的煮漂工艺也应与普通的工艺有所区别，同时为了使粗纱染色具有较高的得色量和较高的染料利用率，粗纱的煮漂和染前的柔软处理也应考虑提高和改善纤维的染色性能。染色前的柔软处理其目的是为了改善纤维的粗硬状况、光泽和提高纤维的染色性能。

 

2.1煮漂

 

    由于染色时要求粗纱中木质素、脂蜡、无机盐的含量要低，不应含有Cl-等不利于染色而影响色光的离子，而且纤维要有较高的白度值，这对于染浅色尤为重要。所以，亚麻纤维中的木质素、果胶质、半纤维和麻皮等杂质，需在煮漂时尽可能地除去。对于这些杂质的去除，首先要加强煮练工艺，这样才能在漂白时有效地除去。粗纱的漂白必须在煮练的基础上进行，但煮练的浓度与时间等参数，可不同于单纯的粗纱煮练。因此，粗纱的漂白必须先按工艺要求进行煮练后，减去锅中的压力，在进行完一次热水洗后，即换上漂白溶液，按工艺处理完后，根据所用的漂白剂（如漂白粉、亚氯酸钠、双氧水等），再决定不同的后处理工艺。在加工过程中，还应保证纤维不受或少受损伤，保持纤维具有一定的长度，考虑以上因素，粗纱煮漂采用亚氧漂工艺，这种工艺是先经亚漂后再经氧漂。此方法同其它煮漂工艺相比，具有去除木质素和杂质的效果好、白度高、纤维长等特点。

 

2.1.1 工艺流程及配方

 

    煮漂工艺条件的制定，配方中各种化学药剂的用量，要依粗纱的理化指标，纺纱支数，后道染色工序的深浅而灵活掌握。并且考虑染色时的脱胶作用，工艺上因长短麻理化指标上的差异，方法也应有别，以免使工艺纤维变得太短。煮漂工艺流程可采用如下过程：粗纱→酸洗→亚漂→中和去氯→氧漂→水洗→煮漂粗纱

 

    （1）酸洗  酸洗中硫酸浓度一般为1.5～1.7g/L，渗透剂（三聚磷酸纳）0.4～0.5g/L，温度为常温，时间是10min，酸洗后可不必经过水洗。

 

    （2）亚漂  亚漂最适宜的酸度是pH值在4.0～4.5之间，在此酸度条件下，纤维的强度、脱胶和除杂效果最优，pH值高，纤维损伤大，pH值低，在强酸条件下，会使ClO2产生速率过快，造成浪费，环境污染也较严重。生产中可采用亚氯酸纳2.2g/L，硝酸钠3g/L，醋酸2.5～2.7g/L，温度45℃，时间30min。

 

    （3）中和去氯  采用NaOH中和，直至NaOH的剩余浓度在0.1～0.2g/L,再用亚硫酸纳（NaSO3）去氯，直至没有有效氯存在。

 

    （4）氧漂  在氧漂时就纤维的强力、白度、脱胶、脱氯效果、双氧水（H2O2）的利用率上来讲，pH值应控制在9～10之间。生产中硫酸镁0.1～0.2g/L，三聚磷酸钠0.4～0.5g/L，NaOH浓度1.8～2.0g/L，Na2CO3浓度22～23g/L，Na2SiO3浓度14～15g/L,H2O2浓度1.0～1.1g/L，使溶液总碱度为12～13g/L。升温时间30min，达95～98℃时保持60min。

 

    （5）水洗  热水和冷水各洗一次，每次10～15min。

 

2.1.2 设备及煮漂纱理化指标

 

    粗纱煮漂设备采用一次能煮漂192只粗纱的中型高压锅，其浴比为1：10。生产中对长麻粗纱和短麻粗纱煮漂后各项理化指标经测定如表1所示。从表中可明显看出，经煮漂后粗纱的纤维素含量有一定提高，各种杂质有所下降，但其加权平均长度有较大的下降，为今后的纺纱带来了一定的困难。

 

表1  煮漂粗纱理化指标对比表

 

2.2 柔软处理

 

    由于亚麻纤维刚性大，纤维粗糙，坚硬，这样织成的织物其柔软程度较差，影响了使用的舒适性，为了消除其粗硬、易折皱和穿着时的刺痒感，需对纱线进行柔软处理，以提高产品的服用性能。

 

2.2.1 柔软机理

 

    亚麻纤维分子是β-D-葡萄糖剩基之间以1.4甙键连接而成的高分子，通常以Cell-OH表示，在每个葡萄糖基环上至少有3个羟基，其中的仲羟基在水溶液中会电离，即Cell-OH→Cell-O-+H+，煮漂后的亚麻纤维因在煮漂过程中空气和氧化性漂白剂的作用，纤维上含有羧基，表示为Cell-COOH，在水中亦会有电离，即Cell-COOH→Cell-COO-+H+，因而麻纤维在水中带有负电荷，所以它同阳离子型的柔软剂具有很大的亲和性，可形成牢固的结合。用阳离子柔软剂处理后的纤维具有很强的耐洗性和柔软保持性，并且柔软效果亦较优，正确地选用适宜的阳离子型柔软剂，不仅可使纤维获得优良的柔软性，而且还可以提高纤维的反应性，改善纤维的染色性能，提高染料的利用率和纤维的得色率。还原染料上染亚麻纤维的亲和力来自于氢键和范德华力，还原染料属阴离子型染料，纤维与染料之间存在着库仑斥力，亚麻纤维用阳离子型的柔软剂进行柔软处理后，因电性上的中和作用，染料与纤维之间的亲和力增加，从而使染料易于上染纤维。再者由于柔软

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处理后的亚麻纤维上带有─OH、─NH2、─NH─、─NH─C─ 等官能团，这些官能团都可与还原染料的羰基发生氢键结合，从而使亚麻纤维上染率提高。在诸多用于纤维进行柔软处理的柔软剂中，我们选用反应型或阳离子型柔软剂，如柔软剂VS、ES、HC和Ceranine Hc39等。

2.2.2 柔软工艺

柔软剂VS                5.0g/L

CH3COOH                1.0g/L

浴比                     1：10

温度                     50～60℃

时间                     20min

 

2.3 染色

 

    由于亚麻纤维大分子聚合度、结晶度、整列度都较高，粗纱尽管经过前煮漂和柔软处理，但仍有残留的果胶质存在，导致纤维染色性能差，表现为色浅、萎暗、不均匀等现象。如何使生产出来的产品达到染色均匀，鲜艳度和染色牢度好，其染色工序是关键所在。

 

2.3.1 染料的选择和染色机理

 

    亚麻与棉一样同属于纤维素纤维。原则上棉用的染料，如活性染料、还原染料、偶氮染料等都可用于亚麻纤维的染色，但是，亚麻纤维和棉纤维非纤维杂质的含量不同，加工方式和产品风格及要求也各不同。亚麻纤维采用束纤维纺纱，在整个加工过程（包括物理的、化学的）中随着束纤维的不断变化，纤维的分裂度、长度、以及强度等主要特性也在不断变化。因此，用于棉纤维染色的染料，有些并不宜于亚麻纤维染色，特别是煮漂粗纱的染色。这是因为前道工序酸、碱、氧化剂的作用，已使纤维受到强力损伤，不宜再选用适合高温、强碱、强酸介质中染色的染料。否则，会引起纺纱质量的进一步恶化。根据实践证明，亚麻粗纱的染色选用还原染料和活性染料较为适宜，在这里，只介绍还原染料染色的情况。

 

    还原染料用于纤维素染色，它们不溶于水，染色时要在碱性溶液中先将它们还原成隐色体钠盐才能上染。亚麻粗纱染色采用悬浮体染色较为适宜，此法是将染料细粉调成悬浮体液，使细小的染料颗粒均匀地透入纤维之间的空隙中，加烧碱、保险粉、还原剂等，上染后进行氧化皂煮。染料采用悬浮体染色，染料的细度是关系染色能否获得均匀结果的重要因素，因此，一般选用超细粉，适用于乙法染色的染料。碱剂选用烧碱和磷酸三钠混合，其中，磷酸三钠可软化硬水，烧碱稳定染液的pH值，保险粉的用量采用乙法，纤维染液有足够的还原能力，氧化时用冷循环水氧化后，用双氧水（H2O2）40 ℃氧化40min即可。

 

2.3.2 染色设备和工艺配方

 

    （1）染色设备   高温高压筒子染色机（浴比1：10）。

    （2）工艺配方   见表2。

 

表2  还原染料染色配方

 

2.3.3 染色注意事项

 

    （1）还原染色需在碱性介质中还原成隐色体钠盐后进行上染，这样上染率高。粗纱煮漂工艺可采用：酸洗→亚漂→酸洗→亚氯酸纳复漂。这样能避免亚麻纤维染色后粗纱湿态强度的过分损伤。

 

    （2）染料调配用冷水、扩散剂N打浆，用少许冷水和一定的非离子表面活性剂混合并不断搅拌，待分散均匀后，配制在副缸，加水调配到待用液位。温度25 ℃左右，保持一定的搅拌速度，用滤纸测定染料的分散程度，当滤纸上染液无明显圈痕时，说明染液的分散程度均匀。

 

    （3）染色时将调配好的染液在不断循环的情况下打入，缓慢升温，在45～50℃时染色30min，排放残液。采用乙法染色中还原液的用量原则调配还原液，40℃还原15min，改用冷水循环净洗10min，用双氧水40℃氧化10min，冷热水溢流洗涤4次。

 

3 结束语

 

    通过以上分析就亚麻纤维针织色纱的生产而言，粗纱煮漂柔软处理后再进行染色的工艺路线是可行的，染前的柔软处理对后道的上染和改善纤维的服用性能都很有益，对还原染料的染色来讲，可节约染料15～45%。若对纤维染色后再进行柔软处理，虽说也可以达到柔软的目的，但染料的利用率不高，柔软剂的用量也较大。

 

    亚麻粗纱的化学加工工艺，要因原料的情况具体分析而灵活掌握，对于深色纱的生产，可以去掉氧漂工序，此法加工的有色纱线，一般来说具有较高的强力，纤维短绒含量也低。对于胶质和色素含量高的粗纱煮漂也可以采用碱煮—亚漂工艺。