1、棉花散纖維染色工藝分析2009-09-12 來源: 印染在線點擊次數(shù)：561 關鍵字： 棉花 散纖維 色花 精練前處理 染整用水 棉花散纖維染色 棉花散纖維染色能使棉紗獲得特殊效果，提高附加值。文章介紹了棉花散纖維的染色設備及工藝流程，以及提高染色質量的有效途徑和相應措施。全棉針織服裝，以其良好的吸濕性，透氣性和穿著舒適性，日益受到消費者的青睞。根據(jù)產品風格、生產成本和市場的需要，全棉針織品可在其生產的各個環(huán)節(jié)進行染色，如散纖維、棉條、紗線、織物、成衣染色等。為使棉紗獲得某種效果，如較豐富的色彩層次，朦朧的感覺，或為減少紗線的色差，可采用散纖維染色方式。染后不同色澤的棉花按特定比例混合紡紗、織

2、布，便可獲得絢麗多彩、風格獨特的混色紗，大大增加了紗線的附加值。20世紀90年代初，浙江余姚久豐染色廠首先提出了棉花散纖維加工技術，最早對散棉進行先漂后染處理，同時與寧波百隆集團有限公司、原寧海棉紡織廠密切合作，共同研發(fā)，大力推動了該技術的實施，獲得了巨大的成功，帶動了整個色紡紗行業(yè)的飛速發(fā)展。在2005年中國國際專利技術大會上，久豐染色廠與寧波海德針織漂染有限公司的專利“棉花散纖維加工方法”獲得了金獎。國產散纖維染色機主要為敞口式染缸，外觀與筒子紗染色機相似，由主缸、染籠、主泵等組成，無缸蓋和輔缸，這類染缸具有價格低廉、操作簡便、結構緊湊、占地面積小（僅向空間發(fā)展）等特點。染色前將散纖維裝入

3、染籠，壓實后將染籠吊入主缸中，直接啟動循環(huán)主泵，染液在主泵作用下，從染籠的多孔芯軸噴出，通過纖維層，再回到循環(huán)主泵，不斷由內向外循環(huán)進行染色。染色溫度和時間由操作工加以控制，染色結束后，放掉殘液，加多道清水進行洗滌或皂洗去除纖維上的浮色。然后吊出染籠取出纖維后脫水烘干。國產常溫常壓散纖維染色機1翻蓋；2直接加熱閥；3間接加熱閥；4冷卻水排出；5主泵；6排水閥；7料泵；8進水閥；9化料排污；10輔缸；11液位器；12主缸。敞口式染缸設備簡單，但對操作員工的技術水平和熟練度的要求較高，且現(xiàn)場管理難度大。為提高生產效率，降低染色操作的勞動強度，多家國內染色機生產廠家推出了半自動型散纖維染色機，即在敞

4、口式染缸基礎上增加了缸蓋、輔缸和染色機控制系統(tǒng)，其結構如圖1所示。通過應用半自動染色機控制電腦，可手動輸入、修改和存儲多個染色工藝程序數(shù)據(jù)，當選擇“自動”狀態(tài)時，染色機會根據(jù)指定的工藝程序，依次運行指令，便于操作和管理，可有效提高染色產品的合格率。常溫常壓型散纖維染色機只適用于處理溫度低于98的纖維原料，如棉、粘膠類、毛類纖維，如需對滌綸等化纖散纖維進行染色處理，則需應用高溫高壓型散纖維染色機。2散纖維染色工藝生產車間按計劃安排，將投染的棉花或棉網均勻裝入染籠，吊入散纖維染色機中，通過漂白或染色處理，將原棉加工為所需的漂白棉或色棉，具體生產流程如圖2所示，工序依次為：配棉 裝缸 入染 脫水 烘

5、干 打包。1）配棉根據(jù)棉花成熟度、色澤、軋工質量，棉花品級分為7個級，即1 7級，3級為品級標準級。用于散棉染色的棉花品級最好優(yōu)于3級。散纖維染色應選擇馬克隆值（成熟度和細度）適中的棉花，其纖維成熟度較高，天然扭曲多，有助于纖維間相互抱合，故強度、彈性好，染色均勻，相對成紗質量好。馬克隆值過低的棉纖維成熟度差，易產生有害疵點，染色性差。配棉時應避免使用馬克隆值差異大的混合棉批，否則染色時易色花2）染整用水漂白、染色和皂洗時必須使用軟水。漂白時硬水會起到催化作用，使棉纖維脆損，索絲增多。染色、皂洗中使用硬水會有不溶性鐵、鈣、鎂鹽的生成而沉積在纖維上，形成斑漬或白粉。如工廠無軟水系統(tǒng)，在加工過程中

6、添加軟水劑（如六偏磷酸鈉、螯合分散劑）可有效降低水硬度。3）精練前處理散棉中存在較多油脂蠟質，果膠等雜質，纖維較黃、滲透性差，不宜用于染色。為了使棉花有較好的吸水性，以利于染色中染料的吸附、擴散，又盡可能不影響纖維可紡性，可在高溫堿性條件下使用精練劑進行處理，工藝如圖3所示。精煉后棉花表面較為潔凈，且在后續(xù)加工中，染液能迅速均勻地滲入纖維內部，提高了染色質量，且染色深度和濕摩擦色牢度有所提高。 4）漂白處理散棉纖維經精練后，部分雜質被去除，吸水性得到提高，可直接用于染色。但對于白度要求高和鮮艷品種來說，白度還不夠，還需進行氧漂加工。生產操作中，應先加入堿劑和雙氧水穩(wěn)定劑，循環(huán)一段時間再加入雙氧

7、水，防止局部堿濃度過大，使部分雙氧水分解過快，易產生白度不勻，工藝如圖4所示。氧漂后需用醋酸洗，如水洗不凈，殘留的稀酸就會使纖維脆損。此外，為防止殘留雙氧水對后續(xù)染色的影響，可在后道水洗時添加少量去氧酶。棉花散纖維漂白前處理工藝5）增白處理對于要求特別潔白的散棉品種，可用牢度較好的熒光增白劑進行增白。但增白處理無法取代漂白，如纖維漂白處理效果不好，單靠增白劑是不能獲得最佳白度。此外，增白時應注意要使用軟水，且熒光增白劑的用量不應過高，否則反而會使棉花略呈黃色。2.2染色活性染料在棉散纖維浸漬染色中應用廣泛，其色譜齊全，色澤鮮艷，價格低廉，勻染性好，且操作應用較方便。散纖維染色過程中，棉纖維在染

8、缸內靜止不動，染液憑借主泵的輸送，不斷從染缸內層向外層在纖維間穿透循環(huán)，使染料均勻上染。循環(huán)一段時間后，在近中性的染液中分次添加元明粉使染料盡可能均勻地附著在棉纖維上；當染料附著纖維接近平衡時，分次加入堿劑逐漸提高染液pH值，加快染料和纖維的固色反應，從而使染料鍵合固著在纖維上，達到著色的目的。2.3后處理染色后大量浮色沾附于棉纖維表面，需經皂煮、水洗以去除浮色，還需固色過軟處理以改善纖維色牢度、手感和可紡性。1）皂洗通過充分水洗、皂洗劑沸煮可高效洗除纖維表面殘留的大量水解及未反應的染料。皂洗時應加入少量螯合分散劑，既可凈化水質，又能防止皂液中的浮色對纖維的二次沾污，從而改善染色牢度。深色色棉

9、宜采用中性皂洗劑進行一次皂煮，最初的水洗和皂洗對提高牢度很明顯，但隨皂洗水洗次數(shù)增加，已上染的染料會被破壞并發(fā)生斷鍵現(xiàn)象，對牢度改善效果將減弱。皂洗后需用醋酸中和。2）固色上油色澤較深的色棉系列，如深大紅、深綠、深黑、深翠藍等，浮色染料對纖維的直接性很高，很難完全從纖維上洗除，因此這些色棉耐洗牢度不夠理想，需借助固色劑來加以改善。固色劑多為高分子螯合物，能在纖維表面形成保護膜；或使染料、纖維緊密牢固聯(lián)系，防止染料從纖維上脫落而提高染色牢度。此外，經前處理和染色后，纖維表面的蠟質和脂類物質被破壞，手感變硬，易造成紡紗過程中棉結和斷頭多。因此，還需使用柔軟劑（軟片或硅油）、抗靜電劑小浴比上油浸漬處

10、理，以顯著改善纖維的手感，提高色棉可紡性。2.4脫水、烘干和打包1）脫水脫水是利用高速運轉的離心脫水機械，將染色或濕整理后的棉散纖維中的大部分水分（自由水分）甩離纖維表面的過程，便于下道工序的加工，以及提高烘棉效率，節(jié)約電、蒸汽等能源。散纖維脫水包括兩種形式：一種是散纖維人工裝入，屬笨重的體力操作，急待改革；另一種是以餅狀形式吊入，如圖7所示，這種脫水方式極大降低了勞動強度，并可避免散纖維的流失，屬今后散纖維脫水機的發(fā)展趨勢。離心脫水機主要由轉籠、中心軸、外殼、立柱等組成。加工時將散纖維均勻地放置在轉籠中，當轉籠高速旋轉時產生離心力，使轉籠內的纖維壓向籠壁，纖維中的水分從籠壁的孔眼中甩出。轉籠

11、的脫水效率與轉速和直徑有關。脫水所需時間，視中心軸的速度、轉籠直徑及纖維餅的密度而定。這類脫水機操作簡單，生產效率高，正常脫水后纖維含水率為3035%左右，其缺點在于不能連續(xù)脫水，設備利用率受一定限制。 2）烘棉打包色棉纖維經脫水后，仍會有較多的殘余水分，需采用熱汽在濕纖維表面強制流動而使水分蒸發(fā)以達到預定的含濕率。散纖維烘棉設備多為圓網或平網熱風干燥型烘干機，其中圓網型烘干機以其較高的烘棉效率而被廣泛使用。圓網烘干機采用內吸式圓網滾筒，每個圓網滾筒內的部分熱空氣在排汽風機的作用下，向前一個圓網滾筒流動，隨著濕度逐漸增大，最后被排出機外。此種設計的目的是充分利用熱能，提高烘干效率，通過調整烘機

12、溫度和車速，可控制色棉纖維回潮率處于6%10%。烘棉時，濕棉應充分撕碎、鋪平喂入烘干機，以保證干濕均勻。色棉烘干后，需使用液壓打包機將松散的纖維壓縮并捆扎成一定密度和規(guī)格的包裝物。打包是色棉加工中不可缺少的最后一道工序。通過打包，可將各種顏色的棉纖維分類壓縮到規(guī)定的密度約在450kg/m3左右），并加以捆扎、包裝和刷嘜頭，使之成件，以提高貯存或運輸?shù)娜莘e效率。美國：發(fā)明更有效的棉花染色法字號:小 中 大 2001-08-30 北卡羅來納州立大學的一位紡織科學家正在研制一種更加有效的棉花染色法。這項稱作陽離子纖維變性的新工藝的關鍵是用一種化學藥品處理棉花，讓棉花帶上正電荷，吸引帶有負電荷的染料。

13、北卡羅來納州立大學紡織工程、化學和科學副教授彼得豪澤博士說：這項新工藝能極大地提高效率，并使通常所需的棉花染色時間縮短一半左右。這項工藝的能源消耗量是傳統(tǒng)方法的，水的消耗量僅為傳統(tǒng)方法的，而且不使用鹽。在陽離子纖維變性過程中，先用一種名為N-（-氯-羥基丙基）三甲銨氯的化學藥品處理棉花，然后再染色。這種化學藥品使棉花帶上永久的正電荷，從而強烈吸引帶有負電荷的染料。所有棉花染料都帶有負電荷。豪澤說，電荷相吸的結果是，只需要較少的染料，織物顏色看起來也更加鮮亮。棉花纖維的質地沒有明顯改變。這項工藝的另一個優(yōu)點是，可以用標準的染色機和整理機，這樣制造商就不必更換設備。豪澤目前正集中研究如何更進一步簡

14、化這項工藝。目前的一個缺點是，要把織物從生產線上撤下來才能進行化學藥品的處理。隨后，還需要一段時間讓織物和化學藥品起反應。這個額外的步驟，極大地增加了染色和整理過程的時間。最好是能連續(xù)完成這一過程。豪澤正致力于解決上述問題，但是最大的障礙或許是說服紡織行業(yè)采納這項新工藝。棉花散纖維染色2007年11月26日 紡織導報棉花散纖維染色能使棉紗獲得特殊效果，提高附加值。文章介紹了棉花散纖維的染色設備及工藝流程，以及提高染色質量的有效途徑和相應措施。全棉針織服裝，以其良好的吸濕性，透氣性和穿著舒適性，日益受到消費者的青睞。根據(jù)產品風格、生產成本和市場的需要，全棉針織品可在其生產的各個環(huán)節(jié)進行染色，如散

15、纖維、棉條、紗線、織物、成衣染色等。為使棉紗獲得某種效果，如較豐富的色彩層次，朦朧的感覺，或為減少紗線的色差，可采用散纖維染色方式。染后不同色澤的棉花按特定比例混合紡紗、織布，便可獲得絢麗多彩、風格獨特的混色紗，大大增加了紗線的附加值。20世紀90年代初，浙江余姚久豐染色廠首先提出了棉花散纖維加工技術，最早對散棉進行先漂后染處理，同時與寧波百隆集團有限公司、原寧海棉紡織廠密切合作，共同研發(fā)，大力推動了該技術的實施，獲得了巨大的成功，帶動了整個色紡紗行業(yè)的飛速發(fā)展。在2005年中國國際專利技術大會上，久豐染色廠與寧波海德針織漂染有限公司的專利“棉花散纖維加工方法”獲得了金獎。國產散纖維染色機主要

16、為敞口式染缸，外觀與筒子紗染色機相似，由主缸、染籠、主泵等組成，無缸蓋和輔缸，這類染缸具有價格低廉、操作簡便、結構緊湊、占地面積小（僅向空間發(fā)展）等特點。染色前將散纖維裝入染籠，壓實后將染籠吊入主缸中，直接啟動循環(huán)主泵，染液在主泵作用下，從染籠的多孔芯軸噴出，通過纖維層，再回到循環(huán)主泵，不斷由內向外循環(huán)進行染色。染色溫度和時間由操作工加以控制，染色結束后，放掉殘液，加多道清水進行洗滌或皂洗去除纖維上的浮色。然后吊出染籠取出纖維后脫水烘干。圖1 國產常溫常壓散纖維染色機1翻蓋；2直接加熱閥；3間接加熱閥；4冷卻水排出；5主泵；6排水閥；7料泵；8進水閥； 9化料排污；10輔缸；11液位器；12主

17、缸。敞口式染缸設備簡單，但對操作員工的技術水平和熟練度的要求較高，且現(xiàn)場管理難度大。為提高生產效率，降低染色操作的勞動強度，多家國內染色機生產廠家推出了半自動型散纖維染色機，即在敞口式染缸基礎上增加了缸蓋、輔缸和染色機控制系統(tǒng)，其結構如圖1所示。通過應用半自動染色機控制電腦，可手動輸入、修改和存儲多個染色工藝程序數(shù)據(jù)，當選擇“自動”狀態(tài)時，染色機會根據(jù)指定的工藝程序，依次運行指令，便于操作和管理，可有效提高染色產品的合格率。常溫常壓型散纖維染色機只適用于處理溫度低于98 的纖維原料，如棉、粘膠類、毛類纖維，如需對滌綸等化纖散纖維進行染色處理，則需應用高溫高壓型散纖維染色機。2 散纖維染色工藝生

18、產車間按計劃安排，將投染的棉花或棉網均勻裝入染籠，吊入散纖維染色機中，通過漂白或染色處理，將原棉加工為所需的漂白棉或色棉，具體生產流程如圖2所示，工序依次為：配棉 裝缸 入染 脫水 烘干 打包。圖2 散纖維染色生產流程示意圖2.1 前處理1）配棉根據(jù)棉花成熟度、色澤、軋工質量，棉花品級分為7個級，即1 7級，3級為品級標準級。用于散棉染色的棉花品級最好優(yōu)于3級。散纖維染色應選擇馬克隆值（成熟度和細度）適中的棉花，其纖維成熟度較高，天然扭曲多，有助于纖維間相互抱合，故強度、彈性好，染色均勻，相對成紗質量好。馬克隆值過低的棉纖維成熟度差，易產生有害疵點，染色性差。配棉時應避免使用馬克隆值差異大的混

19、合棉批，否則染色時易色花。2）染整用水漂白、染色和皂洗時必須使用軟水。漂白時硬水會起到催化作用，使棉纖維脆損，索絲增多。染色、皂洗中使用硬水會有不溶性鐵、鈣、鎂鹽的生成而沉積在纖維上，形成斑漬或白粉。如工廠無軟水系統(tǒng)，在加工過程中添加軟水劑（如六偏磷酸鈉、螯合分散劑）可有效降低水硬度。圖3 棉花散纖維精煉前處理工藝3）精練前處理散棉中存在較多油脂蠟質，果膠等雜質，纖維較黃、滲透性差，不宜用于染色。為了使棉花有較好的吸水性，以利于染色中染料的吸附、擴散，又盡可能不影響纖維可紡性，可在高溫堿性條件下使用精練劑進行處理，工藝如圖3所示。精煉后棉花表面較為潔凈，且在后續(xù)加工中，染液能迅速均勻地滲入纖維

20、內部，提高了染色質量，且染色深度和濕摩擦色牢度有所提高。 4）漂白處理散棉纖維經精練后，部分雜質被去除，吸水性得到提高，可直接用于染色。但對于白度要求高和鮮艷品種來說，白度還不夠，還需進行氧漂加工。生產操作中，應先加入堿劑和雙氧水穩(wěn)定劑，循環(huán)一段時間再加入雙氧水，防止局部堿濃度過大，使部分雙氧水分解過快，易產生白度不勻，工藝如圖4所示。氧漂后需用醋酸洗，如水洗不凈，殘留的稀酸就會使纖維脆損。此外，為防止殘留雙氧水對后續(xù)染色的影響，可在后道水洗時添加少量去氧酶。圖4 棉花散纖維漂白前處理工藝5）增白處理對于要求特別潔白的散棉品種，可用牢度較好的熒光增白劑進行增白。但增白處理無法取代漂白，如纖維漂

21、白處理效果不好，單靠增白劑是不能獲得最佳白度。此外，增白時應注意要使用軟水，且熒光增白劑的用量不應過高，否則反而會使棉花略呈黃色。2.2 染色活性染料在棉散纖維浸漬染色中應用廣泛，其色譜齊全，色澤鮮艷，價格低廉，勻染性好，且操作應用較方便。散纖維染色過程中，棉纖維在染缸內靜止不動，染液憑借主泵的輸送，不斷從染缸內層向外層在纖維間穿透循環(huán)，使染料均勻上染。循環(huán)一段時間后，在近中性的染液中分次添加元明粉使染料盡可能均勻地附著在棉纖維上；當染料附著纖維接近平衡時，分次加入堿劑逐漸提高染液pH值，加快染料和纖維的固色反應，從而使染料鍵合固著在纖維上，達到著色的目的，工藝如圖5所示。圖5 棉花散纖維活性

22、染料染色工藝2.3 后處理染色后大量浮色沾附于棉纖維表面，需經皂煮、水洗以去除浮色，還需固色過軟處理以改善纖維色牢度、手感和可紡性。1）皂洗通過充分水洗、皂洗劑沸煮可高效洗除纖維表面殘留的大量水解及未反應的染料。皂洗時應加入少量螯合分散劑，既可凈化水質，又能防止皂液中的浮色對纖維的二次沾污，從而改善染色牢度。深色色棉宜采用中性皂洗劑進行一次皂煮，最初的水洗和皂洗對提高牢度很明顯，但隨皂洗水洗次數(shù)增加，已上染的染料會被破壞并發(fā)生斷鍵現(xiàn)象，對牢度改善效果將減弱。皂洗后需用醋酸中和，工藝如圖6所示。圖6 色棉散纖維皂洗工藝2）固色上油色澤較深的色棉系列，如深大紅、深綠、深黑、深翠藍等，浮色染料對纖維

23、的直接性很高，很難完全從纖維上洗除，因此這些色棉耐洗牢度不夠理想，需借助固色劑來加以改善。固色劑多為高分子螯合物，能在纖維表面形成保護膜；或使染料、纖維緊密牢固聯(lián)系，防止染料從纖維上脫落而提高染色牢度。此外，經前處理和染色后，纖維表面的蠟質和脂類物質被破壞，手感變硬，易造成紡紗過程中棉結和斷頭多。因此，還需使用柔軟劑（軟片或硅油）、抗靜電劑小浴比上油浸漬處理，以顯著改善纖維的手感，提高色棉可紡性。2.4 脫水、烘干和打包1）脫水脫水是利用高速運轉的離心脫水機械，將染色或濕整理后的棉散纖維中的大部分水分（自由水分）甩離纖維表面的過程，便于下道工序的加工，以及提高烘棉效率，節(jié)約電、蒸汽等能源。散纖

24、維脫水包括兩種形式：一種是散纖維人工裝入，屬笨重的體力操作，急待改革；另一種是以餅狀形式吊入，如圖7所示，這種脫水方式極大降低了勞動強度，并可避免散纖維的流失，屬今后散纖維脫水機的發(fā)展趨勢。離心脫水機主要由轉籠、中心軸、外殼、立柱等組成。加工時將散纖維均勻地放置在轉籠中，當轉籠高速旋轉時產生離心力，使轉籠內的纖維壓向籠壁，纖維中的水分從籠壁的孔眼中甩出。轉籠的脫水效率與轉速和直徑有關。脫水所需時間，視中心軸的速度、轉籠直徑及纖維餅的密度而定。這類脫水機操作簡單，生產效率高，正常脫水后纖維含水率為3035%左右，其缺點在于不能連續(xù)脫水，設備利用率受一定限制。 2）烘棉打包色棉纖維經脫水后，仍會有較多的殘余水分，需采用熱汽在濕纖維表面強制流動而使水分蒸發(fā)以達