纤维素纤维段染筒子纱的加工装置及生产方法与流程

1.本发明属于纺织品染整技术领域，具体的涉及一种纤维素纤维段染筒子纱的加工装置及其生产方法。


背景技术：

2.色织面料是将纱线先染色后进行织布、整理而成，其具有颜色丰富、排列规整的特点，但由于每根纱线从头至尾只有一种颜色，使得面料花型即使变化也不可避免地出现有规则的条格形式，面料的风格相对单调。如何突破色织面料规整的风格一直是色织行业长期思考的问题。在这样的背景下，段染纱应运而生，然而常规段染纱线的加工装置体积大、成本高，且段染纱线的加工过程中能耗、水耗大，此外受设备限制生产纱线的颜色多样性差。
3.江苏伊思达纺织有限公司公布的“一种筒子纱段染生产方法”(cn 103510319 a)以及德州学院徐静发表的论文“纯棉筒子纱段染技术”能够实现筒子纱的段染，但主要是筒子纱染色时通过改变或封堵染纱管导流孔或管眼及变换染机泵的正反循环方向来实现，操作复杂且流程长、效率低；鲁泰纺织股份有限公司公布的“一种纯棉筒子纱段染方法”依靠端面浸染实现筒纱段染，但是染色后纱线的色节颜色最多达到3个，纱线的颜色多样性差。


技术实现要素：

4.本发明要解决的技术问题是：提供一种纤维素纤维段染筒子纱的加工装置；筒纱段染装置体积小、操作简单、效率高、段染筒纱加工流程短；本发明同时提供了纤维素纤维段染筒子纱的生产方法。
5.本发明所述的纤维素纤维段染筒子纱的加工装置，包括由上向下依次设置的与筒子纱相连的驱动装置、托纱辊和染色液供给单元；筒子纱与络筒机上的托纱辊抵接，络筒机上的托纱辊与染色液供给单元抵接。
6.其中：染色液供给单元包括染液罐、染色输送管路、蠕动泵、临时储液装置和触笔，触笔笔尖与络筒机上的托纱辊抵接，触笔另一端浸入临时储液装置，临时储液装置通过染色输送管路与蠕动泵出口相连，蠕动泵进口通过染色输送管路与染液罐相连，筒子纱与驱动装置通过电机转轴连接。
7.染液罐的个数为1～6个；蠕动泵的通道数为12，染色时可根据段染纱线的颜色数目控制各个通道的开启或关闭；临时储液装置为可以吸收染液将染液临时储存的海绵材料；触笔由pe材料制成，pe材料耐磨性能优良，触笔笔尖宽度为0.05cm～4cm。
8.筒纱络筒时的卷绕方式为精密卷绕或数码卷绕，纱线的卷绕速度为300～800m/min，络筒时纱线的动程为5～25cm，动程为筒纱上下两个端面的距离。
9.染色输送管路为橡胶管路。
10.所述的络筒机的主要部件必须包含托纱辊，托纱辊是染液由触笔转移至筒子纱的重要链接单元。
11.络筒机上的托纱辊是染液由触笔转移至筒子纱上的纽带。
12.蠕动泵将染液罐中的染液通过染色输送管路输送到临时储液装置中，染色时可根据段染纱线的颜色数目控制蠕动泵的各个通道的开启或关闭；临时储液装置中的染液渗入触笔中，由于触笔笔尖与托纱辊抵接，染液进而经过触笔转移至托纱辊上，因此，段染时染液通过触笔笔尖传递到触笔笔尖与托纱辊的抵接面，段染时纱线由络筒机进行数码卷绕或经密卷绕，筒子纱卷绕时的转动方向为顺时针，托纱辊为被动辊，借助于筒子纱的转动呈逆时针同速度转动，纱线穿过抵接面后缠绕到络筒机的托纱辊上，从而实现筒子纱的段染。
13.本发明所述的纤维素纤维段染筒子纱的生产方法，由以下步骤组成：
14.(1)染色液的配制
15.有机溶剂与水的混合溶液将染料溶解，制备得到染色液；
16.(2)纤维素纤维筒子纱预处理
17.对纤维素纤维筒纱进行碱性固色预处理，预处理结束后对筒子纱进行脱水；
18.(3)筒子纱的段染
19.染色时触笔与托纱辊接触，染液由染液罐通过蠕动泵输送至临时储液装置，然后通过触笔转移到托纱辊上，进而转移到络筒过程的筒子纱上；
20.(4)段染筒纱后处理
21.对段染后的筒纱依次进行热水洗、脱水和烘干处理。
22.作为一个优选的技术方案，本发明所述的纤维素纤维段染筒子纱的生产方法，由以下步骤组成：
23.(1)染色液的配制
24.染色液采用有机溶剂与水的混合溶液将染料溶解后制得，有机溶剂与水的体积比具体依据染料溶解度而设定范围；
25.(2)纤维素纤维筒子纱预处理
26.采用筒子纱染色机对纤维素纤维筒纱进行碱性固色预处理，预处理结束后采用甩干机对筒子纱进行脱水；
27.(3)筒子纱的段染
28.染色时触笔与托纱辊接触，染液由染液储罐通过蠕动泵输送至临时储液装置，然后借助触笔转移到托纱辊上进而转移到络筒过程的筒子纱上，触笔的数量和参数具体根据段染纱的实际风格确定；
29.(4)段染筒纱后处理
30.对段染后的筒纱依次进行热水洗、脱水和烘干处理。
31.其中：
32.步骤(1)中所述的染色液由不同比例的有机溶剂与水的混合液对染料进行溶解而制得，染色液体系中有机溶剂、染料、水的质量比为50～85:0.5～5:10～45。
33.所述的有机溶剂为甲醇、乙醇、四氯化碳、正丙醇、异丙醇或丙三醇中的一种或两种及以上的混合液。
34.所述的染色用染料为活性染料，活性基团为乙烯砜基、一氯均三嗪基或氯代嘧啶基中的一种或两种及以上。
35.步骤(2)中所述的纤维素纤维为粘胶纤维、棉纤维、麻纤维、竹纤维、铜氨纤维、天
丝纤维或莫代尔纤维中的一种或两种及以上混纺，纤维素纤维纱线的规格为5～30tex。
36.步骤(2)中所述的纤维素纤维筒纱的碱性固色，处理时所用碱剂为纯碱或烧碱中的一种，碱剂的用量为5～30g/l，处理温度为55～95℃，处理时间为20～60min。
37.步骤(3)所述的筒子纱的段染：纱线经由络筒机进行数码卷绕或精密卷绕；蠕动泵将染色液由染色罐输送至临时储液装置，进而经过触笔转移至托纱辊上，最终转移到与托纱辊接触的筒子纱上；筒纱卷绕时的转动方向为顺时针，托纱辊为被动辊，借助于筒纱的转动呈逆时针同速度转动；通过控制蠕动泵的转速可控制染液的流量，蠕动泵转轴转速为0.1～50r/min。
38.步骤(4)中所述的热水洗温度为90～110℃，水洗时间为5～25min。
39.步骤(4)中所述的烘干方式为热风烘干，烘干温度为60～120℃，烘干时间为1～3h。
40.步骤(2)和步骤(4)中所述筒子纱的脱水在脱水机上进行，脱水机的转速为5000～10000r/min，脱水时间为5～20min。
41.本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：
42.(1)本发明所述的纤维素纤维段染筒子纱的加工装置，体积小、操作简单、效率高、加工流程短。
43.(2)本发明所述的纤维素纤维段染筒子纱的加工装置，在筒纱侧面借助于有机溶剂/水染色液体系实现纱线段染，筒纱段染的颜色及长度分别根据触笔的数目及触笔的形状而确定。
44.(3)本发明所述的纤维素纤维段染筒子纱的生产方法，在筒纱侧面借助于有机溶剂/水染色液体系实现纱线段染，染色过程绿色环保且无需元明粉促染，实现了纤维素纤维的无盐染色。
45.(4)本发明所述的纤维素纤维段染筒子纱的生产方法，染色时的纤维素纤维纱线无需进行煮漂前处理，而是对常温下纯碱预处理后的原纱直接进行染色；能够实现同一根纱线不同颜色的色节交替的风格，常规段染形式无法实现。
46.(5)本发明所述的纤维素纤维段染筒子纱的生产方法，染色过程绿色环保且生产工艺简单、效率高，能适应小批量、多品种的快速生产要求。
附图说明
47.图1是本发明所述的进行段染加工的筒子纱结构示意图；
48.图2是纤维素纤维段染筒子纱的加工装置结构示意图；
49.图3是实施例1所述的纤维素纤维段染筒子纱的加工装置结构示意图；
50.图4是实施例2所述的纤维素纤维段染筒子纱的加工装置结构示意图。
51.其中：1、筒子纱；2、驱动装置；3、托纱辊；4、触笔；5、临时储液装置；6、染色输送管路；7、蠕动泵；8、染液罐。
具体实施方式
52.以下结合实施例对本发明作进一步描述。
53.实施例1
54.本实施例1所述的纤维素纤维段染筒子纱的加工装置，包括由上向下依次设置的与筒子纱1相连的驱动装置2、托纱辊3和染色液供给单元；筒子纱1与络筒机上的托纱辊3抵接，托纱辊3与染色液供给单元抵接。
55.其中：染色液供给单元包括染液罐8、染色输送管路6、蠕动泵7、临时储液装置5和触笔4，触笔4笔尖与托纱辊3抵接，触笔4另一端浸入临时储液装置5，临时储液装置5通过染色输送管路6与蠕动泵7出口相连，蠕动泵7进口通过染色输送管路6与染液罐8相连，筒子纱1与驱动装置2通过电机转轴连接。
56.染液罐8的个数为1个；蠕动泵7开启的通道数为2，临时储液装置5为海绵材料；触笔4由pe材料制成，触笔4笔尖宽度为0.2cm。
57.蠕动泵将染液罐中的染液通过染色输送管路输送到临时储液装置中，染色时可根据段染纱线的颜色数目控制蠕动泵的各个通道的开启或关闭；临时储液装置中的染液渗入触笔中，由于触笔笔尖与托纱辊抵接，染液进而经过触笔转移至托纱辊上，因此，段染时染液通过触笔笔尖传递到触笔笔尖与托纱辊的抵接面，段染时纱线由络筒机进行数码卷绕或经密卷绕，筒子纱卷绕时的转动方向为顺时针，托纱辊为被动辊可借助于与之抵接的筒子纱的转动呈逆时针同速度转动，托纱辊上的染液与络筒机上卷绕的筒纱接触后会转移到筒子纱上，从而实现筒纱纱线的段染。
58.本实施例1所述的纤维素纤维段染筒子纱的生产方法，由以下步骤组成：
59.染色时选用的染料为活性红r3bf(一氯均三嗪和乙烯砜双活性基染料)，染料采用异丙醇和水的混合溶剂溶解，其中异丙醇、染料r3bf与水三者的质量比为70:0.5:29.5。
60.段染筒纱纱线为14tex纯棉纱线，染色前对纯棉筒纱在筒纱染色机中进行浸碱预处理，碱剂碳酸钠用量为10g/l，预处理处理温度为55℃，时间为30min；预处理后对纱线进行脱水，脱水时脱水机转速为8000r/min，脱水时间为10min。
61.段染开始前先将脱水后筒纱在络筒机上进行穿纱，然后开启蠕动泵，初期设定蠕动泵转速为50r/min，将染液由染液储罐输送至临时储液装置，待临时储液装置染液充满后将蠕动泵转调整至0.5r/min，此时开启络筒机进行段染，络筒机的转速为800m/min，纱线动程为15cm，动程为筒纱上下两个端面的距离。
62.段染结束后对段染筒纱依次进行热水洗、脱水、烘干处理：热水洗温度为105℃，水洗时间为10min；对热水洗后筒子纱在脱水机上进行脱水，脱水机的转速为10000r/min，脱水时间为5min；对脱水后段染纱线进行热风烘干，烘干温度为80℃，时间为2h。
63.采用该段染加工装置及方法生产的纱线呈段染风格，染色后纱线的色节具体按照红色0.2cm 白色15cm 红色0.2cm 白色31cm进行循环变化。
64.实施例2
65.本实施例2所述的段染加工装置如图2所示，结构连接关系与实施例1相同。染液罐8的个数为3个；蠕动泵7开启的通道数为6，临时储液装置5为海绵材料；触笔4由pe材料制成，触笔4笔尖宽度为1.0cm。
66.本实施例2所述的纤维素纤维段染筒子纱的生产方法，由以下步骤组成：
67.染色时选用的染料为活性红r3bf(一氯均三嗪和乙烯砜双活性基染料)、黄y3rf(一氯均三嗪和乙烯砜双活性基染料)、蓝b-4r(一氟均三嗪活性基染料)、黑bksrf(乙烯砜单活性基染料)，每支染料均采用丙三醇和水的混合溶剂溶解，其中丙三醇、染料与水三者
的质量比均为55:2:43。
68.段染筒纱纱线为10tex莫代尔纱线，染色前对莫代尔筒纱在筒纱染色机中进行浸碱预处理，碱剂碳酸钠用量为20g/l，预处理处理温度为85℃，时间为10min；预处理后对纱线进行脱水，脱水时脱水机转速为5000r/min，脱水时间为20min。
69.段染开始前先将脱水后筒纱在络筒机上进行穿纱，然后开启蠕动泵，初期设定蠕动泵转速为30r/min，将染液由染液储罐输送至临时储液装置，待临时储液装置染液充满后将蠕动泵转调整至1r/min，此时开启络筒机进行段染，络筒机的转速为400m/min，纱线动程为20cm，动程为筒纱上下两个端面的距离。
70.段染结束后对段染筒纱依次进行热水洗、脱水、烘干处理：热水洗温度为95℃，水洗时间为25min；对热水洗后筒子纱在甩干机上进行脱水，甩干机的转速为6800r/min，甩干时间为15min；对脱水后段染纱线进行热风烘干，烘干温度为110℃，时间为1h。
71.采用该段染方法生产的纱线呈段染风格，染色后纱线的色节具体按照红色1cm 白色12cm 黄色1cm 白色12cm 蓝色1cm 白色12cm 黑色1cm 白色12cm 红色1cm 白色12cm 黑色1cm 白色12cm 蓝色1cm 白色12cm 黄色1cm 白色12cm进行循环变化。
72.采用摩擦牢度测试仪及皂洗牢度机对实施例1～2中的段染筒纱纱线进行色牢度测试，测试结果如表1所示。
73.表1多色段染筒子纱的色牢度测试数据
[0074][0075]
由表1可知，经本发明实施例1～2制得的段染纱线的各项牢度均可达到3～4级或以上。