絲/毛混紡產(chǎn)品設計及其染色同色性研究

曾滔 陳慰來

摘?要：由于蠶絲纖維較細而羊毛纖維較粗，通過合理設計紡紗工藝，減少混紡紗棉結、粗細節(jié)的產(chǎn)生，提高混紡紗條干均勻度，最終獲得滿足上機要求的絲/毛混紡紗。由于羊毛和蠶絲結構及性能上的差異，導致絲毛混紡制品在染色過程中染色同色性較難控制，染淺色絲毛混紡制品，采用一浴兩步法工藝，染深色絲毛混紡制品;采用兩浴法，能獲得較好的染色同色性與色牢度。

關鍵詞：混紡;染色;同色性;一浴法;兩浴法

中圖分類號：TS135.1

文獻標志碼：A

文章編號：1009-265X（2019）02-0069-05

Abstract：Because of fine silk fiber and thick wool fiber， the yarn/wool blended yarn that meets the requirements of the machine was finally obtained by designing the spinning process rationally， reducing the production of blended yarn neps， thick and thin sections， and improving the evenness of blended yarn. Due to differences in the structure and properties of wool and silk， it is difficult to control dyeing homochromatism of silk and wool blended products in the dyeing process. In order to obtain good dyeing homochromatism and color fastness， one bath two-step process is adopted for the light colored silk wool blended products， and two-bath method is adopted for deep dyed silk wool blended products.

Key words：blending; dyeing; dyed together; one bath method; two bath method

蠶絲和羊毛同為天然蛋白質(zhì)纖維，其混紡產(chǎn)品綠色環(huán)保，有益健康，充分利用羊毛與蠶絲的各自優(yōu)點形成互補優(yōu)勢，通過合理設計混紡紗工藝與染色后整理工藝，可以開發(fā)出既有真絲滑爽、光澤好，又有羊毛溫暖柔軟特點的粗梳毛織物，廣受消費者喜歡。

1?絲/毛混紡紗及上機工藝設計

由于蠶絲纖維細且柔軟，光澤性好，而羊毛具有輕、柔軟和保暖性好等優(yōu)良特點，將絲/毛進行混紡，制備絲/毛混紡紗，可用于開發(fā)高性能絲毛混紡產(chǎn)品。其中紡紗工藝流程為和毛、梳毛、粗紗、細紗、絡筒。

1.1?原料選擇及混紡配比

蠶絲下腳料纖維較細，長度較短，故選擇較細、較短的羊毛與蠶絲進行混紡，降低粗、細纖維紡紗時難抱合等問題，提高絲/毛混紡紗的可紡性。從經(jīng)濟性、紡紗技術可行性以及后整理工藝綜合考慮，實驗選擇30%蠶絲下腳料與70%羊毛原料（華貝納毛紡廠）進行混紡，其物理指標和配比見表1。

1.2?和毛工藝設計

和毛時油水中需添加和毛油和抗靜電劑，使得纖維更加容易開松，減少纖維在機械加工過程中的損傷、靜電及紗線疵點的產(chǎn)生，并且保證纖維在上梳毛機時的回潮率。助劑用量見表2。

為了使蠶絲與羊毛混合均勻，并且有利于梳理工藝的順利進行，需對蠶絲和羊毛進行3次和毛處理，和毛工藝過程見圖1。

1.3?梳毛工藝設計

梳毛采用意大利Octir梳毛機。粗紡絲/毛混紡紗工藝參數(shù)設計見表3，梳毛機隔距設計見表4。

1.4?細紗工藝設計

細紗工藝采用的是意大利Gaudino環(huán)錠細紗機，粗紡細紗一般情況下采用較小的牽伸倍數(shù)，混紡紗捻度設計不宜太高，紡紗工藝設計參數(shù)見表5。

1.5?絡筒工藝設計

在絡筒工藝設計中，應該盡量去除紗線上的疵點，提高織造生產(chǎn)率。絡筒工藝參數(shù)中，最重要的就是清紗器的門限設置，通過門限來去除紗線中的棉結、粗細節(jié)等疵點。門限設置見表6。

1.6?上機工藝設計

為了使絲/毛織物平滑勻整，富有光澤，質(zhì)地柔軟，筆者設計了一種雙面呢風格的雙層組織上機圖，雙層組織上機圖見圖2，此組織上機工藝參數(shù)見表7。

2?絲毛混紡織物染色同色性

2.1?蠶絲、羊毛纖維的染色性能及差異

羊毛最外層是角質(zhì)層，俗稱鱗片層，鱗片層對染色的影響很大，不僅結構緊密染料很難擴散通過，而且疏水性強，潤濕性差。所以染羊毛需要高溫染色使鱗片層脹破，染料擴散進入羊毛纖維內(nèi)[1]，吸附在蛋白質(zhì)分子鏈上或與蛋白質(zhì)有關基團反應形成共價鍵固著。蠶絲主要由兩種蛋白質(zhì)構成，絲膠蛋白和絲素蛋白，脫膠后的蠶絲不存在鱗片層，它是由許多原纖構成，在低溫環(huán)境下染料也較容易進入纖維內(nèi)部，吸附在原纖間的無定形區(qū)[2]，并和絲素蛋白有關基團發(fā)生共價鍵結合。羊毛與蠶絲結構與特性上的差異，導致絲毛混紡織物染色染料難選擇，染色溫度不好控制、染色同色性較差[3]。

2.2?染料選擇

羊毛等電點約為4.2～4.8，蠶絲絲素等電點約為3.5～5.2[4]，酸性染料在電解液中電離成帶負點的離子，當染液pH值低于蠶絲與羊毛的等電點時，酸性染料以靜電引力的形式與羊毛和蠶絲結合，本次設計混紡紗中羊毛占70%，但酸性染料染絲毛混紡制品，絲、毛同色性和耐水洗色牢度較差。為了擴展絲毛混紡制品染料的選擇，解決絲毛染色同色性較差的問題，本課題選擇復合型Argazol（雅格素）活性染料與毛用活性染料Unisol，對絲毛混紡織物進行染色同色性能研究[5]。染料及助劑用途與來源見表8。

2.3?染色工藝

分別采用兩種染色工藝對絲毛染色同色性進行研究。染淺色時絲毛染色同色性較容易控制，故采用一浴兩步法工藝染淺色絲毛混紡織物;染深色時絲毛染色同色性較難控制且染色上染率差，為提高染色同色性，提高染料利用率，故采用兩浴法染深色絲毛混紡織物。

2.3.1?一浴兩步法淺色駝色染色

由于Argazol屬于中溫型活性染料，選擇60 ℃恒溫染色和固色[6]。染色過程如圖3。染色配方：A（Argazol黃0.6%、Argazol紅0.02%、Argazol藍0.08%，Na2SO4 80 g/L，Inkkol FFA 1%，Inkkol B 1%）;B（Na2CO3 3 g/L）;浴比1∶30。

皂洗工藝：Argacel SW 3 g/L，Argaquest ARSK 2 g/L，升溫至98 ℃保溫20 min。

2.3.2?兩浴法深色棗紅染色

由于染深色絲毛混紡織物，同色性較差，本文采用Argazol中溫活性染料和Unisol毛用活性染料，分別采用近似單染的工藝條件對絲毛混紡織物進行兩浴法染色，來改善絲毛的同色性差異。染色過程如圖4。第一浴染色配方：A（Argazol黃0.5%、Argazol紅5.0%、Argazol藍0.3%，Na2SO4 80 g/L，Inkkol FFA1%，Inkkol B1%）;B（Na2CO3 3 g/L）;浴比1∶30;第二浴染色配方：C（Unisol紅3.0%，HAC+NaAC調(diào)節(jié)pH=4.0，Inkkol B1%，Na2SO4 40 g/L）;浴比1∶25;

皂洗工藝：Argacel SW 3 g/L，Argaquest ARSK 2 g/L，升溫至98 ℃保溫20 min。

2.4?染色結果測試方法

2.4.1?上染率與固色率的測定方法

在染色過程中，上染到纖維上的染料量與最初染浴中染料總量之比稱為上染率[7]。測試方法為通過分光光度計測試染液的吸光度，來計算織物的上染率，計算方式如式（1）。

固色率是活性染料與纖維發(fā)生化學結合的定量表示方式[8]。固色率的計算方式如式（2）：

2.4.2?同色性的評定方法

在光源為D65的測色儀上，測定織物的表面色澤深度K/S值，其中當K/S值越大，織物表觀顏色越深;K/S值越小，織物表觀顏色越淺。通過計算同色性平衡K值，來計算蠶絲、羊毛兩種纖維的同色性[9]。K值的計算方式如式（3）：

2.4.3?染色牢度的測定

根據(jù)GB/T 3921—2008《紡織品 色牢度試驗 耐皂洗色牢度》標準測試耐皂洗色牢度，根據(jù)GB/T 3920—2008《紡織品 色牢度試驗 耐摩擦色牢度》標準測試織物耐摩擦色牢度[10]。

3?結果與分析

3.1?紡紗與上機

蠶絲與羊毛纖維混紡根據(jù)上述工藝設計，混紡紗各項性能指標見表9。從表9可以得出混紡紗各項物理指標良好，平均設計紗線密度70.9 tex，滿足設計要求。平均捻度為503捻/m，滿足設計要求。紗線平均強力達到245.1 cN，紗線強力優(yōu)良且斷裂伸長率達到20.2%，混紡紗能較好的滿足上機要求，且織機生產(chǎn)率較高，織造斷頭少。

和毛的好壞決定絲/毛梳理過程的順利進行，通過選擇合理的和毛油和抗靜電劑的油水比例降低纖維的摩擦系數(shù)，減少梳理過程中纖維的損傷以及靜電的產(chǎn)生，并且使得上梳理機的纖維回潮率控制在

25%～27%。由于羊毛和蠶絲纖維的剛性和彈性有著較大的差異，羊毛的縱向摩擦系數(shù)比蠶絲高且蠶絲直徑小，蠶絲纖維間的接觸面積大，所以絲的縱向牽伸要比羊毛困難的多。通過降低梳理機車速、加大隔距、減小牽伸，梳毛機車速控制在16 m/min，保證絲/毛纖維梳理均勻，可以大大提高絲/毛粗紗質(zhì)量。在紡紗過程中，應該控制好車間溫濕度，車間濕度過低時，蠶絲與羊毛纖維的回潮率降低，梳理過程中，靜電現(xiàn)象嚴重，纖維易斷裂;車間濕度太高，纖維中的雜質(zhì)難以梳理去除，且易纏繞在針布上，影響粗紗質(zhì)量[11]。為了使紡紗的順利進行，在夏季要求車間溫度不高于33 ℃，在冬季不低于20 ℃，在春秋季應盡量保持在22～25 ℃之間?；炝线M入梳毛機之后，在氣流的作用下處于放濕狀態(tài)，生產(chǎn)上要求毛條下機回潮率不小于16%～18%，車間相對濕度一般要求夏季及春秋季控制在60%～70%，冬季控制在65%～75%。

3.2?染?色

兩種方法染絲/毛混紡織物的染色結果見表10，染色色牢度測試結果見表11。從表10可以得出絲/毛混紡織物染淺色時上染率和固色率較染深色高，且染淺色時K=1.16，蠶絲的得色率要高于羊毛，染深色時K=0.93，羊毛的得色率要高于蠶絲。從表11可以得出，活性染料染絲/毛混紡織物染色色牢度優(yōu)良，皂洗色牢度的原樣褪色在4級以上，羊毛和蠶絲沾色在4級以上。干摩擦色牢度達到了5級，濕摩擦色牢度也在3級以上。

影響絲/毛混紡織物染色同色性的諸多因素中，染色溫度對絲毛同色性的影響最大。這是由于絲毛混紡織物同浴染色時，蠶絲和羊毛會發(fā)生競?cè)?。在低溫環(huán)境60 ℃以下，羊毛纖維由于鱗片層屏蔽的作用，染料不能進入羊毛纖維內(nèi)部，相反蠶絲是由許多原纖構成，原纖中有大量取向的微原纖，所以染色時活性染料較容易擴散進入纖維內(nèi)部，吸附在微原纖的無定形區(qū)，并和絲素蛋白有關基團發(fā)生共價鍵結合。所以低溫染色有利于蠶絲染色，蠶絲得色率遠遠高于羊毛，絲/毛同色性較差。在高溫環(huán)境80 ℃以上，羊毛纖維得鱗片受熱膨脹，有利于染料進入羊毛纖維內(nèi)部，在高溫環(huán)境下，由于蠶絲的非結晶區(qū)的間隙相對羊毛要大，隨著蠶絲的原纖膨脹，染料較容易進出蠶絲內(nèi)部，在競?cè)具^程中羊毛大于蠶絲，產(chǎn)生移染現(xiàn)象，染料分子逐漸從蠶絲內(nèi)部向羊毛內(nèi)部轉(zhuǎn)移，所以高溫有利于羊毛染色，羊毛得色率高于蠶絲，絲/毛同色性較差[12]。為了獲得較好絲/毛同色效果，染色溫度應該低一些。染淺色絲/毛混紡制品，采用一浴兩步法工藝，選擇Argazol中溫型活性染料，60 ℃染色，60 ℃固色保溫能獲得較好的染色同色性;染深色絲毛混紡制品，采用兩浴法，選擇Argazol中溫型活性染料和Unisol毛用活性染料，分別采用近似單染的工藝條件對絲毛混紡織物進行染色，能獲得較好的染色同色性與色牢度。

4?結?論

a）和毛應該確保上梳毛機的原料回潮率保持在25%～27%，減少梳理過程中靜電的產(chǎn)生，使梳理過程順利進行;梳毛機車速應該控制在16 m/min，保證絲/毛纖維梳理均勻;紡紗車間的溫濕度影響紗線的實際回潮率，毛條下機回潮率控制在16%～18%，車間相對濕度一般要求夏季及春秋季控制在60%～70%，冬季控制在65%～75%。

b）由于蠶絲與羊毛纖維結構與特性上的不同，導致絲、毛染色性能有較大的差異。低溫有利于蠶絲上染，高溫有利于羊毛上染，選擇活性染料染絲/毛混紡織物，絲/毛同色性與色牢度較好。

c）染淺色選擇一浴兩步法，絲/毛同色性較好;染深色選擇兩浴法，絲/毛同色性與色牢度較好。

d）復合型Argazol（雅格素）活性染料與毛用活性染料Unisol染絲/毛混紡織物的皂洗色牢度和摩擦色牢度優(yōu)良，所以選擇活性染料對絲/毛同色性研究有一定的實際應用意義。

參考文獻：

[1] 李紅浩.雙官能團活性染料對羊毛織物染色性能和應用性能的研究[D].上海：東華大學，2013.

[2] 劉為.論棉花馬克隆值對染色性能的影響[J].中國棉花加工，2009（2）：26-28.

[3] 梅飛.羊毛/蠶絲紡織品同色染色技術[J].染整技術，2006（5）：13-17，1.

[4] 董超萍.真絲織物的核桃皮植物染料直接染色[J].印染，2012（2）：32-34.

[5] 鄧琴，朱泉.雅格素BF活性染料在氯化羊毛染色中染色性能的研究[J].廣西紡織科技，2004（1）：34-39.

[6] 黃紅英，丁駿.活性染料常溫染色[J].印染，2012（21）：27-28.

[7] 閻惠至.細旦可染共混聚丙烯纖維的研究[D].上海：東華大學，2010.

[8] 黃蕾.活性黃M-3RE的工藝優(yōu)化及應用研究[D].上海：東華大學，2013.

[9] 梅士英，王芬，楊進成.蠶絲/羊毛織物活性染料染色同色性研究[J].江蘇絲綢，1997（4）：14-17，7.

[10] 王靜靜，趙濤.陽離子水性聚氨酯的合成及其在染整中的應用[J].聚氨酯工業(yè)，2013（2）：23-26.

[11] 陳雪芳，李一玲，李枚萼.絲毛混紡工藝的探討[J].西北紡織工學院學報，1997（4）：52-55.

[12] 李寧，李躍革.絹絲/羊毛交織物的練染工藝[J].印染，2006（13）：21-22.