棉纤维前处理及色工艺的研究.pdf

第一章绪论 1．绪论 1．1课题研究的现状及意义 色纺纱，又称染色棉纱，是由两种或两种以上经染色后显现不同颜色的纤维混纺 丽成。国内自90年代初开始尝试生产色纺纱，但生产厂家少，产量也较低。近年来 随着国际国内市场需求的增加，色纺纱的生产呈渐增趋势，在我国得到迅速发展。与 传统方法纺出的色纱相比，直接染棉再纺纱有其不可比拟的优越性： (1)色纺纱的织物艳丽美观，层次清晰，可生产出绚丽多彩的时装面料。可以 根据人为要求染出多种颜色，且色泽鲜艳。可以进行混合纺纱，～根纱线上可以有多 种不同的颜色，产生意想不到的效果，克服了传统棉纱、坯布染色较为单一的缺点。 (2)传统的“纺纱一织造一染整”的工艺，其染整过程中一次只能得到一种颜 色，对于花色多的品种只能重复染色工序，且色光较难控制，生产周期长，加工成本 高。如能先将棉纤维染色，纺纱织造时再通过调节色棉和白棉的配比直接满足客户对 面料不同颜色及风格要求，将传统的工艺改变为“染色一纺纱一织造”，这样不仅缩 短了生产周期，而且也节约了生产成本“1。 (2)染棉对色差要求不高，色棉通过混棉、开清棉、并条来消除色差。 (3)漂液、染液、洗涤液、蓬松剂液可以反复使用，省水，降低生产成本。根 据污水的性质，采用不同的处理方法，降低了废水处理费用”1。 (4)原棉染色后，在并条时调整彩条的比例，可配成各种独特风格的纱。 但是，目前棉色纺纱生产主要采用碱处理，但是这种方法存在不少问题，主要表 现在以下几方面： (1)棉纤维的前处理、染色是色纺工艺过程的关键工序。棉纤维中除了含有 94％的纤维索纤维外，还存在6％的杂质(果胶、腊质、灰分等纤维素共生物)01。这 些杂质的存在，使棉纤维吸湿性差，后道染色困难。 传统工艺采用碱处理，在去除棉纤维中的果胶和蜡质等杂质的同时，不仅使部分 纤维素分子链氧化断裂、聚合度降低、纤维强力下降，而且对环境污染严重。 (2)棉纤维在染色过程中，纤维天然卷曲受到损坏，表面棉蜡熔化，加上染料 分子的渗透，单纤强力下降，纤维发涩，蓬松度下降，易扭结在一起。因此，在清花 和梳棉工序纤维容易受损伤，短绒量增加，导致梳棉辊筒沾花、并条绕皮辊、细纱断 头率高、纺高支纱难和纺纱制成率低等问题的产生，恶化成纱条干“1。 因此，棉纤维绿色环保的生物酶处理方法代替传统的碱处理是必然趋势。所以， 第一章绪论 本课题针对棉纤维传统碱精炼存在的问题，研究出可行的生态前处理工艺和适用酶处 理后的棉纤维的染色工艺，不仅可作为工业化生产的基础和借鉴，为新型纺织品的进 一步发展开拓了广阔的空间，而且对生产厂家具有现实的指导意义。 1．2课题研究的主要内容 课题针对传统碱处理中存在的问题，探讨研究出合理的生态前处理工艺和与之相 适应的染色工艺。主要研究内容可分为以下几部分： (1)基于生物酶的环保性、高效性、专一性的特点，探讨棉散纤维的生物酶前 处理工艺，讨论了各因素对纤维失重率、蜡质含量等处理效果的影响，利用正交试验 得出了生物酶前处理的优化工艺，并与常规碱处理工艺进行了处理效果的对比，主要 包括：失重率、单纤维强力。 (2)处理后棉纤维的染色工艺的研究。课题选用活性染料对棉纤维进行染色试 验，通过选用不同的碱剂，不同的处理温度，选出纤维固色率、氯浸牢度较好的染色 工艺。在优选出的染色工艺下，对经过传统碱处理和生物酶处理的纤维进行染色，然 后对两种不同处理方法的染色纤维进行性能效果对比，包括固色率、氯浸牢度、单纤 维强力等指标。 (3)针对棉纤维染色后纤维之间严重纠结的缺点，对染色后纤维进行柔软处理， 利用正交试验得出优化的柔软处理工艺。 (4)本课题还对染色纤维进行了试纺，对色纺纱进行各项指标的测试，包括单 纱强力，单纱CV值，千米细节数，千米粗节数和千米棉结数，毛羽等性能的测定， 并与传统处理的纱相比较。 第二章棉纤维形态结构及化学组成 2．棉纤维形态结构及化学组成 2．1棉纤维形态结构 在进行棉纤维染色研究之前，有必要了解棉纤维的形态结构及化学组成。棉纤维 的细胞结构中，从纤维外表面到内部各层分别是表皮、初生胞壁、次生胞壁和腔管。 这些层在结构上和化学上