化学化工学院2016届本科毕业论文
涤棉筒子纱染色质量控制的研究
摘要：本论文以涤棉筒子纱染色为例，在德永佳纺织制衣有限公司结合生产进行实验和测试，主要从涤棉筒子纱线结构和染色设备性能和染色工艺等几方面分析了染色流程中各个环节对染色质量的影响。通过单因素试验分析了纱线卷绕密度、升温速率、元明粉、匀染剂等因素对染色质量的影响，找出影响涤棉筒子纱外中内层染色色差的最主要因素，调整出合理的染色工艺参数，制定出最符合企业生产的优化工艺曲线，并利用优化的工艺参数和优化工艺曲线对涤棉筒子纱进行了生产实践验证，结果显示染色后的色纱在用于针织物时没有出现色差现象，最终达到消除筒子纱染色外中内层色差的目的，保证了产品的综合服用性能。
关键词：涤棉筒子纱； 染色工艺； 质量控制
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Dyeing quality control of spun polyester cone yarn
Abstract: In this thesis, polyester cotton yarn dyeing, for example, in texwinca textile and Garment Co., Ltd. according to the production test and, mainly from the aspects of polyester cotton yarn structure and dyeing equipment performance and dyeing technology analysis the dyeing process each link of the effect of dyeing quality. Through the single factor experiment analysis the yarn winding density, heating rate, sodium sulfate, leveling agent and other factors influence on the dyeing quality, find out the influence of polyester / cotton yarn and the outer layer of the dyeing color is one of the main factors, adjust the reasonable dyeing process parameters, to develop in line with the optimized process curve for production enterprises, and the optimization of process parameters and optimize the process curve of polyester / cotton yarn were verified by the production practice. The results show that the dyed yarn for knitted fabric does not appear the phenomenon of chromatic aberration, and ultimately achieve eliminate cheese dyeing in the outer layer of color difference, to ensure the products comprehensive wearing characteristics.
Keywords: cotton yarn; dyeing technology; quality control
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1 前言
1.1 研究的目的和意义
筒子纱染色从试验开始至今已有120年的历史，工艺技术已经相当成熟，但国内应用的比较晚，很多企业对筒子染色十分陌生，相关技术资料也很缺乏，在生产设备、染色工艺、自动控制、操作上还有许多工作要做，主要有筒子纱线出现里、中、外色差,一次性投资大等问题。
织物的颜色丰满均匀一致是最基本的风格保障。目前筒子纱染色问题主要是染色的匀染性不好、牢度差、大小样的重现性差。筒纱染色的染色质量由于受到工艺、温度、设备、操作、压力、时间、水质、浴比、染化料等诸多因素的影响，其不确定性很高。筒子纱里中外出现的色差，筒与筒之间出现的筒差，层与层出现的层差，缸与缸间的缸差，筒子纱染色对“一次成功率”要求很高，一旦出现缸差或层差，达不到匀染效果，就不容易处理，需进行颜色的较正。这样会使成本增加，降低纱线强力，增大纱线消耗，甚至使纱线报废。这就使在选择筒子纱的方法上慎之又慎，不能适应市场的需求，制约了经济效益。所以我们对筒子纱线工艺的研究迫在眉睫。
企业在筒子纱线投产过程中，出现了很多质量问题，主要在染色重现性、匀染性、内外层色差、湿度不匀方面长期一直不能得到很好的解决，已成为公司发展的瓶颈，严重影响公司的发展。
在纺织行业“节能减排”的今天，筒子纱线染色的“一次成功率”受到印染行业的高度关注，它不仅关系到产品的质量、能源消耗、经济成本、生产效益、生产产量，而且影响到企业的信誉度、竞争力、交货期、知名度等直接或间接的效益。湿度不匀容易形成色纱外、中、里色差，这是筒子染纱中很多企业都会碰到的问题；纱线湿度引起的重量差异，可能会造成企业之间贸易障碍，成品色纱的湿度不仅要满足客户提出的指标要求,而且在满足客户要求的前提下,要将成品色纱的湿度严格控制在产品质量与生产效益均衡的最优化区间之内。成品色纱的湿度过大,容易引起纱线发霉,膨胀,虫害等质量问题；成品色纱的湿度过小,在与客户交易过程中直接使得生产成本增加,从而降低了工厂的生产效益；并且湿度不能一次控制成功，需要返干或者回潮，也违背了“节能减排”的趋势。
本课题的目的是基于对涤棉筒子纱线染色质量的研究，通过实验收集数据完成对纱线工序控制程序分析和研究，对程序控制结果进行不断的检测和修正，以期更好的对纱线质量进行控制，促进筒子纱线染色工艺的广泛应用，对提升其市场竞争力和解决工厂的实际问题具有重要意义。
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1.2 涤棉筒子纱的发展现状
1.2.1筒子纱络筒质量
筒子纱的松式络筒密度和重量对染色质量有很大影响，是保证筒子纱染色质量的前提。过去的筒子染色机由于技术水平和结构性能的限制，设计者没有真正了解和掌握循环染液在筒子纱中流动规律，普遍认为：筒子纱的松式络筒密度不宜过大，否则会影响染液的穿透力，造成单个筒子纱内中外色差。筒子纱络筒密度的提高，染液是从纱的纤维之间穿过，并且纱线各点与染液可获得均等的接触(尤其是圆柱形两端最外圈部分)，为整体筒子纱纤维提供了均匀上染的条件。在筒子纱染色中，单个的筒子纱纱层厚度通常不会大于50mm，络筒密度也是有限制的，所以单个重量在lkg之间。一般容量大的筒子染色机，筒子纱的数量也多，形成了很多筒管之间的接口，不仅增加了泄漏点，而且装卸纱的劳动强度高。
董勤霞等对筒子纱线染色进行实验得出以下结论：筒子纱线染色必须注意升温工艺和染色温度。以及各道工序排液时，要先循环降温至70℃以下再排液，否则，将影响纱线的弹性、手感，严重时可能会失去弹性和柔软的风格。另外筒子染色的卷绕密度并不是越小越好，最佳的卷绕密度来自于试验。一般为0.25 ~0.34 g/cm3[1-2]。
袁国量在“筒子纱染色工艺探讨”中从筒子纱的准备和筒子纱的染色工艺两个方面进行了详细的分析。筒子纱的准备即松式络筒，其质量的好坏与松式络筒机的选择、筒管的选择及筒子纱密度有着很大关系，给出实验方案和结论。
1.2.2染色工艺参数优化
筒子染色技术的发展过程当中，染色工艺参数和设备结构性能的改进始终起着至关重要的作用。在能够满足纱线染色质量的基础上，不断对染色工艺参数和设备结构性能进行优化，很大程度上提高了节能减排的功效，其中两个最重要的参数：浴比和比流量，是染色工作者多年来一直研究的对象。通过对染色设备结构和控制的优化设计，在染色应用中已经获得了一定成效，但还没有达到最佳效果，有些功效仍需要进一步探索和改进。
传统的小浴比是指筒子纱染色浴比在1：6就称为小浴比。它必须在一定的设备条件和工艺才能够实现。在以水作为染色介质的筒子纱染色工艺中，运用小浴比是实现节能减排是最有效的手段。它不管是在染色工艺的时间上，还是在能耗和排污上，都大大的缩短和降低。所以，筒子纱实现小浴比染色有着十分重要的意义。
在筒子纱染色技术中，比流量是影响筒子纱染色质量的一个重要参数。它的基本概念就是：每公斤纱线在单位时间内所穿过的染液量，其单位是：升染液/公斤纱线?分钟(L/kg?min)。过去一直认为比流量越大越有利于匀染，但是实际应用表明并不是如此。
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过大的比流量，需要消耗很大的主循环泵功率，会使纱线产生毛羽，甚至将筒子纱冲垮塌，造成染液循环短路。实际上过去提高比流量，很大程度上是为了弥补由于泄漏而造成的染液有效循环量的不足。而现在，人们通过对筒子纱的装载接口密封性能的提高，减少了染液的泄露量，只要提供筒子纱染色实际所需的比流量，就完全可以保证染色质量。
因此，比流量在筒子纱染色中起着非常重要的作用，比流量是设备主泵流量选取的主要依据。传统观念认为，选择大的比流量可以提高纱线与染液的交换次数，有利于增加纱线的匀染性。同时还认为，单个筒子纱的外、中、内色差，或者层与层之间的色差与比流量过小有关系。实践证明，过去主要考虑的是理想中染液与纱线的交换频率，也就是染液的循环频率，所以忽略了染液循环流量受循环系统阻力的影响而发生的变化。
吴基作等对蚕丝短纤纱染色工艺进行了研究。针对真丝短纤纱性能特点，采取一些实验来改良现有技术，提高纯丝染色效应。主要是在染纱前处理工艺上寻求更佳的化学药剂与更佳的浓度比例。对比分析活性染料入染温度、时间，以及盐碱度等因素对染纱结果造成影响，在此基础上寻求更佳的染纱工艺，并提出生产中的改进措施[4，17，19]。
萧振林等对超低浴比高温高压纱线染色技术进行研究。超低浴比高温高压纱线染色技术采用脉流冲击染色工艺，三级叶轮循环主泵及其特殊的主泵结构，大幅提高了主泵扬程和循环比数，实现了小液量、快流速的染色新技术。该技术与传统染色技术相比，所需的染料、助剂、水电汽等直接材料均大幅下降，排放的废液也大幅减少，染色工艺效率得到大幅提升，具有明显的经济效益[3，6]。
任燕等对纯棉筒子纱低温前处理工艺进行研究。采用低温精练剂TANNEX0BE，配以氧漂活化剂TANEDE0GREEN对棉筒子纱进行70℃低温前处理[7]。
钱晓红对涤棉混纺筒子纱分散/还原染料染色工艺进行研究。采用分散/还原一浴两步法对涤棉筒子纱进行染色，改善活性染料染色的不足，满足客户对高品质产品的需求。筒子纱还原染料染色通常采用浸染法，常用的方法有悬浮体法和隐色体法。还原染料悬浮体染色是让染料悬浮体颗粒在染浴中循环并均匀吸附和沉积[13]。
任亚佩在“减少涤棉筒子纱层差和色花的实践”一文中阐述了4种不同规格涤棉筒子纱染色工艺，测试并比较了不同规格筒子纱热收缩率((S值)以及染色后的染色性能指标，并设计了两种减少层差的方案。结果表明，涤棉筒子纱染色后会出现层差和色花现象;涤棉筒子纱染色，松筒前必须做S值测试，根据S值控制松筒密度，过大S值必须先预定形后松筒，这是减少层差、色花、返修的有效途径。涤棉筒子纱染色，松筒前必须做S值测试，根据S值控制松筒密度，过大S值必须先预定形后松筒，是减少层差、减少色花、减少色横路、减少返修、减少赔款，提高企业经济效益和质量知名度的重要
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