化学化工学院2016届本科毕业论文
产物，然后是连接碳原子与氯原子的键发生离解，氯原子得到电子进入溶液。当均三嗪环上的一个氯原子被纤维素取代以后，由于纤维素氧负离子的供电性，使得均三嗪环上与另一个氯原子相连的碳原子的电子云密度提高，这个碳原子上的取代反应就不易进行，但在较高的温度和和较强的碱性条件下，还是可能与纤维素分子进一步发生键和反应[7]。至于后处理则是通过使用各种助剂去除掉上染在棉纤维上却未能与纤维发生共价结合的染料，这一步在工业生产中也叫做皂煮除浮色。这些未与纤维结合的染料在后续的服用过程中会逐渐掉色，影响产品性能，因此必须通过染色后处理加以去除。皂洗后处理是用洗涤剂如枧油等皂洗剂在接近沸点的温度下将吸附在纤维上未与纤维共价结合的染料除去，以保证染色产品的染色牢度和后续[8]。
3 实验设计
3.1 实验仪器设备及助剂
3.1.1 实验材料 30s/1涤棉60/40 筒子纱 3.1.2 实验助剂
表3-1实验助剂
实验助剂 元明粉 纯碱 冰醋酸 氢氧化钠 除氧剂 稳定剂 匀染剂 双氧水 软水剂 枧油 扩散剂
生产厂家
德永佳纺织制衣有限公司 德永佳纺织制衣有限公司 德永佳纺织制衣有限公司 德永佳纺织制衣有限公司 德永佳纺织制衣有限公司 德永佳纺织制衣有限公司 德永佳纺织制衣有限公司 德永佳纺织制衣有限公司 德永佳纺织制衣有限公司 德永佳纺织制衣有限公司 德永佳纺织制衣有限公司
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3.1.3 实验仪器设备
表3-2实验设备
实验设备 高温高压筒子染色机 电脑测色配色系统 自动配液系统 小样脱水机 鼓风干燥箱 电子天平 英国灯箱D65
生产厂家 立信染整机械有限公司 意大利 ORINTEX 广州伊咖印染设备有限公司
广东鹤山 天津泰斯特 苏州赛恩斯仪器有限公司
英国 SDL
3.2 实验方法
本文的所有实验均在德永佳纺织制衣有限公司染整厂染部色纱完成。本论文以涤棉筒子纱染色为例，分别通过单因素实验，分析了卷绕密度、元明粉、匀染剂、升温速率等因素对染色质量的影响，并利用最优化的工艺参数和最优化工艺曲线对涤棉筒子纱进行了大生产实践验证染色
3.2.1 单因素实验设计
由于筒子染色实验耗费过大，把所有影响因素都设计在正交实验中很不现实，通过企业多年的实践发现，筒子纱的卷绕密度、元明粉、匀染剂、升温速率等是决定最终匀染性的重要因素，故本文把影响筒子纱染色的关键因素即把卷绕密度、元明粉、匀染剂、升温速率作为单因素进行了实验，合理高效的利用实验资源，达到整个筒子内中外层匀染而无色差的效果。
3.2.2 大生产实践跟踪验证
通过对大生产线跟踪，验证工艺参数，对涤棉筒子纱的工艺参数进行了优化，实现了小样与大生产、实验与理论的有机统一。
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3.3 指标的检测
3.3.1 色差△E 的测定
测定筒子纱之间的色差在生产中有着重要意义，特别是染染厂中生产样品与来样之间的色差是质量管理的重要指标。染整工作者开发出近似视觉均匀的颜色空间及相应的色差式，使得仪器能够很大程度上代替人眼睛来进行色差的评定，对生产管理的科学化和色差控制、交流具有积极意义。色差是指两个颜色在色觉上的差异，它包括色相差、彩度差、明度差三个方面。所有的颜色都可以通过任何一种 Lab 标尺被感知并测量。这些标尺也可以用来表示标样同试样的色差，并通常用 Δ为标识符。 如果ΔL为负，说明试样比标样深。如果Δ L为正，说明试样比标样浅。如果Δ a 为负，说明试样绿（或者少红），如果为正，说明试样比标样红（或者少绿），如果Δ b为负，说明试样蓝（或这少黄），如果为正，说明试样比标样黄（或者少蓝）。L，a，b 颜色差异可以通过一个单独的色差符号ΔE来表示，ΔE为样品的总色差，但不能表示出样品的色差的偏移方向，ΔE数值越大，说明色差越大，它通过下面的公式计算得来：△E*=[（△L*）2+（△a*）2+（△b*）2]1/2
3.3.2 染色牢度的检测
按照产品标准要求并依据 GB/T3920-1997,GB/T3921.1-1997,GB/T3922-1995, GB/T5713-1997 检测皂洗色牢度、摩擦色牢度、水洗色牢度、汗渍色牢度。
3.3.3 强力测试
采用单纱强力仪 YG025G 依据 GB/T3916-1997 检测纱线强力和伸长。
4 实验结果与分析
4.1 客观因素的影响
4.1.1 染化料
染涤棉混纺纱或全棉纱时，染料选择的好与坏是影响筒纱内外色差的最重要因素，由于筒子纱染色的特殊性，要求所用染料有较好的渗透性 、 优良的移染性 、 和染色牢度。 在染色中，染物的色泽往往不是来自一个染料， 而是由几个染料拼色所得，染料拼色时应考虑掌握以下几条原则：a. 染料对纤维的适应性；b. 染料一般采用同类型 ；
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c. 染料的性能，直接性，扩散性，染色牢度等尽可能一致。若所选用的染料它们的相溶性，同步性，重演性好，则筒子纱内外层染色均匀。
4.1.2 水质
水质的好坏对筒子纱线染色影响很大。染色时不能用硬水，因为染料与其中的金属离子结合络合离子，对上染率和染料溶解度都有一定的影响。部分染整企业在化验室打样用的水是软化水或者纯净水，而大工厂生产用的都是地下水或者自来水，水质硬度高，不符合染色要求可能会直接导致最终的各种染色质量问题。所以一般应采用软水染色，硬水容易染花。染色用水pH值最好控制在6.5~7.5之间，水的悬浮固体含量必须低。水的总硬度<50ppm，Cl-<400mg/L；Fe2+< 0.02mg/L；Cu2+<0.05mg/L。水质应按时检查，并作好记录数据，为染色工艺提供参考依据。防止因为水质硬度不达标造成色斑、色差等问题的出现，若水中含氯量过高，对氯敏感性较强的活性染料就会发生色光变异，也会导致色差。
4.1.3 染机设备
染机设备对染色的重现性影响很大，染色工作者往往对染料、温度、时间等因素比较重视，但对染机设备本身的问题不够重视，导致出现了缸差也寻找不到原因。染机对涤棉纱线重现性的影响主要是，染浴温度的稳定性和染液的循环次数。 纱线筒子染色时，纱线被密实地卷绕成筒子，被固定在染柱上。染液在纱线之间强制循环，将染液中的染料扩散到纱线各处。染液在筒子中的由外向内（或由内向外）的循环决定了染料与纤维之间的碰撞、接触，即染料上染与染液循环次数及表观深度的密切关系。染液在筒子纱中循环50次与循环40次的两次染色，色光肯定会有一定的差异。
4.2 染色工艺条件的影响
色差，指的就是颜色的差异，印染产品也只有通过染色才会体现出色差的问题。 可以说染色工序是产生色差的重地，也是控制色差的中心。所以，要采用科学合理的 方法去守好这块重地，控制好这个中心。根据客户来样在化验室准确地打出小样之后， 在正式投入生产时，染色工艺是否完善就成为控制染色色差的又一要素，是染色质量管理的重要环节。染色工艺条件是影响染色产品色差和匀染性的重要因素，如温度、浴比、匀染剂、pH值、升温速率等，都会影响产品的质量。不合理的工艺容易产生匀染差、
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色差、色花、牢度差等染色病疵。
4.2.1 前处理的影响
染色出现缸差或者匹差，其原因很有可能是前处理过程中产生的，因此，要想减少染色过程中出现色差的可能性，就必须保证前处理得到的半成品具有优良的质量，以防止对后续染色造成不利影响。前处理过程中的退浆煮练对织物后续染色效果影响很大。现在许多企业试图改进退浆煮练工艺以达到节省成本的目的，选择使用退浆煮炼一步法工艺[14]。然而这个过程却有一些缺陷，一些产品含浆率很高，退浆、煮练后毛效十分差，难以满足后续染色的要求。所以，退浆工序一定要把浆料退干净，煮练工艺一定要把织物煮透，前处理完成后产品毛效要求8.5cm以上。
对于生产同一种纱、同一种颜色时，工艺要保持稳定，设备也要尽可能保持相同，除特殊原因之外，不得随意更换机台。如果因特殊原因调换生产设备，一定要先分析换设备生产可行性，且要对新机台的工艺进行改进，以达到满足染色质量要求的目的。尤其值得注意的是在染较深的颜色时，高浓度的分散染料会对棉造成较为严重的粘污，影响织物的外观色光，从而产生一定色差。因此仿色实验与大货生产时的还原清洗工艺一定要保持一致，尽可能的去除沾染在棉上的分散料[15]。前处理的半成品质量要经过检测后才能进行后续的工序，严格把关，能最大程度的降低前处理对染色质量控制的不利影响。
4.2.2 pH值的影响
控制染液 pH 值是稳定很多染料色光的主要因素之一，是反映染液中酸度和氢离 子浓度的重要指标，各种染料与纤维间不论是离子键结合还是共价键结合，均需要一 定的 pH 值范围。在染涤纶时，PH值要控制在4-4.5左右，在染棉时PH值要控制在11左右，否则色光会发生变化，产生色差。
4.2.3 确定合适的浴比
由于设备的限制，浴比在实际染色过程中有一定的局限性，一般认为浴比越大，匀染性越好，但上染率下降；浴比越小，匀染性越差，上染率提高。所以在实践生产中应 结合染色设备科学合理的选取浴比，在保证上染率和匀染的情况下尽量的选取小浴比，达到提高经济效益及保护环境的目的。
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