棉紗細(xì)度對(duì)靛藍(lán)染色效果的影響

溫和

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棉紗細(xì)度對(duì)靛藍(lán)染色效果的影響

溫和

（江門市正道科技發(fā)展有限公司，廣東 江門 529000）

牛仔布；棉紗細(xì)度；靛藍(lán)染色

20世紀(jì)70年代末80年代初，牛仔布和牛仔服裝開始在國(guó)內(nèi)生產(chǎn)，但很快它就發(fā)展成我國(guó)紡織行業(yè)中一個(gè)新興的、具有影響力的產(chǎn)業(yè).[1-2]牛仔布的品種也從單一的83 tex×83 tex、83 tex×97 tex純棉牛仔布發(fā)展到多種紗支規(guī)格、多種性能的牛仔布（如超薄、超厚牛仔布，粘纖牛仔布、混紡牛仔布、交織牛仔布、股線牛仔布等）. 不管是經(jīng)典牛仔布還是廣義牛仔布，只要紗線的細(xì)度發(fā)生變化，都將給靛藍(lán)染色工藝帶來影響. 長(zhǎng)期以來，人們只能根據(jù)經(jīng)驗(yàn)定性描述紗線細(xì)度變化對(duì)靛藍(lán)染色工藝的影響[3]，而不能作定量的指導(dǎo)，如在生產(chǎn)實(shí)踐中，不同細(xì)度的紗線要染相同表觀深度的顏色就需大量的試驗(yàn)，這不僅造成生產(chǎn)效率低下，也帶來了人力物力的浪費(fèi)；因此，建立棉紗細(xì)度變化對(duì)靛藍(lán)染色影響的定量分析具有重要的實(shí)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義，本文給出了一種有效的、簡(jiǎn)化的棉紗靛藍(lán)染色物理模型.

1 數(shù)學(xué)方程的建立

1.1 理論依據(jù)

一般認(rèn)為，當(dāng)棉紗質(zhì)量相同時(shí)，紗支越粗，紗線的表面積總和越小，反之則紗線的表面積總和越大. 由于漿染聯(lián)合機(jī)染色張力大、染液浸透差，加上靛藍(lán)染料的染色特性，決定了染料只能上染到紗線表面而呈環(huán)染現(xiàn)象，即紗支越粗，白芯截面積越大. 當(dāng)染色深度相同時(shí)，質(zhì)量相同而細(xì)度不同的兩種紗線的染色效果不同，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，粗支紗的表觀顏色深度比細(xì)支紗深.

1.2 染色的物理模型

染色深度以干燥棉紗總質(zhì)量為基準(zhǔn)，反映單位質(zhì)量的棉紗染色所需染料的質(zhì)量數(shù). 顯然，這是一個(gè)平均量的概念，它將染料平均分配到整個(gè)紗線上，但事實(shí)上紗線并沒有染透；因此準(zhǔn)確量度紗線染色深度需要知道紗線的環(huán)染程度，但該環(huán)染度不易測(cè)量.

如果選定某些已知細(xì)度的紗線染色深度做參照物建立相對(duì)的理論關(guān)系，通過該關(guān)系就可以找到紗線細(xì)度變化所對(duì)應(yīng)的染色深度.

圖1 棉紗染色物理模型

1.2.1 環(huán)染體積分?jǐn)?shù)

式（4）表明：特克斯數(shù)越?。喼г郊?xì)），環(huán)染體積分?jǐn)?shù)越大，吸收的染料越多，達(dá)到與粗支紗相同的表觀顏色深度所需要的染料越多；因此可用環(huán)染體積分?jǐn)?shù)表示透染度.

1.2.2 染色深度與棉紗細(xì)度的關(guān)系

圖2 紗線細(xì)度與相對(duì)染色深度的等深度關(guān)系圖

2 模型效果的驗(yàn)證

2.1 與已有文獻(xiàn)數(shù)據(jù)的比較

例1 58.3 tex紗的染色深度為2.6%，106 tex紗達(dá)到與之相同的表觀顏色深度所需的染色深度為：

經(jīng)驗(yàn)值為2.2%，計(jì)算值與經(jīng)驗(yàn)值的偏差為12.3%.

靛藍(lán)的染色吸附行為近似于弗里德利希吸附等溫曲線，由該曲線，要達(dá)到相同的表觀顏色深度，粗支棉紗需要的染料至多為細(xì)支棉紗的70%～60%. 106 tex紗達(dá)到與58.3 tex紗相同表觀顏色深度所需的染色深度經(jīng)驗(yàn)值為2.2%，占2.6%的84.6%，相對(duì)于70%～60%限度，偏離20.9%～41.0%；計(jì)算值1.93%，占2.6%的74.2%，偏離6.0～23.7%. 相比之下，計(jì)算值可能更接近實(shí)際情況.

例2 36 tex紗染靛藍(lán)，要達(dá)到與58.3 tex紗2.6%染色深度相同的表觀染色深度所需的染色深度為：

經(jīng)驗(yàn)值為3.2%，計(jì)算值與經(jīng)驗(yàn)值的偏差為3.1%.

由此2例驗(yàn)證表明，模型計(jì)算值與經(jīng)驗(yàn)值的偏差在3.1%～12.3%之間，較好地說明了經(jīng)驗(yàn)規(guī)律. 盡管例1的偏差稍大，但分析表明計(jì)算值可能更接近實(shí)際情況.

2.2 模型的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

表1 棉紗細(xì)度變化對(duì)靛藍(lán)染色深度的影響

3 結(jié)論

本文建立的染色模型公式很好地解釋了經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)規(guī)律，計(jì)算值與實(shí)驗(yàn)值偏差的絕對(duì)值在0.27%～3.45%之間，計(jì)算值與經(jīng)驗(yàn)值偏差的絕對(duì)值在3.1%～12.3%之間；因此，建立的理論公式對(duì)靛藍(lán)染色生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)具有重要的理論指導(dǎo)作用和實(shí)用價(jià)值.

[1] 薛志成. 如何提高牛仔布的染色質(zhì)量[J]. 染整技術(shù)，2009, 21(6): 29-31.

[2] 忻浩忠，莊秋霖，屠天民. 靛藍(lán)牛仔布在成衣后整理過程中的顏色變化[J]. 印染，2001(1): 29-31.

[3] 劉瑞明. 實(shí)用牛仔產(chǎn)品染整技術(shù)[M]. 北京：中國(guó)紡織出版社，2003: 5-25.

[4] 鄭光洪，馮西寧. 染料化學(xué)[M]. 北京：中國(guó)紡織出版社，2001: 17-18.

[5] 蔡再生. 纖維化學(xué)與物理[M]. 北京：中國(guó)紡織出版社，2004: 112-113.

Effects of Cotton Yarn Fineness on Indigo Dyeing

WENHe

(Jiangmen Zhengdao Science＆Technology Developing Corp., Jiangmen 529000, China)

denim cotton yarn; fineness; indigo dyeing

1006-7302（2011）02-0047-05

TS193.1

A

2011-03-02

溫和（1958—），男，湖北荊門人，講師，碩士，主要從事精細(xì)化工與染整技術(shù)方面的研究.