Sorona双组份复合长丝筒子纱的染色前处理工艺
技术领域
本发明属于筒子纱的染色技术领域。
背景技术
PET%20，即涤纶，为一种合成纤维，是以聚对苯二甲酸（PTA）或对苯二甲酸二甲酯（DMT）和乙二醇（MEG）为原料经酯化或酯交换和缩聚反应而制得的成纤高聚物——聚对苯二甲酸乙二醇酯，经纺丝和后处理制成的纤维，因该纤维具有永久阻燃性，已大量应用于纺织生产中，如制成纯涤纶面料，或混纺涤纶面料，包芯面料等。
PTT纤维，即聚对苯二甲酸1.3丙二醇酯(polytrimethylene-tereph-thalate)纤维的英文缩写，是由ShellChemical（壳牌化学公司）与美国杜邦公司分别从石油工艺路线及生物玉米工艺路线通过PTA与PDO聚合、纺丝制成的新型聚酯纤维，壳牌化学公司的商品名是Corterra，美国杜邦公司的商品名是杜邦Sorona，中文名：索罗娜。
PTT纤维中PDO为其关键原料，占总原料的比重为37%，来自天然可再生资源。美国杜邦公司成功地利用玉米糖发酵的方法高效地制成了生产Sorona所需的PDO，从而革命性地为化纤领域注入了环保生物基的新概念，从而减少对石油资源的依赖性。
为了充分开发PTT纤维的纺织上的应用，目前已有采用由50/50的PET和PTT（Sorona）两种不同纤维制成的双组份并列复合长丝出现，业内称之为Sorona双组份复合长丝。由于其中的PET和PTT两种纤维遇热收缩率不同，可产生一种平滑的、螺旋状的卷曲，在染色和整理过程中，纤维受热后产生的卷曲，可使以舒弹丝制成的织物和服装具有优良且永久的拉伸性和回弹性。
现行的双组份并列复合长丝筒子纱染色步骤是：络筒、前处理煮纱、脱水、再次络筒、染色，该工艺步骤繁琐，并且在再次络筒后筒子密度较紧，只能控制在0.36±0.01g/cm3，而且其中的两种PET和PTT纤维的遇热收缩率差异大，染色过程中受到的高温高压处理，使得纱线剧烈收缩，导致松式壳容易爆裂变形。若松筒密度控制在0.3g/cm3以下时，纱线有足够的空间收缩，但纱线之间纤维在收缩过程中容易产生粘搭的现象，导致纱线破丝影响后道生产，还会造成布面破丝露丝。
发明内容
针对Sorona双组份复合长丝在染色过程中剧烈收缩的现象，本发明提出一种可保证正常生产、提高布面质量的Sorona双组份复合长丝筒子纱的染色前处理工艺。
本发明的技术方案是：先将Sorona双组份复合长丝加捻后络筒在大直径筒壳上，然后将小直径筒壳放置在大直径筒壳上方，通过向小直径筒壳施加下向的作用力，推出大直径筒壳，使Sorona双组份复合长丝缠绕在小直径筒壳上，取得染前筒子纱。
由于整经工序中经纱或在织造工序中纬纱需要进行退绕，而Sorona双组份复合长丝在退绕过程中纱线之间纤维的粘搭会形成纤维断头，纱线破丝的现象。因此，本发明通过增加纱线捻度的方法使松散的纤维在径向上受到拉伸的作用力，纤维之间相互抱合，减少纤维松散程度，提升纤维抱合力，从而减少纱线与纱线之间纤维的粘搭现象的发生。
另外，本发明先使用大直径筒壳络筒，而后通过机械方式将大直径筒壳上的纱线转移至小直径筒壳上，采用这种转移法络筒的方法可提高小直径筒壳上筒子纱的密度，为后续的染色过程预留收缩空间，保证筒子纱的收缩不会导致筒壳变形，保证PET和PTT两种纤维不会发生粘搭引起破丝，以便于生产能够正常进行，提高布面质量。
进一步地，本发明加捻后的Sorona双组份复合长丝捻度为100～500捻/m。经过反复试验的验证证时：若捻度小于100捻/m，则纱线在退绕过程中还是会有粘搭的现象发生；若捻度大于500捻/m，则布面呈现的效果和手感不太理想，所以本发明加捻后的Sorona双组份复合长丝捻度为100～500捻/m的工艺要求，既满足了生产要求，又满足了客户对布面质量的要求。
染前筒子纱的密度为0.27±0.01g/cm3。若松筒密度过大，会导致Sorona双组份复合长丝在高温作用下剧烈收缩，导致筒壳变形，且纱线粘搭，不利于倒筒，也会出现染色不匀等现象。若松筒密度过小，会导致筒子纱从筒壳上滑落，不利于染色，且也存在染色不匀的风险，经过多次试验，0.27±0.01g/cm3的筒子纱密度，不仅预留了Sorona双组份复合长丝足够的收缩空间，也保证了筒子纱的外观质量，利于后道生产。
具体实施方式
一、预定型：
1、在HKV101C络筒机上，将混纺纱缠绕在铝制筒管上。
为了适应加捻机生产，将由50/50的PET和PTT（Sorona）混纺组成的双组份复合长丝筒放原纱锭座上，纱尾依次穿过导纱钩、导纱瓷眼、清纱隔距、张力器、导纱瓷眼、导纱杆，然后缠绕在铝制筒管上。
开机，使复合长丝缠绕在铝制筒管上。
2、对铝制筒管上复合长丝进行加捻处理。
将铝制筒管上的复合长丝通过倍捻机合股增加捻度，得到捻度为100～500捻/m的复合长丝。
二、染前筒子纱的制备：
1、将加捻后的复合长丝络筒在大直径筒壳上。
采用的大直径筒壳的高度为18cm、直径为12cm。
将大直径筒壳放置在德一络筒机上，单筒重0.5kg/只（不含筒壳重量），设定长度54000米，车速500m/min，张力0。
2、将复合长丝机械转移至小直径筒壳。
将直径为6.5cm、高度18cm的小直径筒壳（即常规筒壳）放置在大直径筒壳上方，利用机械挤压装置对小直径筒壳的上方施以向下的压力，将小直径筒壳向下推出大直径筒壳，使复合长丝自动缠绕在小直径筒壳上，取得染前筒子纱。
经测试，取得的染前筒子纱的密度为0.27±0.01g/cm3。
三、染色：
1、染料配方：
（1）配方1：
由去油剂和水混合组成，其中去油剂含量为1g/L。
（2）配方2：
由分散染料、冰醋酸、醋酸钠、1011匀染剂和水混合组成，各占比为：分散染料3%、冰醋酸0.8g/L、醋酸钠1.2g/L、1011匀染剂%201g/L。
2、工艺过程：
（1）将配方1置于1号染缸中，将1号染缸中配方1升温至90℃，将筒子纱置于该染缸中处理15min，染前筒子纱和染料的浴比为%201∶10。
（2）将配方2置于2号染缸中，此时2号染缸中配方2为常温，将自1号染缸中取出的筒子纱放入2号染缸中处理5min，然后以3℃/%20min的升温速度将2号染缸中配方2升温至90℃后处理5min，再以0.6℃/%20min的升温速度升温至110℃后处理10%20min，最后以1℃/%20min的升温速度升温至130℃后处理30%20min，取得染色筒子纱。
四、倒筒：
1、对染色筒子纱经过脱水机脱水。
2、将脱水后筒子置于SSM-TW2倒筒机上倒筒，车速800m/min。
倒筒后，取得75D、50/50的PET和PTT（Sorona）双组份复合长丝色纱，可作为后续的织机生产用纱。
五、织造：
例1：成品交织布规格要求：以50S全棉纱为经向，采用以上双组份复合长丝色纱为纬向，织造密度为150×80根/英寸。
下表显示了采用本发明的以上工艺生产取得的结果与传统工艺生产取得的结果对比情况：
例2：成品交织布规格要求：分别采用以上双组份复合长丝色纱为经向和纬向，织造密度为200×100根/英寸。
下表显示了采用本发明的以上工艺生产取得的结果与传统工艺生产取得的结果对比情况：
备注：以上“ASTM D3107-09a(2015)”为美国材料试验协会ASTM制定的弹力纱机织物拉伸性能试验方法标准。
由以上两表可见，经过将Sorona双组份复合长丝采用增加纱线捻度的预处理方法可解决纱线之间纤维的粘搭问题，使用大直径筒壳络筒可为纱线染色时收缩预留足够空间，解决染色后筒壳变形问题，不仅可以解决筒子纱的倒筒效率，提高布面质量，同时可减少弹性损失，本发明工艺倒筒断头率低、布面质量明显好于传统工艺。另外，成品伸长率明显高于传统产品，说明采用本工艺更能突显索罗娜纤维的高弹性特点。
