本发明涉及筒子纱染色技术领域。
背景技术：
棉锦包芯氨纶是以氨纶作为芯、以棉短纤和锦纶短纤为外层的一种包芯纱线。此品种既有天然纤维棉的良好吸水性，也具有锦纶的耐磨性、挺括性，同时还具备氨纶的舒弹性，集聚了多纤维的功能，可满足人们的需求。
但是棉锦包芯氨纶目前很少运用于色织面料上，是由于存在三种不同的纤维给筒子纱染色造成了很大的障碍：
1、酸性染料染锦纶会对棉纤维有沾色，导致色牢度差；
2、酸性染料会对氨纶略微形成沾色，导致色牢度差；
3、酸性染色一般需要在100℃～110℃之间进行染色，而氨纶在此高温条件下会剧烈收缩，筒子纱没有多余的收缩空间，应力得不到充分释放，密度会增大。
所以，在对棉锦包芯氨纶纱线进行染色过程中易出现染不透、色花和筒子纱内外层弹性不一的问题。
技术实现要素：
针对以上问题，本发明提出一种色牢度好、染色均匀、筒子纱内外层弹性一致的棉锦包芯氨纶筒子纱染色方法。
本发明包括松式络筒、筒子纱染色工艺步骤，其特点是：
所述松式络筒是：先在直径大的松式壳进行络筒，再使用机械挤压装置，以直径小的松式壳对直径大的松式壳挤压置换处理，取得缠绕在小直径松式壳上的松式筒子纱；
所述筒子纱染色依次包括前处理、锦纶染色和棉染色；所述前处理为煮练和漂白工序结合的一浴一步法，工作液的温度为100℃，高温排液后水洗；所述锦纶染色时，以100℃的活性染料eriofast为工作液进行染色，排液后水洗；所述棉染色时，以60℃的活性染性为工作液进行染色，排液后水洗。
本发明通过改变筒子纱松式络筒方式，解决了棉锦包芯氨纶纱的色花问题和染色后内外层弹性不一的问题，再通过选取锦纶用活性染料eriofast，增加染料与锦纶纤维间化学结合力，解决了色牢度差的问题。
通过以上工艺，本发明实现了筒子纱内外层弹性一致性好，便于后期织造。解决了染色过程中色花问题，不同筒子纱之间和一个筒子纱里中外色差值δe＜1，筒子纱内外层弹性差异基本消除。采用aatcc61-2013测试方法测试水洗牢度，达到≥4级，日晒牢度达到4级以上，具有极佳的服用性能。
进一步地，本发明所述缠绕在小直径松式壳上的松式筒子纱的密度为0.23～0.25g/cm3。该较低的筒子纱的密度使筒子纱手感蓬松，在后道前处理、染色高温条件下，氨纶剧烈收缩，此时有足够的空间进行回缩，应力释放，从而保证染色均匀性及内芯和外层弹性一致。
所述前处理、锦纶染色、棉染色中工作液循环模式采用正3反4。即，在筒子纱染色机染色过程中，由染缸主泵工作模式带动工作液的流动方式，工作液先由筒子纱的中间通过松式壳的孔洞向纱线的外部流动3分钟，然后停止外流，工作液再由纱线的外部向筒子纱内部流动4分钟，以此构成一个循环，不断交替。在筒子纱染色机上设置即可。以上正3反4工艺设定可使工作液循环模式达到筒子纱里中外上色均匀的效果，进一步有效避免色花的产生。
另外，所述锦纶染色时，工作液的ph值为3.5～4.2。锦纶的等电点在5～6，当染液ph值低于等电点时，锦纶纤维的端氨基吸附h+化，形成带正电的-nh3+，从而使纤维带正电荷，此时染料吸附量急剧上升，染料与纤维不仅以范德华力结合，同时主要以离子键方式结合。这时染料能与纤维较好的结合，选取ph在3.5～4.2是大量实验数据得出的结论，在此范围内染色，既能得到较高的上色率，同时不会因为上色过快而产生色花的问题。
具体实施方式
一、原纱参数：
40d40*c60n40（外层：40支，棉/锦60/40混纺纱，包芯：40d氨纶）。
原纱强力≥200cn，捻系数420，预牵伸倍数3.5。
二、松式络筒：
本发明使用“转移法”进行，在络筒过程中先在直径大的松式壳进行络筒，再使用机械挤压装置，以直径小的松式壳对直径大的松式壳挤压置换处理，从而形成纱缠绕在小直径松式壳周围的松式筒子纱。
具体工艺参数：
1、络筒工艺
机型：德一松式络筒机。
大直径松式壳参数：塑料材质，外径：20cm、内径：5cm、长度：15cm。
络筒车速：500m/min。
张力：10g。
络筒密度：0.38～0.42g/cm3。
2、转移工艺
在机械挤压装置上安装空压机，空压机产生的压力通过机械臂挤压实现把能量转化为机械能，采用直径小的松式壳将直径大的松式壳置换出来。
小直径松式壳参数：合金材质弹簧壳、外径5cm、内径4.5cm、长度15cm。
压力：3kg。
挤压时间5s。
转移后密度0.23～0.25g/cm3。
3、原理与工艺设计出发点：
本工艺使用“转移法”进行松式络筒，通过将小直径的松式壳置换原本的大直径松式壳，使得密度从0.38～0.42g/cm3降低到0.23～0.25g/cm3，筒子纱手感蓬松，在后道前处理、染色高温条件下，氨纶剧烈收缩，此时有足够的空间进行回缩，应力释放，从而保证染色均匀性及内芯和外层弹性一致。
三、筒子纱染色
工艺流程：前处理、锦纶染色、棉染色。
1、前处理
a、工作液配方：
双氧水（27.5%）：8～20g/l；烧碱（32%）：10～15g/l；精炼剂（阴离子型表面活性剂）：2g/l；其余为水。
b、浴比：
1:6～1:10。
c、工艺参数：
工作液循环模式：正3反4，变频100%。
将工作液从常温以3℃/分钟的升温速率直升到100℃，保温30～60分钟，高温排液，然后以50℃温水水洗2道。
d、原理与工艺设计出发点：
前处理是将煮练和漂白工序结合的一浴一步法前处理工艺，目的去除原纱上的杂质和色素，提高白度，为后道染色上染均匀打下良好基础。
具体工作原理：精炼剂能够快速渗透到纤维内部，起到润湿、乳化和净洗的作用；烧碱能与纱中的杂质进行化学反应，使杂质变为可溶性产物，并在热水和机械的作用下去除杂质。同时，烧碱能将工作液变成碱性条件。双氧水在碱性条件下发生以下分解：
h2o2+oh-→ho2-+h2o
ho2-能与纤维中的色素的双键发生加成反应，使色素中原有的共轭系统被中断，π电子的移动范围变小，天然色素的发色体系遭到破坏而消色，达到漂白目的。
2、锦纶染色
a、工作液配方：
采用亨斯迈高性能锦纶用活性染料eriofast，ph值为3.5～4.2。
b、浴比：
1:6～1:10。
c、工艺参数：
工作液循环模式外3内4，变频100%。
从常温以1℃/分钟速率升温到100℃，在100℃下运行30～60分钟，排液后以50℃温水水洗1道。
d、工作原理：
锦纶又称尼龙，目前常见的品种有锦纶6和锦纶6,6，两者纤维分子中都存在酰胺键，染色过程主要是通过与纤维中的酰胺键形成化学作用力从而上染。
本发明采用亨斯迈高性能的锦纶用活性染料eriofast染料(eriofast染料产品内容见www.huntsman.com)，此染料是通过化学改性，即在染料分子结构中加入特殊结构活性基团，此活性基能与纤维分子酰胺键更好的结合，从而染料不易脱落，也不能与棉纤维进行反应，因此不会上染棉。因此具备很好的色牢度。
3、棉染色：
a、工作液配方：
活性染料：0.05～5%；元明粉：5～60g/l；纯碱：5～30g/l；其余为水。
b、浴比：
1:6～1:10。
c、工艺参数：
工作液循环模式外3内4，变频100%。
先将筒子纱投入染缸中，将染缸中水从50℃开始升温到55℃，然后加入元明粉和活性染料保温处理10分钟后再加入纯碱保温处理5分钟，然后以1.5℃/分钟速率升温到60℃，保温再运行30～60分钟，排液后以50℃温水水洗1道。
以上各工艺步骤中正3反4工作液循环模式是指：在筒子纱染色机染色过程中，由染缸主泵工作模式带动工作液的流动方式，工作液先由筒子纱的中间通过松式壳的孔洞向纱线的外部流动3分钟，然后停止外流，工作液再由纱线的外部向筒子纱内部流动4分钟，以此构成一个循环，不断交替。在筒子纱染色机上设置即可。
变频100%是指：染色机主泵的扬程输出达到最大值。具体操作：在设备上设置。
四、筒子纱质量测试及结果：
此工艺解决了染色过程中色花问题，采用datacolor仪进行色差测试，不同筒子纱之间和一个筒子纱里中外色差值δe＜1，筒子纱内外层弹性差异基本消除。
采用aatcc61-2013测试方法测试水洗牢度，达到≥4级。
采用aatcc16-2014测试方法测试日晒牢度达到4级以上，具有极佳的服用性能，满足客户的产品需求。
采用astmd3107-2011测试方法测试筒子纱内外层弹性，结果如下：
外层纱弹性伸长率：72%；内层纱弹性伸长率：74%。
可见：外层纱和内层纱的伸长率相差很小，说明外层纱和内层纱具有基本一致的弹性。