本发明属于纺织技术领域，具体涉及一种喷墨染色与浆纱连续进行的牛仔纱线及其生产方法。
背景技术：
现有市面上的染色纱色彩单一且难以自由调控，传统的染色纱常由：绞纱染色、筒子染色、经轴染色这几种方法来染色制成。绞纱染色：将松散的绞纱浸在特制的染缸中，这是一种成本最高的染色方法。筒子染色：筒子染色的纱线卷绕在一个有孔的筒子上，然后将许多的筒子装入染色缸，染液循环流动，蓬松效果与柔软程度不如绞纱染色。经轴染色：是一种大规模卷装染色，梭织制造前要先制成经轴(整经)，将整个经轴的纱线进行染色，如联合浆染机与经轴纱线束装染色。
经纱的上浆方法主要有六种：(1)经轴上浆：将若干只经轴上的经纱同时引出，浸入浆液，压去余液，烘干、分纱，最后按规定长度卷成织轴。这是应用最广的上浆方法。(2)织轴上浆：由分条整经机做成的织轴，经上浆后再卷成织轴。这种方法多用于丝织、色织的多品种和小批量生产。(3)整浆联合：在整经机(见整经)的筒子架和卷绕机构之间安装上浆和烘干设备，合整经、浆纱为一道工序，多用于化学纤维长丝上浆。(4)染浆联合：在浆纱机的浆槽前加装染色烘干设备，使浆纱先染色、烘干，然后上浆，合染色、上浆为一道工序，多用于需要染色的经纱上浆，如织制劳动布的色经上浆。(5)单纱上浆：从筒子上退出单纱，经单纱上浆机上浆后再卷绕成浆纱筒子。单纱上浆机是在低速络纱机上加装浆槽和烘干机构而成。这种方法虽然产量低，工耗大，但浆膜质量好，在丝织和苎麻织中有时采用。(6)绞纱上浆：有手工和机械两种方式，都是将绞纱在浆液中浸透、绞干、抖松，然后烘干。这种方法适用于色织、织带等小批量生产。
而目前的上述各方法，仍存在各种问题：
第一方面，因为是人工调色，所以染色过程均存在调色慢、色彩准确度难把握的问题；
第二方面，每千克染色纱消耗大约300～360升水，而且上述传统纱线染色的方法染色后会排放大量废水废料，这在造成巨大浪费的同时也面临着染料在水洗环节时被洗去而产生巨大环境污染；
第三方面，现有纱线染色方法染料都会完全浸透纱线，染色深，用这种纱线织造牛仔面料后期洗水处理时不容易剥色，洗水会更加耗能费水；
第四方面，对于现有的上浆方法，大多数是需要在纱线染色之后在浆纱车间进行上浆，工序复杂，对浆料的浪费量大，浆纱车间有大量废水排放，带来有机、金属等水污染，水蒸汽中也会有少量有机物排放，且浆料浸入纱线内部，会导致后续退浆效率低、耗能大。
技术实现要素：
为解决现有技术的不足，本发明提供了一种喷墨染色与浆纱连续进行的牛仔纱线及其生产方法。数码染色纱线制造过程速度快，色彩可调，深浅可控，其比传统染色纱更容易剥色，尤其适合用作牛仔纱线；数码染色的染色过程与传统方法不同，更接近无水制造，低排放无污染，符合清洁生产理念。本发明所提供的技术方案实现了将纱线染色与上浆的工序连续进行，用该方法上浆喷嘴速度可调，上浆率可控。另外，传统上浆方法均存在纱线带液量较大，浆料浪费严重，烘干能耗高，本发明中对纱线上浆的方法更节省浆料且退浆更容易，且可以良好的达到传统上浆中降低毛羽等效果。
本发明所提供的技术方案如下：
一种喷墨染色与浆纱连续进行的牛仔纱线及其生产方法，包括以下步骤：
1)以数码喷墨设备对纱线进行环形喷染，得到经过喷染的纱线，其中，所述数码喷墨设备的喷嘴为环形喷嘴，喷染速度可控；
2)对步骤1)得到的经过喷染的纱线依次进行第一次烘干、汽蒸固色、水洗和第二次烘干，得到待上浆的纱线；
3)对步骤2)得到的待上浆的纱线用喷浆设备以浆液进行环形上浆，其中，所述喷浆设备的喷嘴为环形喷嘴，喷浆速度可控；
4)第三次烘干，得到牛仔纱线。
具体的：
步骤1)中，数码喷墨设备的工作环境温度为5～40℃，工作环境湿度为30％～70％，数码喷墨设备的分辨率设置为360～720dpi，数码喷墨最快印花速度控制在15～20m/h，供墨系统设置为250ml*8自动连续供墨，其中，墨水的表面张力控制在2.5×10-2N/m～3.5×10-2N/m，墨水的粘度控制在3～10mPa·s，墨水的导电率700～1000μs/cm，墨水中墨的平均粒径小于0.5μm。
步骤2)中:
第一次烘干的条件为：烘干温度为85～95℃，烘干时间为3～5min；
汽蒸固色的条件为：汽蒸温度为120～150℃，时间为5～10min；
水洗的条件为：浴比1:38～42，皂片1.9～2.1g/L，碳酸钠1.9～2.1g/L，温度55～65℃，时间10～15min；
第二次烘干的条件为：烘干温度为60～90℃，烘干时间为5～10min。
步骤3)中，将浆料用水稀释，再加入浆料的质量分数1.3％～1.5％的石墨烯粉末使液体的导电率为700～1000μs/cm，再用氨水调液体的pH值为7.0，再加入45～55℃的水将液体的粘度值调至5～10mPa·s，过滤，得到浆液，喷浆速度控制在10～20m/h。
步骤4)中，用热风式烘燥装置进行烘干。
上述技术方案可以适用于各种纯纺纱线或混纺纱线。例如，棉麻纱线、涤纶纱线或涤棉混纺纱线等其它纯纺纱线或混纺纱线。其中，以棉麻纱线为例，又可具体为全棉纱线、全麻纱线、棉麻混纺纱线。
相应的，步骤1)中，对各类纱线选用合适的染料墨水进行喷染，例如：
纱线为棉麻纱线，以活性染料墨水进行环形喷染；
纱线为涤纶纱线或涤棉混纺纱线，以分散染料墨水进行环形喷染。
相应的，步骤3)中，对各类纱线选用合适的浆料进行环形上浆，例如：
纱线为棉麻纱线，以淀粉类浆料进行环形上浆；
纱线为涤纶纱线，以聚乙烯醇PVA浆料进行环形上浆；
纱线为涤棉混纺纱线，以丙烯酸类浆料进行环形上浆。
本发明还提供了根据上述方法生产得到的牛仔纱线，其比传统染色纱更容易剥色，尤其适合用于织造后道需洗水的牛仔面料，且退浆更容易，可以良好的获得传统上浆中降低毛羽等效果。
本发明的有益效果：
1)使用活性染料通过计算机由数码配色，所以染色效率高，色彩精度高；
2)本发明由改进过的数码喷墨设备对纱线进行环喷染色，速度可控，所以颜色深浅可控，上色均匀；该产品数码喷墨的方式环形喷染，墨水不会完全浸透纱线，用该纱线织造的面料洗水时更容易剥色；
3)使用传统的染色方法染出来的纱线，会造成大量时间和水资源的耗费，并在排放废水废料过程中造成大量环境污染，使用数码喷墨染色技术制造的这种纱线更接近无水制造，符合清洁生产的理念；数码喷墨染色纱线工艺采用墨水直喷工艺，染料用量只有传统染色的40％左右，而且仅有5％的墨水在后处理时被洗去，产生的污染量仅为传统印花工艺的1/20-1/30，以上几个方面均克服了传统纱线染色方法的缺点；
4)本发明实现了将纱线染色与上浆的工序可连续进行；用该方法上浆喷嘴速度可调，上浆率可控；
5)传统上浆方法均存在纱线带液量较大，浆料浪费严重，烘干能耗高，本发明中对纱线上浆的方法更节省浆料且退浆更容易，且可以良好的达到传统上浆中降低毛羽等目的。
具体实施方式
以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实施例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
实施例1
使用全棉纱线来进行染色并上浆，所选浆料使用淀粉类浆料。
工艺流程为：
1.设置工艺参数：设备工作环境25℃，湿度60％，数码喷墨设备分辨率设置为720dpi，数码喷墨最快印花速度控制在17m/h，供墨系统：250ml*8自动连续供墨。墨水的表面张力一般控制在3.5×10-2N/m。喷墨墨水的粘度控制在5mPa·s。用于喷墨的平均粒径0.4μm。墨水的导电率700μs/cm。
2.利用计算机辅助设计的分色系统进行编辑处理，再由计算机控制喷头把墨水直接喷射到经预处理过的纱线上，对于全棉纱线使用活性染料墨水。
3.喷染过后将纱线在90℃温度下烘干，时间5min。
4.烘干后通过汽蒸来固色。汽蒸温度120℃，时间5min。
5.汽蒸后水洗，水洗条件为浴比1:40，皂片2g/L，碳酸钠2g/L，温度60℃，时间10min。
6.水洗后将纱线90℃烘干10min。
7.纱线烘干后调浆，在变性淀粉浆料中加入质量分数1.3％的石墨烯粉末使浆料导电率控制在800μs/cm，将浆料用氨水调pH值达7.0左右，加50℃水将粘度值调至7mPa·s，过滤。
8.设置喷浆工艺参数：设备工作环境30℃，湿度60％，喷浆设备分辨率设置为360dpi，最快喷浆速度控制在18m/h，供浆系统：250ml*8自动连续供浆。浆料的表面张力一般控制在3.0×10-2N/m。采用环形喷嘴将烘干后的纱线进行环喷上浆。将调好的浆料使用环形喷嘴对纱线进行上浆。
9.将喷浆后的纱线使用热风式烘燥装置进行烘干。
实施例2
使用涤棉混纺纱线来进行染色，所选浆料使用部分醇解PVA类浆料。
工艺流程为：
1.设置工艺参数：设备工作环境35℃，湿度60％，数码喷墨设备分辨率设置为720dpi，数码喷墨最快印花速度控制在15m/h，供墨系统：250ml*8自动连续供墨。墨水的表面张力一般控制在3×10-2N/m。喷墨墨水的粘度控制在5mPa·s。用于喷墨的平均粒径0.4μm。墨水的导电率700μs/cm。
2.利用计算机辅助设计的分色系统进行编辑处理，再由计算机控制喷头把墨水直接喷射到经预处理过的纱线上，对于涤纶纱线使用分散染料墨水。
3.喷染过后将纱线在90℃温度下烘干，时间5min。
4.烘干后通过汽蒸来固色。汽蒸温度150℃，时间10min。
5.汽蒸后水洗，水洗条件为浴比1:40，皂片2g/L，碳酸钠2g/L，温度60℃，时间5min。
6.水洗后在90℃条件下烘干5min。
7.纱线烘干后调浆，在PVA浆料中加入质量分数1.4％的石墨烯粉末使浆料导电率控制在900μs/cm，用氨水调pH值达7.0左右，加50℃水将粘度调至5mPa·s，过滤。
8.设置喷浆工艺参数：设备工作环境25℃，湿度60％，喷浆设备分辨率设置为360dpi，最快喷浆速度控制在15m/h，供浆系统：250ml*8自动连续供浆。浆料的表面张力一般控制在2.5×10-2N/m。采用环形喷嘴将烘干后的纱线进行环喷上浆。将调好的浆料使用环形喷嘴对纱线进行上浆。
9.将喷浆后的纱线使用热风式烘燥装置进行烘干。
实施例3
使用棉麻混纺纱来进行染色
工艺流程为：
1.设置工艺参数：设备工作环境40℃，湿度60％，数码喷墨设备分辨率设置为720dpi，数码喷墨最快印花速度控制在20m/h，供墨系统：250ml*8自动连续供墨。墨水的表面张力一般控制在3×10-2N/m。喷墨墨水的粘度控制在5mPa·s。用于喷墨的平均粒径0.4μm。墨水的导电率700μs/cm。
2.利用计算机辅助设计的分色系统进行编辑处理，再由计算机控制喷头把墨水直接喷射到经预处理过的纱线上，对于棉麻混纺纱线使用活性染料墨水。
3.喷染过后将纱线在90℃温度下烘干，时间5min。
4.烘干后通过汽蒸来固色。汽蒸温度130℃，时间8min。
5.汽蒸后水洗，水洗条件为浴比1:40，皂片2g/L，碳酸钠2g/L，温度60℃，时间6min。
6.水洗后在90℃条件下烘干10min。
7.纱线烘干后调浆，在丙烯酸酯浆料中加入质量分数1.5％的石墨烯粉末使浆料导电率控制在950μs/cm，，用氨水调pH值达7.0左右，加50℃水将粘度调至9mPa·s，过滤。
8.设置喷浆工艺参数：设备工作环境40℃，湿度60％，喷浆设备分辨率设置为360dpi，最快喷浆速度控制在20m/h，供浆系统：250ml*8自动连续供浆。浆料的表面张力一般控制在2.5×10-2N/m。采用环形喷嘴将烘干后的纱线进行环喷上浆。将调好的浆料使用环形喷嘴对纱线进行上浆。
9.将喷浆后的纱线使用热风式烘燥装置进行烘干。
上述实施例中各术语的说明如下：
数码喷墨：数码喷墨印花是将花样图案以数字形式输入计算机，通过计算机印花分色描稿系统编辑处理，再由计算机控制喷嘴，由专用软件将各种专用染料直接喷印到织物或其他介质上，然后对其进行后加工，可以形成层次丰富、色彩斑斓的图案；
洗水：通过不同的洗水方法，可以使染色后的织物不同程度的剥色，可以形成各种效果的颜色和纹理或达到仿旧效果，多应用在牛仔领域；
浆纱：在经纱上施加浆料以提高其可织性的工艺过程。可织性是指经纱在织机上能承受经停片、综、筘等的反复摩擦、拉伸、弯曲等作用而不致大量起毛甚至断裂的性能。未上浆的单纱纤维互相抱合不牢，表面毛羽较多，难以织制。上浆后一部分浆液透入纤维之间，另一部分粘附在经纱表面。以浆液透入纤维之间为主的上浆称浸透性上浆，以浆液粘附在经纱表面为主的上浆称被覆性上浆。
变性淀粉浆料：(酸化和氧化)可根据纺织产品上浆和浆纱设备的要求，较为方便的生产出不同粘度的系列产品，优点:具有高浓低粘的特点，浆膜强力不因粘度变化而下降，浆液流动性好，粘度较为稳定，且制造方便，生产成本低。经过多年生产应用已作为一般纯棉织物的主浆料，淀粉是由葡萄糖缩聚而成的高分子化合物，它成膜性好，浆膜强力高。
丙烯酸类浆料：即丙烯酸类单体的均聚物、共聚物或共混物的总称。对各类纤维都具有优良的粘附性能，且水溶性好，易于退浆，易于生物降解。
部分醇解PVA浆料：分子中有适量的醋酸根基团存在，醋酸根基团占有大量的空间体积，使羟基之间的氢键缔合力削弱在热水中表现良好的水溶性。根据试验资料表明，经纱上浆用PVA以其综合性能考虑选用聚合度和醇解度(DP＝1000～1100、DH＝92～95moL/％)PVA更为合适，随着聚合度的降低，也加快了PVA生物降解的速度，对环境污染也会减轻。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。