杨立新,将棉花连续染色进行到底

今年,杨立新迎来了自己新的发展机遇。他在牛仔靛蓝连续染方面取得的成果正在逐渐得到客户认可。这是在2018年成功研发棉花连续染的基础上,他的又一次更有针对性的尝试和进步。

先后担任过君虹染整董事长、常州茂成环保科技有限公司董事长、常州首创连续印染机械科技有限公司总经理、常州印染研究所有限公司负责人的杨立新,近40年来,一直从事一线染整技术研究。他既是研发的主力,也是技术、设备市场化的主要负责人。

棉花连续染的三大优势

上世纪90年代,杨立新开始潜心从事印染环保工艺和设备的研发。由于坚信色纺行业会迎来较大的发展,从2012年开始,他开始着手将棉花连续染色生产项目作为自己的主攻方向和目标。

棉花散纤维染色的优势有哪些?杨立新认为主要表现在以下几个方面:其一,应用棉花染色,能实现多品种、多色彩纤维和纱线的组合,解决不同纱线交织或多组份纤维混纺染色难的问题。

其二,棉花染色可以在同一根纱线上显现多种颜色,用色纺纱织成的面料不仅具有朦胧的立体效果,而且颜色还可以呈现出含蓄、自然、层次感强等特点。

染色后不同色泽的棉花按特定比例进行混纺、织布,既能大大增加纱线的附加值,又可以促使更多的新型面料诞生,实现服装、家纺产品的几何级数增长,为终端品牌设计师提供多元的设计素材。

其三,棉花染色生产需要经过先染棉花后纺纱的生产流程,减少了纺制白纱松筒后才能染色与染后需倒筒送到织厂的工序,简化了生产流程;而且散纤维染色前处理工艺简单,对染色均匀性要求比纱线要低,一般无需进行剥色、修色加工,染色一次成功率可达99%以上。

此外,由于纺纱时纤维混合均匀,色纺纱织成的色织布会明显降低色档、染花、前后色差、左右色差等染布、染纱次品数量。而且同批次色纺纤维混合均匀,纱线生产质量可以实现大幅提高。更为重要的是,与传统纱线染色工艺相比,色纺工艺可以实现节水减排50%以上。根据生产测算,生产一件普通的衣服,色纺纱可节约 4公斤水。如果国内每年所有的纺织品都采用色纺纱进行生产,用水量可节约5000 万吨。

杨立新介绍,目前,国内纺织知名企业华孚、百隆两家公司的棉花缸染设备都在1000台左右,棉花染色日产量在600吨以上(此数据由郑州纺织机械厂提供)。江苏响水地区拥有20多家色纺企业;江苏江阴地区拥有十多家色纺企业,江苏全省现有20多家染棉企业。尽管如此,色纺行业仅占整个行业的15%;棉花染色占6%。他预计,今后棉花染色的比重将达到15%~20%,而色纺纱线可能会达50%以上。

靛蓝牛仔染色尚有不足

我国第一条工业生产牛仔裤的生产线诞生于1978年。该生产线由常州科学印染研究所副所长姚秋兰带领团队设计,并在原常州红卫色织厂(现黑牡丹集团)投入生产。该工艺需要经过浆染、色织、后整理、水洗及服装洗旧整理等多道工序,采用浆染联合机进行上浆和染靛蓝色纱,一直被国内外用户延用至今。

目前,靛蓝牛仔染色设备主要有二种,一种为浆染联合机,另一种为球经染色机。浆染联合机具有成本低、浆染一次性完成质量高等特点。目前,国内有80%左右梭织牛仔采用浆染联合机生产,但浆染联合机也存在一个问题,就是容易产生左中右色差问题。随着美国莫里森公司生产的球经染色机的引进,梭织牛仔左中右色差问题得到了一定程度上的解决。上世纪90年代常州众恒等工厂通过研发制筒设备生产出了针织牛仔,而球经染色大部分用于针织牛仔,亦有使用环状染色机,浆染联合机改装生产针织牛仔的企业,但量不多。

牛仔面料染色牢度低是生产企业一直比较担心的问题。主要原因在于,靛蓝染料属于还原染料,染料在碱性条件下还原成隐色体后进行纤维上染,再经氧化过程氧化成靛蓝色,由于染料上染率低,所以需染色氧化再染色再氧化,重复多次染色才能染成深色。

目前,国内生产企业使用的设备大多是采用空气氧化方式进行氧化的,这样没有上染纤维的染料会与空气接触氧化成古铜色色靛(染色上俗称红筋红块),这种物质极易粘附在棉纱上,并在织造等生产过程中沾污设备、污染空气,甚至会给操作工人带来伤害。而且,成布水洗后由于古铜色染料在织缝中难以洗出,所以在家庭洗衣服时经常容易沾污其他服装,家庭主妇为此深受其害。

技术与时代共同进步

技术发展与时代需求有着密切的联系,只有跟上时代发展的技术才更有生命力。上世纪70年代,消费者对牛仔服装的要求是越洗越旧,每洗一次颜色要浅一点,当时的趋势是越旧越时尚。因此生产企業在设计设备时基本不考虑染色牢度问题,另外印染设备技术尚未达到现在要求,如用氧化剂氧化,氧化剂浓度的控制尚无法控制。(近几年常州宏大生产出双氧水浓度在线监测,可使生产时双氧水浓度自动加料调节。除氧酶是80年代的产物,它能去除在纤维上的双氧水,如氧化后双氧水没脱尽,带入染浴会造成还原能力降低。双氧水氧化可去除古铜色的色靛,消除了造成重污染物的产生)。

随着时代变迁,国家对环境越来越重视,民众对牛仔服装染色牢度要求越来越高,印染工作者花了很多心思来提高染色牢度,但效果都不太理想。比如,采用固色剂固色,由于固色时浓度控制无法掌握纱线会造成牢度不一致,生产的服装会造成横档色花,牛仔布在整理时加入成膜性固色剂,虽牢度有好转,但服装水洗亦会造成衣服袖口不一的情况,因此色牢度始终未找到有效的办法。

常州印染研究所有限公司、黑牡丹股份有限公司双方在棉花活性染料连续染色的基础上,打破原有牛仔靛蓝染色工艺思路,成功研制了连续生产靛蓝棉花染色新工艺和设备。该工艺和设备改变现有纺织工艺,使牛仔服装从纺、染、织变为染、纺、织,由染纱改成染棉花,而且还解决了色牢度不强的问题。

杨立新介绍,靛蓝色棉连续染技术符合国家科技创新的方向,在节能、减排、提高产品质量三项都能得到提高,特别是污染物得到源头上的控制,降低了90%以上的污染物产生(废水污染、空气污染)使牛仔行业纺织上污染行业变为低污染行业。

该技术的纺纱工艺流程可以分为两种:第一,色纺。即混入30%~80%白棉进行色纺成浅中色服装面料,主要有浅色牛仔、牛仔衬衫及汗布一类的细支织物。第二,深色品种可采用包芯纺纱工艺,即纺成中间白芯外面靛蓝色纱,这样服装水洗风格与球径染色相同。该工艺的推广将使色纺纱的业务需求大幅提高,产量是现有色纺纱的10倍以上,使白纺纱行业加速转型色纺纱行业。

牛仔连续染工艺的四大优势

靛蓝色棉纺纱,对色棉质量有三点要求:一不污染设备、环境,二可纺性好,三染色牢度达到色纺要求。那么,牛仔服饰采用棉花连续染色有哪些优势呢?

杨立新介绍,第一,产品质量可以实现大幅提高。由于棉花染色纺纱时采用色纺工艺,有普通色纺和白芯色纺两种纺纱工艺(根据产品要求定纺纱工艺)。在纺纱时混棉均匀,因此一个批号的色纱基本无色差现象,织出的面料无左中右前后色差问题。杜绝了成衣裁剪时产生的条花色差,一批服饰一个样;针织机织造时破洞漏针现象也明显减少,生产制成率提高2%~3%。

第二,大幅度降低污染。每吨色棉仅产生4吨以下污水,色纱仅2吨以下;染棉过程中,由于改变了染色工艺,杜绝了古铜色的染料飞扬物的产生,使织造成衣生产中不污染空气及沾污设备,工人劳动环境得到改善。服装面料在不影响原有牛仔水洗风格的情况下,染色牢度得到提高,白布沾色牢度达4级、干磨3级、湿磨1.5级(靛蓝染色四道测试数据)。色纺方式根据面料要求选用色纺或者白芯色纺,因此混入50%左右(平均)的白棉,色牢度得到提高,浮色减少,在牛仔水洗中污水的产生仅原有工艺的1/10左右,大幅降低了污水的产生;消费者洗衣服时不产生污染其他服装的情况,可与其他白色服装一起洗衣机洗涤而不沾色,洗衣时无染料污水产生。

第三,由于靛蓝染料的特殊染色性能,染缸上染率低,需多次染色才能达到应染深度。所以目前染缸无法染棉花,即使不用本设备染色,采用手工染靛蓝棉花,也因染色牢度无法控制,染出的色棉容易造成染料飞扬而无法纺纱,所以本连续染靛蓝方法无其他方式可取代。

第四,生产成本大幅下降。采用连续方式染棉花靛蓝色,一台染色机日染靛蓝棉20吨(染色正品率100%),可纺靛蓝色纱40吨/天(平均值)。由于染机方式与浆染、球经基本相同,而漿染、球经日染色纱平均10吨左右,因此是其产量的4倍,大幅降低水、电、汽、人工费用。

杨立新讲道,纺织行业要创新只有敢于突破现有的生产工艺,不断创造新工艺,才能使企业实现较大发展。他告诉记者,目前适应棉花连续染色的品种主要有四种:即棉花连续漂白、脱脂(用途医用、无纺布行业、色纺纱);活性染料连续染色(色纺纱、无纺布);靛蓝棉花连续染色(针织牛仔、牛仔布);植物染料连续染色(环保型服装、童装、内衣)。

在科技、时尚、绿色纺织行业新定位的指引下,凭借近40年的经验积累,杨立新实现了自己新突破。他期待着他的新设备尽快被更多企业接受,期待着自己为他热爱的印染行业再加一份力量。

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