交 流 论 文

◆ 187 ◆

5 小结

牛仔染色过程中泡沫的消除对提升产品品质、稳定产品质量具有重要意义。通过分析染色过程中泡沫

形成的原因以及探讨助剂消泡、抑泡的机理，选用了适合牛仔染色过程的排气渗透剂。在牛仔染色过程中

实验了中达排气渗透剂 DJ-312，发现该助剂具有清洁生产、节约染助剂、提升产品品质的优点。

参考文献：

[1]香港理工大学纺织及制衣学系，香港服装产品开发与营销研究中心.牛仔布生产与质量控制[M].中国

纺织出版社，2002，5.

[2]赵涛.染整工艺学教程[M].中国纺织出版社，2005.4.

[3]陆大年.表面活性剂化学及纺织助剂[M].中国纺织出版社，2009.3.

[4]施予长，任迅，庄日近.纺织印染用消泡剂的组成及消泡机理[J]染料工业，1989，3.

[5]夏建明，陈晓玉，李纪亮.纺织印染消泡剂的研制、性能与应用[J].浙江纺织服装职业技术学院学报，

2008，6，13-18.

[6]张济邦.纺织印染用消泡剂[J].印染，1997，10，34-36.

资 料 汇 编

◆ 188 ◆

牛仔布电解靛蓝环保染色的应用

崔向海

（佛山市马大生纺织有限公司，广东 佛山 52800）

摘 要：随着全球人类文明的发展，人们对环保的要求也越来越高。本文就从人类的衣装所用面料之

一的牛仔布的电解靛蓝的环保染色进行应用分析和研究牛仔布主要的靛蓝染料的染色机理，并深入研究了

电解靛蓝对比粉剂靛蓝的环保优势。

关键词：牛仔布；靛蓝染色；电解靛蓝

前言

传统的牛仔布是把纯棉纤维经纱用靛蓝染色，而纬纱不染色，采用三上一下的右斜纹组织交织的一种

斜纹布[1]。吸湿性强、透气性好、对人类皮肤无刺激、服用性能超过其它任何一种人造纤维产品[2]。

环保染色就是采用低碳、少排放、排放无污染的染色工艺在资源以及环境两方面都能实现更好的可持

续发展[3]。

电解靛蓝是工业技术进步的代表。它完美结合消费者、生产商以及环境保护之间的利益冲突，将为全

球牛仔染色行业带来革命性的变化。这一革命性的靛蓝还原技术带来了全新且广阔的的机遇：⑴电力代替

化学品、⑵可持续性发展、⑶更大生态和经济价值、⑷减少对健康的危害、⑸更好的色彩精准度和色牢度、

⑹减少废水排放、⑺操作简洁且高效。

本文选用了最传统的粉剂靛蓝和电解靛蓝清洁生产过程和色牢度的比较来说明电解靛蓝的染色更环

保。

1 靛蓝染色理论

（1）靛蓝染料概念[4]，也有人叫作靛青，英文是 Indigo（印地科），也被称为 C.I.颜料蓝 66 等，CAS 登

录号：482-89-3，EINECS 登录号：207-586-9，化学式是 C16H10O2N2，分子量是 262，靛蓝的化学结构式如

下：

NH

CO

C C

N

H

CO

化学性质：靛蓝染料具有耐光性，其还原时褪色，且摩擦牢度偏低，一般干摩擦在 3 级左右，而湿摩

擦仅有 1 级。

交 流 论 文

◆ 189 ◆

染料性状：现今使用的呈蓝色颗粒（也可能偏深蓝）。

溶解性：靛蓝不溶于水、乙醇、甘油和丙二醇。遇浓硫酸呈现黄光绿色，稀释后出现蓝色沉淀。染料

颗粒在浓硝酸中变成靛红呈红光黄色。它的氢氧化钠溶液加保险粉呈澄清的金黄色。

稳定性：耐光性耐热性差，对柠檬酸、酒石酸和碱不稳定。

密度：1.417g/cm3；熔点：390-392℃ （dec.）；沸点：400.4°C at 760 mmHg；闪点：158.2°C；蒸汽

压：1.27E-06mmHg at 25°C。

（2）靛蓝染料染色原理[5]76-78：靛蓝属于比较容易还原的一种还原染料，其氧化-还原电位可以在-760MV

就可以完全还原。在靛蓝还原过程中，分子中的两个羰基（＞C=O）在还原剂产生的氢离子的作用下，被

还原成为羟基化合物（≥C-OH），就是靛蓝的隐色酸，其不溶于水，也不能染色，但是其可以与染液中的

碱发生作用而生成一种隐色体钠盐（≥C-ONa）而可以溶解在染液中，并改变了靛蓝染料自身的颜色，被

称为隐色体。靛蓝的还原过程反应式如下：

C

NH

C C

C

NH

OH

CO

NH

C C

C

O

NH

+4[H] 2

OH

靛蓝 氢离子 染色酸

C

NH

C C

C

NH

+4 NaOH

OH

OH

C

NH

C C

C

NH

ONa

ONa

2 2

染色酸 烧碱 隐色体钠盐

因为靛蓝不溶于水、酸、碱，必须经过还原作用，使之成为靛白可溶于碱液，形成隐色体钠盐，

就可以对牛仔布经纱进行上色，然后在空气中进行氧化成靛蓝，附着在纤维上，呈蓝色。如下反应[6]

：

靛蓝（氧化型） 靛白（还原型）

可以看出靛蓝的还原和氧化是一个可逆的化学反应过程。因此在实际生产过程中需要保证靛蓝的还原

电位不要低于-760，一旦太低，就会造成靛蓝还原程度不够，也就是说有大量的隐色体钠盐会被氧化成靛

资 料 汇 编

◆ 190 ◆

蓝而被析出溶液，造成染液上色的降低。这个过程用反应式表示如下：

CO

NH

C C

C

O

NH C

NH

C C

C

NH

ONa

ONa

不可溶 可溶

可见在染色过程中靛蓝的染液一定要有充足还原剂和碱液的存在，以防止被空气氧化。充当靛蓝还原

剂的保险粉在空气中极易吸水结块引起分解发热，严重时还会发生自燃 [7]。

保险粉的学名是连二亚硫酸钠，在水中的反应过程反应式如下：

Na2S2O4 + 2H2O → 2NaHS03 + 2[H]

保险粉 水 亚硫酸氢钠 氢离子

染液中的烧碱和保险粉也发生一种互相消耗的水解反应：

2NaHS03 + 2NaOH → 2Na2SO2 + 2 H2O

亚硫酸氢钠 烧碱 亚硫酸钠 水

这也是靛蓝染液中要保持足够烧碱和保险粉的原因。

靛蓝经隐色体染色空气氧化吸附在纱线的过程反应式如下：

C

NH

C C

C

NH

+2 H2O

C

NH

C C

C

NH

+2 NaOH

OH

OH ONa

ONa

隐色体钠盐 水 隐色酸 烧碱

+ [O]

NH

CO

C C

N

H

C

O

+ H2O

C

NH

C C

C

NH

OH

OH

隐色酸 氧 靛蓝 水

靛蓝染速率比较慢，实际生产中其最高上染率也就 7%左右，而且这个上染率的牛仔布摩擦牢度特别

低。

1.1 靛蓝在实际生产中的应用工艺

大多数厂家在浆染联合机上采取的靛蓝染色的流程如下：

交 流 论 文

◆ 191 ◆

经轴→煮练 1 缸（50-90℃）→洗水 1 缸→所需深度染多少缸的靛蓝→洗水 3-4 缸→烘干→上浆（1

个或 2 个浆缸）→烘干→卷纱上织轴

在实际生产中经轴的纱线不停的经过染缸染色，所以靛蓝染液要不停的补充，形成染缸靛蓝染液靛蓝、

烧碱、保险粉和渗透剂各浓度的平衡，才能保证经纱染色的稳定。

1.2 粉剂靛蓝补充液的制备

浆染联合机补充液配制的比例是（实际重量）见表 1.1。

表 1.1 靛蓝补充液配制比例

Table.1.1 The Confecting Ratio Of Indigo Mother Liquid

染料、助剂名称 靛蓝 烧碱 保险粉

理论用量比值 1 0.66 0.61

实际配制浓度 60-90g/L 72-80g/L 95-110g/L

实际用量比值 1 0.85-1.2 1.2-1.6

一般上染率在 2.5%左右时，靛蓝：烧碱：保险粉=1：1：1.5。

1.3 电解靛蓝补充液的制备

电解靛蓝和粉剂靛蓝最大的区别是化料还原的过程，粉剂靛蓝是利用保险粉的化学还原过程，而电解

靛蓝是纯粹的电力电解反应过程。最终都成为靛蓝隐色体进行染色。粉剂靛蓝通过电解机电解后产出 30%

含量的液体靛蓝，所以不需要再配制而是直接使用即可。

电解还原的方法生产电解靛蓝溶液比传统生产方式消耗更少的资源。生产过程仅需要靛蓝、水、烧碱

和电力，而且生产过程完全自动化。靛蓝液体可直接计量并输送到生产线。所以，电解靛蓝技术是牛仔染

色的最可持续的解决方案。

完全没有：；

化学品、环境污染

健康危害、较长的运输

使用：

粉剂靛蓝、水

烧碱和电力

排放物：只有氧气

生成

无色液体靛蓝

排出氧气

加入靛蓝染料 加入烧碱

资 料 汇 编

◆ 192 ◆

1.4 粉剂靛蓝补充液和电解靛蓝的检测

因为粉剂靛蓝化好 1 桶补充液后染色时间需要 8 个小时，在这个过程中补充液缸里的保险粉会挥发，

各含量都会变化。以 8 个小时用完的测量数据见下表 1.2。

表 1.2 补充液检测数据

Table.1.2 Mother Liquid Test Data

时间

内 容 8：30 9：30 10：30 11：30 12：30 13：30 14：30 15：30

靛蓝（g/L） 67.2 67.0 66.7 66.4 66.2 66.0 65.8 65.8

PH 值 12.51 12.46 12.45 12.40 12.36 12.34 12.30 12.25

保险粉（g/L） 60 56.7 55.3 50 46.7 45.3 43.3 42.7

MV 值 -1038 -1030 -1018 -1011 -1006 -991 -986 -987

可以看出粉剂靛蓝补充液里的各项指标随着时间的变化都有明显的降低，这就造成染色的不稳定。而

电解靛蓝因为有氮气保护，各浓度、数值检测都没有变化，染色及其稳定。

1.5 靛蓝染缸染液的制备

染色前一定要做好染缸染液的制备工作，因为这直接影响到以后颜色的深浅、牢度和色光等方面。配

制新染液见表 1.3。

表 1.3 染液配制浓度

Table.1.3 Formulating Concentration Of Dye Liquor

名称 靛蓝 烧碱 保险粉 渗透剂 食盐

浓度（g/L） 3 2.5 2.5 2 30

2 实验材料、染料、助剂和仪器

2.1 主要材料及染料助剂

交 流 论 文

◆ 193 ◆

表 2.1 实验试剂和材料

Table.2.1 Experimental Reagents and Materials

材料及染料助剂名称 规格/型号 生产厂家

8OA+8 竹节经纱 100%纯棉 忠华集团

电解靛蓝

粉剂靛蓝

30%

93%

佛山马大生公司

泰丰化工

烧碱 99% 天津渤天化工有限公司

保险粉 85% 烟台市金河保险粉公司

渗透剂 OPH 科莱恩

2.2 实验仪器

表 2.2 实验仪器

Table.2.2 Experimental Instrument and Equipment

仪器设备名称 仪器型号 生产厂家

可见分光光度计 722S 上海精密科学仪器有限公司

PH 计 SX711 型 上海三信仪表厂

MV 计 SX711 型 上海三信仪表厂

摩擦色牢度测试仪 571-Ⅱ 杭州际铭检测仪器中心

Datacolor 测色仪 SF 600 Datacolor 公司

2.3 实验内容

本实验在浆染联合机上通过改变煮练，对比粉剂靛蓝和电解靛蓝染色牢度。该实验结果是拿成品布去

做干湿摩擦色牢度检测。

浆染联合机染色工艺流程如下：

车速：23 米/分钟

经轴→煮练 1 缸（70℃）→洗水 1 缸→染 9 缸靛蓝（靛蓝染料 3g/L）→洗水 3 缸→烘干→2 个浆缸分

层上浆→烘干→卷纱上织轴

在相同车速、相同染色工艺流程、相同煮练液、相同染料浓度下实验中的各染色参数如见表 2.3。

表 2.3 染色参数表

Table.2.3 Dyeing Parameters

染料浓度 染液 PH 染液 MV 压棍压力 氧化时间

粉剂靛蓝 3g/L 11.8 -800 4Kg 45 秒

电解靛蓝 3g/L 11.8 -800 4Kg 45 秒

资 料 汇 编

◆ 194 ◆

2.4 实验结果

实验结果见表 2.4。

表 2.4 实验结果

Table.2.4 Experimental Result

染料 粉剂靛蓝 电解靛蓝

摩擦牢度 干 湿 干 湿

测色级别 3 1 4 1.5

测色数值 2.88 1.13 3.85 1.35

3 小结

本文主要研究在浆染联合机上染靛蓝染料时，在同样的工艺条件下粉剂靛蓝和电解靛蓝这两种不同还

原的靛蓝染色，得到较好的牛仔布干、湿摩擦牢度。结果表明电解靛蓝的干湿摩擦牢度增加 0.5-1 级。

另外，从粉剂靛蓝和电解靛蓝还原过程来看，电解靛蓝还有下面的环保优势：

⑴ 全 球 –大量减少污染：废水的化学品大量减少、仅 1/6 能源消耗、仅 1/10 二氧化碳排放、按装

电解机全自动生产电解靛蓝无需长距离运输。

⑵ 全人类-更健康和安全的工作环境：没有健康危害、没有化学染剂、没有火灾隐患。

参考文献：

[1]梅自强.牛仔布和牛仔服装实用手册[M].北京:中国纺织出版社，2009:1-10.

[2]谢姗姗，易长海，邹汉涛，王罗新，田磊等.牛仔布用纤维的研究现状与发展趋势[J].天津工业大学

学报，2010，29（02）:1-2.

[3]陈红苗等.高效､灵活､环保的牛仔布染色工艺[J].国际纺织导报，2012 年第 4 期，31-32.

[4]百度百科，baike.baidu.com/2014-04-04.

[5]李竹君，刘森.牛仔布生产技术[M].上海:东华大学出版社，2012.12:2.

[6]贾秀玲，崔运花，等.植物靛蓝染料的开发应用现状及展望[J].纺织科技进展，2011，（2）:24-26.

[7]闫丽君，姚继明，不同还原剂在棉织物靛蓝染料染色的应用比较[J].现代纺织技术，2011，（4）:6-7.

交 流 论 文

◆ 195 ◆

防失弹牛仔面料的开发

刘振波 张宣东 王祥银 吕显峰

（枣庄海扬王朝纺织有限公司，山东枣庄，277400）

随着人们物质生活水平的不断提高，高端纺织品在市场上的需求日渐增加。在原料的选择上已经突破

了以棉为主的格局，正在从单一的纯棉产品向混纺型、弹力型以及差别化方向发展。弹力牛仔布制成的牛

仔服饰具有优良的弹性与保形性，深受消费者尤其是中青年群体的喜爱，故流行至今，畅销不衰。通常随

着弹力牛仔面料弹性的增大，面料的失弹几率也会提高，这制约着高弹性面料的进一步发展。这就要求我

们制定相应的对策来控制弹力牛仔面料的失弹风险，提高弹力牛仔面料的品质。我们公司将防失弹弹力纬

纱引入到弹力牛仔面料的生产中来，成功开发了防失弹牛仔面料，现将我们公司的生产实践介绍如下。

1 产品设计概述

为了提高牛仔面料的弹性性能，降低失弹风险，采用棉赛络纺竹节经纱和特殊工艺生产的防失弹纬纱

生产防失弹牛仔面料，赋予面料优异的弹性性能。防失弹牛仔面料经纱采用棉环锭纺 78tex 经纱，纬纱采

用棉赛络纺 62.3tex（Pu44.4dtex）氨纶包芯纱，来实现稳定的弹性，采用三上一下右斜纹组织织成牛仔布。

染色采用束状染色机赋予牛仔布优异的染色质量；织布生产时在剑杆织机上采用三上一下右斜纹组织进行

织造；后整理采用先烧毛，再预缩整理。设计成品经密 252 根/10 cm，纬密 165 根/10 cm，幅宽 142±3cm。

2 生产技术要点

2.1 纺纱工艺技术要点

纺纱流程：清钢联→FA311 型并条机（2 道）→TJFA458A 粗纱机→EJM128K 型细纱机→Savio 自动络

筒机。

①清钢联工序。工艺上尽量遵循“多松少打，以梳代打，尽量少落”的原则，合理控制车间内的温湿

度，梳针打手设计速度为 389r/min。梳棉要兼顾梳理和减少纤维损伤，遵循“梳理为主、减少打击、低速

度、大隔距、快转移”的工艺原则。选用针布状态较好的机台进行纺制。为了实现适度梳理，减少纤维损

伤，放大锡林刺辊间隔距，降低刺辊速度，适当放大锡林盖板隔距。

②并条工艺。为了保证各棉纤维条干均匀，采用二道混并工艺，并在末道采用带自调匀整装置的并条

机，这样可以提高纤维的伸直平行度，降低因弯钩纤维勾结而形成的棉结。头并采用较大的后区牵伸，末

并采用较小的后区牵伸，能够改善条子的均匀度。

③粗纱工序。粗纱生产遵循“轻定量，小后区牵伸倍数，稍大粗纱捻系数，减少意外伸长”的工艺原

则，选择合适的粗纱喇叭口，保证条干均匀度。合理调整纺纱张力，降低粗纱重量不匀率，减少张力不良

引起的长粗、长细纱疵。粗纱捻系数尽量偏大掌握，以增加粗纱强力，确保粗纱在细纱工序退绕，减少退

资 料 汇 编

◆ 196 ◆

绕不良引起的细节，甚至拉断粗纱现象。粗纱主要工艺参数：粗纱总牵伸 7.58 倍，后区牵伸 1.18 倍，锭

翼速度 800r/min，罗拉隔距 12×28×35mm，钳口隔距 4.0mm，捻系数 105，前罗拉速度 185r/min。

④细纱工序。在整个纺纱过程中，细纱工序是是纺制防失弹棉氨纶包芯纱质量控制的最主要工序，除

了正常控制常规的纱线质量指标以外，重点还要从设备改造、工艺设置以及挡车工操作上抓好包芯纱质量，

减少偏丝、无丝、露丝、牵伸不良等疵点对布面造成的不良影响。众所周知，弹力纱线在细纱工序的纺制

难度随着氨纶丝粗度的增加而增大，牵伸不匀与露丝现象有增大几率，本方案中采用两根氨纶丝先反向加

捻合成一根，然后在管纱生产时解捻，使氨纶丝与外包棉纤维纠缠，从而制约氨纶丝回缩，从而大力降低

因氨纶丝回缩造成的失弹风险，细纱生产遵循“重加压，稍大捻系数，大后区隔距，小后区牵伸”的工艺

原则。细纱后区牵伸倍数偏小选择，罗拉钳口压力偏重掌握，选用中硬度弹性胶辊，确保细纱机械状态良

好。细纱工艺：机牵牵伸 25.78 倍，捻度 58.53 捻/10cm，捻系数 426，后区牵伸 1.25 倍，罗拉隔距 18×35mm，

钢领 PG2，钢丝圈 G07#，钳口 3.5mm，前罗拉速度 178r/min。

在生产时要加强细纱保全工的检修工作，保全检修调整机台时必须保证氨纶丝与粗纱须条在罗拉钳口

处汇合处的正确位置，不能有跑偏现象，必要时用小手电观看氨纶丝与粗纱须条位置情况，做出必要调整，

使氨纶丝与粗纱须条始终保持最佳位置，同时统一不同检查人员的目光，调整时的第一次落纱必须处理，

以杜绝裸丝现象；细纱值车工需加强细纱机台的卫生清洁工作，减少飞花疵点，以减少自络工序电清的剪

切次数，减少捻接器接头，确保牛仔成布布面良好的包芯纱布面效果，同时加强操作巡回工作，加强对无

丝、偏丝以及缺股丝的检查工作。

⑤络筒工序。络筒工序采用 Savio 自动络筒机。以低车速，络筒张力保持均匀恒定，减少毛羽为主要

工艺原则。保持络筒各部件与通道光洁，减少毛刺，以降低成纱毛羽，减少纺纱断头。络筒选用金属槽筒。

采用电子清纱器清除纱上细节、弱捻、竹节、飞花、杂质和细纱结头不良等纱疵，以便浆染工序生产顺利

进行，提高产品质量。络筒工艺参数为：纱线速度 1000m/min，张力刻度为 8～9。

2.2 染色工艺关键点

采用 ASMA636—12 束状染色机进行经纱染色生产。在束状染色前，将待染的纱线使用 HFGA136 型集

束球经机整成球轴。

球经工艺： 球经车速 200m/min，单纱动态张力 20～25cN/根，球经组织：棉环锭纺 78tex 纱 353 根×

12 轴。

由于经纱混纺了粘胶纤维，粘胶纤维的结晶度与取向度都比棉纤维低，过高的煮练碱会造成粘胶纤维

的损伤偏大，结晶度降低较多，强力降低且染色后的纱线光泽度不好，且纱线中含有氨纶丝，因此纱线煮

练碱含量及煮练温度都不宜过高。靛蓝束状线染色采取低车速、低含量、多浸多轧的染色方法来提高纱线

上染率与透芯效果，染色过程中根据染出纱线的颜色变化，及时调整染液中的各组分含量，控制纱线颜色

的均匀一致与透芯效果，保证纱线染色的颜色稳定。

束状染色工艺流程：经纱→煮练一道（70℃）→热水洗一道（60℃）→水洗一道（常温）→靛蓝 11

道（常温）→水洗三道（常温）→柔软剂一道（60℃）→烘筒烘干。

束状染色主要工艺参数：染色车速 20 m/min，染槽轧辊压力 0.5 MPa，煮练槽中煮练碱 8 g/L～10 g/L，

渗透剂 6 g/L。染槽中，靛蓝 2.4 g/L～2.6g/L，保险粉 1.3 g/L～1.5 g/L，pH 值 11.2～11.8，电位值-860 mv～

交 流 论 文

◆ 197 ◆

-780 mv。靛蓝补充液配方：靛蓝 75 kg，保险粉 100 kg，烧碱 75 kg，渗透剂 6 kg，体积 1000 L；柔软剂槽：

柔软剂 100 g/L，氨基硅油 5 g/L。靛蓝补充液补充量：4400 mL/min。

2.3 浆纱工艺要点

束状染色后的经纱通过 HFGA135 型分纱整经机进行分经，分经车速 160～180 m/min，单纱动态张力

18～20cN/根。分经轴做好后在 ASGA365-D 型浆纱机上浆纱做成织轴。由于采用的纱支较粗，在浆纱时主

要是提高纱线毛羽贴伏，提高成膜性，采用适当的 M-5 浆料的含量，保证浆膜的力学性能，增大纱线的耐

磨摩擦强度、减少伸长、贴伏毛羽。浆纱烘干后要把浆好的经纱梳匀。浆纱生产以淀粉为主浆料，辅以

M-5、蜡片、乳化油等助剂。烘干温度 120℃～130℃，浆纱伸长率≤1%，浆纱回潮率 5%～7%，上浆率

9%～12%。上浆质量决定了后续的织造效率，所以浆纱生产时一定要控制好上浆的均匀一致，确保浆纱质

量。上浆率要保持稳定，浆液粘度适当调高，降低渗透，提高成膜效果。浆液温度要稳定，温度过高会造

成容易使浆液飞溅到纱片上形成浆斑；浆液温度过低容易结浆皮、渗透不良，造成上浆质量下降，布机疵

点增多；烘干温度不宜过高，过高的烘干温度不利于浆膜完好，烘干温度控制在 125℃左右，根据浆纱回

潮率的变化适当调整。

浆纱工艺：浆纱车速 40 m/min，浆槽轧辊初压 0.3 MPa，浆槽轧辊终压 0.2 MPa；淀粉 75 kg，M-5 1kg，

蜡片 0.3 kg，乳化油 1 kg，体积 750 L；浆槽温度 96℃～98℃，浆槽粘度 5s～7s，含固率 9%～11%，后上

蜡 1.5‰，浆纱回潮率 5%～7%。

2.4 织造工艺关键点

防失弹牛仔面料采用剑杆织机进行织造。经纱采用棉环锭纺 78tex 纱 298 根×12 轴，纬纱采用棉赛络

纺 62.3tex（Pu44.4dtex）氨纶包芯纱，采用三上一下右斜纹组织生产牛仔布。选用毕佳诺 GAMAX 型剑杆

织机，牛仔布织造时织布车间的温湿度要控制好以保障牛仔布的顺利生产，车间温度宜控制在 25℃～32

℃，相对湿度宜控制在 68%～75%。织造时经纱上机张力不宜过大避免因纱线强力偏低造成经纱断头偏多

的问题，合理配置开口时间以及后梁高度等工艺参数，采用中等的上机张力。为了保证梭口清晰，减少“三

跳”疵点，采用“高后梁、中张力、早开口、早引纬”的工艺原则。具体织造工艺参数：车速 525 r/min，

总经根数 3576 根，筘号 48 齿/10 cm，穿筘筘幅 186.3cm，上机幅宽 178 cm～179 cm，上机张力 3 800 N，

上机纬密 138 根/10 cm，后梁高度 11 cm；地组织采用三上一下右斜，边组织采用二上二下经重平，地经穿

综 1、2、3、4，边经左 5、6，右 6、5；综框 4 页，其中 1、2、3、4 页穿 876 根，5、6 页穿 60 根；停经

片列数×片数为 6×596；停经片穿法 1、2、3、4、5、6；地经每筘 4 入，边纱每筘 4 入；经向织缩率 11%，

纬向织缩率 5%。

2.5 后整理工艺要点

牛仔面料的后整理工序是牛仔面料加工中的重要工序，通过烧毛可以去除布面毛羽、杂质，赋予牛仔

面料光洁的布面效果，预缩加工可以消除织物潜在的内应力，使产品获得稳定的外形；改善织物手感，增

进服用性能。对于防失弹牛仔面料我们采取烧毛、预缩整理的后整理加工方式。烧毛采用 LMH003 型气体

烧毛，三道火口，两正一反，烧毛工艺为：车速 75 m/min，火焰温度 1 100℃～1 200℃。烧毛后面料需

进行预缩处理，预缩工艺：进布车速 50m/min，出布车速 40m/min，烘筒温度 130℃，橡毯温度 140℃，

呢毯温度 130℃，橡毯挤压量 20%，预缩张力 40N。通过预缩整理需控制好面料经纬向缩率与面料的布

资 料 汇 编

◆ 198 ◆

幅和弹性。

3 牛仔布主要技术性能指标

防失弹牛仔面料与传统预缩整理四面弹牛仔面料在温度 21±1℃，相对湿度 65±2%的标准环境下平衡

4 小时以上检测。主要技术性能指标见表 1。牛仔布各项指标均较好，能够满足后续服装加工的要求。尤

其是纬向缩水率大大改善，有利于后续服装加工的生产，极大提高了弹力面料的服装加工优势。防失弹牛

仔面料主要技术性能指标：成布布重 375.25g/m2

，成布幅宽 145±2cm，经向缩水率-0.98%，纬向缩水率

-11.33%，纬向弹性伸长 36.4%，纬向残余弹性伸长率 10.8%，经向拉伸强力 651N，纬向拉伸强力 399N，

经向撕破强力 74N，纬向撕破强力 47N

4 总结

为了提高面料的弹性性能，降低弹力面料的失弹风险，达到改善弹力牛仔面料服用性能，提高穿着舒

适的效果，我们采用纯棉经纱和防失弹纬纱织造弹力牛仔面料，采用合理的纺纱工艺，降低纱线失弹几率，

通过生产工艺优化，提高了产品的性能，在产品结构上进行了合理的设计，大大降低了牛仔面料的失弹风

险，提高了牛仔面料的弹性性能。

交 流 论 文

◆ 199 ◆

表面活性剂对靛蓝染色性能的影响

侯贺刚 刘幸乐

（河北新大东纺织有限公司，河北省功能性牛仔布技术创新中心）

摘 要：为研究表面活性剂对靛蓝染色效果的影响，分别采用分散剂 NNO、匀染剂平平加 O、渗透剂

SRD，制备单体和复配溶液，测试其溶液的润湿能力和对烧碱、保险粉的兼容性。制备靛蓝染液并做空白

试验，测试四种隐色体溶液的氧化还原电位。同时，对纯棉织物染色后的各项性能进行了测试分析。结果

表明，渗透剂 SRD 耐碱和耐保险粉性能良好，可加快靛蓝染料还原，提高生产效率。染色织物皂煮后色光

鲜艳，“环染”适中。

关键词：靛蓝；表面活性剂；K/S 值；环染

在靛蓝染色过程中，要获得良好的染色效果，染料颗粒必须由深到浅均匀分布在纱线的表层附近，并

保持“环染”。目前染色时常采用在染料隐色体中加入不同的表面活性剂，借以提升上染率和染色均匀性。

在靛蓝还原和染色过程中，表面活性剂不仅可以促进染料颗粒的润湿和溶解，有利于染液均匀分散，减少

沉淀物的产生，还可以润湿纱线，有利于均匀吸色。而表面活性剂对染色效果的影响，最直观体现则为液

体表面张力，液体表面张力是液体表面层内分子力作用的结果[1]，，可以在一定程度上反映溶质表面活性的

强弱和润湿能力。文章试验使用不同表面活性剂与空白试验进行染色对比，验证了表面活性剂对靛蓝染色

性能的影响。

1 试验部分

1.1 材料、药品和仪器

材料 58.31tex×58.31tex，536 根/10cm×320 根/10cm，3/1 斜纹纯棉漂白织物。

试剂 靛蓝、NNO、渗透剂 SRD、平平加 O 为工业原料。烧碱、保险粉、无水碳酸钠均为化学纯级试

剂，皂粉为市售。

设备仪器 HJ-1 磁力搅拌器，SD-A 立式气动小轧车，JYW-200A 微控自动界面张力仪，367 pH/ORP

氧化还原电位仪，Y（B）571B 型染色牢度摩擦仪，Ci-5D 自动测色配色仪。

1.2 试验方法

1.2.1 染液制备

在 500mL 容量瓶中加入适量蒸馏水置于磁力搅拌器上，分别加入 4g 表面活性剂、40g 烧碱和 50g 靛蓝，

开启搅拌约 15min；待温度冷却至 40℃时，加入 60g 保险粉，并继续搅拌 10min 使靛蓝充分还原，定积并

继续搅拌、冷却到室温后作为隐色体溶液备用。

资 料 汇 编

◆ 200 ◆

另取 1000mL 容量瓶加入适量蒸馏，用移液管移取 50mL 隐色体溶液，加水定积并密封搅拌 10min，保

持常温并作为染液待用。

1.2.2 染色

将染液转移至 500mL 烧杯，使 20cm×25cm 的纯棉漂白织物在染液中浸泡 1min 后取出轧干，氧化 5min

后再用清水浸泡 5min，取出轧干并置于阴凉通风处自然晾干。整个过程采用常温染色，染色浴比为 30:1，

轧余率 80%。

1.2.3 皂煮

在 1000mL 烧杯中加入蒸馏水、1g 皂粉和 2g 无水碳酸钠制备皂煮液，将染色后的织物在皂煮液中皂煮

2min，取出用清水洗涤后晾干。

1.3 测试方法

1.3.1 表面张力

将三种表面活性剂分别配成 0.4g/L 的单体溶液，依次加入 4g/L 烧碱和 6g/L 保险粉制成复配液，并用

JYW-200A 微控自动界面张力仪测定和读取数值。

1.3.2 沉降时间

把待染织物裁成直径为 1cm 的圆形布片。将 200mL 制备的表面活性剂单体和复配溶液分别放入 250mL

量筒中，水平放置布片，用秒表记录布片沉降到量筒底部的时间。

1.3.3 还原电位

对稀释后的隐色体溶液使用氧化还原电位仪直接读数。

1.3.4 染料上染率

参照色纱上染率测试[2]，在斜率 1294 和波长 408nm 下进行测试。

1.3.5 颜色测试

染色后织物的 L*

、a*

、b*

和 K /S 值用 Ci-5D 自动测色配色仪测试读数。

1.3.6 织物摩擦牢度

参照 GB3920-97《纺织品耐摩擦色牢度试验方法》对皂煮前后的干、湿耐摩擦色牢度分别进行测试。

2 结果与讨论

2.1 表面活性剂的润湿性和兼容性

为比较烧碱和保险粉对三种表面活性剂润湿能力的影响，依次制备表面活性剂单体溶液，表面活性剂

与烧碱的复配溶液，表面活性剂与烧碱、保险粉的复配溶液，并分别测试液体表面张力，结果如图 1 所示。

交 流 论 文

◆ 201 ◆

水 表 面活性剂 烧碱 保 险粉 20

40

60

80

100

液体表面张力/mN·m-1

依次加入的药品

NNO

平平加O

SRD

图 1 表面活性剂的润湿性和兼容性

由图 1 可以看出，蒸馏水的表面张力最大，分别加入三种表面活性剂后，溶液的液体表面张力均发生

明显变化。其中 SRD 溶液的表面张力最小，润湿能力也最强。当依次加入烧碱和保险粉后，三种溶液的表

面张力仅发生微弱变化，说明三种表面活性剂耐碱和耐保险粉能力相近，无明显差异。通过液体表面张力

对比，SRD 以其相对较优的润湿能力，更利于生产应用。

测试布片在蒸馏水和三种表面活性剂单体溶液及其与烧碱、保险粉的复配溶液沉降时间，结果如表 1

所示。

表 1 不同表面活性剂的沉降时间

沉降时间/s 单体溶液 复配溶液

空白 16.41 16.41

NNO 15.68 15.84

平平加 O 16.93 17.01

SRD 11.06 11.55

表 2 显示，NNO 和平平加 O 的单体溶液的沉降时间较长，与布片在蒸馏水中的沉降时间基本接近。

而布片在 SRD 单体溶液中的沉降时间明显降低。烧碱和保险粉的加入，对三种表面活性剂的复配溶液沉降

时间影响不大，表明三种表面活性剂的耐碱和耐保险粉的能力较好。

2.2 表面活性剂对氧化还原电位的影响

在室温下分别测试含不同表面活性剂的靛蓝隐色体溶液，记录 12h 内氧化还原电位值的变化，结果如

图 2 所示。

资 料 汇 编

◆ 202 ◆

0 2 4 6 8 10 12

850

900

950

1000

氧化还原电位/-mV

还原时间/h

空白

NNO

平平加O

SRD

图 2 氧化还原电位值

通过图 2 观察，在 12h 内，四种靛蓝隐色体溶液氧化还原电位值均发生不同规律的变化，并最终趋于

稳定。其中，在放置的前 4 个小时，含平平加 O 的隐色体溶液氧化还原电位发生不规则波动，而 NNO 的

靛蓝隐色体溶液氧化还原电位略有下降。在还原 4h 后，三种隐色体溶液氧化还原电位值发生不同程度的

提升。不加任何表面活性剂的隐色体溶液的氧化还原电位缓慢上升，在放置 8h 后逐渐趋于稳定。

已知靛蓝的氧化还原电位值是-760mV[3，4]，在烧碱条件下用保险粉还原，还原电位在-890-900 mV 左

右。而在电化学中，还原染料隐色体电极电位愈高，还原染料愈易被还原，反之愈难还原[5]。因此，三种

表面活性剂的使用，均对靛蓝染料的还原产生影响。同时根据曲线对比，使用过 SRD 的隐色体溶液还原速

率最快，其还原过程也相对稳定，更有利于生产使用。

2.3 表面活性剂对上染率的影响

含不同助剂的染液上染织物后，对经纱的上染率进行测试，结果如图 3 所示。

空白 NNO 平平加O SRD

0.0

0.5

1.0

1.5

上染率/%

图 3 织物经纱上染率

交 流 论 文

◆ 203 ◆

由图 3 可以看出，不使用任何表面活性剂的染液上染率最高，使用 NNO 和 SRD 的染液上染率有所下

降，使用平平加 O 的染液上染率最低。在较短的时间内，靛蓝染料上染速率越快则上染率越高。在整个染

色过程中，靛蓝染液与棉织物一经接触，染料便迅速吸附在纱线表层的纤维上，而染料的渗透则需要经历

相对漫长的过程。在初染阶段，上染速率过快，则染料在纱线表层聚集，不易向纱芯渗透，不仅色牢度差，

且容易产生红光；上染速率太慢，则白芯度低，成衣水洗颜色不够鲜亮，达不到理想的染色效果，因此牛

仔织物的染色需要控制上染速率，进而控制染色深度和染料在纱线上的分布。

2.4 表面活性剂对颜色的影响

用测色配色仪测试皂煮前后染色织物的 L*

、a*

、b*

值和 K/S 值。L*

表示颜色的明暗度，数值越大颜色越

明亮，反之越暗；a*

表示偏红光或偏绿光，正值偏红，数值越大色光越红，相反偏绿；b*

表示偏黄或偏蓝

光，正值偏黄，且数值越大色光越黄，相反偏蓝；K/S 值越大，试样表面颜色越深，染色效果越好，相反

越浅，染色效果越差。皂煮前后的颜色测量测试结果如表 2 所示。

表 2 织物颜色

分类 L* a* b* K/S

皂煮前 26.92 0.53 -21.42 16.87

空白

皂煮后 29.53 1.05 -22.05 13.84

皂煮前 24.17 0.51 -20.57 19.73

NNO

皂煮后 26.60 1.85 -21.11 12.83

皂煮前 30.05 0.21 -21.50 14.98

平平加 O 皂煮后 35.53 0.01 -22.12 9.06

皂煮前 31.60 -1.74 -23.94 15.20

SDR

皂煮后 36.17 -0.65 -22.15 9.43

通过表 2 可以看出，染色使用过平平加 O 和 SRD 的织物皂煮前和皂煮后的 L*

值最高，其颜色较为鲜

亮，两者的使用均有利于提升牛仔织物的鲜艳度。而 NNO 的使用，没有对染色鲜艳度的提升起到促进作

用。但相对皂煮前，皂煮后四种染色织物的亮度均得到了显著提升。

空白试验、染色使用 NNO 和平平加 O 的织物 a*

值为正值，偏红光；仅 SRD 的使用，在染色织物的 a*

值体现为负数，说明其颜色偏绿光。但通过对比染色织物皂煮前后的 a*

值变化，皂煮后染料在织物上体现

的红绿色光都得到削弱。三种表面活性剂对靛蓝染色后的 b*

值有几近相等的作用，而皂煮对黄蓝光也未产

生显著影响。

数据显示，织物经皂煮去除浮色后，其 K/S 值都产生了明显的降低。染色使用 NNO 的织物皂煮前 K/S

值最高，起到的染色增深效果最好，并且在皂煮后仍旧保持深度优势，说明在靛蓝染色过程中，染料在纱

芯过于渗透。平平加 O 和 SRD 的使用效果相当，在皂煮前后颜色最浅，说明在染色时产生了缓染，且环

染效果良好。

资 料 汇 编

◆ 204 ◆

2.5 表面活性剂对染料分布的影响

从皂煮过的染色织物拆取经纱制作切片，结果如图 4 所示。

空白 NNO 平平加 O SRD

图 4 色纱横切面

从图 4 纱线横切面可以看出，使用平平加 O 的色纱白芯最明显，其大部分染料集中在纱线的表层。依

次使用 SRD、空白试验和 NNO 的色纱白芯度稍差，其织物经成衣水洗后颜色鲜亮度也会有所下降。而靛

蓝纱产生白芯的原因，一方面是染料上染速率过快，大部分染料上染时在纱线表层发生聚集，难以进一步

向纱芯渗透；另一方面是在织物皂煮时形成了染料解吸，染料从纱线内部扩散出来，颜色变浅产生白芯。

2.6 表面活性剂对摩擦牢度的影响

对皂煮前后织物的干、湿摩擦牢度测试，结果如表 3 所示。

表 3 织物摩擦牢度

牢度等级/级 空白 NNO 平平加 O SRD

皂煮前 2.5 2.5 3 2.5

干摩擦牢度

皂煮后 3 3 3.5 3.5

皂煮前 1 1 1.5 1.5

湿摩擦牢度

皂煮后 2 2 2.5 2

表 3 的空白样为织物染色不加表面活性剂试验，通过测试结果可以看出，4 块织物经皂煮后干、湿摩

擦牢度均有所提升，这是由于织物经过皂煮去除了纱线表面的浮色，剩余染料与纱线结合相对紧密。其中

使用过平平加 O 的织物摩擦牢度最高，使用 SRD 的染色织物次之，而 NNO 则对摩擦牢度未起提升作用。

这说明表面活性剂的作用会影响到靛蓝在棉织物上的固色牢度。

3 结论

（1）分散剂 NNO、匀染剂平平加 O、渗透剂 SRD 分别与烧碱、保险粉制备的复配溶液兼容性相当，

而 SRD 的液体表面张力最小，布片的沉降时间最短，其渗透能力也最强。在较短的时间内，SRD 可以加快

靛蓝隐色体溶液氧化还原电位值的提升，进而促进靛蓝染料的快速还原。

（2）三种表面活性剂的介入，降低了靛蓝染料的上染率，而平平加 O 的影响最为显著。同时三种表

面活性剂对染色织物的亮度、色光和 K/S 值都产生了不同程度的影响，织物经过皂煮后的亮度均得到显著

提升，而 K/S 值整体有所下降。不同的表面活性剂使染色织物的经纱产生了或渗透、或“环染”的效果。

交 流 论 文

◆ 205 ◆

（3）由于上染率低的缘故，使用过平平加 O 的染色织物干、湿摩擦牢度在皂煮前后最高，SRD 其次，

NNO 对靛蓝染色织物的摩擦牢度未起到提升作用。

（4）综合分析，在三种表面活性剂中，渗透剂 SRD 耐碱和耐保险粉性能良好，在靛蓝染色时使用有

助于缩短还原准备时间，提升效率。染色织物皂煮后色光鲜艳，“环染”适中。

参考文献：

[1]王美玉，赵秀英，白彦魁，许景周.有关液体表面张力系数测定实验中的现象研究[J].大学物理实验，

2020，33（2）:56-59.

[2]刘幸乐，姚继明，侯贺刚，韩琪.纱线线密度与染色槽数对靛蓝上染率的影响[J].纺织学报，2016，

37（06）:91-94.

[3]李毅.牛仔布生产与质量控制[M ].北京：中国纺织出版社，2002，55-60.

[4]闫丽君，姚继明，靛蓝染料染色中还原剂的应用研究.染整技术，2011，33（4）;5-6.

[5]钱树臣.控制好氧化-还原电位是染好牛仔布的关键[J].染整技术，2002（01）:38-39+51-5.

资 料 汇 编

◆ 206 ◆

薄荷纤维/莫代尔/棉/舒弹丝牛仔面料的

开发与工艺探讨

相 鹰

（山东兰雁纺织服装有限公司）

在追求高品质生活的今天，健康、舒适等功能性产品，逐渐成为新兴消费者的购买需求。随着多种新

型纤维的推陈出新，生产工艺的不断优化，多组分混纺交织的牛仔面料综合了不同纤维的性能，从而达到

优势互补的目的，完美的将面料集功能性及舒适性于一体。

我公司自主设计开发的薄荷纤维/莫代尔纤维/棉/舒弹丝牛仔面料就是在目前牛仔布市场需求的基础

上，充分利用现有生产设备和成熟的牛仔布生产技术研制开发的。该面料采用了薄荷纤维、莫代尔、舒弹

丝、棉等四种纤维，突出了薄荷纤维提神，抗菌的保健功能，舒弹丝纤维的舒适性，莫代尔纤维的柔软。

品种抗菌保健，质地优良，手感柔软，穿着舒适，浅灰而带银光的颜色，更加衬托出其高雅的内涵，充分

体现了“时尚、舒适、健康”的设计理念，具有广阔的市场前景。

一、原料性能

薄荷纤维是采用天然植物为原料，结合纳米粉碎技术和微胶囊技术，将天然植物--薄荷的有效成分以

微胶囊包覆的形式与纤维素共混结合纺丝成纤。也即将天然薄荷提取物作为抗菌剂与粘胶纺丝液共混而制

得的具有抗菌功能的粘胶纤维。它不仅保留了普通粘胶纤维吸湿、透气等优良的服用性能，而且充分发挥

了天然薄荷提取物抑菌、提神、抗炎等功效，薄荷中的有效成分实现的抗菌功效已经通过中纤捡，日本 JIS

等权威机构检测，达到标准要求。

莫代尔纤维属于再生纤维素纤维。是奥地利兰精公司采用云杉、榉木制成的木浆粕，通过专门的纺丝

工艺加工而成。该产品原料全部为天然材料，对人体无害，并能够自然分解，绿色环保。Modal 纤维的特

点是将天然纤维豪华质感与合成纤维的实用性合二为一，具有棉的柔软、丝的光泽，而且其吸水、透气性

能都优于棉，具有较高的上染率。莫代尔纤维可与多种纤维混纺、交织，使面料能保持柔软、滑爽，发挥

各自纤维的特点，达到更佳的服用效果。

舒弹丝是海兴材料科技公司与美国杜邦公司联合开发是一种可工业化生产的生物质弹性短纤维，具有

绿色环保、穿着舒适、保形等优点。与传统的氨纶弹性面料相比，舒弹丝既能赋予面料足够的弹性以满足

穿着者的舒适，其独特的分子机构和物理形态又能确保面料的弹性持久、稳定。舒弹丝产品的生产流程能

耗低，并且余料可回收，经后处理可达到循环使用。相比石化法生产的尼龙 6 纤维，生产同样数量的舒弹

丝可减少 30%的能源消耗和 63%的二氧化碳排量。

交 流 论 文

◆ 207 ◆

棉纤维作为传统的天然纤维，具有柔软、吸湿性好、穿着舒适的特点。

各组分纤维的主要技术指标如下：

项目 薄荷纤维 莫代尔纤维 棉纤维 舒弹丝

细度（dtex） 1.67 1.33 1.31 1.56

主体长度（mm） 38 33 29.8 38

断裂强度（cN·dtex-1） 3.226 2.5 4.2 6.2

断裂伸长率（%） 9.76 8.45 7.6 18.6

二、主要技术指标

2.1 原料成份

经纱：35/35/30 薄荷纤维/莫代尔/棉: 72.9tex 竹节纱

纬纱：60/40 舒弹丝/棉包芯纱：64.8+40D

2.2 织物组织

布面组织结构采用三上一下右斜纹（3/1）组织。

2.3 经纬纱密度（根/10cm）

坯布：经纱密度：236 纬纱密度：141.5

成布：经纱密度：271 纬纱密度：165.5

2.4 幅宽

坯布：176.6cm 成布：135.9cm

2.5 布重：373 克/平方米

三、工艺流程

球经→染色→分经→浆纱→穿筘→上机织造→验修→预缩整理→产品检验→定等入库

四、生产工艺难点及采取的技术措施

4.1 整经工序

要求整经时整个阔度的纱层张力一致，整个长度内经纱张力恒定不变。控制整经伸长率在 1％以内，

采用整批换筒方式，车速调整到 300 米/分，单纱动态张力控制在 35g，边部 5 根稍大控制，使整个经轴的

张力一致，卷绕均匀，平整度好。为防止纱线退绕时发生扭结，整经前先对纱线进行 24h 定捻。

4.2 浆染工序

通过市场调查，还原灰的色泽和效果，更加吸引越来越具有返朴归真和追求时尚理念的消费者。但是，

这种颜色不稳定，生产难度较大，因此染色成为本次开发的关键。我们组织了专家团队对经纱的不同纤维

进行了研究，经分析，薄荷、莫代尔、棉三种纤维的染色牢度及稳定性都比较好，但混纺成纱线后，由于

其内部结构不同，染色性能也存在着较大差异。由于吸色条件和环境要求不一致，执行不好会造成纱线的

色牢度变差，上染率变化大、颜色达不到设计要求。为此在染色机上进行多次染色试验，根据纱线的特性

上色的一致性和染色的稳定性上进行打样分析，从而优化确定染色工艺参数。

提高染色上染率，保证上染率平衡，保证染色牢度稳定、消除布面红光是关键。以下是我们修正后的

资 料 汇 编

◆ 208 ◆

染色工艺流程和参数：

工艺流程：并轴原纱（12 轴）→水洗→煮练→水洗→染色→水洗→预烘→浆纱→烘干→分绞→卷绕织

轴。

工艺参数：①、还原母液处方：还原灰（50kg）、保险粉（50kg）、烧碱（50kg）、 渗透剂（4 kg），还

原温度在 60℃，时间 50min。②、染色工艺：在 4 个染槽加入适量水，加入无水硫酸钠 80kg，亚硫酸钠 80kg，

硫酸钠 40kg，加温 60℃，循环均匀后加入上述母液 3/5 的量（8000L 底液）循环均匀，测定含量待开车。

4.3 穿经、织造工序

10 片综框穿经，地组织采用 8 片综框，顺穿法，每筘 4 入，边组织采用 2/2 经重平，每边 36 根，每

筘 4 入。

混纺产品织轴在放置 24h 后，依据经纱吸湿性较强的特点，各种工艺参数作较合理调整，上轴前对投

梭纱器、储纬器纱夹进行全面保养，同时调整好储纬器压掌，避免松纬、纬缩及百脚等织疵。织造工序，

采用 optimax-i 剑杆织机织造。工艺参数：车速 550 rpm；后梁高度（标尺 10），停经架（标尺 0），上机张

力 4.0KN，开口时间 310 度，引纬时间 62 度，机上纬密 141.5 根／10 cm；车间温度 26℃左右;相对湿度 65

％～72％。

注意事项：因多种纤维纱混织，停车档比一般品种严重，故应制定合理经位置线，上机张力适当以开

口清晰为准，同时提高刹车灵敏度减少开车印。

4.4 整理工序

织物在入机前经适当给湿（10％-15％）和加热处理，使纤维变得比较柔软和具有较大的可塑性，烘

筒干燥处理，以加强预缩控制和提高预缩效果。织物经由橡胶毯预缩时，先预烘去除部分水分，出机后再

经无张力的毛毯烘燥机进行烘干和烫平，消除压缩时因收缩过多而产生的皱纹，以获得丰满的手感和柔和

的光泽。预缩机主要工艺参数：车速 50 m／min；防缩率 12％～14％；经向预缩率<3％；定型时间 20～40

s；第一组锡林蒸汽压力 0.25MPa；橡胶毯锡林蒸汽压力 0.25MPa；呢毯锡林蒸汽压力 0.45 MPa。

4.5 效果

通过对每一个生产环节的工艺和技术参数进行跟踪测试，将测试数据进行分析、整理、优化，采取以

上措施后，薄荷纤维/莫代尔纤维/棉/舒弹丝牛仔面料按照目前较为先进的检测方法测试，满足测试标准质

量要求，主要性能测试指标情况，详见下表：

检验项目 水洗尺寸变化（%） 密度（根/10cm） 断裂强力（N） 撕破强力（cN）

产品名称 经向 纬向 经向 纬向 经向 纬向 经向 纬向

标准 0～-3.0 -14%以内 271±1.5% 165.5±1.5% ≥490 ≥490 ≥2200 ≥2200 牛仔布

实测 -1.2 -13 269.7 163.4 810 627 4120 3601

检验项目 纤维含量（%）

产品名称 薄荷纤维+莫代尔 棉 聚酯纤维 有浆重量（g/m2

）

标准 40±5 34±5 26±5 ≥373±5%

牛仔布

实测 39.4 35.3 25.3 378

交 流 论 文

◆ 209 ◆

五、结语

薄荷纤维/莫代尔纤维/棉/舒弹丝牛仔面料集薄荷纤维、莫代尔、棉、舒弹丝多种纤维与一体，综合了

多种纤维的特点，较其他单一纤维的产品相比，赋予面料柔软舒适、吸湿透气、保型，还具有一定的抗菌、

抑菌等多种特点。生产该品种由于使用了多种先进工艺和设备生产，其内在品质及各项物理指标稳定。投

放市场后，不仅在国内知名服装品牌占据了较大份额，而且远销欧美、香港、台湾等市场。受到众多消费

者的青睐。截止 2021 年 8 月份，共累计接订单 120 余万米，新增销售收入 3500 余万元，新增出口创汇 300

余万美元，给企业带来非常可观的经济和社会效益。

资 料 汇 编

◆ 210 ◆

涤锦复合丝牛仔面料的开发及其开纤方法探讨

石文斌1

李 健 2

（1.广东杰恩纺织有限公司，广东 佛山 528000；2.黄石市城市发展投资集团有限公司，

湖北 黄石 435000）

摘 要：本文概述了涤锦复合丝在牛仔面料上的应用情况，以及涤锦复合丝牛仔面料的特性和优点，

详细探讨了涤锦复合丝牛仔面料的的织造工艺及其后整理方法，结合牛仔服装一般需要洗水的特点，探讨

了能使涤锦复合丝牛仔面料开纤的洗水处理方法，涤锦复合丝牛仔面料采用纬二重组织，表组织采用三上

一下或者二上一下斜纹，突出牛仔面料的纹路，里组织采用浮长线大于 7 的变化组织，浮长线越长越有利

于洗水处理时的开纤，表纬用弹性纱，里纬用涤锦复合丝长丝，该面料经开纤后弹性和手感俱佳。

关键词：涤锦复合丝；牛仔面料；开纤；洗水处理

牛仔面料近年来越来越追求舒适性和功能性，新型原料和组织结构在牛仔面料上的应用也越来越广

泛，从原来的纯棉发展到再生纤维素纤维、麻、毛、涤纶、腈纶、锦纶、氨纶等多种纤维原材料复合，以

及异形纺丝、添加纳米复合粉体纺丝的差异化纤维，牛仔面料也在朝着多元化、功能化方向发展[1-3]。涤锦

复合丝是涤纶和锦纶两种纤维由特殊的分配板进行分流，通过同一喷丝孔挤出成形的复合长丝，其制品经

特殊加工处理开纤后纤维单丝是普通纤维的 1/20，制得的织物手感像桃皮绒，具有吸水透气、干爽舒适、

去污能力强、抗菌卫生的特性，有比表面积大和丰富的毛细管效应，其吸水能力是普通棉类织物的二十倍。

涤锦复合丝在牛仔面料上的应用并不多，普通的牛仔面料后整理并不能使涤锦复合丝开纤，而同时牛仔面

料做成服装一般要经过洗水处理成各种风格，那么通过采用特殊的组织结构和洗水处理方法来开纤就显得

很有必要[4]

。

1 涤锦复合丝牛仔面料经纬纱的选用

涤锦复合丝牛仔面料经纱一般用纯棉的，特克斯数在 36.4～85tex 之间[5-6]。纬纱有第一纬纱和第二

纬纱，第一纬纱为涤锦复合丝长丝，涤锦复合丝有桔瓣型、米字型等异型截面，选用米字形涤锦复合

80/20 或者 85/15 比例的网络丝，旦数在 70D～200D 之间，F 数在 36F～72F 之间；第二纬纱为弹性包

芯纱，可以为长丝包氨、棉包氨、棉包涤包氨，特克斯数在 18～85tex 之间，避免用短纤涤纶以免洗水

处理时起毛起球。这样所制得的牛仔面料既有传统牛仔的粗狂外观，也有桃皮绒般的手感，弹力也佳，

作者简介：石文斌（1987-），男，湖北省阳新县人。广东杰恩纺织有限公司面料开发工程师。研究方向：功能性及环保材料

的开发与应用、牛仔面料及其服装洗水的新工艺、清洁生产等。

李健（1987-），男，湖北省竹溪县人。工学硕士。研究方向：纤维结构与性能，差别化纤维开发，环保材料等。

交 流 论 文

◆ 211 ◆

深得客户喜爱[7]

。

2 织造工艺实施

（1）将经纱纱球在络筒机上倒成规定长度的筒子，并清除纱线上粗细节、纱疵、杂质和尘屑，络筒

机工艺参数设计为：车速 500-550m/min，张力圈重量 30-50g；

（2）通过整经机将一定根数的经纱按规定的长度和宽度平行卷绕在经轴上，整经机工艺参数设计为：

车速 300-450m/min，张力杆角度 100-105 度，张力圈上下层重量依次减小，中部纱线张力 25-30g，边部

纱线张力 28-33g，整经筒子数 400-550 个；

（3）将整经轴采用浆染联合机制成织轴，工艺流程为：分批整经轴→煮纱精炼 1～3 道→染色 2～10

道→水洗 1～3 道→烘干→储纱架→烘干→分绞→卷绕织轴。染色工艺参数设计为：精炼槽温度 42±5℃，

助剂 3～5g/L，渗透剂 2～6g/L，染槽中靛蓝含量 1.8～2.5g/L，保险粉含量 0.8～1g/L，烧碱含量 2.8～3.5g/L，

车速 22～26m/min；上浆工艺参数设计如下：变性淀粉 100～125kg，胶水 40～50kg，胶粉 15～20kg，蜡片

5-8kg，体积 1200～1500L，浆槽温度 90～95℃，压浆辊压力为前 1.5～2pa，后 2～3pa，上浆率 8～12%；

（4）将浆染好的织轴架至织机上织造成坯布，织造工序工艺参数设计为：车，450～550m/min，开口

时间 310～316 度，后梁高度 6-9mm，后梁深度 3-5mm，张力 2.5-4KN，地组织穿综 3、4、5、6、7、8、

9、10，地组织穿筘 4 入，边组织穿综 1、2、1、2，边组织穿筘 4 入，边组织采用 2/2 经重平，上机组织

图如图 1、织物横截面模型如图 2。

图 1 上机组织图

图 2 织物横截面模型

资 料 汇 编

◆ 212 ◆

3 后整理及洗水处理方式探讨

涤锦复合丝牛仔面料后整理加工采用普通牛仔退浆的后整方法，特别注意底面不用烧毛，具体流程为：

（1）烧毛：胚布经前置导布辊经过烧毛机烧除正反面毛羽。烧毛机工艺参数为 2 正两条火口，火口

火焰温度 800℃～1200℃，机台车速 60～65m/min。

（2）退浆：工艺流程及设计参数为退浆槽（温度 55～60℃，退浆酶 8g/L，渗透剂 2g/L）→过蒸箱轧

车（10 组，温度 55～60℃，轧车压力 0.3kg/mpa）→拉斜→烘筒烘干（四组烘筒，每组 12 只烘筒，烘筒蒸

汽前两组 0.2kg/mpa，后两组 0.1kg/mpa）→落布，机台时速：60～65m/min 落布湿度控制在 30%～35%以内。

（3）预缩：将退浆完的半成品布经过两次预缩机进行预缩水以及拉斜。工艺参数为车速为 30～

45m/min，刮泡器 2 条，胶毯主缸气压 0.3～0.5mpa，烘干毛毯气压 0.2～0.3mpa。

涤锦复合丝开纤一般是经过一段时间的烧碱高温处理，但是牛仔面料特别是经过染色的经纱如果用这

种常规方法开纤会褪色，弹性也会损失，而牛仔服装一般需要经过洗水处理，可以通过特殊的洗水方法来

开纤。具体的洗水方法如下：退浆 5min-水洗 3min-石磨 30min-水洗 3min-80 度 30min 烘干-喷高猛-过草酸加软-80 度 30min 烘干-打冷风 5min，如果需要洗浅色可增加漂水偏浅及解漂工序。通过此洗水处理后涤锦复

合丝有一定程度的开纤，如果要完全开纤可以通过增加石磨时间至 1h，或者将牛仔服装反底过来洗水。

图 3 涤锦复合丝牛仔面料（表组织为 3/1 斜纹）

图 4 涤锦复合丝牛仔面料（组织结构 5/2 缎纹）

交 流 论 文

◆ 213 ◆

图 5 涤锦复合丝牛仔面料（表组织为 2/1 斜纹）

4 结束语

涤锦复合丝牛仔面料采用纬二重组织，表组织采用三上一下或者二上一下斜纹，表组织纬纱用弹性纱，

里组织采用浮长线大于 7 的变化组织，里组织纬纱用涤锦复合丝长丝，可以形成面为牛仔、底类似针织的

外观，同时，里组织浮长线越长越有利于后续洗水处理时的开纤，而且弹性很好，手感如桃皮绒般柔软顺

滑。

参考文献：

[1]孙 曙 光．涤锦复合丝氨纶弹力布的编织及开纤工艺[J]．针织工业，2012（6）：8～9

[2]仲鸿天，张新杰，张碧峰.涤锦复合丝纬编超柔割圈绒面料的开发[J].针织工业，2017（04）:4-6.

[3]计虎泉.双层涤锦棉功能性复合面料的开发[J].江苏纺织，2013（01）：37-39.

[4]王延虎，翟回龙，成万辉. 涤锦复合丝高裂离缩纤技术及应用[J].针织工业，2012（06）：25-29+72-73.

[5]刘干民，林丽霞.牛仔服装和牛仔面料断弹原因的定性分析[J].染整技术，2020，42（09）:32-34.

[6]秦莹，郑瑞平.机织物组织设计系统的开发[J].毛纺科技，2018，46（07）：13-16.

[7]周赳，白琳琳. 纬二重渐变全遮盖结构设计研究与实践[J]. 纺织学报，2018，39（01）：32-38.

资 料 汇 编

◆ 214 ◆

靛蓝天然染料对棉涤混纺经纱染色的工艺研究

郭宝峰 侯圣利

（佛山市马大生纺织有限公司，广东 佛山 52800）

摘 要：本文系统介绍了靛蓝天然染料直接法和还原法对牛仔棉涤混纺经纱中涤纶的染色工艺研究。

靛蓝直接法实验设计了染色温度、染色时间、染液 pH 值和染色浴比四个变量。靛蓝还原法染实验设计了

保险粉浓度、烧碱浓度、染色温度和染色时间四个变量。通过设计实验参数，用靛蓝天然染料对涤纶经纱

进行单因素和正交实验染色，分析比较涤纶经纱染色后 K/S 值研究变量对染色的影响，探讨出直接染色法

和还原染色法的最佳工艺参数，并测试在最佳工艺参数下染色后棉涤混纺织物的干、湿摩擦牢度等性能。

研究最佳工艺参数对织物性能的影响。

关键词：靛蓝；混纺涤纶经纱； 直接染色； 还原染色

1 前言

1.1 植物染料现状

植物染料按染色性质分为还原型、直染型、媒染型、直染媒染型、其他类型五种。其中还原型是不溶

于水，需要靠还原剂使其溶解上染纤维，再氧化复变固着在织物上的植物染料，如靛蓝等。直染型是在水

里溶解度高，染液能直接吸附到纤维上，可以采用直接染色法染色的染料，如红花、冻绿等。

牛仔产业主要使用合成染料，合成染料染色过程中产生了大量污染环境的废水并且合成染料的某些中

间体对人体健康有一定程度的危害[1]。植物染料染色织物无毒无害，有特殊的保健作用等优点引起全世界

的高度关注[2]。由于水洗牢度差等导致植物染料没有被工业广泛应用[3]。各国已经开始着力研究植物染料

的提取方案和染色工艺。目前已经有一系列环保型植物染料和满足人们要求的高附加值纺织产品[4]。许多

国内研究人员正在努力研究开发改善植物染料的应用情况。虽然植物染料在牛仔行业的应用有局限性，但

是前景十分可观[5]。

1.2 本文研究目的、意义和内容

靛蓝天然染料的应用经历几千年，从直接染色法到还原染色法，已经发展成独立的靛蓝业[6]。靛蓝和

色氨酸生物合成途径中产生共同中间体吲哚。吲哚继而转化为吲哚酚，在氧化条件下吲哚酚可自发二聚化

形成蓝色的靛蓝，同时还可以形成靛红和少量的二氧化吲哚[7]。靛蓝的染色机理是不溶于水的靛蓝在碱性

溶液中被还原成可溶性的隐色体靛白，隐色体靛白具有一定亲和力上染纤维，织物透风被氧气氧化隐色体

靛白再转变为不溶性的靛蓝而固着在织物上[8]。

涤纶纤维是现代工业最常用的材料之一[9]。因涤纶纤维强度好、性价比高等，在牛仔织物混纺经纱中

交 流 论 文

◆ 215 ◆

常采用涤纶纤维。靛蓝天然染料在碱性水溶液中被还原剂还原存在氧化态、非离子态、单离子态和双离子

态 4 种形态[10]。合理控制染液中靛蓝天然染料的四种还原状态，使靛蓝以隐色酸和单酚钠离子形式隐色

体上染涤纶纤维，能提高靛蓝天然染料染色涤纶纤维的上染率[11]。若能探究出较好的提取方法和染色工

艺，将有利于日常生产，提高牛仔混纺涤纶织物的产量，改善生态环境，获得客观的社会效益和经济效益。

2 实验

2.1 实验仪器、化学品

实验中的主要仪器如下表 2-1 所示。

表 2-1 实验主要仪器

主要仪器 型号 生产厂家

电子天平 电子天平 TP-A500 福州华志科学仪器有限公司

水浴锅 L-12A-1 常温染色机 厦门锐迪科仪电子科技有限公司

电热恒温鼓风干燥箱 DHG-914OB 上海豫明仪器有限公司

电脑测色配色系统 datacolor-400 datacolor 公司

搅拌器 JJ-1 精密增力电动搅拌器 常州国华电器有限公司

pH 计 PHS-3C 型 PH 计 上海盛磁公司

红外染色机 162A013 型 datacolorAHIBA IR 公司

实验中的主要药品如下表 2-2 所示。

表 2-2 实验主要药品

主要药品 级别 生产厂家

冰醋酸 分析纯 AR 国药集团化学试剂有限公司

木质素磺酸钠 分析纯 AR 国药集团化学试剂有限公司

靛蓝 市售 常州美胜生物材料有限公司

5N 市售 常州美胜生物材料有限公司

碳酸钠 分析纯 AR 国药集团化学试剂有限公司

保险粉 分析纯 AR 国药集团化学试剂有限公司

烧碱 分析纯 AR 国药集团化学试剂有限公司

2.2 直接法实验

靛蓝天然染料直接法染色有四个单因素影响染色效果，分别是：染色温度、染色 pH、染色时间和染

色浴比。染色温度变量单因素取值为 100℃、110℃、120℃、130℃、140℃；染色时间变量单因素取值为

20min、40min、60min、80min、100min、120min；染色 pH 值变量单因素取值为 3、4、5、6、7、8、9；染

色浴比变量单因素取值为 1:10、1:20、1:30、1:40、1:50。

资 料 汇 编

◆ 216 ◆

2.2.1 探究染色温度对染色效果的影响

本实验探究染色温度对靛蓝天然染料上染涤纶经纱染色效果的影响，实验共分析了四个影响实验结果

的因素，第一组实验探究的是染色温度对实验结果的影响。本组实验探究了在染液 pH 值为 7、染色时间

为 45min、染色浴比为 1：20 的条件下，温度为 100℃、110℃、120℃、130℃、140℃时对实验结果的影

响。准确称取 4g 涤纶经纱，做好标记润湿拧干备用。称取 0.25g 木质素磺酸钠于 500ml 烧杯中，取 500ml

去离子水倒入烧杯中，搅拌使之溶解，称取 0.4g 靛蓝于烧杯中，使用搅拌器搅拌使染料均匀分散于水中，

得到染液。分别取 80ml 染液倒入 5 个干净染杯，放入涤纶经纱，染色温度分别为 100℃，110℃，120℃，

130℃，140℃，染色时间 45min。使用 0.1g/L 的中性皂洗剂 5N 对染完的布进行皂洗，水洗后烘干。

2.2.2 探究染液 pH 值对染色效果的影响

第二组实验探究的是染液的 pH 值对染色效果的影响。本组实验探究了在染液温度为 130℃、染色时

间为 45min、染色浴比为 1：20 一定的条件下，染液 pH 值分别为 3、4、5、6、7、8、9 时对实验结果的

影响。准确称取 4g 的涤纶经纱，做好标记润湿拧干备用。称取 0.25g 木质素磺酸钠于 500ml 烧杯中，取 500ml

去离子水倒入烧杯，搅拌使之溶解，然后称取 0.4g 靛蓝于烧杯中，使用搅拌器搅拌使染料均匀分散于水中

配成母液。分别取 80ml 母液倒入 7 个干净染杯，用碳酸钠溶液和冰醋酸溶液调节染液 pH 值分别为 3、4、

5、6、7、8、9。将织物折叠好按顺序对应放入染杯，染色温度为 130℃，染色时间为 45min。使用 0.1g/L

的中性皂洗剂 5N 对染完的布进行皂洗，水洗后烘干。

2.2.3 探究染色时间对染色效果的影响

第三组实验探究的是染色时间对染色效果的影响。本组实验探究了在染色温度为 130℃、染色 pH 值

为 7、染色浴比为 1：20 一定的条件下，染色时间分别为 20min、40min、60min、80min、100min、120min

时对染色效果的影响。准确称取 4g 的涤纶经纱，做好标记润湿拧干备用。准确称取 0.25g 木质素磺酸钠于

500ml 烧杯中，取 500ml 去离子水倒入烧杯，搅拌使之溶解，然后称取 0.4g 靛蓝于烧杯中，使用搅拌器搅

拌使染料均匀分散于水中配成母液。分别取 80ml 母液倒入 6 个干净染杯，用碳酸钠溶液和冰醋酸溶液调

节染液 pH 值为 7。将布折叠好按顺序放入染杯染色，染色温度设置为 130℃，染色时间分别设置为 20min、

40min、60min、80min、100min、120min。使用 0.1g/L 的中性皂洗剂 5N 对染完的布进行皂洗，水洗后烘干。

2.2.4 探究染色浴比对染色效果的影响

第四组实验探究的是染色浴比对靛蓝染涤纶经纱染色效果的影响。探究在染色温度为 130℃、染色 pH

值为 7、染色时间为 45min 的条件下，浴比分别 1:10、1:20、1:30、1:40、1:50 时对实验结果的影响。准确

称取 4g 的涤纶经纱，做好标记润湿拧干备用。称取 0.25g 木质素磺酸钠于 500ml 烧杯中，取 500ml 去离子

水倒入烧杯，搅拌使之溶解，然后称取 0.4g 靛蓝于烧杯中，使用搅拌器搅拌使染料均匀分散于水中得到母

液。分别取 40ml 母液倒入 5 个干净染杯，标记好烧杯。分别往 2 号染杯加入 40ml 去离子水，3 号染杯加

入 80ml 去离子水，4 号染杯加入 120ml 去离子水，5 号染杯加入 160ml 去离子水，得到浴比分别为 1:10、

1:20、1:30、1:40、1:50 的染液。用碳酸钠溶液和冰醋酸溶液调节染杯中染液 pH 值为 7，将布折叠好按顺

序放入染杯染色，染色温度为 130℃，染色时间为 45min。使用 0.1g/L 的中性皂洗剂 5N 对染完的布进行皂

洗，水洗后烘干。

交 流 论 文

◆ 217 ◆

2.3 还原法实验

靛蓝天然染料对涤纶经纱的还原染色法有四个单因素影响染色效果，分别是：染色温度、染色时间、

保险粉用量和烧碱用量。温度变量单因素取值 60℃、70℃、80℃、90℃、100℃、110℃；时间变量单因素

取值 20min、40min、60min、80min、100min；保险粉变量单因素取值 4g/L、8g/L、12g/L、16g/L、20g/L；

浴比变量单因素取值 0g/L、4g/L、8g/L、12g/L、16g/L、20g/L。

2.3.1 探究染色温度对染色效果的影响

本实验探究染色温度对靛蓝天然染料上染涤纶经纱的影响，实验共分析了四个影响实验结果的因素，

第一组实验探究的是染色温度对实验结果的影响。本组实验分别探究了在染色时间为 40min、染液保险粉

质量浓度为 4g/L 和烧碱质量浓度为 2g/L 的条件下，染色温度分别为 60℃、70℃、80℃、90℃、100℃、110

℃时对实验结果的影响。准确称取 6 个 4g 的布做好标记，润湿拧干放入烧杯。称取 0.25g 木质素磺酸钠于

500ml 烧杯中，取 500ml 去离子水倒入烧杯，搅拌使之溶解，然后称取 0.4g 靛蓝、2.0g 保险粉、1.0g 烧碱

于烧杯中，使用搅拌器搅拌均匀分散配成母液。分别取 80ml 母液倒入 6 个干净染杯，将布折叠好对应放

入染杯进行染色，将温度设置为 60℃、70℃、80℃、90℃、100℃、110℃，分别染色 40min。使用 0.1g/L

的中性皂洗剂 5N 对染完的布进行皂洗，水洗后烘干。

2.3.2 探究保险粉用量对染色效果的影响

本组实验探究在染色温度为 90℃、染色时间为 40min 和烧碱质量为浓度 2g/L 一定的条件下，保险粉

质量浓度分别为 4g/L、8g/L、12g/L、16g/L、20g/L 时对实验结果的影响。准确称取 5 个 4g 的布，做好标记

润湿拧干放入烧杯。称取 0.25g 木质素磺酸钠于 500ml 烧杯中，取 500ml 去离子水倒入烧杯，搅拌使之溶

解，然后称取 0.4g 靛蓝、1.0g 烧碱于烧杯中，使用搅拌器搅拌均匀分散配成母液。取 80ml 母液分别倒入 5

个干净染杯，做好标记，准确称取 0.32g、0.64g、0.96g、1.28g、1.60g 保险粉分别放入每个染杯，搅拌使之

溶解。将染色温度设置为 90℃，将布折叠好对应放入染杯染色 40min。使用 0.1g/L 的中性皂洗剂 5N 对染

完的布进行皂洗，水洗后烘干。

2.3.3 探究染色时间对染色效果的影响

第三组实验探究的是染色时间不同对实验结果的影响。本组实验探究了在保险粉质量浓度为 4g/L、烧

碱质量浓度为 2g/L 和染色温度为 90℃的情况下，染色时间分别为 20min、40min、60min、80min、100min

时对实验结果的影响。准确称取 5 个 4g 的布做好标记，润湿拧干放入烧杯。称取 0.25g 木质素磺酸钠于 500ml

烧杯中，取 500ml 去离子水倒入烧杯，搅拌使之溶解，然后称取 0.4g 靛蓝、2.0g 保险粉、1.0g 烧碱于烧杯

中，使用搅拌器搅拌均匀分散配成母液。将机器的染色温度设置为 90℃，染色时间为 20min 一次。等机器

的温度升高到 90℃开始计时，机器染色 20min 取出 1 号布，依次间隔 20min 取出相应的布。使用 0.1g/L 的

中性皂洗剂 5N 对染完的布进行皂洗，水洗后烘干。

2.3.4 探究烧碱用量对染色效果的影响

本组实验探究在染色时间为 40min、染色温度为 90℃、保险粉质量浓度为 4g/L 的条件下，烧碱用量分

别为 0g/L、4g/L、8g/L、12g/L、16g/L、20g/L 时对实验结果的影响。准确称取 6 个 4g 的布做好标记，润湿

拧干放入烧杯。取 500ml 去离子水倒入 500ml 烧杯中，称取 0.25g 木质素磺酸钠于烧杯中，搅拌使之溶解，

然后称取 0.1g 靛蓝、1.0g 烧碱于烧杯中，使用搅拌器搅拌均匀分散配成母液。取 80ml 母液分别倒入 6 个

资 料 汇 编

◆ 218 ◆

染杯，做好标记。准确称取 0.32g、0.64g、0.96g、1.28g、1.60g 烧碱分别倒入 2-6 号染杯。将布折叠好对

应放入染杯，将仪器染色温度设置为 90℃，染色时间为 40min。使用 0.1g/L 的中性皂洗剂 5N 对染完的布

进行皂洗，水洗后烘干。

2.4 实验配方、实验流程

2.4.1 直接法实验配方、实验流程

实验配方：

靛蓝 0.8%（owf）

木质素磺酸钠 0.5g/L

浴比 1:20

中性皂洗剂 5N 0.1g/L

实验流程：

A（℃）、B（h）

降温

室温、入染 皂洗、水洗、烘干

升温、调节 pH 值

C、D

注： A 为温度变量，A=100℃、110℃、120℃、130℃、140℃；

B 为时间变量，B=20、40、60、80、100、120min;

C 为 pH 值变量，C=3、4、5、6、7、8、9;

D 为浴比变量，D=1:10、1:20、1:30、1:40、1:50;

2.4.2 还原法实验配方、实验流程

实验配方：

靛蓝 0.8%（owf）

木质素磺酸钠 0.5g/L

浴比 1:20

中性皂洗剂 5N 0.1g/L

实验流程：

A（℃）、B（min）

降温

室温、入染 皂洗、水洗、烘干

C（g/L） D（g/L）

注：A 为温度变量，A=60℃、70℃、80℃、90℃、100℃、110℃；

B 为时间变量，B=20min、40min、60min、80min、100min;

交 流 论 文

◆ 219 ◆

C 为保险粉变量，C=4g/L、8g/L、12g/L、16g/L、20g/L;

D 为浴比变量，D=0g/L、4g/L、8g/L、12g/L、16g/L、20g/L;

经各方面的综合考虑本次实验选择 K/S 值来评价染色结果，通过测评织物表面颜色的深浅评价实验的

染色结果，K/S 值表示的就是固体织物的染色深度。使用 datacolor 公司电脑测色配色系统，在计算机测配

色仪器上测定织物的 K/S 值，计算公式为：

K/S=

R

R

2

)1

2 （  （式 2-1）

式中：R—有色式样趋于无限厚度的反射率

K—有色物质的吸收系数

S—散射系数

3 结果与讨论

3.1 直接法染色结果与讨论

3.1.1 探究染色温度对染色效果的影响

100 110 120 130 140

0.70

0.75

0.80

0.85

0.7646

0.7427

0.7586

0.7963

0.8099

K/S

值

染染染染 (℃)

图 3-1 染色温度对染色效果的影响

由图 3-1 可知，在染色 pH 值为 7、染色时间为 45min、染色浴比为 1：20 的情况下，靛蓝天然染料直

接染涤纶经纱在 100℃时就有较高的上染百分率，随着温度升高，织物 K/S 值先减小后增大，总体变化不

大。因为在 100℃左右时涤纶纤维开始吸湿膨胀，大分子链段运动增加导致染料分子易进入涤纶纤维内部，

所以靛蓝直接染涤纶经纱在 100℃时就有较高的上染百分率。温度逐渐升高，靛蓝天然染料继续上染涤纶

经纱，由于涤纶经纱染色饱和值较低，上染率变化不大，在满足实验要求的上染率的情况下，从节约能源

的角度选择 125℃、130℃、135℃进行正交实验。

3.1.2 探究染液 pH 值对染色效果的影响

资 料 汇 编

◆ 220 ◆

3 4 5 6 7 8 9 10

0.85

0.90

0.95

1.00

0.8928

0.9827

0.9652

0.9119

0.9261

0.958

K/S

0.9224

值

染染pH值

图 3-2 染液 pH 值对染色效果的影响

分析图 3-2 可知，在染色时间为 45min、染色浴比为 1：20 和染色温度为 130℃的条件下，随着染色

pH 值的升高，靛蓝天然染料上染涤纶的 K/S 值不断上升，当 pH 值超过 4 的时候，K/S 值下降变化缓慢，

在 pH 值为 4 左右时有最大值。靛蓝天然染料在染液中主要以隐色酸、单酚钠离子隐色体、双酚钠离子隐

色体几种形式存在。随着染液 pH 值变化其主要存在形式也不断变化。当 pH 值低于 7 时，靛蓝天然染料

主要以隐色酸和单酚钠离子隐色体存在，隐色酸上的羟基和 PA 纤维的酰胺基之间存在氢键，而在较高 pH

值的染浴中，单离子态的靛蓝天然染料和 PA 纤维末端的氨基之间存在离子键作用力，上染率较高。随染液 pH

值升高，靛蓝天然染料主要存在形式变为与纤维亲和力低的双酚钠离子隐色体，上染率开始下降。由图可知在

pH 值为 4 左右时，靛蓝天然染料直接法染有最大上染率，选择 pH 值为 4、5、6 进行正交实验。

3.1.3 探究染色时间对染色效果的影响

20 40 60 80 100 120

0.95

1.00

1.05

1.10

1.15

0.9463

1.0145

1.1358

1.0474 1.0395

1.0207 K/S

值

染染染染 (min)

图 3-3 染色时间对染色效果的影响

交 流 论 文

◆ 221 ◆

由图 3-3 可知，染色 pH 值为 7、染色温度为 130℃、染色浴比为 1：20 时，随着染色时间的延长，靛

蓝天然染料上染涤纶经纱 K/S 值不断上升后下降，织物颜色不断加深，后颜色没有明显变化。因为涤纶的

染色饱和值较低，随着染色时间延长超过 60min 时靛蓝天然染料上染涤纶的 K/S 值变化不大。在染色时间

为 60min 时，K/S 值最大，选择染色时间 50min、60min、70min、进行正交实验。

3.1.4 探究染色浴比对染色效果的影响

1：10 1：20 1：30 1：40 1：50

0.80

0.85

0.90

0.95

1.00

1.05

1.10

0.8121

0.863

0.9012

1.0808 1.0795

K/S

值

染染染染 (℃)

图 3-4 染色浴比对染色效果的影响

由图 3-4 可知，在染色 pH 值为 7、染色温度为 130℃、染色时间为 45min 的情况下，随着染色浴比从

1:10 变到 1:40，靛蓝天然染料上染涤纶的 K/S 值变化不大，不断缓慢上升，织物颜色不断加深但没有明显

变化。因为浴比对聚酰胺纤维染色的着色深度影响不大。在染色过程中会产生大量废水，浴比太大时会影

响染液的吸尽和织物的固色率，浴比太小时会影响匀染效果。小浴比染色工艺节约水和化学品资源，有效

的降低了成本，在保证固色率的同时能缩短染色时间，综合上染率和绿色环保处理废水的角度选择 1：15、

1：20、1：25 三种小浴比进行正交实验，探讨出实验的最佳浴比。

3.2 直接法多因素正交实验

表 3-5 直接染色法多因素取值

A B C D

序号 染色温度℃ 染色 pH 染色时间 min 染色浴比

1 125 4 50 1：15

2 130 5 60 1：20

3 135 6 70 1：25

染色浴比

资 料 汇 编

◆ 222 ◆

表 3-6 正交实验设计及结果

序号 A B C D K/S 值

① 1 1 1 1 1.2009

② 1 2 2 2 1.7016

③ 1 3 3 3 1.7317

④ 2 1 2 3 1.2637

⑤ 2 2 3 1 1.4474

⑥ 2 3 1 2 1.5544

⑦ 3 1 3 2 1.3877

⑧ 3 2 1 3 1.3774

⑨ 3 3 2 1 1.5166

1.545 1.284 1.378 1.388 /

1.422 1.509 1.494 1.548 /

K/S 值 M1

M2

M3 1.427 1.601 1.522 1.458 /

极差 R 0.123 0.317 0.145 0.160 /

极差值反映了各因素对评价指标的影响大小，极差越大，对染色影响越大，分析表 3-6 染色织物的

K/S 值的极差看出，靛蓝天然染料直接染时影响织物染色效果的主要因素顺序为：B>D>C>A，即染色 pH

值对染色效果的影响最大，其次是染色浴比和染色时间，而染色温度对其的影响较小。根据 K/S 值在不同

的染色温度下平均值可看出，当染色 pH 值为 6 时，K/S 值最大；分析 K/S 值在不同染色时间下的平均值发

现在染色时间为 70min 时最大；分析不同染色浴比的平均值可知，当染色浴比为 1：20 和 1：25 时，两者

的 K/S 值相差不大，从节约水资源的角度应选择小浴比 1：20。染色温度在染色织物的 K/S 值的极差里面

最小，对染色影响最小，从节约能源的角度应选择 125℃。综上所述，直接染的最优工艺方案为 A1B3C3D2，

织物的各项性能指标最好。

3.3 还原法染色结果与讨论

3.3.1 探究染色温度对染色效果的影响

50 60 70 80 90 100 110 120

1.4

1.6

1.8

2.0

2.2

1.5141

1.6348

1.7221

2.092

1.4653

1.3813

K/S

值

染染染染 (℃)

图 3-7 染色温度对染色效果的影响

交 流 论 文

◆ 223 ◆

由图 3-7 知，在保险粉质量浓度为 4g/L、染色时间为 40min、烧碱为 2g/L 的条件下，随着染色温度的

升高，织物 K/S 值先增加后减小，在 90℃左右上染率有最大值。在低温条件下，涤纶纤维大分子吸湿膨胀，

靛蓝天然染料在碱性染液中被还原快速上染涤纶纤维，即在低温时靛蓝染涤纶就有较高的上染率，随着温

度的升高，靛蓝天然染料渗透和扩散加快，涤纶经纱 K/S 值增加。温度更高时保险粉分解，涤纶经纱的 K/S

值开始下降。综合考虑选择 85℃、90℃、95℃为正交实验的染色温度。

3.3.2 探究保险粉用量对染色效果的影响

4 8 12 16 20

1

2

3

4

5

6

7

8

9

1.8048

3.5612

7.0212

7.5498

8.224

K/S

值

保保保保保 (g/L)

图 3-8 保险粉用量对染色效果的影响

由图 3-8 可知，染色温度为 90℃、染色时间为 40min、烧碱质量浓度为 2g/L 的条件下，随着保险粉质

量浓度的增加，织物 K/S 值不断增加。保险粉质量浓度低于 8g/L 时，织物 K/S 值变化较小。保险粉质量浓度在

12g/L-16g/L 时，染色织物 K/S 值增加迅速，当保险粉质量浓度超过 16g/L 织物 K/S 值不再明显增加。靛蓝染料

氧化态对涤纶纤维的直接性亲和力小，当保险粉质量浓度低时，不能将靛蓝染料完全还原成隐色体，对织物的

上染率低。当保险粉质量浓度高，靛蓝染料所含的隐色酸和单酚钠离子亲和力大，织物 K/S 值大。

3.3.3 探究烧碱用量对染色效果的影响

0 4 8 12 16 20 24

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

0.3214

0.8122

0.5407 0.5567

0.6594

0.7223

K/S

值

烧烧保保 (g/L)

图 3-9 烧碱用量对染色效果的影响

资 料 汇 编

◆ 224 ◆

分析图 3-9 可知，在染色时间为 40min、染色温度为 90℃和保险粉质量浓度为 4g/L 的条件下，随烧碱

质量浓度的增加，染色涤纶 K/S 值呈先增加后减小。当烧碱质量浓度为 0-4gL 时，K/S 值不断增大，在 4g/L

时有最大值；烧碱质量浓度为 4g/L-8 g/L 时，K/S 值开始下降；烧碱质量浓度超过 8 g/L 后 K/S 值缓慢增加

变化不大。随着烧碱质量浓度的增加，靛蓝染料被还原为隐色体，直至烧碱质量浓度达到 4g/L 时，靛蓝染

料与纤维间主要以氢键和离子键结合；烧碱质量浓度超过 4g/L 时，随着烧碱质显浓度的增加，靛盐染料隐

色酸和单酚钠离子隐色体逐渐转变为直接性较低的双酚钠离子隐色体，故染色涤纶的 K/S 值降低，直至烧

碱质最浓度达到 8g/L 时，靛蓝染料主要以双酚钠离子隐色体形式行在，烧碱质量浓度再增加，织物 K/S 值

不再变化。综合考虑选择烧碱质量浓度 2g/L、4g/L、6g/L 进行正交实验。

3.3.4 探究染色时间对染色效果的影响

20 40 60 80 100 120 140

1.1

1.2

1.3

1.4

1.5

1.6

1.7

1.8

1.9

1.3264

1.6587

1.4469

1.134

1.691

1.857

K/S

值

染染染染 (min)

图 3-10 染色时间对染色效果的影响

由图 3-10 可知，在烧碱质量浓度为 2g/L、染色温度为 90℃和保险粉质量浓度为 4g/L 时，染色时间

0-60min 时，随着时间延长织物 K/S 值不断上升，织物颜色不断加深。当染色时间超过 60min 时，随着时

间延长，保险粉分解靛蓝天然染料被氧化，对织物亲和性变小，K/S 值开始变小。选择染色时间 30min、

40min、50min 三种时间进行正交实验。

3.4 还原法多因素正交实验

表 3-11 还原染色法多因素取值

序号 A B C D

染色温度（℃） 保险粉（g/L） 染色时间（min） 烧碱用量（g/L）

1 85 22 30 2

2 90 24 40 4

3 95 26 50 6

交 流 论 文

◆ 225 ◆

表 3-12 正交实验设计及结果

序号 A B C D K/S 值

① 1 1 1 1 1.1466

② 1 2 2 2 1.8056

③ 1 3 3 3 1.8042

④ 2 1 2 3 2.7420

⑤ 2 2 3 1 2.7317

⑥ 2 3 1 2 3.9450

⑦ 3 1 3 2 2.9767

⑧ 3 2 1 3 2.3547

⑨ 3 3 2 1 1.2574

1.5855 2.2884 2.4821 1.7119 /

3.1396 2.2973 1.9350 2.9091 /

K/S 值 M1

M2

M3 2.1963 2.3355 2.5042 2.3003 /

极差 R 1.554 0.047 0.569 1.197 /

极差的大小表示对染色的影响，由表 3-12 染色织物的 K/S 值的极差看出，靛蓝还原染时影响织物染

色效果的主要因素顺序为：A>C>D>B，即染色温度对染色效果的影响最大，其次是烧碱质量浓度和染色时

间，而保险粉质量浓度对其的影响较小。根据 K/S 值在不同的染色温度下平均值可看出，当染色温度为 90

℃时，K/S 值最大；分析 K/S 值在不同烧碱质量浓度和染色时间下的平均值发现在烧碱质量浓度为 4g/L 和

染色时间为 50min 时最大。根据 K/S 值在不同的保险粉质量浓度下平均值可看出，保险粉浓度为 24g/L 时

最大。综上所述，直接染的最优工艺方案为 A2B2C3D2。

4 结论

靛蓝天然染料对牛仔织物混纺涤纶经纱的应用健康环保，有助于清洁生产，经过实验探究得出靛蓝天

然染料直接染、还原染涤纶经纱的最佳染色工艺，可极大节约生产资源，提高生产效益，改善产品质量，

为行业增收。靛蓝天然染料直接染涤纶经纱的最佳染色工艺为：染色温度 125℃、染色 pH 值为 6、染色

时间 70min、染色浴比 1:20。在最佳工艺参数下染色后棉涤混纺织物的性能优良，皂洗牢度 4-5 级，干摩

擦牢度为 4-5 级，湿摩擦牢度 3 级，日晒牢度 2-3 级。靛蓝天然染料还原染涤纶经纱的最佳染色工艺为：

染色温度 90℃、保险粉质量浓度 24g/L、染色时间 50min、烧碱质量浓度 4g/L。在最佳染色工艺参数下棉

涤混纺织物的性能优良，皂洗牢度 4 级，干摩擦牢度为 4 级，湿摩擦牢度 3 级，日晒牢度 2-3 级。

参考文献：

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◆ 226 ◆

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交 流 论 文

◆ 227 ◆

裂纹弹力牛仔面料的生产

王祥银 张宣东 刘振波 吕显峰

（枣庄海扬王朝纺织有限公司，山东枣庄 277400）

牛仔服装经过百余年的发展，已经从最初的工装演变成为老少皆宜，男女皆宜的全能服装，在流行服

装领域占有举足轻重的地位，牛仔是一个不断创新的品类，各种新技术与新工艺被运用到牛仔产品的开发

中来，在原料的选择上已经突破了以棉为主的格局，正在从单一的纯棉产品向混纺型、弹力型以及差别化

方向发展。弹力牛仔布制成的牛仔服饰具有优良的弹性与保形性，深受消费者尤其是中青年群体的喜爱，

故流行至今，畅销不衰。我们公司，成功开发了裂纹弹力牛仔面料，现将我们公司的生产实践介绍如下。

1 产品设计概述

为了开发一款新颖的弹力牛仔面料，我们结合雪纺皱的特点开发了裂纹弹力牛仔面料，采用全棉赛络

纺 77.7tex 强捻纱作为经纱，天丝/棉 70/30 赛络纺 77.7tex 普通纱和赛络纺 64.8tex 包 77.8dtex 的氨纶包芯纱

混纬生产裂纹弹力牛仔面料。裂纹弹力牛仔面料经纱采用三上一下右斜纹组织织成牛仔布。染色采用束状

染色机赋予牛仔布优异的染色质量；织布生产时在剑杆织机上采用三上一下右斜纹组织进行织造；后整理

采用先烧毛，再退浆，防缩整理。设计成品经密 275.6 根/10 cm，纬密 189 根/10 cm，幅宽 129±3cm。

2 生产技术要点

2.1 纺纱工艺技术要点

纺纱流程：清钢联→FA311 型并条机（2 道）→TJFA458A 粗纱机→EJM128K 型细纱机→Savio 自动络

筒机。

①清钢联工序。工艺上尽量遵循“多松少打，以梳代打，尽量少落”的原则，合理控制车间内的温湿

度，梳针打手设计速度为 389r/min。梳棉要兼顾梳理和减少纤维损伤，遵循“梳理为主、减少打击、低速

度、大隔距、快转移”的工艺原则。选用针布状态较好的机台进行纺制。为了实现适度梳理，减少纤维损

伤，放大锡林刺辊间隔距，降低刺辊速度，适当放大锡林盖板隔距。纺纬纱时‘由于天丝纤维是再生纤维，

整齐度好、抱合力差、纤维刚性大，工艺上尽量采用“多松轻打，以梳代打，尽量少落，慢车速”的原则。

采用梳针打手，降低打手速度，避免过度打击损伤纤维，造成短绒增加。天丝纤维应采用较小的张力牵伸，

适当增加生条定量，为了提高棉纺质量，减少纤维的损伤，降低生条棉结，采用“中大定量、低速度、小

张力、快转移”的工艺。

②并条工艺。经纱纺纱时，为了保证各棉纤维条干均匀，采用二道混并工艺，并在末道采用带自调匀

整装置的并条机，这样可以提高纤维的伸直平行度，降低因弯钩纤维勾结而形成的棉结。头并采用较大的

后区牵伸，末并采用较小的后区牵伸，能够改善条子的均匀度。具体工艺见表 1。

资 料 汇 编

◆ 228 ◆

表 1 并条工艺

一并 二并

干重（g/5m） 20 21

喇叭口（mm） 3.2 3.2

并合数（根） 7 7

总牵伸（倍） 6.21 8.22

后区牵伸（倍） 1.84 1.26

罗拉隔距（mm） 13×14×16 13×14×16

出条速度（m/min） 350 300

纬纱生产时，并条工序对成纱重量均匀度起着关键性的作用，并条工序相对湿度控制适当偏高，以减

少缠绕现象带来的不利影响，并条机车速应适当降低，可避免缠绕罗拉和胶辊的现象，罗拉加压量要适当

放大，确保纤维在牵伸中稳定运动，提高条干水平，适当放大罗拉隔距，喇叭口径适当偏小。在并条工序

采用三道并条，保障天丝纤维在纱线中的混纺均匀。

③粗纱工序。粗纱生产遵循“轻定量，小后区牵伸倍数，稍大粗纱捻系数，减少意外伸长”的工艺原

则，选择合适的粗纱喇叭口，保证条干均匀度。合理调整纺纱张力，降低粗纱重量不匀率，减少张力不良

引起的长粗、长细纱疵。粗纱捻系数尽量偏大掌握，以增加粗纱强力，确保粗纱在细纱工序退绕，减少退

绕不良引起的细节，甚至拉断粗纱现象。粗纱主要工艺参数见表 2。纬纱生产时，由于天丝纤维光洁度高，

容易滑移产生意外伸长，造成粗纱条干不匀，采取“大隔距、轻定量、中大捻度、小张力、低车速、重加

压”的工艺。适当提高粗纱回潮率，减少成纱毛羽。粗纱主要工艺参数：粗纱总牵伸 7.58 倍，后区牵伸

1.18 倍，锭翼速度 800r/min，罗拉隔距 12×28×35mm，钳口隔距 4.0mm，捻系数 105，前罗拉速度 185r/min。

④细纱工序。细纱工序是本方案得以实现的关键纺纱工序，合理选用经纬纱的捻度是关键，为实现布

面裂纹的特殊效果，强捻纱的捻系数选择在同号纱支机织用纱的 1.4 倍到 1.6 倍之间，细纱工艺设计时捻

系数偏大掌握，上机时严格控制工艺齿轮，检查钉带长度是否一致，张力重锤刻度，是否有钉带反扭、脱

落、伸长；设备上要避免歪锭子，消除不良锭子，保持张力的一致性。细纱生产遵循“重加压，大捻系数，

大后区隔距，小后区牵伸，低车速”的工艺原则。细纱后区牵伸倍数偏小选择，罗拉钳口压力偏重掌握，

选用高硬度弹性胶辊，确保细纱机械状态良好。细纱工艺：机牵牵伸 25.78 倍，捻系数 510，后区牵伸 1.25

倍，罗拉隔距 18×25mm，钢领 PG2，钢丝圈 G17#，钳口 4.5mm，前罗拉速度 185r/min。

纺纬纱时，天丝纤维刚性大，易在纺纱时产生毛羽，低车速可减少毛羽数量，要保证吊锭回转稳定，

减少意外伸长；车间相对湿度控制在 75%左右；细纱工序的设备调整及机构状态要保持正常，钢丝圈不能

太重，否则容易产生纺纱张力过大，引起断头。在纺纱过程中还需注意防止断丝以及氨纶丝包覆不良问题

的产生。

⑤络筒工序。络筒工序采用 Savio 自动络筒机。以低车速，络筒张力保持均匀恒定，减少毛羽为主要

工艺原则。保持络筒各部件与通道光洁，减少毛刺，以降低成纱毛羽，减少纺纱断头。络筒选用金属槽筒。

采用电子清纱器清除纱上细节、弱捻、竹节、飞花、杂质和细纱结头不良等纱疵，以便浆染工序生产顺利

交 流 论 文

◆ 229 ◆

进行，提高产品质量。络筒工艺参数为：纱线速度 1000m/min，张力刻度为 8～9。

2.2 染色工艺关键点

将待染的纱线使用 HFGA136 型集束球经机整成球轴。球经生产时需要保证球经张力的均匀一致，在

开车前要做好球经各通道的清洁工作，球经张力不宜过大避免经纱断头增加，在开车过程中值车人员需要

及时巡回避免在开车过程中回丝或者棉絮堵塞纱线通道造成球经张力增大的问题。采用 ASMA636—12 束

状染色机进行经纱染色生产。

球经工艺： 球经车速 200m/min，单纱动态张力 20～25cN/根，球经组织：全棉赛络纺 77.7tex 强捻纱

298 根×12 轴。

由于经纱采用较高捻系数的纯棉经纱，因此纱线煮练碱含量及煮练温度都要适当调高，以提高纱线渗

透效果，保障染色效果。靛蓝束状线染色采取低车速、中含量、多浸多轧的染色方法来提高纱线上染率与

透芯效果，染色过程中控制染液中的各组分含量的稳定，控制纱线颜色的均匀一致与透芯效果，保证纱线

染色的颜色稳定。

束状染色工艺流程：经纱→煮练一道（85℃）→热水洗一道（60℃）→水洗五道（常温）→靛蓝 8 道

（常温）→水洗三道（常温）→柔软剂一道（60℃）→烘筒烘干。

束状染色主要工艺参数：染色车速 22 m/min，染槽轧辊压力 0.5 MPa，煮练槽中煮练碱 10 g/L～12 g/L，

渗透剂 6 g/L。染槽中，靛蓝 2.6 g/L～2.8 g/L，保险粉 1.3 g/L～1.5 g/L，pH 值 11.2～11.8，电位值-860 mv～

-780 mv。靛蓝补充液配方：靛蓝 75 kg，保险粉 100 kg，烧碱 75 kg，渗透剂 6 kg，体积 1 000 L；柔软剂

槽：柔软剂 100 g/L，氨基硅油 5 g/L。靛蓝补充液补充量：3200 mL/min。

2.3 浆纱工艺要点

染色后的经纱通过 HFGA135 型分纱整经机进行分经，分经车速 160～180 m/min，单纱动态张力 18～

20cN/根。分经轴做好后在 ASGA365-D 型浆纱机上浆纱做成织轴。由于采用的纱支较粗，强力较好，在浆

纱时主要是提高纱线毛羽贴伏，采用适当的 M-5 浆料的含量，保证浆膜的力学性能，增大纱线的耐磨摩擦

强度、减少伸长。浆纱生产以淀粉为主浆料，辅以 M-5、蜡片、乳化油等助剂。烘干温度 120℃～130℃，

浆纱伸长率≤1%，浆纱回潮率 5%～7%，上浆率 8%～10%。上浆质量决定了后续的织造效率，所以浆纱

生产时一定要控制好上浆的均匀一致，确保浆纱质量。上浆率要保持稳定，浆液粘度不宜太高，否则会造

成纱线表面上浆太大，在分纱及织造过程中易造成脆断，产生倒断头、断疵等疵点。浆液温度要稳定，温

度过高会造成容易使浆液飞溅到纱片上形成浆斑；浆液温度过低容易结浆皮、渗透不良，造成上浆质量下

降，布机疵点增多；烘干温度不宜过高，过高的烘干温度不利于浆膜完好，烘干温度控制在 125℃左右，

根据浆纱回潮率的变化适当调整。

浆纱工艺：浆纱车速 40 m/min，浆槽轧辊初压 0.3 MPa，浆槽轧辊终压 0.2 MPa；淀粉 75 kg，M-5 1 kg，

蜡片 0.3 kg，乳化油 1 kg，体积 750 L；浆槽温度 96℃～98℃，浆槽粘度 5s～7s，含固率 9%～11%，后上

蜡 1.5‰，浆纱回潮率 5%～7%。

2.4 织造工艺关键点

裂纹弹力牛仔面料采用剑杆织机进行织造。经纱采用全棉赛络纺 77.7tex 强捻纱作为经纱，天丝/棉 70/30

赛络纺 77.7tex 普通纱和赛络纺 64.8tex 包 77.8dtex 的氨纶包芯纱混纬，采用三上一下右斜纹组织生产牛仔

资 料 汇 编

◆ 230 ◆

布。选用毕佳诺 GAMMAX 型剑杆织机，牛仔布织造时织布车间的温湿度要控制好以保障牛仔布的顺利生

产，车间温度宜控制在 25℃～32℃，相对湿度宜控制在 68%～75%。织造时经纱上机张力不宜过大避免因

纱线强力偏低造成经纱断头偏多的问题，合理配置开口时间以及后梁高度等工艺参数，采用偏大的上机张

力。具体织造工艺参数：车速 525 r/min，总经根数 3576 根，筘号 55 齿/10 cm，穿筘筘幅 162.5 cm，上机

幅宽 156 cm～157 cm，上机张力 3 800 N，上机纬密 153.5 根/10 cm，后梁高度 11 cm；地组织采用三上一

下右斜，边组织采用二上二下经重平，地经穿综 1、2、3、4，边经左 5、6，右 6、5；综框 4 页，其中 1、

2、3、4 页穿 876 根，5、6 页穿 36 根×2；停经片列数×片数为 6×596；停经片穿法 1、2、3、4、5、6；

地经每筘 4 入，边纱每筘 4 入；经向织缩率 11%，纬向织缩率 4%。

2.5 后整理工艺要点

牛仔面料的后整理工序是牛仔面料加工中的重要工序，通过烧毛可以去除布面毛羽、杂质，赋予牛仔

面料光洁的布面效果，预缩加工可以消除织物潜在的内应力，使产品获得稳定的外形；改善织物手感，增

进服用性能。对于裂纹弹力牛仔面料我们采取烧毛、预缩整理的后整理加工方式。烧毛采用 LMH003 型气

体烧毛，三道火口，两正一反，由于裂纹弹力牛仔面料经、纬纱较粗，烧毛温度可以适当稍高，以去除毛

羽，烧毛工艺为：车速 75 m/min，火焰温度 1 200℃～1 300℃。

采用较轻的防缩处理，预缩一遍。提高经向张力，保持经、纬向较大的缩水率。防缩工艺：进布车速

50m/min，出布车速 40m/min，烘筒温度 130℃，橡毯温度 140℃，呢毯温度 130℃，橡毯挤压量 20%，预

缩张力 30N。通过防缩整理后，面料的纬向潜在缩水率较高，经向缩水率较小。通过防缩处理面料纬向保

留了较大的缩水空间给后续水洗加工创造了便利条件。

3 牛仔布主要技术性能指标

裂纹弹力牛仔面料在温度 21±1℃，相对湿度 65±2%的标准环境下平衡 4 小时以上检测。主要技术性

能指标见表 1。牛仔布各项指标均较好，能够满足后续服装加工的要求。防失弹牛仔面料主要技术性能指

标：成布布重 359g/m2

，成布幅宽 155±2cm，经向缩水率-8.89%，纬向缩水率-19.79%，纬向弹性伸长 20.4%，

纬向残余弹性伸长率 7.2%，经向拉伸强力 930N，纬向拉伸强力 695N，经向撕破强力 70N，纬向撕破强力

79.2N。

4 服装水洗注意事项

为了获得布面的裂纹效果，裂纹弹力牛仔面料预缩生产时，预留了较大的回缩空间，在洗水时采用快

速升降温的水洗工艺，使服装面料产生剧烈的不均匀收缩，从而产生类似于雪纺皱的裂纹效果。

5 总结

为了控制裂纹弹力牛仔面料的水洗缩水率，提高面料的弹性性能，达到实现牛仔面料裂纹效果，我们

采用强捻纯棉经纱，天丝/棉 70/30 赛络纺 77.7tex 普通纱和赛络纺 64.8tex 包 77.8dtex 的氨纶包芯纱混纬织

造裂纹弹力牛仔面料，采用合理的纺纱工艺，通过生产工艺优化，提高了产品的性能，在产品结构上进行

了合理的设计，在后整理阶段采用预留较大缩水空间的预缩工艺，在面料服装水洗时通过高温水洗，快速

冷却的水洗工艺，实现牛仔面料的裂纹效果，成功开发了裂纹弹力牛仔服装面料。

交 流 论 文

◆ 231 ◆

纱线丝光对硫化牛仔面料老化性能的影响

刘淑梅

（河北新大东纺织有限公司）

摘 要：硫化染料是用于牛仔布染色的重要染料之一，在上染牛仔布的经纱时，由于硫化染料分子中

存在不稳定的多硫键，硫原子在一定的温湿度条件下会形成硫酸，进而会对牛仔面料中的纤维素纤维产生

水解作用，降低面料的强力。本文通过改进牛仔面料的硫化黑染色工艺，分析和研究纱线丝光的办法对硫

化黑牛仔面料老化性能的影响。试验结果显示，随着染色深度的增加，无论是老化前还是老化后，面料强

力都会下降；老化现象对撕裂强力的损害程度比对断裂强力更大。纱线的丝光工艺，对改善硫化黑面料的

老化性能确实有一定的帮助，丝光能够明显降低老化现象对面料强力的损害程度。

关键词：牛仔面料；硫化染料；老化强力；纱线丝光

一、概述

通常情况下，用靛蓝染料染色后的牛仔服装面料通常被称为经典颜色面料，然而经过硫化染料染色的

牛仔布，能够丰富牛仔面料的颜色体系。同时，通过不同颜色、不同浓度深浅的搭配和不同的套染方式和

染色工艺，能够进一步丰富牛仔面料的颜色，使牛仔服装更加时尚。可以看出，硫化染料染色的工艺是牛

仔面料生产中非常重要的一种工艺。

在染色的时候，硫化染料中的多硫键在一定的温湿度条件下会产生硫酸，进而水解牛仔面料中主要组

成成分的纤维素纤维，使纱线发生脆损，强力会大大降低[1]，进而面料乃至服装的强力也大大降低，这种

现象称为硫化染色面料的老化。

在生产实践中，通过长期的分析研究和经验积累，人们通过改善染色水洗、烘干等防脆损工艺，有效

地避免了面料染色后即时或短时间内出现面料的脆损现象。本文以硫化黑牛仔面料为对象，分析和研究硫化黑

染纱过程中的浓度和丝光工艺对面料老化性能的影响，总结出有效改善硫化黑牛仔面料老化性的工艺。

二、试验设计

2.1 硫化黑浓度对老化性能的影响的试验

采用不同浓度的硫化黑染液对牛仔经纱进行染色[1]，以测试硫化黑浓度对老化性能的影响；

染色过程：煮练-水洗-硫化黑染色-水洗-烘干-浆纱

煮练配方：煮练剂 8g/L，渗透剂 6g/L

染色深度分别为 30g/L，60g/L，80g/L，100g/L 和 120g/L，3 槽。

2.2 丝光前处理的染色试验

资 料 汇 编

◆ 232 ◆

按照丝光理论和实践经验，丝光效果在 240g/L 时为最好。但是由于纱线染色受到设备流程的限制，当

碱浓度超过 150g/L 时，生产过程几乎无法顺利完成[2][3]。因此在本课题中，采用 140g/L 的丝光碱浓度对经

纱进行丝光预处理，研究不同丝光碱浓度下，对老化性能的影响。

染色过程：浸轧丝光液-水洗（3 槽，70℃，常温，常温）-硫化黑染色（90℃）-水洗-防脆处理-水

洗-烘干-浆纱

丝光前处理配方:丝光碱 140g/L，丝光渗透剂 3g/L

染色深度分别为 30g/L，60g/L，80g/L，100g/L 和 120g/L，3 槽。

2.3 织造工艺

以毕佳诺剑杆织机按设计计划织造成坯布，再以相同的后整理退浆预缩工艺生产成品，成品规格为：

（SR20+SR21.5SB）X（21/70D+SR10） 140X112 复合组织丝光黑 53/55 12.0OZ

三、检测方法

试验所得的成品须经过标准的检验方法检测老化性能。在自然条件下，老化是一个漫长的过程，是多

硫链不断地轻微断裂，造成纤维轻微水解以致于脆损的积累过程。本次试验采用 AATCC-26 加速法[4]，该

方法将试样置于 135℃±2℃烘箱中，定时分批给烘箱加入定量的水，以形成使试样加速老化的蒸汽。经过

6 小时实现老化过程。老化后的试样移入标准条件的恒温恒湿室，与未经老化的空白样一起放置 16 小时，

测试强力，以确定老化性能。

四、结果与讨论

4.1 硫化黑染色浓度对面料老化性能的影响

经纱分别在不同的硫化黑染液下染色后织成的面料，在老化前后的强力情况如表 1、表 2 所示。上表

中的断裂强力和撕裂强力是面料的经向强力。

表 1 染色深度对断裂强力的影响

染料浓度（g/L） 老化前断裂强力（LB） 老化后断裂强力（LB） 强力降（%）

30 196.7 176 10.5

60 193.8 170.6 12

80 192.2 162.9 15.2

100 187.5 144.1 23.1

120 183.8 139.2 24.2

表 2 染色深度对撕裂强的影响

染料浓度（g/L） 老化前撕裂强（LB） 老化后撕裂强（LB） 降低（%）

30 10.8 6.6 38.9

60 10.3 6.3 38.8

80 10.3 6.0 41.7

100 9.9 5.7 42.4

120 9.7 5.2 46.4

交 流 论 文

◆ 233 ◆

从上表可以看出，随着染色浓度的增加，老化前后的断裂和撕裂强力都会有所降低，且老化前的强力

降低程度比老化后的强力程度明显小。这是因为一是对于老化前的硫化黑面料来说，经纱经过染色烘干、

织造和后整理过程的热湿环境的作用，在生产过程中老化作用实际上已经发生，只是由于时间短暂所以作

用相对较弱；二是随着染色的染色浓度逐渐增加，纱线上吸附的硫化黑染料的重量也在增加，更多的硫化

染料发生水解，从而氧化脆损现象更加突出；三是老化测试实质上是一个自然老化现象的浓缩过程，所以

明显地将老化前的强力变化程度明显放大。

4.2 丝光对面料老化性能的影响

在纱线的硫化黑染色前，对纱线进行 140g/L 的丝光预处理，其面料的老化前后的强力测试结果如表 3：

表 3 丝光对面料断裂强力的影响

染料浓度（g/L） 老化前断裂强力 （LB） 老化后断裂强力 （LB） 降低（%）

30 198.3 178.9 9.8

60 195.6 176.2 9.9

80 192.9 170.6 11.6

100 190.4 165.5 13.1

120 186.0 159.3 14.6

表 4 丝光对面料老化强力的影响

染料浓度（g/L） 老化前撕裂强力（LB） 老化后撕裂强力 （LB） 降低（%）

30 11.0 7.8 29.1

60 10.8 7.8 27.8

80 10.5 7.3 30.5

100 10.2 6.9 32.4

120 9.9 6.5 34.3

图 1 不同染色深度下强力变化百分率%

%

资 料 汇 编

◆ 234 ◆

未丝光时的面料强力损失，比经过纱线丝光处理时的强力损失更大。说明经过丝光处理后，纱线的抗

老化性能明显有所改善。纱线经过丝光处理后，棉纤维的内在结构发生了改变，同时纱线内外层对染料分

子的吸附能力差异比未丝光时更大，染料分子更多的被吸附在纱线的表层[5]，因此相对地更少的纤维受到

老化的影响。

五、结论

随着染色深度的增加，无论是老化前还是老化后，面料强力都会下降；老化现象对撕裂强力的损害程

度比对断裂强力更大。纱线的丝光工艺，对改善硫化黑面料的老化性能确实有一定的帮助，丝光能够明显

降低老化现象对面料强力的损害程度。

参考文献

[1] 张烨静等，硫化染料在牛仔布经纱轧染上的应用，《印染》1995 年 6 月

[2 ]夏建明，《染整工艺学》，中国纺织出版社，2004.

[3] 朱斌，丝光棉色纱的生产工艺，《染整技术》，2012 年 10 月

[4] AATCC26-2013，硫化染料染色纺织品的老化检测，《AATCC 技术手册》，2018

[5] 陈冬梅，牛仔布经纱轧染硫化黑的主要工艺点探讨，《全国牛仔布行业年会》，2011.

交 流 论 文

◆ 235 ◆

牛仔布新型液体硫化黑染色对

干湿摩擦牢度的影响

林 畏 白朝成

（佛山市马大生纺织有限公司，广东 佛山 52800）

摘 要：目前大多数染厂用的还是粉剂硫化黑染料，本文主要介绍新型液体硫化黑和粉剂硫化黑染料

相对的染色环保工艺以及对干、湿摩擦色牢度的影响。

关键词：新型液体硫化黑、硫化黑染色、摩擦牢度

前言

新型液体硫化黑的生产过程形成比粉状硫化黑更细的染料粒子，更加容易上染且干、湿摩擦牢度都有

所提高。根据新型液体硫化黑染料的生产特点，加少量硫化碱或不用再加硫化碱，而只加一些烧碱或防氧

剂即可染色，棉纱染色的上染率比较高，染液残液里沉淀物质也大大减少。这样的生产工艺让污水处理成

本更低。因此在国内外重视环保的一些先进管理的厂家早就开始或已经开始选用一些高效低排的新型液体

硫化黑染料进行生产了。

1 硫化黑染料、染色理论、染色工艺及测试方法

市场上绝大多数的黑色牛仔布都是用硫化黑染料染成的，也有相当一大部分的针织布也是用硫化黑染

料染成的，所以掌握好硫化黑染料的染色工艺将会大大提高黑色服装的干、湿摩擦色牢度。

1.1 硫化黑染料

硫化黑（C.I.硫化黑 1）又被称作硫化青、硫化元青等，其英文名 sulfur black。其耐洗水色牢度比较高，

但耐氯漂牢度较低。

硫化黑分子结构图：

OH

N

O

O

N

O

O

其分子式：C6H4N2O5，分子量：184.11。呈黑色鳞片状固体。水分含量≤6%，不溶于硫化碱的其它杂

质含量≤0.5%。

资 料 汇 编

◆ 236 ◆

1.2 硫化黑染色理论

硫化黑属于硫化染料的一种，具备硫化染料的普遍特征。硫化黑的分子结构中不含有水溶性基团，不

能直接溶解于水，且染料本身对于纤维素纤维没有亲和力。溶解在硫化碱溶液里的隐色体钠盐较低浓度时

呈暗绿色，较高浓度时呈黑色。为了让硫化黑更好的溶解于硫化碱溶液中，一般还要加少量的渗透剂（约

2-4g/L）。硫化黑染料经过硫化碱的还原后，即以隐色体钠盐的形式存在于染液中，这时为了提高染色的上

染率，大多数厂家还加一定量的纯碱（约 5-8 g/L），可以消除水中的碳酸钙等杂质起到软化水的作用。有

的厂家还加些食盐，在一定程度上增加了水中钠离子的含量，起到一种促染的作用。硫化黑染色一般采用

高温染色（90-100℃），其目的是在高温下加快硫化碱的溶解，进一步增强对硫化黑的还原能力，充分的

让棉纱得到湿润膨胀，提高染料的上染率。要注意的是，硫化黑的还原过程同样是可逆的，即：硫化黑染

料颗粒在硫化碱作用下→可以上染的隐色体钠盐，其又可以在空气中氧气的作用下→硫化黑染料颗粒。因

此，硫化黑染色过程中一定要有足够的硫化碱来维持染液的还原能力。又不可以过多，否则将会加剧染色

后棉纱的脆化，是由于硫化黑染料的主要生产原料是 2，4-二硝基氯苯，其在烧碱溶液中加热的情况下加

入硫化碱反应使其硫化所得。反应式如下所示：

+2Na2Sn +2Na2S

ONa ONa

NO2

NO2

NH2

NH2

+ 2H2O +2 Na2S2O3

+NH3

ONa

NH2

NH2 NH2 NH2

OH OH

NH

NH2

HO

NH NH2

OH +H2S

NH2

HO

NH NH2

S OH

2S

因为其生产过程中加入了大量的硫化碱，在其分子结构中含有很不稳定的二硫键和多硫键，这些键因

为织物长期在空气中暴露会和空气中的氧发生反应成为硫的氧化物，再结合空气中的水分子就进一步形成

硫酸，造成硫酸对织物纤维的损害，因此在染色物在后面的存放过程中会出现织物脆损现象，严重降低了

织物的撕破力和耐磨强度，做成的服装甚至不能穿着，这也是大多数牛仔布生产厂家常遇到的麻烦。要想

很好的避免或降低这种硫化黑染色织物的脆损带来的经济损失，可以做好以下几点工作：

（1）在染色过程中尽可能染的比客人要求的浅一点，只要在客人接受范围内就可以了，因为硫化黑

染色越深，其的脆损现象就越严重，浅一点节约了成本还增加了环保。

（2）染色中的硫化碱用量比例也要尽可能的降低，可以适量的加一些防氧剂或烧碱代替一部分的硫

化碱对硫化黑进行还原和增加深度，也可以让色光变的更乌黑纯正。