前言：

弹力纤维因其弹性适中、收放自如，使服装显现出新的活力，迎合了人们自由、奔放的消费理念，越来越为人们所喜爱。随着工作生活节奏的不断加快，人们对服装的舒适性要求不断提高，具有20～25％弹性伸长的低弹面料服装，可以缓冲人们运动引起的形变，增加了穿着的舒适感。尼龙弹力纱兼具两种纤维优良特性，既耐磨抗皱又有弹性，但在染整加工过程中弹力纤维对酸碱敏感，弹性易损伤消失。我公司主要使用PA70D+LY20D、PA40D+LY20D两种规格纱线，在制定络筒、染色工艺、染化料选择方面进行了研究探索，最终打破传统的络纱方式，采用“转移式”松式络筒、上染与固色酸碱过渡法活性染料染尼龙／氨纶的染色工艺。

1、工艺流程
专用工具转移
松式络纱---------→可伸缩性管→染色→紧式络筒

2、络筒技术攻关
松式络筒是筒子纱染色成功的关键之一，因为染色时尼龙弹力纱的收缩影响筒子纱染色质量，所以筒子纱的络筒方式及密度确定至关重要。

针对染色后低弹纱如何保弹展开研究：

2.1 络筒方式的研究试验
2.1.1 研究试验棉用松式管络筒方式
尼龙／氨纶直接络到棉用松式管上染色，受温度影响纱线回缩，因筒管屏蔽，内层可收缩空间小，弹力损伤大，整个纱缩成一团，整个纱内外弹力不均匀且倒筒难度大。

2.1.2 研究试验面包纱络筒方式
设计内径是棉筒管3倍的大筒管，改造设备夹头及动程，络筒后将筒管抽出，形成面包纱。面包纱染色，内层可收缩空间足够，但纱线过度回缩，内层易粘连，不但倒筒难且内层纱线不可用，造成严重浪费。且面包纱易缩，装纱困难，在入染前必须用纸管支撑。

2.1.2 研究试验弹簧管络筒方式
改造设备夹头及动程，直接络纱到弹簧管，因管的弹性作用易造成密度不匀，染色后，收缩空间仍很小，弹力损伤大，整个纱内外弹力不均匀且倒筒难度大。

2．1．4 研究试验一次性管
改造设备夹头及动程，络纱后染色，筒管变形破裂残留物难清除，且弹力也受损伤。

2．1．5“转移式”松式络筒
经过多次试验及持续改进，最终打破传统的络筒方式，采用“转移式”松式络筒。对络筒设备进行改进，并研制出与之配套的大内径筒管、松式、紧式络筒专用工具，首先根据车速、动程、交叉角、要达到的弹力计算出所需的松式络纱直径，根据要求的个重设定到计算的长度络纱，将络好的松式纱通过配套的专用工具转移到可伸缩性管，完成松式纱转移过程。可伸缩性管可以提供一定的压缩空间，并形成支撑，克服了棉用筒管及面包纱的缺点，确保弹性的同时，减少内层粘连，减少浪费，利于染色及紧式倒筒。

2．2 筒纱个重
合理的筒纱个重是密度控制、减少失弹、减少染疵的重要前提，多次试验后，确定最佳个重40D+20D0.33-0.4kg／个，70D+20D0.4-0.45kg／个。

2．3 筒纱密度
为了保证纱线在遇热时有足够的收缩空间，减少弹力损失，筒子纱密度应尽量调小,但也得满足染色要求，经过试验，密度在0.15左右，效果最佳。

3、染色工艺研究攻关

3．1 染料的选择
染料选择很关键。弹力纱中氨纶含量较少，又以包缠形式存在，可只染尼龙，但大部分尼龙染料对氨纶均有上色，易造成氨纶沾色影响各项牢度。
传统的尼龙染料有酸性染料、中性染料、分散染料、金属络合染料，其中分散染料染色温度高，对氨纶损伤严重，金属络合染料不环保，只能选择前两种进行试验。酸性染料因“染色饱和值”问题，得深性差，只能染很浅的颜色，因为酸性染料是靠分子上的磺酸负离子-S03+与尼龙分子的氨基正离子-NH3+形成离子键合实现上染的，而尼龙纤维的氨基有限，达到一定深度，增加染料用量深度也不会提升。试验表明，酸性染料、中性染料各项牢度较差(1-2级)，加之尼龙包缠纱中氨纶的沾色，牢度更差，使整个产品档次不能提升。
活性染料是靠活性基与纤维上某些基团发生化学反应形成共价键实现上染的，即染料与纤维构成一个大分子，所以各项牢度较好。但染尼龙／氨纶却很少有应用，原因是氨纶的存在制约着染色工艺参数的制定，制约着活性染料的使用。传统的活性染料染色都是采用上染与固色同浴的方式染色，盐促染20～50分后加入碱剂固色，而对于尼龙／氨纶染色，此法是完全不适用的，只能更大程度的损伤氨纶，必须探寻新的染色工艺。
通过对工艺流程及参数进行研究试验，证明活性染料染尼龙／氨纶并不是无路可寻，最终确定用活性染料染色。

3．2 活性染料染色新工艺的技术攻关

染色时必须兼顾两种纤维的性质，尤其要考虑氨纶对染色的适应性，既要保证尼龙充分发色，又要保证氨纶弹性损伤最小。因氨纶对热、酸、碱较敏感，是工艺参数制定的最大难点，通过对染色温度、升温速率、升温曲线、时间、pH值、助剂选择等进行反复试验，最终制定最佳工艺。

3．2．1 染色温度的研究
纯尼龙染色温度一般为98-110℃，染色温度越高对尼龙染色越有利，但高温会破坏氨纶特殊的内在结构，引起强度、弹力的损失，超过100℃，在染料及各种化学品的作用下氨纶会失去弹性。鉴于以上原因，尼龙氨纶的染色温度必须控制在较低范围，以免引起性能损伤。
表1不同温度染色得深性与弹性试验结果：
90℃ 95℃100℃ 105℃ 110℃
机测标样⊿E1.01 ⊿E1.19 ⊿E1.76⊿E1.96
目测标样深8％深11％深15％深17％
皂洗牢度4 4 4/5 4/5 4/5
弹性损失13 14.5 17 20 24.5
成品弹性20％-25％ 18％稍有弹性基本无弹性无弹性
注：弹性损失：缕纱测长仪纺纱(300圈)，自然回缩后纱圈的直径长度。
原纱用此方法测定约12-312.5px。

试验表明，温度越高，牢度越好，染深性越好，染料利用率也高，但弹性损失越大，仅90℃染色后与原纱弹性持平。100～110℃染色纱，布面基本没有弹性：95℃染色纱，布面弹性在18％左右；白底格子品种，纬向染色纱与原纱收缩不一致，会造成布面起泡；90℃染色纱，白底格子布无起泡，弹性20～25％。所以90℃染色最佳。

3.2.2 升温速率与曲线的研究

温度越高上染速率越快，因此在升温过程要缓慢，防止色花等疵点。尼龙玻璃化温度较低(45-50℃)，因此始染温度应低于50℃，升到90℃的速率不应过快，否则会造成染色不匀、染花、内外差等，弑验表明降到l℃／min能缓解染花现象，但内外差仍严重。这是因为尼龙属热塑性纤维，吸湿溶胀性不好，当温度高于70℃，上染速率迅速加快，根据尼龙特点，制定分步升温法，先缓慢升温至75℃(1℃／min)，保温20min(这时大部分染料被纤维吸附，确保最大的染料泳移)，再缓慢升温至90℃(1℃／min)。

3.2.3 最佳染色时间的研究

染色时间是影响上染与弹性的关键因素，在最佳染色温度90℃分别试验30min、40min、50min、60min的得深性与弹性(表2)
表2不同染色时间得深性与弹性
90℃*30ˊ90℃*40ˊ 90℃*50ˊ90℃*60ˊ
机测标样⊿E0.8 ⊿E0.9 ⊿El．15
目测标样 5％ 6％ 10％
弹性损失12.7 13 15 16

注：弹性损失：缕纱测长仪纺纱(300圈)，自然回缩后纱圈的直径长度。
试验表明，时间越长，得深性越高，但弹性损失越大，当染色时间超过50min后，弹性损失显著增加，60min后弹性基本消失，这是由于氨纶降解引起的，结合得深性与染料利用率，以40min染色最佳。

3.2.4 染色PH值的研究
pH值是影响染料上染的主要因素，尼龙在等电点以下，表面带正电荷，与染料阴离子在库仑力的作用下，活性染料可以大量上染尼龙。然后调节pH值至碱性，使染料与纤维充分结合而获得较好的色牢度。因强酸不仅对氨纶有损伤，对尼龙损伤也较严重，这是因为尼龙分子链中的酰胺基也会和氢离子结合而带正电荷与染料阴离子结合，但这种结合不牢固，当pH值升高时，和酰胺基结合的氢离子脱离后，染料也随着解吸下来，由于酰胺基带正电荷吸引染料分子进入尼龙分子链间，使纤维分子链段移动受阻，纤维变硬，纤维断裂延伸度降低。而且活性染料在强酸浴中易水解，造成染料浪费，因此pH值不要低于4。根据尼龙的特性及选用染料的特点，从温度、时间、pH值、升温速率、升温曲线、染料配伍性、助剂选择、最佳上染率等方面入手，反复试验，最终采用上染与固色酸碱过渡法活性染料染尼龙／氨纶方法，即先在酸性条件下上染，通过调节pH值，达到一定的上染条件，实现尼龙的上染后，再加入碱及与染料配伍的固着剂，在碱性条件下固色，实现活性染料染尼龙。

4．结论

4．1 采用 “转移式，松式络筒”，打破传统的络筒方式，弹力纱络筒后再转移，形成内支撑，可为筒纱收缩预留空间，克服了传统筒管及面包纱的缺点，确保纱线弹性不受损伤，减少内层粘连，减少浪费，利于染色及紧式倒筒。

4．2 用活性染料替代传统的酸性染料，解决各项牢度差的问题。尼龙／氨纶染色传统用酸性染料，弹力与色牢度难两全，本项目应用活性染料，通过创新流程、改进工艺参数，实现弹力与色牢度的双合格，皂洗牢度(AATCC61)及干湿摩擦牢度(AATCC8)≥4/5级、汗渍、日晒等其他各项牢度均高于传统染料染色。

4．3 采用先包后染工艺，打破传统染色方式，用上染与固色酸碱过渡法替代传统的活性染料染色，实现90℃染色，获得上染率、牢度、弹力、强力最佳。

4．4 通过创新络筒方式、优选染料、优化染色工艺参数，实现筒子纱方式染弹力纱，尼龙／氨纶的低温染色，既确保牢度合格，又使弹性损伤降到最低，解决筒子染弹力纱的保弹问题，为尼龙弹力筒子纱染色制定出最佳工艺。

4．5 尼龙弹力染色纱，使面料具有20～25％弹性，属于“舒适弹力”，较传统的高弹、中弹布更有市场，获得客户好评，满足不了消费者对舒适性的要求，市场需求旺盛。