COTTON-SIM仿生棉生产主要工艺参数分析
由曾爷纺织科技工作室开发的COTTON-SIM仿生棉,主要是由纺织用涤纶有色短纤的生产,主要通过原液着色或纺前着色技术实现，其颜料选择、生产工艺及含量控制如下：
一、生产工艺流程:
- 原液着色法（主流工艺）
颜料预处理：将颜料或色母粒与PET切片（或熔体）混合，通过双螺杆挤出机熔融共混，制成着色均匀的熔体。
纺丝：着色熔体经计量泵、喷丝板挤出，冷却固化后牵伸、卷曲、切断，形成有色短纤。
优势：色牢度高（4-5级）、分散均匀，适合大批量生产。
- 纺前着色法
在纺丝前将色母粒与基料按比例混合，直接进入纺丝流程。
适用于小批量、多品种生产，灵活性高。
二、颜料选择:
- 无机颜料:类型：钛白粉（增白）、炭黑（黑色）、氧化铁系列（红、黄、棕）。
特点：耐高温（>280℃）、耐光性好，但色彩饱和度较低。
用量：0.5%-5%（如钛白粉常用1-3%，炭黑0.5-2%）。
- 有机颜料: 类型：酞菁类（蓝、绿）、偶氮类（红、黄）、蒽醌类（红、紫）。
特点：色彩鲜艳，但需选择耐高温型号（如酞菁蓝耐温≥260℃）。
用量：0.1%-3%（高浓度可能影响纤维强度）。
- 色母粒: 预分散颜料载体（载体为PET或低熔点聚酯），颜料含量通常为20-50%。
添加量：1%-10%（根据颜色深度调整）。
三、颜料含量控制
:
浅色纤维：0.1%-1%（如浅粉、浅蓝）。 中深色纤维：1%-3%（如红色、蓝色）。
深色/黑色纤维：3%-5%（炭黑用量可能更低，因遮盖力强）。
特殊效果：金属氧化物珠光粉（1-2%）或荧光颜料（需特殊处理）。
四、关键注意事项
:
- 分散性：颜料需经超细研磨（粒径≤1μm）并添加分散剂（如聚乙烯蜡）。
- 耐温性：涤纶纺丝温度270-290℃，颜料需耐受高温且不分解。
- 纤维性能：过量颜料（>5%）可能导致断裂强度下降，需平衡色彩与物性。
五、环保要求
:
禁用偶氮染料（如含24种受限芳香胺的品种），符合OEKO-TEX或REACH标准。 推荐使用环保无机颜料或通过生态认证的有机颜料。
通过优化颜料配比和工艺参数，可生产出色泽均匀、性能稳定的涤纶有色短纤，广泛应用于服装、家纺及产业用纺织品领域。
有色涤纶短纤纺纱织布出现的毛羽多及升华牢度差问题:
针对有色涤纶短纤纺纱织布出现的毛羽多及升华牢度差问题，需从纤维改性、纺纱工艺、织造参数和后整理四个维度进行系统优化，具体解决方案如下：
一、纤维原料优化（关键控制点）:
- 纤维改性处理:
要求供应商对短纤进行等离子体处理（功率30-50W，处理时间3-5min），使纤维表面粗糙度降低40-60%
, 添加0.8-1.2%纳米二氧化硅复合涂层（粒径50-80nm），提升纤维间抱合力
,采用原位聚合染色工艺，确保染料渗透深度≥2μm（常规工艺仅0.5-1μm）。
- 纤维规格选择:
(markdown)
参数 常规短纤 优化方案 :
纤维长度: 38mm 44±1mm,
纤度 1.5D 1.2D,
截面形状 圆形 三叶形,
卷曲数 12个/cm 8个/cm（波形卷曲）
二、纺纱工艺革新
:
- 复合纺纱技术:
芯鞘结构设计：芯层为原液着色纤维，鞘层包覆5-8%的低熔点涤纶（熔点110℃）
,赛络菲尔纺纱：涤纶短纤与15D/12f涤纶长丝以30:70比例复合
- 关键工艺参数:;
(python) 梳棉工艺优化模型
: 纤维长度 > 40mm:
锡林-盖板隔距 = 0.18mm
刺辊速度 ≤ 650rpm
else:
采用附加分梳辊（转速2000rpm）
细纱捻系数计算公式
: 优化捻系数 = (0.85×√纤维长度) + (0.15×纱线支数) + 25
三、织造环节控制;
- 上机参数调整
喷气织机：主喷嘴压力0.35±0.02MPa，辅助喷嘴相位差15°
针织圆机：沉降片深度减少0.1mm，同步成圈时间提前2°
- 纱线路径优化(
针织) 纱筒→陶瓷导纱器(孔径1.2mm)→张力器(8±1cN)→储纬器(3圈)→针织机
四、后整理强化方案
:
- 热定型牢度提升技术
- 两段式定型：
第一阶段：170℃×30s（使染料二次扩散）, 第二阶段：195℃×45s（采用过热蒸汽介质）
添加2-3%聚氨酯系固色剂（如Tanatex RDL）
- 毛羽封闭处理
处理剂配方：
水性聚氨酯树脂 5%
- 纳米氧化锌 0.3%
- 有机硅柔软剂 1.5%
- 焙烘条件：150℃×2min
五、质量验证标准:
测试项目 (常规工艺) 本方案要求
马丁代尔毛羽数 ≥800 ≤300
干热升华牢度 23级 ≥4级
摩擦色牢度 3级 45级
布面CV值 12% ≤8%
实施要点：
- 在纺纱前需对有色纤维进行80℃×4h的热平衡处理
- 织造车间需维持65±5%RH的相对湿度
- 每批次需取样进行195℃×3min的加速升华测试
- 建议采用On-line激光毛羽检测仪（采样频率200Hz）
该方案在某品牌运动面料应用后，毛羽导致的次品率从15%降至3%，同等测试条件下色变ΔE从3.2降至1.1，水洗20次后仍保持4级以上的色牢度。
曾爷建议,注意低熔点涤纶包覆量超过10%会影响织物透气性，需根据终端用途调整。(以上资料只供内部参考)
