改进的环染方法及其制备的材料技术

由圆形横截面材料形成的棉纱材料制成的牛仔布材料，其中，棉纱材料的外周区域为该圆形横截面的总深度的10％～35％。所述外周区域已经化学方法清洁，而内部区域和所述棉纱材料未经清洁并具有其原始的蜡和杂质。所述棉纱经清洁的外周区域经染料染色。该染料更多地渗透到为圆形横截面总深度的10％～35％的经清洁的区域中。相反，与染料在经清洁的所述区域中的渗透相比，其更少地在内部区域渗透。该棉纱材料与其他棉纱材料编织在一起，其中，所述纱线材料的经纱捻度约为4.4～4.6捻/英寸，纬纱的捻度为4.9～5.1捻/英寸。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】改进的环染方法及其制备的材料本申请要求2018年11月7日提交的美国临时申请号62756853的优先权。该临时申请的全部内容通过引用合并于本文。
技术介绍
棉质牛仔布材料大约在1500年代在意大利热那亚得以专利技术。从此，牛仔布便用于制造牛仔服装和家居用品。牛仔布的用途和外观已随其生产文化的需求而发生变化。几十年来，牛仔时装一直在寻求相互冲突的目标，包括深色牛仔布织物，这些深色以后将通过在干织物上进行昂贵的处理或通过服装洗涤将其全部或部分去除。获得深色使染料更好地粘附在纱线上，但是需要稍后使用不可持续的水、化学、能源和体力劳动资源来将该相同的材料清洗或磨损成浅色，这给环境和制造商造成了难以想象的负担。牛仔布涉及许多织造模式实践，但最常见的是在经纱染色的地方，纬纱则是其原始颜色或白色。传统牛仔布工艺的标志性特征是将白色经纱浸入靛蓝和/或硫磺染料中，但该染料并不完全渗透纱线直径。之所以将其命名为“环染”，是因为它旨在在白色芯上留下靛蓝环。这本身并不一定会产生标志性的外观，而是接触化学物质和/或物理磨损(真实的或人为的)，靛蓝或硫磺染料被去除以产生各种外观，这通常会导致常见的深浅色相间的高低对比外观。图1示出了被染成深色然后通过干法和湿法处理以选择性去除颜色的服装示例。这种人工磨损或化学处理往往会导致全部或部分先前染色的纱线露出白色芯或减少原始阴影的深色区域。由于反复经受磨损、洗涤和干燥，所以服装通常具有独特的风化外观。一段时间后，反复装同一个钱包的口袋可能会由于穿戴者反复长时间坐、骑、跑、站立或躺下，钱包压在纱线上的地方会经受增加的磨损。这种增加的接触性磨损通常导致在该特定区域中染料去除率提高，从而导致产生具有颜色较浅或实际上为白色(或接近白色)的钱包状图案的服装。通常寻求的属性是某些区域看起来颜色很深，但是其他区域以所述的自然磨损方式变浅的服装。这些磨损图案或接触化学物质通常会复制在专为零售消费设计的服装上。牛仔布的这些特征倾向于使穿着者个性化的服装。几十年来，服装业一直在努力应对服装的需求，以深沉的色彩开始产品周期，并且仍然容易提供各种颜色损失的外观。由于牛仔布涉及纺线(开放式纺或环锭纺)，纺线基本上是将白色纱线染色以得到行业所需的深沉色彩，因此牛仔布工厂一直在开发技术，以更好地将越来越多的靛蓝和其他染料应用于经纱。这种研制发生在染色工艺的前期步骤。纺棉经纱开始于简单地未清洗的天然杂质和未染色的棉纤维，其是天然的，且基本上是白色的。纺纱经纱线通过通常被称为“染色机组”(dyerange)上的一系列步骤进行加工。经纱在经轴类型的染色机组上被特别处理，或更普遍地在所谓的绳状染色机组(aroperange)上进行处理。在绳状染色机组上，将单根经纱捆扎成大约350～400根平行纱线的组，而不会捻成一团。棉花是天然生长的纤维，会接触有机和无机污染物和碎屑。伴随生长田地中的天然污染物，还有覆盖棉纤维的植物性细胞壁蜡。这些污染物和蜡作为屏障阻碍化学和染料渗透纺纱。因此，标准实践是在染色机组的早期步骤中彻底清洁纱线。该预染色工艺通常称为精练。经纱经过俗称的精练浴，以去除天然污染物和蜡。现有技术教导，为了获得所需的深色，精练剂必须尽可能完全地渗透纱线以除去蜡和杂质，这样染料就可以在纱线上深层积聚。通常认为染料的这种深纱渗透是获得所需深染料颜色的唯一方法。但是，这样做会引起其他问题。通过使用高温(传统上约为70-80℃)和大量使用化学品，可以促进精练剂的渗透。这些化学品通常包括浓度约为8g/L的润湿剂和浓度约为180g/L的苛性碱(50％NaOH)。含有润湿剂的高温苛性浴会使纱线溶胀，以便更好地去除先前提到的污染物、碎屑和蜡。经受精练浴后，纱线将通过一系列加热或充满蒸汽的辊子进行处理，以提供高温停留时间，使化学物质在漂洗前可以渗透和清洗。传统漂洗包括使纱线通过三个传统的净水漂洗桶，然后最终在进行染色前通过一组轧辊进行处理，以挤压多余的水和化学品。染色工艺基本上分为两个步骤，并根据需要重复进行，通常为5～12次。在第一步中，牛仔布的经纱通过浸渍(dipping)或浸泡(immersing)入覆盖牛仔布的靛蓝染料浴中进行处理。该染料浴涉及高温(～60℃)化合，基本不含氧气，当与苛性NaOH和连二硫酸钠(Na2S2O4)配对时，会导致通常不溶的靛蓝变得可溶(称为染料浴桶中的“隐色状态”)。高热量和苛性碱(50％NaOH)是为了使靛蓝进一步渗透到经纱中。在染色步骤之间，纱线再次穿过一组轧辊以从纱线中挤出多余的染料溶液。对于第二个染色步骤，牛仔布进行“透风”(“skyed”)。“透风”可以理解为是指将纱线浸泡入靛蓝浴后，它们被悬挂在一系列的辊子之间，并接触氧气一段时间。接触氧气之后，当染料恢复其不溶状态同时覆盖在棉纱上时，会将染料“固定”在纱线上。相对于“透风”所花费的时间，在染料浴中所花费的时间通常被称为浸泡:氧化比(immersion:oxidationratio)。数十年来，先前的标准实践规定，最佳的氧化时间以1:6的浸泡:氧化比进行。重复这些步骤，因为单次接触靛蓝染色和随后的氧化时间仅能最小程度地包覆纱线，从而导致颜色变化略深。染色工艺的重复增加了留在纱线上的靛蓝的量，因此使纱线变暗至所需的色调。每种染料的添加通常称为浸渍。在将纱线暴露于适当数量的染料桶中并进行随后的透风步骤之后，将纱线穿过水桶，通常是2～4个水桶进行漂洗，然后通过一组轧辊进行处理以去除多余的水分，然后将其通过加热滚筒(heateddrums)烘干。染色后的经纱通常在染色机组的后期步骤或在另一个单独的机组上用保护材料进行涂覆(也称为“上浆”或“浆纱”)，然后再通过加热滚筒进行干燥并重新成束单个经纱。浆料可以由大米淀粉、玉米淀粉或马铃薯淀粉或合成化合物(例如，聚乙烯醇(PVA))组成。淀粉为经纱提供抗张强度、光滑的表面和润滑作用，以减少在编织过程中断裂的纱线数量。或者，可以将浆料应用到专门为此设计的浆纱机上。然后将染色的纱线与传统上未染色的纬纱编织在一起。编织后，许多产品都经过编织后精加工的不同步骤。
技术实现思路
通过实验和分析，专利技术人发现了一系列具有创造性的牛仔布工厂环染方法变更，能够解决服装行业相互冲突的目标，并且闻所未闻的好处是降低了牛仔布工厂以及服装精加工和洗涤(洗衣)装置的成本和环境影响。附图说明图1示出了不同种类的水洗牛仔裤；图2示出了非均匀染料渗透的示意图；图3示出了均匀染料渗透的示意图；图4示出了用高锰酸钾处理的牛仔布磨损；及图5示出了典型的染色处理方法。具体实施方式专利技术人认识到，在现有技术中将染料颜色与染料的纱线渗透深度相关联不会产生本专利技术的益处。现有技术和标准的牛仔布环染工厂实践为将靛蓝深入纱线中创造了机会。然而，与这种公认的实践相反，专利技术人意识到仅清洁纱线的外周，同时使纱线的芯部充满原始蜡和杂质的重要性。该新颖的专利技术构思阻止了染料渗透到白色纱线芯部中，因此与常规实践或现有技术相比，保留了更大的白芯部分。专利技术人认识到，尝试通过各种方法保存白本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种由圆形横截面材料形成的棉纱材料，其特征在于，所述棉纱材料包括：所述棉纱材料具有外周区域，所述外周区域为所述圆形横截面总深度的10％～35％，其中，所述外周区域已经化学方法清洁，所述棉纱材料和内部区域未经清洁且具有原始蜡和杂质；且/n经清洁的所述外周区域经染料染色，其中，染料更多地在为所述圆形横截面总深度的10％～35％的经清洁的所述区域中渗透，并且，与染料在经清洁的所述区域中的渗透相比其更少地在所述内部区域渗透。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20181107 US 62/756,853;20190401 US 16/371,4271.一种由圆形横截面材料形成的棉纱材料，其特征在于，所述棉纱材料包括：所述棉纱材料具有外周区域，所述外周区域为所述圆形横截面总深度的10％～35％，其中，所述外周区域已经化学方法清洁，所述棉纱材料和内部区域未经清洁且具有原始蜡和杂质；且
经清洁的所述外周区域经染料染色，其中，染料更多地在为所述圆形横截面总深度的10％～35％的经清洁的所述区域中渗透，并且，与染料在经清洁的所述区域中的渗透相比其更少地在所述内部区域渗透。


2.如权利要求1所述的棉纱材料，其特征在于，所述棉纱材料的经纱的纱线捻度约为4.4～4.6捻/英寸，而纬纱的纱线捻度为4.9～5.1捻/英寸。


3.如权利要求1所述的棉纱材料，其特征在于，所述染料是靛蓝染料。


4.如权利要求3所述的棉纱材料，其特征在于，经纱上的靛蓝染料保持在0.75重量％～1.25重量％之间。


5.一种由染色经纱与其他填充纱线编织形成的牛仔布材料的形成方法，其特征在于，包括如下步骤：
首先，仅彻底清洁棉纱材料的外周，同时使所述棉纱材料的位于所述外周内的芯部填充有通过所述清洁清洁的原始蜡和杂质，以形成外部经清洁的纱线材料；
以使染料仅浸入所述材料的深度的10％～35％的方式对所述清洁后的纱线材料进行染色，从所述外周开始，并向内加工到小于35％的深度；
将所述纱线加捻至约4.4～4.8捻/英寸的捻度；及
将所述纱线与其他纱线加捻形成牛仔布材料。


6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述染色包括使用辊子将纱线输送到包含染料的桶中，并且，所述纱线在所述桶中被染色。


7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述染料是靛蓝染料。


8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，经纱上的靛蓝染料保持在0.75重量％～1.25重量％之间。


9.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述染色是在小于30℃的温度下进行的。
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【专利技术属性】
技术研发人员：肯·凯泽，达瑞尔·科斯廷子，达瑞尔·科斯廷，希思·科尔韦尔，丹尼斯·舍尔，
申请(专利权)人：乐佛拉泽有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US