2002年評(píng)為無(wú)錫市高新技術(shù)企業(yè)、2007年評(píng)為江蘇省高新技術(shù)企業(yè),并通過(guò)ISO9001認(rèn)證,AAA級(jí)資信企業(yè)
定型機(jī)、涂層機(jī)專業(yè)生成廠家無(wú)錫前洲興華機(jī)械2022年5月20日訊 錦綸織物因其獨(dú)特的服用性能,已經(jīng)越來(lái)越受到市場(chǎng)青睞。但錦綸織物在染整過(guò)程中易受“白漬”、“白斑”、“色花”、“條柳”、濕處理牢度較差等諸多染整問(wèn)題的困擾。本文簡(jiǎn)要介紹了錦綸織物的基本染整工藝,著重分析了常見(jiàn)染整問(wèn)題的成因及相應(yīng)的解決辦法。
錦綸是合成聚酰胺纖維的商品名稱,俗稱尼龍,其基本組成物質(zhì)是通過(guò)酰胺鍵-NHC0連接起來(lái)的脂肪族聚酰胺,常用于紡織面料的錦綸有錦綸6和錦綸66。錦綸大分子主要由三部分組成,即疏水性的亞甲基部分、具有親水性的酰胺基和鏈端的氨基和羧基。
雖然錦綸的氨基含量低,但是其分子鏈上具有大量的可以與染料形成范德華力和氫鍵作用的亞甲基,所以錦綸除了可以與陰離子染料通過(guò)離子鍵形式結(jié)合外,還可通過(guò)較強(qiáng)的范德華力與染料發(fā)生相互作用而著色。雖然錦綸6與錦綸66在分子結(jié)構(gòu)、染色性能上存在一些小的差異,但其染整加工工序相同。
錦綸纖維因?yàn)槠鋸?qiáng)力好、耐磨性優(yōu)良,吸濕性比滌綸纖維好,服用舒適性比滌綸服裝好,已被廣泛用于服裝面料、高檔內(nèi)衣、運(yùn)動(dòng)服裝及登山服等。由于市場(chǎng)的發(fā)展及紡絲技術(shù)的進(jìn)步,目前錦綸大部分織物都增加了彈性纖維(氨綸絲)以增強(qiáng)錦綸織物的耐磨性和回彈性,這樣更增加了錦綸織物的染整加工的難度。
錦綸織物一般染整生產(chǎn)工藝流程:前處理→(預(yù)定型)→染色→后整理→包裝
錦綸及錦綸彈性織物所用的錦綸絲及聚氨酯(氨綸絲)在紡制過(guò)程中,為了提高纖維的可紡性,需要用到大量的紡絲油劑。一般錦綸纖維紡絲用油為礦物油(舍有碳原子較少的烴類物質(zhì))和陰、非離子表面活性劑以一定的復(fù)配比所制得的油劑,而聚氨酯(氨綸絲)的紡絲油劑一般都含有較多的二甲基聚硅氧烷或乙基硅烷類硅油成分,由于聚氨酯摩擦系數(shù)大,其油劑用量有的甚至達(dá)8%。
但大量油劑的加入,又嚴(yán)重影響著后續(xù)的染整加工生產(chǎn)。因此在錦綸及其彈性織物在染整加工過(guò)程中,選擇有效的去油劑及如何有效、干凈地去除紡絲、織造過(guò)程中的各種油劑及雜物,是關(guān)系到錦綸染整加工成功的重要因素。
目前,錦綸織物的前處理方式有兩種:一種是干洗機(jī)萃取法,一種是平幅機(jī)或染缸精練法。
由于干洗機(jī)萃取方式設(shè)備投資大,對(duì)萃取劑溶劑(四氯乙烯等)的回收不凈易造成環(huán)保問(wèn)題,以及有機(jī)溶劑對(duì)氨綸絲的強(qiáng)力影響大等因素的原因,目前染廠大部分使用的是平幅精練除油或平整后染缸溢流精練除油的工藝方法及流程。
好的精練除油劑不僅要求做到去油、去雜能力優(yōu)良,而且需要有優(yōu)異的防返沾能力。特別是錦綸彈性織物中除含有礦物油外,還有更難去除的甲基、乙基硅油。從織物上去除下來(lái)的油劑及臟污,如果不能很好地乳化分散開(kāi)來(lái),就會(huì)聚集在一起而形成油斑,對(duì)織物或設(shè)備造成嚴(yán)重的沾污,這樣就造成了染色后的“白斑”、“白漬”等問(wèn)題,如果是嚴(yán)重的硅油返沾,這樣形成的“白斑”、“白漬”無(wú)法去除而造成疵布。
由于錦綸纖維大分子兩端的氨基和羧基對(duì)光和熱、氧較敏感,特別是氨基,在氧化、熱裂解的過(guò)程中,基團(tuán)數(shù)目會(huì)下降.錦綸纖維同時(shí)也會(huì)發(fā)生黃變。另外,錦綸織物在纖維紡絲及織布過(guò)程中所用到的各種油劑,在光、氧化作用下也可能會(huì)發(fā)生性質(zhì)變化,而造成織物表面難以去除的油污,這樣也會(huì)造成“白漬、白斑”現(xiàn)象的發(fā)生。因此,要求錦綸織物在織造完成后,應(yīng)該使用不透光的包裝材料包裝。
(平整)→(退漿)→精練
1.1.1 錦綸梭織布的退漿
退漿劑M-1011 8 g/L
螯合分散劑M-175 1 g/L
液堿(30%) 30g/L
連續(xù)平幅退漿,車速40m/min,采用前兩格工作液,逐格溢流水洗。由于錦綸梭織布極易產(chǎn)生折痕或雞爪印,在織物未做高溫預(yù)定型前宜盡量采用平幅設(shè)備。
1.1.2 精練工藝示例:
尼龍精練劑M-118 1-3g/L
螯合分散劑M-175 1-2g/L
pH5左右(HAc調(diào)節(jié)),溢流機(jī)浸漬法95℃×30min,浴比1:8,也可根據(jù)染廠自己的設(shè)備情況,利用平幅機(jī),調(diào)節(jié)加料箱及水洗箱的節(jié)數(shù)而采用長(zhǎng)車連續(xù)精練去油工藝。
1.1.3 水洗
由于環(huán)保壓力越來(lái)越大,有許多工廠只重視油劑及雜質(zhì)從織物上的去除,而不重視后續(xù)的水洗工作,從而造成從織物上洗除的油劑、雜質(zhì)積聚過(guò)多,聚集的油劑束造成返沾,因而形成染色后的 “白斑、白漬”,因此精練去油后的織物清洗也是不容忽視的工藝細(xì)節(jié)。而對(duì)于堿劑的清洗往往需要用到大量的水清洗,尼龍精練劑M-118在無(wú)論在酸性、中性及堿性的環(huán)境下都有非常優(yōu)良的精練去污能力,使用M-118在酸性條件下精練為更好,可減少因洗除堿劑所需的大量用水,以及減少堿性處理中所產(chǎn)生的病疵,但需注意的是如果在酸性條件下不能完全去除油漬污跡時(shí),可增加一次堿性精練過(guò)程。
可用于錦綸染色的染料有酸性(弱酸性)染料、分散染料、活性染料、直接染料等等。活性染料雖然染成品色澤鮮艷、日曬牢度較好、不含重金屬離子等優(yōu)點(diǎn),但其染深性、蓋染性差。分散染料也只能染淺色,因此目前用于錦綸染色的染料,仍以酸性或弱酸性染料為主。
錦綸纖維的等電點(diǎn)在pH值5-6,當(dāng)溶液pH值低于等電點(diǎn)時(shí),錦綸纖維帶正電荷,染料與纖維以離子鍵形式相結(jié)合,染料主要固著在纖維的端氨基上;當(dāng)溶液pH值高于等電點(diǎn)時(shí),錦綸纖維帶負(fù)電荷,染料只能以范德華力或氫鍵等分子間吸引力的結(jié)合方式上染錦綸。
錦綸織物染色中常常易出現(xiàn)“條柳”、 “橫檔”等問(wèn)題,以下通過(guò)對(duì)染色過(guò)程中各種影響因素加以分析。
長(zhǎng)期以來(lái)業(yè)界一直認(rèn)為錦綸染色pH值的控制是成敗的關(guān)鍵,經(jīng)過(guò)多年的生產(chǎn)積累,我們發(fā)現(xiàn)如果染色中采用緩沖體系類的助劑以及好的勻染劑的選用,對(duì)錦綸染色成敗起到?jīng)Q定性的作用。
酸性(或弱酸性)染料染色時(shí),隨著染色的進(jìn)行,染液pH值有不斷升高的趨勢(shì)。而對(duì)于親和力小、對(duì)染浴pH值較敏感的染料,染色的pH值應(yīng)控制在5左右,這樣緩沖體系類的助劑使用,對(duì)錦綸染色pH值控制可起到事半功倍的效果。穩(wěn)定染液的pH值是實(shí)現(xiàn)染色均勻一致的關(guān)鍵因素之一。
2.1.1 不同pH值對(duì)酸性染料吸附錦綸的影響:
可以看出,在溫度一定的條件下,染料吸附量隨著染液pH值的升高而大幅下降,但當(dāng)染液pH值達(dá)到9以上時(shí),染料吸附量會(huì)急劇下降,嚴(yán)重影響染料的上染。這是因?yàn)楫?dāng)染液pH值高于錦綸纖維等電點(diǎn)后,錦綸纖維帶負(fù)電荷染料上染錦綸的方式,主要以分子間的范德華力及氫鍵吸附、著色。當(dāng)染液pH值呈弱堿性時(shí),染料上染緩慢、均勻,這樣卻能有效改善在染色升溫過(guò)程中所容易產(chǎn)生色花、色差等現(xiàn)象的發(fā)生。當(dāng)染液pH值低于等電點(diǎn)時(shí),錦綸纖維的端氨基吸附H+化,形成帶正電的-NH3 +,從而使纖維帶正電荷,此時(shí)染料吸附量急劇上升,染料與纖維不僅以范德華力結(jié)合,同時(shí)主要以離子鍵方式結(jié)合。這時(shí)染料上染速度極快,如果不加以控制,很容易引起色花、條柳等染色問(wèn)題的發(fā)生。而當(dāng)染液pH值低于2.5時(shí),纖維的酰胺基開(kāi)始吸附質(zhì)子,引起超當(dāng)量吸附,在這種pH很低的條件下染色,會(huì)造成錦綸纖維的降解。
溫度是控制染料上染的重要因素,溫度的高低,會(huì)影響纖維的溶脹程度、染料的性能以及助劑作用的發(fā)揮,錦綸是熱塑性纖維,低溫時(shí)染料上染很慢。錦綸6的玻璃化溫度為30~50℃,而錦綸66的玻璃化溫度在47~50℃,一般錦綸66的始染溫度可控制在40℃左右,而錦綸6的始染溫度要更低一些。
當(dāng)染浴溫度達(dá)到70℃后,纖維急劇膨脹,染料上染率直線上升,在這以后的升溫過(guò)程中,應(yīng)嚴(yán)格控制升溫速率。當(dāng)然,溫度對(duì)染色速率的影響還因染料的不同而有所不同,分子量較小、勻染性較好的染料隨著溫度升高而逐漸增加,而對(duì)于分子量大、勻染性、移染性較差的染料,只有在染浴溫度高于60%后,才開(kāi)始隨溫度的升高而逐漸增加,特別是在65~85℃的范圍內(nèi),應(yīng)嚴(yán)格控制升溫速率,若控制不當(dāng)就會(huì)造成上染過(guò)快而造成色花。
因此,升溫速率對(duì)染色的影響關(guān)系極大,而升溫速率需根據(jù)選用染料、所染顏色深淺及織物結(jié)構(gòu)的不同,可采用階梯升溫以保證染料上染的勻染性。保溫階段的主要作用是在于使染料獲得一定的遷移性,因此保溫時(shí)間的適當(dāng)延長(zhǎng)有助于染料的勻染及蓋染。
染料的選擇主要取決于被染物的種類、色相、色深以及色牢度要求等因素,所選用的染料要有合理的配伍性。就酸性染料本身而言,其應(yīng)用性能由分子結(jié)構(gòu)本身所決定。
分子結(jié)構(gòu)越簡(jiǎn)單,相對(duì)分子質(zhì)量越小,所含水溶性基團(tuán)占比就越大,其勻染性就越好,但其濕處理牢度卻較差。而為了提高酸性染料的濕處理牢度,會(huì)增加有機(jī)基團(tuán)的比例以增加染料相對(duì)分子質(zhì)量,降低水溶性基團(tuán)占比,但其染料的勻染性、移染性卻會(huì)有所下降。因而需要從染色工藝著手,加以對(duì)染色過(guò)程的控制,以保證染色質(zhì)量,防止“色花”、 “條柳” 等問(wèn)題的出現(xiàn)。
錦綸的染色飽和值很低,因此在拼染深濃色時(shí),不同染料間的“競(jìng)?cè)尽? 現(xiàn)象就顯得很突出。如果選用的染料在親和力及上染率上相差較大時(shí),在不同的染色時(shí)間內(nèi),纖維染得的色澤就會(huì)大不相同,這樣極易造成色花以及顏色重演性很差。一般盡量選用同一公司的同一系列的染料,即使不得不選用不同公司的染料相拼時(shí),也應(yīng)盡量選擇上染曲線相似、始染溫度近似,以及對(duì)溫度、勻染劑敏感性相似的染料,以盡量減少染料間的“競(jìng)?cè)尽爆F(xiàn)象。
弱酸性染料水溶性基團(tuán)比強(qiáng)酸性染料少,對(duì)錦綸纖維的親和力較高,在水溶液中溶解度比強(qiáng)酸性染料差,其溶解度及聚集度中等,因而其濕處理牢度較好,不過(guò)其移染性和勻染性較差。而錦綸及其彈性織物在纖維紡絲及織造過(guò)程中,纖維本身物化結(jié)構(gòu)不均勻,包括細(xì)度差異、內(nèi)應(yīng)力差異、分子結(jié)構(gòu)取向度的差異等,或者纖維化學(xué)性質(zhì)上的差異,例如纖維端氨基數(shù)量的差異等,也會(huì)造成染色過(guò)程中形成色條、橫檔等染色問(wèn)題。另外,染色過(guò)程中的操作問(wèn)題會(huì)影響錦綸染色的勻染性。因此,好的勻染劑的選用可有效地防止或減少上述問(wèn)題的發(fā)生。
用于錦綸染色的勻染劑品種繁多,有親纖維的陰離子型、親染料的高分子型、兩親型的兩性離子型等。兩性離子型勻染劑分子量較大,對(duì)弱酸性類分子量較大的染料有優(yōu)良的勻染作用,有較高的移染能力,更有把不同類型酸性染料染著率拉平的能力。
可根據(jù)所染的顏色深淺、染料種類確定M-2200T的使用量,一般淺色使用1-2g/L,中深色l-1.5 g/L,深色0.5-1 g/L。
2.4.2 尼龍勻染劑M-2200T移染性的分析
M-2200T 1g/L
醋酸 0.2g/L
浴比l:20,98℃ × 50分鐘,染色布與同等大小的白布投入到工作液中。尼龍勻染劑M-2200T不僅具有良好的緩染性,同時(shí)具有較好的移染性,可有效的改善酸性染料染色過(guò)程中對(duì)錦綸上染的染色均勻性,防止染色過(guò)程中的色花、條花等疵病的發(fā)生。
2.4.3 M-2200T對(duì)錦綸織物橫條、經(jīng)柳的改善
錦綸及其彈性織物在纖維紡絲及織造過(guò)程中,纖維本身物化結(jié)構(gòu)不均勻,包括細(xì)度差異、內(nèi)應(yīng)力差異、分子結(jié)構(gòu)取向度的差異等,或者纖維化學(xué)性質(zhì)上的差異,例如纖維端氨基數(shù)量的差異等,會(huì)造成染色過(guò)程中形成色條、橫檔等染色問(wèn)題。經(jīng)勻染劑M-2200T對(duì)錦綸織物染色前先做預(yù)煮練后,可有效改善因纖維差異造成的橫檔、經(jīng)柳等疵病。
M-2200T 3-4% (o.w.f)
HAc(98%) 0.5/1.5%(o.w.f)
98℃ × 30min
錦綸織物染色后,由于酸性染料具有水溶性基團(tuán),加之染料與纖維不是以牢固的共價(jià)鍵方式結(jié)合,因而錦綸染中、深色品種其濕處理牢度均較差,需做固色處理以提高濕處理牢度。
錦綸專用固色劑能與錦綸纖維發(fā)生反應(yīng),并且固色劑分子間能相互交聯(lián)形成立體狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),這樣就能使酸性染料分子有效地固定在纖維中,以提高其濕處理牢度。
美高化工生產(chǎn)的尼龍固色劑M-2936,是一只以芳基磺酸聚合物為主體的陰離子型反應(yīng)固色劑,用其處理后的錦綸織物不僅濕處理牢度能大幅提高,而且對(duì)織物色光、手感無(wú)不良影響。經(jīng)實(shí)用證明,對(duì)錦綸黑色、大紅色皂洗牢度可提升2級(jí)以上,而在pH=5左右、處理溫度80℃效果最佳,處理時(shí)間一般為20分鐘以上。
錦綸織物固色工藝舉例:(染色清洗后織物)
M-2936 1-5%(o.w.f)
pH 4.5
浴比:1.8-10 80℃ ×20min
隨著人們對(duì)服裝的服用要求的多樣化,錦綸織物不僅在織物類別、服裝款式方面的變化豐富多彩,而且錦綸織物的手感風(fēng)格變化也已千變?nèi)f化,有要求糯滑的,有要求軟彈的,有要求懸垂感強(qiáng)的,有要求干爽蓬松的等等。有機(jī)硅柔軟劑順應(yīng)了服裝潮流的要求,經(jīng)歷了甲基硅油、氨基硅油、聚醚改性硅油、三元共聚硅油的發(fā)展階段,產(chǎn)品性能不斷提高,手感風(fēng)格也層出不窮。
因?yàn)槭袌?chǎng)需求的原因,目前錦綸織物的后整理也出現(xiàn)了很多功能性整理要求,如吸濕排汗整理、阻燃整理、除螨防臭整理、磨毛整理,以及預(yù)定型抗氧化、儲(chǔ)藏抗黃變等等,都需使用相應(yīng)的助劑及工藝,在這里就不再加以贅述。
以紹興某染廠染色工藝為例。
織物規(guī)格:100D/96F半光錦綸6+40D氯綸針織汗布,4125px,170G/m2,顏色 咖啡色。
圓筒預(yù)縮(除油精練)→剖幅→低溫拉幅→溢流缸精練→高溫預(yù)定→染色→成品定型
圓筒預(yù)縮:松式圓筒過(guò)水設(shè)備,95℃,車速55m/min,目的是使織物在熱水的作用下充分回縮。消除紡絲及織布過(guò)程中的內(nèi)應(yīng)力,使織物得到一定的平整及尺寸穩(wěn)定性。在預(yù)縮過(guò)程中需要加入尼龍精練劑M-118 2-4g/L,酸性條件下基本去除布面油劑及雜質(zhì)。
低溫拉幅:為了更好地去除布面細(xì)皺及雞爪印。下機(jī)克重可以比成品克重稍重些,行機(jī)參數(shù)可為l65℃×50min。
染缸精練:由于第一道工序圓筒預(yù)縮中精練對(duì)于雜質(zhì)的去除不是很充分,如果經(jīng)過(guò)高溫定型后,特別是氨綸中的硅油成分交聯(lián)成膜后,對(duì)于后續(xù)的染色會(huì)有很大的影晌,容易產(chǎn)生色花及色漬等問(wèn)題,因此進(jìn)行染缸內(nèi)進(jìn)一步精練。
M-118 0.8g/L
液堿 2 g/L
浴比:1:8 105℃×25 min
高溫預(yù)定型:預(yù)定型的目的是為了徹底去除布面折皺及雞爪印,使織物尺寸穩(wěn)定。
Erionyl黃A-R 052%
Erionyl紅A-3B 0.21%
Erionyl藍(lán)A-B 0.37%
勻染劑M-2200T 1.5 g/L
染色穩(wěn)定劑JM-215 0.6g/L
螯合分散劑M-175 0.5g/L
浴比:1:4(氣流機(jī)) 95℃×30 min
蓬松型硅油M-550 20g/L
平滑型硅油M-5202 8 g/L
(1) 錦綸織物前處理工藝的選擇直接影響著錦綸織物染整加工產(chǎn)品的品質(zhì)。采用尼龍精練劑M-118在酸性條件下就能很好地去除錦綸織物上所含的油劑及雜質(zhì)。
(2) 染色過(guò)程中,染液pH值的控制是染色成敗的關(guān)鍵因素之一。染液pH值越低,上染速度越快,染料的勻染性及經(jīng)柳遮蓋能力越差。染色穩(wěn)定劑 M-215可有效地控制染液pH值,能大幅提高染色的重現(xiàn)性和一次成功率。
(3) 尼龍勻染劑M-2200T不僅起到勻染作用,而且可改善染液始染pH值及錦綸織物所帶電荷,可有效防止始染pH過(guò)低帶來(lái)的色花及經(jīng)柳、橫檔等問(wèn)題.起到非常好的勻染效果。
(4) 錦綸織物濕處理牢度不僅要求所選用染料符合產(chǎn)品要求.而且好的尼龍固色劑M-2936對(duì)濕處理牢度有很好的提升效果。
(5) 染色溫度的控制也是錦綸染色的關(guān)鍵因素之一。應(yīng)根據(jù)所選用染料及不同顏色、不同織物組織結(jié)構(gòu)來(lái)確定染色升溫曲線及染色始染溫度,升溫曲線一般采用階梯法。
(6) 宜根據(jù)不同的產(chǎn)品要求決定錦綸織物后整理工藝。
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