涤纶筒子纱染色工艺

涤纶筒子纱染色工艺涤纶织物由于强度高，回弹性好，耐磨性优良，尺寸稳定性好，抗皱性好，而被广泛应用于各种纺织品及服装面料。涤纶筒子纱线染色是采用高温高压染色法在高温高压筒子纱染色机上进行的。由于聚酯纤维结构紧密，分散染料在低温条件下几乎不上染。只有将温度提高至90℃以上，染料的上染逐渐增加。达到110℃以上时，涤纶纤维中无定型区高分子链段的运动加剧，增加了微隙，降低了染料分子扩散进入纤维内部的阻力，提高了染料分子扩散速度，使分散染料的上染速率迅速加大。至130℃才能获得满意的染色效果，染料利用率达到90﹪以上，得色丰满，各种染色牢度优良。1．涤纶筒子纱染色工艺1．1生产材料及设备涤纶100D网络丝、染料、冰醋酸、匀染剂、还原清洗剂、抗静电剂、RY-1180V型高温高压染样机1．2工艺流程及条件及处方：原纱进厂—松筒—倒角—装笼—进入染缸—前处理（退浆、煮练、漂白合一，在100℃条件下处理20min,皂洗剂1g/L去油）—水洗—染色缸加入已溶解好的染料和助剂依次侵入染槽—加入纱线染色（1℃/1min）升温至70℃匀染10min—（1℃/1min）升温至100℃匀染10min—（1℃/min）升温至130℃保温45-60min—高温排水—洗水—还原清洗（100℃处理30min,对于深色而言）—洗水—醋酸中和—洗水（上抗静电剂）—脱水—烘干。染色处方（按织物重量）：分散染料（o.w.f.）x冰醋酸1.2g/L匀染剂1.2g/L还原清洗处方冰醋酸1.5g/L还原清洗剂1.5g/L抗静电剂处方1.0g/L2．质量问题产生原因分析及解决措施2．1松筒涤纶筒子纱线染色前需先松筒，松筒首选不锈钢弹簧管，其优点是有效穿透面积特别大，对获得匀染非常有利。可自由压缩，对不同数量批号的订单有极强的适应能力。筒纱卷绕密度大小是很重要的，考虑到染色机械的泵的扬程高度，涤纶筒纱的卷绕密度以0.33-0.39g/立方厘米为宜。卷绕太紧，染液难穿透很厚的纱层，局部因接触染料太少而得色偏浅造成色花或色圈等染疵，卷绕太松，筒纱容易变形脱落，造成乱纱，难于上机。如果绕筒的张力、密度不均匀就必然要造成筒轴各部位染液的穿透速度与穿透量不同。张力、密度较小的部位，染液的穿透速度快，染液的穿透量多；张力、密度较大的部位，染液的穿透速度慢，染液的穿透量少。染色结果是，张力、密度小的部位得色深；张力、密度大的部位得色浅。这是因为，染料上染纤维，是分为三步：第一步,染料随着染液的流动进入纤维表面的“扩散边界层”：第二步，染料通过扩散边界层靠近纤维，被纤维表面吸附；第三步，染料从纤维表面扩散进入纤维内部。染料从染液中进入纤维表面“边界层”的速度和数量是与染液的流动速度成正比。也就是说，染液流动越快，纤维表面染液的交换更新越快，染料进入纤维“边界层”的速度越快、数量越多。被纤维表面吸附的速度也就越快、数量也就越多。染料从纤维表层扩散进入纤维内部并发生染着的速度自然也就越快、数量也就越多的缘故。对措施：绕筒要均匀所谓“均匀”是指绕筒张力要均匀、绕筒密度也要均匀。实际生产证明手工绕筒速度虽快，但很难达到“均匀”的要求。因此，最好是采用机器绕筒，其绕筒效果相对较好。2．2前处理染前处理对天然纤维而言主要是去除其共生物。对涤纶等合成纤维来说则是去除其人为的后加“杂质”包括纺丝或织造过程中加入的油剂以及沾污的油垢、灰尘、色素等。其中，最值得注意的是油剂。油剂中含有润滑剂、乳化剂、抗静电剂等。施加油剂对涤纶等合成纤维的纺丝、织造是必要的。但在染整加工时必须将油剂洗除倘若染前不洗涤，带着这些油剂染色，油剂会在涤纶表面形成一层“阻染膜”，妨碍染料向纤维内部均匀扩散、渗透。因而，容易造成上色不匀，产生色花、色斑等染疵。而且，还会使浮色增加，影响色牢度。如果染前处理工艺不到位，纤维上的油剂去除不匀，就可能产生云状色花；如果在染色过程中，染液中的染料分散稳定性差，出现凝聚现象，这些油剂又会与染料的聚集体结合，沾附染色物而产生色斑。必须注意的是前处理后一定要清洗干净，否则容易造成染花疵病。应对措施：加强染前净化处理在染色前，先将染色物在淡碱液中(必要时可加入适量耐高温、不起泡的表面活性剂)于120℃处理2Omin(注意，碱浓不可太高，以免涤纶水解)。排液后清洗一次，必要时经酸中和，然后再实施染色。目的有二个：(1)将纤维中的低聚物，大部份萃取出来，并在溶解状态下排出机外，这样可以显著减少染浴中低聚物的含量。(2)将纺丝或织造过程中施加在纤维或织物上的油剂以及沾污的油垢、灰尘、色素、花衣等去除。2．3染料选用分散染料不含磺酸基(一S03Na)、羧酸基(一COONa)等亲水性基团，只含部分羟基、氨基、乙醇基、偶氮基、取代氨基等极性基团，因此，亲水性很差，几乎不溶于水。只能借助于阴离子分散剂将染料微粒包复后，分散在水中。然而，在100℃以上高温和染液快速流动双重因素的作用下，分散剂分子与染料微粒之间的“包复能”会降低。如果所包复的染料微粒游离出来，就会重新聚集成更大的染料颗粒。这种现象即为分散染料的“高温凝聚性”不同结构的分散染料，其热凝聚现象不同。大体可分三种：一为不易发生热凝聚。这类染料不会因升温、降温或相互碰撞而凝聚。使用这样的染料染色一般不会造成染色不匀或色斑色渍。二为容易发生热凝聚但随着染料分子向纤维内部扩散，染料的聚集体会再度解聚，只要染料在纤维表面吸附均匀，一般就不会造成色花、色渍。三为容易发生热凝聚，而且在染色过程中，又难以解聚。使用这类染料染色时，特别是当使用的分散剂或匀染剂高温分散能力较差时，就很容易由于染料的热凝聚而造成色泽不匀。甚至由于染料聚集体与染液中的低聚物、油剂、纤维屑等杂质相结合而产生焦油化物由于高温高压染色的方式对染液具有很强的过滤性．对染液的分散均匀性要求很高。因此，一旦染料选用不当．在升温或降温过程中染液产生聚集现象．筒轴外层内层便会产生递减性色差。倘若卷筒张力、密度不匀．筒轴各部位也会产生深浅差异性色花。应对措施：选用热凝聚性小的分散染料不同结构的分散染料，其热凝聚性大小不同。选用热凝聚性小的染料染色是预防色花、色渍。高温凝聚性较小的品种如：分散金黄SE一3R、分散蓝E一4R(B一56#)、分散红5E—G5(R一153#)、分散嫩黄SE一4GL、分散紫HFRL(V一26#)、分散艳蓝R5E(B—l83#)等。高温凝聚倾向大的品种如：分散红玉S一5BL(S-2GFL)(R一167#)、分散灰S—BL、分散红KB—SE、分散翠蓝S—GL(B一60#)、分散橙G—SF(O一73#)等。2．4升温速度在纱高温高压染色通常分为四步：（1)染色物先在高温分散剂和醋酸一醋酸钠组成的缓冲浴中运行，使之浸透走匀并排除染色物中的空气，同时开始升温。(2)将染料用搅拌机充分打匀搅透，制成染料分散液，并在50～60℃时加入。(3)以l～2℃／min的速率升温至130℃，并保温染色30～60min。(4)以l～2℃／min的速率降温，水洗，必要时做还原清洗但升温速率不宜太快。否则，很容易造成染料上色不匀而色花。尤其是染中浅色泽以及增白时(内加分散紫HFRL或分散蓝2BLN等上蓝剂)，色花染疵最容易发生。这是因为分散染料上染速率的快慢与染色温度的高低成正比的缘故。染色温度提高，涤纶的膨化速度与染料的上色速度都会显著加快。根据经验，升温速率的快慢，①与所用染料匀染性的好坏有关。匀染性好的，可快些；差的则要慢些。②与染色深度有关。染深色时可快些，染浅色时则要慢些。③与涤纶的耐热性能有关。涤纶的玻璃化温度为67～8l℃，85℃下涤纶的微结构呈玻璃态，吸色很慢．故升温可快些。85～ll0℃，涤纶快速溶胀，吸色能力显著增强，故升温要慢些。l10-130℃，由于染液中染料已少，故升温又可快些。④与染液的循环状态有关。倘若染液的压力大、穿透力强，染液能与纤维快速紧密接触．则升温可快些；否则，则要慢些。应对措施：要正确控制升温速度实际升温速度一定要根据所用染料匀染性的好坏、染色的深浅、染液的循环状态以及不同的染色阶段来合理设定，通常的升温速率为l～2℃／min该快时可以快，不该快时必须慢，不可一刀切。当染色温度在85℃以下时，染料很少上染，可直接升温。85℃-110℃是上染速度增加最快的温度区域，需要严格控制升温速度在1.5/min以下。115℃-130℃范围内可稍快点，但需要将升温速度控制在2℃/min左右。这里的保温时间是对中等深度的颜色而言，浅色可适当缩短，深色可适当延长。保温时间要适宜，太短会产生环染现象，太长易产生毛丝。一般应控制在30-60min。染色完毕后降温要快，因为在缓慢的降温过程中会产生低聚物，其残留线表面呈焦油状难以去除。2．5染液的循环状态筒子纱染色过程就是染液的穿透过程。因此，对染液的循环状态要求较高。染液必须具有强劲的穿透力，这是实现均匀染色的前提，如果循环泵的力度不够或者对支路阀门的掌握不当，就会使染液穿透染色物的流量、流速不足而且不匀。显然，这很容易产生色差色花，特别是在升温阶段。应对措施：染液的循环状态一定要好必须确保染液流量和压力要大因为染液的流量大、压力大，有利于染液穿透、匀染。为此，要认真选择和使用循环泵。泵的流量应为25～60L／kg．min；泵的压头水柱应为lO～2Om染液正循环与反循环的时间比例．要根据染色物的特点来调节一般情况是由内向外的穿透时间大于逆流时间。实际生产表明，正反循环的时间比例不恰当会造成内外色差。2.6低聚物的危害众所周知．涤纶是以对苯二甲酸和乙二醇为单体经酯化缩聚而成由于酯化缩聚反应不可能达到100％。所以在其树脂粒子中，通常含有l％～3％的未反应单体和聚合度低的低聚物(低聚物约占l.3％～1.7％)。值得注意的是，经纺丝后,包含在纤维中的低聚物会在高温(100℃以上)条件下,趁纤维大幅度溶胀、微结构松弛而从纤维内部溶落到染浴中，然后又会随着染浴温度的降低结晶析出。如果染浴中的染料分散稳定性良好，没有凝聚现象，这些不溶性的低聚物沉积在纤维(织物)上，烘干后，就会产生白蒙蒙的灰白色沾附物。尤其是染大红、红、藏青、黑色等深浓色泽时，表现最突出；倘若染浴中的染料有些凝聚现象发生．这些低聚物还会和染料聚集体以及染浴中的纤维屑、油剂等粘附在一起产生焦油化物．沾附在纤维上造成严重的“焦油斑”。筒子纱染色时，这些不溶性的低聚物主要沉积在筒子的芯层和外层造成染液的穿透力和穿透均匀性严重下降其结果必然是色泽不匀。为了减少低聚物的危害，有的单位曾试用过导染剂。其目的，一是把染色温度适当降下来，以过以下方法：①染浴中加入适量载体，如三氯代苯减少低聚物的渗出量。二是提高低聚物的溶解，减小对织物或缸体的危害但必须注意，染温不可过高，否则载体反而会促进低聚物的渗出。②高温排液即染色后就将高温染液排出目的是防止低聚物在降温过程中结晶析但其缺点：一是带压排液震动很大，容易损坏设备：二是高温排液注水，容易使涤纶织物产生“树枝印”。解决措施：选用高温分散稳定性好的高温分散匀染剂染浴中加入分散匀染剂：①可以有效地防止或减小分散染料的热凝聚程度，提高染液的分散稳定性；②可以有效地分散染浴中的低聚物，减小其危害程度。常用的阴离子型分散剂NNO、MF、CNF等，在较低温度下对分散染料具有良好的分散稳定作用，但耐热性差，其分散稳定效果会随着染温的升高而降低，故不适合沸温以上高温染色使用：木质素磺酸钠类阴离子分散剂。如分散剂CMN等，耐热稳定性较好，在较高的温度下依然具有良好的分散稳定作用。但是，这些阴离子表面活性剂对染料的吸附上色缺乏缓染能力．对移染也缺乏促进作用。即分散效果较好，缓染移染的匀染效果较差。一些非离子分散剂(扩散剂)，由于在水中形成的胶束或胶粒外层缺乏同电荷的排斥力，对分散染料的分散稳定性不如阴离子性分散剂好。然而，由于它们对染料有一定的亲和力，因此，染色时既有良好的缓染作用、又有较强的移染匀染功能。但是非离子型分散剂有浊点问题。当染温超过其浊点温度便会呈油粒状态析出。这时，它不仅完全丧失对染料微粒的分散保护作用，反而会与染料微粒以及低聚物、纤维毛屑等结合成焦油状聚集