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互太技术:锦纶经编布经轴染色工艺优化
锦纶经编布用酸性染料经轴染色时经常会出现内外层色差问题,采用坯布高温预定形(190℃,20~30 S),选定打卷密度0.33 kg/m3,设定流量220 m3/h,染浴中加匀染剂M,用有机释酸剂VS控制pH等优化染色工艺,可有效控制锦纶经编布染色层差,染色效果理想。
经轴染色机又称卷轴染色机,由染色压力釜、布满小孔的空心经轴、副缸(配料桶)、循环泵、热交换器、经轴运输车等组成的高温高压染色机。在染色过程中,织物平幅卷绕在带孔的轴芯上,布卷由铁架箍住布卷两头固定,使用高杨程、大流量的专业泵浦使染液正向(自轴芯内向布卷外)或反向(自布卷外向经轴内)强行穿透织物层。因布不受拉伸,非常适用于轻薄型、易折痕锦纶经编布染色。
高温高压经轴染色机的优点是织物的尺寸稳定性好、不易折皱、布面平整。但经轴染色机染锦纶经编布易出现染花、层差、水波纹、染色重现性差等问题,本人通过对卷布密度参数、泵浦流量和染色工艺的优化,解决锦纶经编布的这些质量问题,并通过卡其色的染色进行实践与分析。
染色工艺及优化
1.染色工艺线
织物:锦纶经编布(78%锦纶+22%莱卡,l70 g/m2),幅宽l60 cm。
染料:酸性NHF-S系列
助剂:有机释酸剂VS(亨斯迈纺织染化)、酸性匀染剂M、固色N。
染色工艺曲线。
2. 高温预定形
高温预定形可降低或消除锦纶纤维在纺丝牵伸和织造加工中产生的张力不匀,为锦纶经编布密度均匀平整打卷到经轴上提供前提条件。
同时可避免锦纶纤维布幅收缩过大,以至两头漏水和卷边发生染花。但温度太高,预定坯布会导致织物弹力的损失,破坏锦纶的上色性能,应根据织物规格和成品弹力要求合理控制预定形条件。选用预定形温度以l90℃,时间20~30 S为宜。
3.染色工艺优化
染料的上染是指染料舍染液而向纤维转移并向纤维透染的过程,首先染液先进入纤维的扩散边界层,染料在扩散边界层中靠近纤维到一定距离以后,染料分子迅速被纤维表面吸附,染料分子与纤维表面发生氢键,范德华力或库仑引力结合,染料吸附到纤维表面后,在纤维内外形成一个染料浓度差,因而向纤维内部扩散并固着在纤维内部,上染过程是大量分子运动的结果。
锦纶织物用酸性染料染色过程中上染率过快,易染花,层差严重。
特别是卡其色等敏感颜色,最难控制。本试验用卡其色系作为评估指标,用单向外流方式选定染色工艺。
3.1 打卷密度对内外层色差的影响及优化
经轴染色时,织物打卷密度太小,织物容易滑移,染色时外层染液漏水,外层出现左中右色差、染花;织物打卷密度过大,造成染液穿透不均匀,使内外层色差差异加大,且实际生产容易出现水波纹。
打卷密度太小,布内外层色差增大;加大卷布密度,则不利于染料分子的扩散,外层染花。打卷密度最宜0.33 kg/m3。
3.2 流量对内外层色差的影响及优化
由于此试验经轴染色机采用单向外流,这就决定了染料分子首先在内层织物表面吸附,单位时间经轴内层染料分子吸附量多于经轴外层染料分子,主泵浦的功率的大小直接影响染液的穿透能力。
染色流量(即泵浦功率)过小,染液无法完全穿透经轴上的织物,布面会出现大片染花或者渐进色;加大染色流量(即加大泵浦功率),可以在一定程度上减小这种差异,加快了染料分子的运动,有利于染料分子的扩散,从而达到缩小内外层色差的效果;但主泵浦的功率过大,首先会造成电力资源的浪费,其次经过染液喷射口时,由于喷射的压力较大会造成窜布。
因此,在选择主泵浦时对上述的现象都要考虑,将主泵浦的效率提到最高,能耗降到最低。
染色流量加大,内外层色差减小。但流量太大,会造成能源浪费且容易窜布、移位。染色流量最宜240 m3/h。
3.3 染色温度的优化
染色温度升高可以增加染料分子在染浴中和纤维上的动能,降低染浴中染料分子的集聚现象,同时促使纤维膨化,有利于染料分子进入纤维内部,达到染色匀透的目的。
可知,随着染色温度上升,上染率提高,染料上染率在95℃以上左右基本平衡。因此确定染色温度为95℃;同时,放慢染色升温速率同样可减缓酸性染料上染锦纶的速率。
3.4 匀染剂的应用
酸性染料与锦纶纤维之间的亲和力较高,上染率也较高,但染料在纤维上缺乏迁移性,经轴单向外流染色时染液经过织物层层过滤,越外层,压差越小,染液相对量越少,容易导致色花和层差,其在染卡其色等敏感颜色时更为明显。
选择适宜的匀染剂份量以减小染料与纤维之间的作用力,降低染料上染速率,增大染料在纤维上的迁移性,是克服这些疵病的主要手段之一。本厂实践得出卡其色色系匀染剂M用2 g/L为宜。
3.5 pH值的影响
pH值是酸性料染锦纶纤维的重要参数,染浴pH值影响其上染速率和染料上色率,在染色过程中关系到各阶段的染色可重复性。
中性染液中,锦纶以两性离子结构(+H3 N-PA-C00-)存在,酸性条件下羧基离子质子化,在等电点时氨基全部以-NH3+离子的形式存在,而羧基只是部分以-C00-离子的形式存在。在等电点以下染色时,染料主要以离子键固着在纤维的端胺基上,锦纶纤维在酸性介质中能形成-NH3+。酸性越强,pH值越低,形成的-NH3+越多,阴离子酸性染料的上染也就越快、越多,容易产生上色太快而染花。锦纶纤维等电点pH值在6左右,选择初染染浴pH值为6~7.5,可改善匀染性和缸差稳定性,选用有机释酸剂VS随温度升高逐渐释放出酸,使染液pH从中性缓慢滑移至酸性,可减缓酸性染料上染锦纶的速率,可有效避免染色不匀和稳定染色各阶段中的上染率。
严格控制初染染浴pH值和染色过程中逐渐向酸性滑动,完全可将pH值控制在很小的误差范围内。实际生产证明:染色中用有机释酸剂VS对比传统醋酸,层差表现要好。
优化工艺大生产染色结果
对使用优化工艺进行大生产的成品染色效果进行跟踪。
 内外层色差没有差异,各项牢度指标均达到要求。


(1) 采用坯布高温预定形(190℃,20~30 s),选定打卷密度0.33 kg/ m3,设定泵浦流量220 m3/h。染色布面品质良好,染色织物内外层差效果理想。
(2) 染色温度用95℃,控制上染速率在1.5℃/min,采用匀染剂VS2 g/L,可有效控制染花和层差。
(3) 调节初始染浴pH值为6~7.5,染色选用有机释酸剂VS,可有效控制染色各阶段的上染率,从而确保内外层差效果良好,布面品质理想。