碱性染色工艺.pdf

涤纶纤维的碱性涤纶纤维的碱性筒子纱筒子纱染色工艺染色工艺 戴文勇 涤纶纤维染整加工,染色是在pH 值为4.55 的酸性条件下进行,并一直延续至今,尽管后处理都是在碱性介质中进行的。采用上述方法加工涤纶纤维,不可避免地会遇到低聚物的问题。工艺流程的优化,简化了涤纶纤维筒子纱的染色加工和整理,但只是部分地去除了低聚物。传统的涤纶高温染色法传统的涤纶高温染色法 过去,对于传统的涤纶高温染色法,大多采取下列措施:整个染色和后整理加工都尽可能地快速进行。如高温染色后染液在较高温度下排放,还原清洗后处理液应置于温度为80 的前处理槽,而不是用冷水在染槽中处理;在染浴以及清洗过程中应采用非常好的分散剂和低聚物去除剂;安装高温排放装置,这样至少可避免在染浴排放中低聚物的沉淀;经常用大量的碱在高温下清洗染槽;用高温碱前处理(还原清洗工艺)是最有效的措施,但由于要求额外的工艺步骤,从成本考虑它不具竞争力。低聚物低聚物 在涤纶的生产中不可避免地会产生低聚物。除聚合物之外,同时形成线形和环状的低分子组分。随着热和湿热工艺的进行,这些低聚物会从纤维中泳移出来,从而引起印染加工和整理的问题。环状组分,特别是约占1.7%的环状三聚物,是引起问题的关键因素。水溶性的线形组分可通过水洗去除。当高温条件下出现低聚物时,染液中开始形成饱和溶液,如果纤维表面存在晶种,则立即形成结晶。当冷却时,在染液中剩余的溶解物质会形成低聚物沉淀,从而引起后道染色机磨损、灰尘形成和沉积。在实验室的染色机中对大筒子的涤纶变形纱进行系列小样染色,随后重新进行络筒时,发现在pH 值4.5 时染色1520 min,就开始形成低聚物沉淀。涤纶涤纶筒子筒子染色染色 从经济角度考虑,新的涤纶筒子染色大多采用更大的筒子容量,由低聚物引起的问题就显得更为严重。在纱线染色中采用500600 g/L 高卷绕密度以及1 51 7 的小浴比。在染涤纶里料织物时,筒子量大多为40006000 m。在这两种情况中,增强过滤作用可观察到更多的低聚物沉淀。在大批量染色生产中,低聚物沉淀更为明显。染黑色涤纶缝纫线时,在筒子纱的前部即可看到严重的低聚物沉积。在涤纶变形纱深棕色染色时,染色筒子纱的内层也发生涤纶纤维的碱性涤纶纤维的碱性筒子纱筒子纱染色工艺染色工艺 戴文勇 沉积,从而阻止了剩余纱线的进一步退卷。微纤上残留的浆料不仅会引起低聚物问题,而且在染碱化处理的涤纶时重现性差,由云斑产生染色不均匀等问题,因而加速了对碱性高温染色工艺的开发。在碱轧蒸减量处理中,在后道的酸性pH 值范围内进行喷射染色时,由于纤维上结合有碱,而传统高温染色所用的分散染料耐pH 值性能不好,造成染色重现性差。现在的染色在pH值9.5 下进行,然后逐渐降低pH 值,并使用Diaserver AD95 和特选的染料,从而获得最佳重现性的染色织物,同时达到了消除低聚物的目的。在碱性高温条件下,环状三聚物可皂化变成水溶性。图1 低聚物用碱进行皂化 碱性染色工艺的优点碱性染色工艺的优点 (1)减少了在印染加工和整理中的低聚物,从而优化了纤维、纱线和织物的性能;(图2)用放大5000 倍的显微镜观察可清晰地发现酸性和碱性高温染色后涤纶纤维的碱性涤纶纤维的碱性筒子纱筒子纱染色工艺染色工艺 戴文勇 的差别(图2);(2)pH 值4.5 高温染色和pH 值9.5 碱性染色纤维表面低聚物量比较(3)提高了纱线的光泽度,降低了柔软剂的用量;(4)改善了机织物的手感;(5)在散纤维、毛条和纱线的印染加工和整理中待机时间更少;(6)减少对染色单元、络筒机、梳理机、并条机、纺纱机和织机的清洗要求;涤纶纤维的碱性涤纶纤维的碱性筒子纱筒子纱染色工艺染色工艺 戴文勇(7)在碱减量之后省略中和,从而省却了洗涤工序(图3);图图3 3所示，用碱性染色法可减去两道淋洗和还原清洗工序，结果仍然满意所示，用碱性染色法可减去两道淋洗和还原清洗工序，结果仍然满意 (8)由于减少了碱的后清洗,从而缩短了加工时间。对于成功的碱性染色工艺,下列几点非常重要:使用Diaserver AD95 或AD85;使用耐碱的染色助剂;仔细地筛选染料。“Diaserver AD95”和“AD85”是无机物和有机物的混合物,可用作稳定剂,有很好地缓冲效果,由于其具有碱性,可用于皂化低聚物。它们具有不同的pH 值范围,Diaserver AD95的起始pH 值为9.5,结束pH 值为8.68.5；Diaserver AD85起始pH 值为8.5,结束pH 值为7.57.7。我司选用Diaserver AD95控制PH值9.5达到良好的染色稳定性 耐碱染色助剂耐碱染色助剂 应用的分散剂和匀染剂在高温碱性条件下必须保持它们的效能。拜耳公司的Levegal DL P 在碱性范围内极其稳定,即使对在竭染中不能充分上染的分散染料,它也能在高温染色中表现出很好的分散稳定性。在碱性染色中,Levegal DL P 具有很好的匀染性。涤纶纤维的碱性涤纶纤维的碱性筒子纱筒子纱染色工艺染色工艺 戴文勇 染色工艺和染料选择染色工艺和染料选择 在碱性染色中,染料的选择非常重要。在低聚物的皂化过程中,许多分散染料或多或少也会发生皂化,从而引起色变甚至完全破坏染料。因此,选择耐碱的染料非常重要,以获得高重现性。此外,选择染料时还应考虑所要求的色牢度,以及所应用的方法。温和的碱性染色温和的碱性染色 碱性染色工艺与传统的在pH 值4.55 中进行的染色一样,升温速率应适合常用的机器和材料。为了能在最佳条件下进行操作,目前,低聚物问题已可以被控制。它不仅仅是控制低聚物的沉积,而且要消除低聚物,优化涤纶纤维的染色质量。合适的缓冲体系和正确的染料选择可获得很好的染色重现性。染机的清洗：2025 mL/L NaOH 38B,1.5 g/L Dia2davin UN(拜耳),于130135 清洗60 min,清洗时机器内注满上述配方清洗液。如有必要,该工艺可以重复进行。不进行此工艺,在第一道微碱性条件染色后,遗留在机器中的低聚物开始分离,从而增加了沉积在织物中的低聚物。对于纱线染色对于纱线染色,上述碱性染色工艺是不够的上述碱性染色工艺是不够的,建议采用如下处方建议采用如下处方:2%Diaserver AD95,1%Levegal DL P,起始pH 值9.5,结束pH 值8.68.5。选用染料选用染料:浅色 Dianix ACE,总的用量为0.5%。中至深色 Dianix 黄PLUS,Dianix 橙ADR,Dianix 大红CC,Dianix 红S-4G,Dianix 红S-2B,Dianix 暗红S3B,Dianix 蓝S-BG,Dianix 蓝S-2G,Dianix 海军蓝ECO,Dianix 黑ECT 300%。对于会产生大量低聚物的纱线染色,除了采用上述染料进行强碱染色工艺外,还应添加2 g/L 的硼砂。同时Dian2ix 黄PLUS 应改用Dianix 黄S2G。典型的处方为典型的处方为:2%Diaserver AD95,2 g/L 硼砂,1%Levegal DL P,起始pH 值9.29.5,结束pH 值8.68.5。从原理上讲,实验室中碱性染色的处方也应是碱性条件的,因为酸性和碱性染品之间色泽有偏差碱性染色最主要的是具有很好的重现性。从酸性变为碱性染色的工艺中,所有机器、设备、染槽、紧固件、隔离圈以及前处理槽都应进行清洗,以去除低聚物。从酸性变为碱性染色的工艺中从酸性变为碱性染色的工艺中 Dianix PLUS 染料特别适用于超细纤维、碱化处理过的涤纶。这一类染料可进行快速染色,且具有高度的匀染性和很好的重现性。可采用新开发的Diaserver AD85 缓冲体系进行碱性染色,也可在酸性条件下染色。推荐的染料适用于染中至深色。碱性染色工艺在超细涤纶织物的染色中可进一步显示出其优势。涤纶纤维的碱性涤纶纤维的碱性筒子纱筒子纱染色工艺染色工艺 戴文勇 采用传统的高温染色法,在pH 值4.5 下进行染色,经常出现染色不匀或云斑。这主要是由于前处理中退浆不净所引起的,这在超细纤维织物中量更大。在工厂的实践中,试图采用80 烧碱进行还原清洗加以弥补,采用碱性染色则可省去这一额外的增加成本的工艺步骤,并产生优良均匀的染色效果。低聚物的去除取决于所用的染色机,采用筒子染色机温和的碱性染色工艺也可获得很好的效果。以下是在筒子染色机上进行温和碱性染色的典型处方和选用的染料:2%Diaserver AD85,1%Levegal DL P;起始pH 值8.68.5,结束pH 值7.67.5。建议使用的染料为:浅色 Dianix ACE,总的用量为0.5%。中至深色 Dianix 黄PLUS,Dianix 橙ADR,Dianix 大红CC,Dianix 红S-4G,Dianix 红S-2B,Dianix 暗红S3B,Dianix 蓝S-BG,Dianix 蓝S-2G,Dianix 海军蓝ECO,Dianix 黑ECT 300%。机器清洗液配方如下机器清洗液配方如下:2025 mL/L NaOH 38B,1.5 g/L Dia2davin UN(拜耳),于130135 清洗60 min,清洗时机器内注满上述配方清洗液。如有必要,该工艺可以重复进行。如果不进行此工艺,在第一道微碱性条件染色后,由于遗留在机器中的低聚物开始分离,从而增加了沉积在织物中的低聚物。总结总结 目前,低聚物问题已可以被控制。它不仅仅是控制低聚物的沉积,而且要消除低聚物,优化涤纶纤维的染色质量。合适的缓冲体系和正确的染料选择可获得很好的染色重现性。在实际的应用过程中，筒子染色机的性能，筒子纱卷绕的密度和染色工艺的制定都非常重要，在此不做详述。图示如下，我司的筒子密度是其他公司卷绕密度的一倍，高密度的筒子纱对染色工艺和机器参数的要求极高，同时如果获得优良的匀染性，优点则不言自明了。高密度筒子纱；低密度的筒子纱；高密黑色的染色效果