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涤锦复合丝灯芯绒轧染工艺探讨

                                 摘要:根据涤锦复合丝灯芯绒的特性,常规工艺为高温高压染色,溢流染色机染色,染色属间隙式染色,轧染的染色生产可行性,经摸索合理制订了涤锦复合丝灯芯绒的轧染工艺流程及条件,合理选用染化料。 
关键词:涤锦复合丝,DTY,灯芯绒开纤,轧染,染色

1. 前言
    涤锦复合丝DTY是海岛型超细纤维中的一部分,海岛型超细纤维是近代开发的一类高科技新纤维,它具有普通无法比拟的优点,可制成许多高性能可高附加值的纺织品,这类纤维的纺织、染整和服装加工都有了快速发展。

2. 涤锦复合丝DTY的特性:
    2.1柔软的手感
    纤维的断面惯性矩(Io)与纤维的直径(D)有下述关系:Io=(π/32)D4惯性矩随直径的四次方而变小,即纤维愈细,愈柔软,所以海岛型超纤维比普通纤维纺织品要柔软的多。
    2.2比表面积大
    海岛超细纤维由于细,比表面积大,其覆盖性、蓬松性、保暖性、吸附性等特别强。表面积大,表面纤维数又多,可产生特有的光泽,对颜色的效应也不同与普通纤维。由于它比表面积大,因此,它的纺织品加工和普通纤维有很大不同。
    2.3透气、透湿和防水性好
    纤维细、易形成精细高密度的组织结构,在织物形成大量的微细空隙,因此透气性好。经拒水整理后,有很好的防水性(纤维间的空隙只有0.2-10μm,通常水滴的直径至少为100μm,故不能通过水滴)。同理,超细纤维的织物防风保暖性也特别好。
    2.4高吸水性和吸附性
    纤维比表面积大,织物内微细空隙多,形成大量的毛细网络,因此织物吸水性好,是适合制成高吸水性的纺织品。
    2.5致密和起皱性好
    由于超细纤维细和柔软,可以制成高密织物,又由于超细纤维相互易于缠结,在织物表面可形成浓密的绒毛,所以,起绒性好,适合制成各种细绒纺织品。
    2.6其他性能
    海岛超细纤维除了上述具有性能外,还具有其他许多特性,例如:它与其他材料相互渗透能力强,应力松弛快,一些纤维具有特殊的外型,另一些纤维和介质反应或交换能力强等,可以制成各种特殊用途的纺织品。
    3涤锦复合丝染整工艺的制定
    工艺流程:坯布检验-退浆-刷毛-精炼-开纤-漂白-轧染-吃柔软固色-甩烘-拉幅-成品
    3. 1退浆工艺的控制及退浆效果的检验
    涤锦复合丝的退浆一般采用碱退浆,比较简单。聚脂浆料可以被水解,但对电解质很敏感,所以需用中性或弱碱性软水(以纯碱或磷酸三钠调节pH至8-8.5),并添加非离子,便可洗净,洗涤温度为80-90℃。洗涤浴的pH应保持稳定,同时加入非离子促使浆料洗净,温度为80-90℃。由于超细纤维织物紧密,纤维间隙很小,而上浆率高,溶液的润湿渗透困难,因此在退浆时应使浆料充分膨化,尤其在连续前处理工艺中,一般要增加预浸、轧堆工艺(室温堆放3-24h),退浆的洗涤可在平幅低张力平洗机上进行。
退浆效果可以用着色法来检验,阳离子染料使聚脂和丙烯酸脂类浆料着色。在1g/LbaSacryl Blue GL或Astrazon Red F3BL,于80℃pH值为4.5的染液中,织物不着色或只轻微沾色,则表示退浆充分,若呈红色则织物上浆料含量较多,会影响后步加工,应重新退浆。
    3.2精炼
    涤锦复合丝灯芯绒在织造过程中,为改善纱线的平滑性能和防止产生毛羽而施加了大量的浆料和油剂、蜡质等,所以在精炼过程中必须达到以下两个目的: 
    (1) 充分去除油剂和蜡质,使残脂率低于0.2%,以消除发烟性、织物拒水性和可能造成染斑的隐患。
    (2) 为防止已脱落的油剂和浆料再沾附到织物上,精炼剂的选用及精炼工艺都有其特殊性。
    3.2.1精炼剂的应用
    普通合纤一般均以丙烯酸酯类浆料为主上浆,而超细纤维织物则以施加矿物油、酯化油、蜡质类的复合油剂为主。因此超细织物的精炼剂以表面活性剂的作用为主,碱剂则作为助炼剂使用,表面活性剂靠渗透、乳化、分散、可溶化的洗净作用而去除油剂,同时防止脱落的浆料和油剂再吸附。
    3.2.2精炼剂的选择
    超细纤维织物所吸附的油剂量大增加,对精炼造成一定的难度。超细纤维上浆坯布由普通合纤的3%提高到超细纤维的3%-6%,此外还有各类添加剂等。这些油剂、蜡质等物质对疏水性的纤维亲和力很大,且易进入织物内部并产生强烈的粘着。特别是对于高密度织物,因组织结构细密,深入其中的杂质去除更为困难。因此要选用对油剂、蜡质具有强渗透、乳化和增溶作用的特殊精炼剂。已有实验表明,超细纤维用精炼剂其表面活性剂的HLB值必须在8-15范围内,而单一的表面活性剂很难满足,目前一般都是由非离子表面活性剂与阴离子表面活性剂复配而成。瑞士科莱恩公司的Sandodean PC liq, Sundozin NA liq,汽巴-嘉基公司的Ulfravon GP/GPN Invadin NF 等均为较理想的精炼.
    3.2.3精炼工艺的控制
    超细纤维物精炼可采用间歇法或连续法,最好在松弛平幅水洗机上进行,汽巴-嘉基公司推荐的退浆精炼浴组成为Ulfravon GP/GPN 1-2ml/L Invadin NFI-3mL/L IrgalonPs 0.5-1mL/L,用烧碱调节pH值为10-11,温度90℃处理20-30min,再以温水洗5min,40℃水洗10min。
    3.3涤锦复合超细纤维的开纤过程
    在精炼工艺过程中,碱的作用即是织物剥离开纤过程,碱对涤锦复合丝均匀性是十分重要的,否则将导致色性能的差异,这种差异在染色中难以解决的,甚至小的错误也会引起消光效果的差异,使生产的染色物带有云状斑渍,这一点应特别注意.
    碱水解法是涤锦复合超细纤维的剥离开纤中所用三种方法中的一种。利用复合纤维两种组分均可被碱加速水解的机理,在碱水溶液中(或再加某些促进剂)复合纤维两组分的界面发生水解,减弱粘合力,使之易于剥离,达到开纤的目的。另两种方法分别是法和溶胀法。法是利用针刺、起毛、磨绒、刷毛等作用进行剥离,一般只发生在纤维的表面;而溶胀法是利用对复合纤维的一种或两种组分起溶胀作用的溶剂(溶胀剂)处理,以溶胀法作用使两组分产生不同的收缩率,使界面产生的内应力减弱界面上的粘合力,使之易于剥离而达到开纤的目的。常用的溶胀剂有甲酸、对甲基苯酚钠和二氯甲烷等。实际生产中,以上各种开纤方法的效果随纤维而异,可单独进行,也可综合处理。如先用溶胀剂或水解法或两者并用,使用部分开纤,再利用磨绒、拉毛等方法使之进一步分离。这些剥离开纤的工艺不同于的碱减量,碱减量一般要求织物的失重较多,而剥离开纤的要求是织物失重尽可能少,但剥离开纤率则要高,并且加工要方便易行。 
    测定剥离开纤可采用显微镜法。取30根复合纤维丝,在显微镜下观察计数,被剥离开纤的单丝根数为X,复合纤维中总的单丝为Y,则剥离开纤率=(X/Y)*100%。
    复合纤维的剥离开纤难易程度不仅随生产厂家而且差异很大,即使是同一产品各纤维间剥离性能差异也很大,这是因为纤维在成型时,各纤维受到的剪切速率、温度、抽伸拉力等不同引起的。如果以织物进行剥离开纤,则由于纱线间的挤压作用,不同部位的纤维剥离难易也是不同的。因此,实际剥离开纤只能控制在一定的水平上,一般开纤率80%则属于充分开纤。
    3.4漂白工艺控制
    涤锦复合丝DTY灯芯绒在煮漂及开纤过程中,由于有碱的作用,纤维一般会发黄些,染色前需进行漂白处理,漂白过程:H2O25-8g/L 分散剂8 g/L 渗透剂1-2 g/L 温度90℃,时间20-30min用烧碱调节Ph=10-11,70-80℃,水洗10min。
    3.5染色工艺的控制
    3.5.1涤锦复合超细纤维的染色性能有以下几个特点:
    3.5.1.1上染速度快
    由于纤维细、比表面积大,因此染料吸附快,从纤维表面扩散进纤维路程短,扩散速率高,一些纤维为无定性区含量高和原纤,间空穴较大,所以也使上染速度快。
    3.5.1.2起始染色温度较低
    纤维细、比表面积大、吸附和扩散时间短,为此在较低温度下就有较快的上染速度。普通通常要高于90℃后才有较快上染。而海岛型超细纤维在高于50℃后就有明显上染,最高染色温度也较低,普通是130℃左右,而海岛型超细纤维最高染色温度约为120-125℃。染色对温度的依存性也强。
    3.5.1.3匀染性差
    影响匀染性的因素有很多,对超细纤维来说,纤维的线密度的均匀性和剥离开纤的程度影响匀染性很大,纤维愈细上染速度愈快,匀染性愈差,纤维线密度不均匀和开纤不均匀和不充分,匀染性也很差,而且很难通过控制染色条件来克服,纺织品中含有多种纤维时,匀染性更难控制。
    3.5.1.4移染性较好
    纤维细,比表面积大,移染性则较好,为此,适当延长染色时间,提高移染程度可以改善匀染效果。但对于由于纤维结构、粗细或开纤不均匀引起的染色不匀,提高移染时间是无法提高匀染程度的。移染时间视纤维结构而定。 
    3.5.1.5染色提升性较好,显色性很差
    所谓提升性是指随着染料用量增加,纤维上染料浓度递增的性能。提升性不仅决定于染料的结构,也和纤维的结构有关不同纤维染色提升性不同。一般来说,在一定浓度范围内,线密度愈低的纤维,染色提升性愈好,这是由于纤维愈细,比表面积愈大,染料吸附愈快,表面吸附染料量愈多之故。所以纤维愈细,在不同条件下,吸附的染料量比较粗的纤维要多,此外,不同工艺制得的纤维提升性是不同的。
    显色性通常是指在一定条件下染色纤维颜色深度递增的性能,不同纤维的显色性各不相同,即使纤维上的染料浓度相同,显现的颜色深度是不同的,它和纤维的许多性质相关,特别是纤维的线密度和截面形状有关。
    超细纤维,特别是海岛超细纤维的显色性比普通纤维要低的多,主要原因是纤维细、比表面积大,对光的反射和散射强,使染料的显色效率低,故显色性差。为了获得相同颜色深度,超细纤维上的染料浓度要比普通纤维要的多。在相同表面深度的条件下,纤维的线密度和纤维上的染料浓度有下述近似关系:C1/C2= T2/T1 
    式中C1和C2分别为相同表面深度时纤维1和2的染料浓度,T1和T2分别为纤维1和2的线密度,即线密度愈小,染料浓度则愈高。超细纤维容纳色用的染料量往往要数倍于普通纤维。由此可知,超细纤维染不深不是由于染料上染少(它提升性不低),而是显色性差(物理光学原因)的原因。
    3.5.1.6颜色鲜艳性差
    事实上,超细纤维用相同染料染色,不仅不易染深,而且颜色鲜艳度也较低,其原因和染料在纤维上的分布及纤维对光的反射有关,不同纤维染色后的鲜艳性是不同的。
    3.5.1.7染色重现性差
    基于上染速度快、匀染性差,显色性差和染料在纤维表面吸附量高等原因,超细纤维织物的染色重现性较差,特别是超细纤维和多种纤维,包括多种线密度不同,截面不同的纤维的混纺或交织织物。 
    3.5.1.8染色牢度差
    超细纤维纺织品的染色牢度普遍比常规纤维差,包括耐晒、耐洗和耐升华牢度。其原因主要是纤维细、比表面积大之故。纤维细,比表面积大,一方面使纤维表面吸附的染料量多,易于被光作用退色,另一方面纤维细,光线容易透入纤维内部,使内部的染料也易于退色。和常规纤维不同点还包括染料浓度对耐晒牢度的影响,通常染料浓度高,耐晒牢度好,而超细纤维则相反,着和它表面吸附大量染料油光,表面染料浓度高,吸收光线后发热多,加快了退色。表面吸附染料多,自然也使耐洗牢度低。由于同样原因,纤维细、比表面积大,纤维在受热时易发生热迁移,即染料由于纤维内向纤维表面迁移较普通纤维明显,因而也引起退色,这时海岛型纤维特别是后整理后纤维上存在油剂、表面活性剂和整理剂时更为明显,不仅引起牢度降低,还引起变色,是染整加工时特别要注意的问题。同理,由于超细纤维染料在表面吸附量多,也就大大降低了染色升华牢度,往往要降低2及以上,因此要选用坚牢的染料染色。
    3.5.1.9低聚物多
    纤维中总是含有少量低聚物,一般对纤维应用影响不大,但是在分散染料高温高压染色时,这些低聚物会从纤维内迁移到纤维表面,或落入染浴中。沉积在纤维表面会使染整加工(包括纺织加工)带来问题,落入染浴中也有可能再粘着在纤维表面,产生染疵,最常见的疵病是产生染斑。这是分散染料高温高压法染色易出现的问题。海岛超细纤维由于纤维细,低聚物容易从纤维内迁移出来,比表面积大,落入染浴的低聚物也易再粘着在纺织品表面,加上纺丝方法上不同于常规纤维,不论是海岛法,或是复合剥离法,纺丝时起初形成的纤维较粗,内部的低聚物不易洗涤,剥离后纤维很细,比表面积大,则极易迁移出来,所以超细纤维纺织品染色的低聚物问题比常规纤维染色要严重,染液或纤维表面形成的低聚物量较多。

4. 轧染染色工艺因素分析
    4.1分散染料的选择:
    分散染料应选用匀染性好、染深性好、色牢度好、同色性好的方能使用,但一般涤锦复合丝采用分散染料高温高压卷染或喷射溢流染色;分散染料虽经选择,涤锦超细纤维的二相纤维的同色性还是有一定差异的 ,布面色泽不干净等夹花现象还是存在,染色的坚牢度的问题也突出,所以采用轧染染色工艺优选分散染料更是关键。常州亚邦的分散染料品种也较多,适用于超细纤维的染料也有,我们进行了大量的多方面的选择,有的分散染料仅能染涤,对超细纤维不上染,有的是上染的,超细纤维也上染,但二相纤维的色差也较严重。我们既要涤色上染也同样超细纤维上染,且同色性要好,染深性要好。我们在几十种分散染料中优选出了一套适合于常规色泽的适用于涤锦超细纤维染料,即在适合的及优化工艺配合下,基本可以适应涤锦复合丝超细纤维的染色。如:分散黄SE-MD 分散棕SE-MD 分散红SE-MD 分散红玉SE-MD 分散兰SE-MD 分散深兰SE-MD 分散黑SE-MD及分散橙S-ER
    4.2的选择:
    涤锦复合丝超细纤维织物必须借助于具有分散效果和匀染效果好的,涤锦复合超细纤维对染料的吸附比常规纤维快得多,因此,染料的聚集对匀染性和色牢度的影响更严重,加入效果好的分散匀染剂、,可以显著提高染料的分散稳定性,从而改善匀染效果和染色牢度,适用的不仅对染液有良好的高温稳定作用,而且还需有良好的缓染、移染功能,起泡性低,对上染率的影响小。实践证明:阴离子型表面活性剂与非离子型表面活性剂按一定比例配合使用,可以发挥协同效应,具有良好的效果。好的高温分散剂的厂家较多,我们选择的是高温分散剂DPL(汽巴公司),自配XU-1,是无色透明的液体,具有良好的缓染移染功能,使染料能稳定均匀地上染涤锦复合丝灯芯绒。
    4.3尿素的作用:具有吸湿、导湿作用,用量越大得色相对越深。分散染料在高温中,尿素能有效地提高得色量。
    4.4醋酸的作用:一般分散染料染涤锦对染液pH值敏感性不同,染液必须控制在弱酸性条件,因为绝大部分分散染料在弱酸性中染色能获得较深色的色泽,重现性较好,相对而言,无论是沸温常压染色还是高温高压染色,或者是轧染高温染色,染液呈酸性,分散染料在或涤锦复合丝上的同色性大多数差异较严重。我们优选的分散染料是最佳同色性染料。
    4.5温度的选择:
    考虑到涤锦复合丝灯芯绒是有,温度定得低,的上色率受到影响,根据实践经验温度定在190-200℃较适宜,在优化工艺及染料上二相纤维的色相相差较小,能够满足客户的需要。
    4.6染色后处理
涤锦复合丝灯芯绒的染色牢度较差,尤其是染深色,所以,还原清洗时一定要充分,并加强皂洗,在皂液中适量加入 高温匀染剂2-3g/l及螯合分散剂1-1.5g/l。
    4.7根据不同织物的性能特点,特制订以下生产工艺流程
    4.7.1织物品规格:57?/58?150D*150D+300D/76*140 8W
    4.7.2工艺流程:绒坯拼缝-刷毛-退浆-煮炼-开纤-漂白-染色-水洗-拉幅定型-成品
    4.7.3退浆煮炼工艺及处方
        退浆剂ACD 2-5 g/l
        氢氧化钠100% 4-5 g/l
        渗透剂TCD 2 g/l
        精练剂2000 2 g/l
        温度 100-102℃
        时间 50-60 min
    4.7.4工艺流程:轧工作液-保温堆置(60min)--热水洗(85-95℃)--烘干
    4.7.5 开纤工艺及处方
        氢氧化钠100% 5--10 g/l
        渗透剂TCD 2 g/l
        碱减量促进剂 1--2 g/l
        温度 100-102℃
        时间 50-60 min
    常温间歇式碱减量运转速度慢,易造成减量不匀,所以需采用加入促进剂,及提高碱浓度来提高减量率。开纤减量是实现涤锦复合丝灯芯绒织物风格的关键。由于底组织是纤维,面组织是涤锦复合丝DTY,通过开纤织物的悬垂性较好,底组织有骨干,使灯芯绒绒面柔软滑糯的风格。开纤减量需要充分水洗,清除降解物,可以加少量醋酸中和布面pH值为7左右。因减量后纤维比表面积大,吸收能力强,纤维上吸附的残碱如不洗尽将影响染色效果。
    4.7.6轧染工艺
    涤锦复合丝DTY是海岛型超细纤维,它的比表面积大,吸附染料快,扩散速度慢,匀染性差,超细纤维反光系数大,要染得同样深度的色样,比普通纤维用的染料用量多2-3成以上,所以超细纤维的耐晒、耐升华、耐摩擦等色牢度都比常规差。通过还原清洗有助于提高相关牢度。 
    工艺及处方:
    分散染料(亚帮) x g/l
    尿素 20-50 g/l
    高温分散剂DPL(汽巴公司) 0.5 g/l
    助染剂XU-1(自配) 10-20 g/l
    HAc调pH值 4-5.5
    设备采用: 连续轧染机
    工艺流程:轧工作液-预烘干-焙烘(时间90′ 温度190-200℃)--轧还原清洗-汽蒸(温度100--102℃ 时间60-90′)--热水洗(85℃以上)--皂洗(90℃以上)
水洗-烘干
    4.7.7还原清洗处方
    Sinmorle Rc-900(立民集团) 2-5 g/l
    温度 室温
    4.7.8后整理
    染色后,经过水洗、烘干,在140--160℃条件下拉幅定型,使织物绒面风格效果较好。我们生产的品质、色泽都得到了客户的认可,满足了市场的需要。
    4.8成品测试结果
    耐摩擦色牢度(级) 密度(根/10cm) 强力(牛顿)   缩水率(%)
    干     湿           经向 纬向       经向 纬向     经向  纬向
    4     3-4           350  210        1078  654      0    -0.2 

5.结论
    5.1 在各工序加工中,必须严格控制工艺条件,稳定执行染化料用量、浴比、温度、时间、布速等工艺参数。
    5.2 定型温度必须控制在160℃以下,确保灯芯绒风格手感。
    5.3 在整个加工过程中,需用软水处理,确保其成品的手感、光泽及色牢度。
    5.4 染后需充分还原清洗、工艺要规范统一,提高相关色牢
                              

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