锦纶弹力丝染色性能分析

发布时间:01-19 23:55编辑:张宇阅读(63)

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    作者丨张焕勇 李素丽


          锦纶弹力丝是聚己内酰胺-6纤维的商品名称,是己内酰胺开环聚合经熔融纺丝及后加工而制得,其分子结构为H-[NH-(CH2)5CO]n-(聚己内酰胺),分子量为(16-22)×103,熔点为215-220℃,软化点为180℃,由于锦纶分子端基含有羧基和氨基,性能和羊毛有相似之处,因此除采用散染料外,还可用酸性染料。在我国国家标准中,规定采用2BL(中性灰)进行染色试验。


    1染色机理1染色机理     染色是把纤维制品染上颜色的加工过程,是借助染料与纤维发生物理与化学的结合,或用化学方法在纤维上生成颜料使整个纺织物成为有色物体。染色是在一定温度、时间、pH值及其它一些助剂条件下进行。在对锦纶弹力丝进行染色均匀度试验时的试验条件为:常压100℃、时间为90min、pH值=6.8,助剂为平平加。
    2染料     分散染料在水中溶解度很低,是非离子性染料,它是锦纶染色最常用的染料,染色牢度较好。也可用酸性染料,酸性含媒染料。染色试验采用2BL(中性灰)为分散染料。
    3上染过程中的一些基本问题 1上染过程    将纤维投入染浴中,染料选择性转移到纤维中,被纤维吸附,并逐渐扩散到纤维内部,这种染料从染浴转移到纤维的过程,称为上染过程,或染色过程。    在染料上染织物过程中,染料随着染液流动靠近纤维界面,而染料分子便迅速被纤维表面吸附,由于纤维表面和纤维内部形成染料浓度差,吸附在纤维表面的染料分子,不断地向已溶胀的纤维内部扩散,因此染料上染到纤维上是通过吸附和扩散实现的。纤维具有紧密的微结构组织,染料在内部扩散是一个非常缓慢的过程,随着时间的延长,染料上染纤维会逐渐增加但由于吸附和扩散是可逆的,最后二者呈平稳状态。纤维润湿性能是染料上染的一个重要因素,在上染过程中染液中的染料应与纤维直接接触,将染液搅拌或是织物在染液中不断运动,染料就能均匀地上染到纤维。
    2染料在溶液中的状态    在上染过程中,染料以单分子或单离子状态进入纤维的无定型区,而染料聚集体是不能扩散到纤维内部的。提高染色温度,染料聚集体降低;染浴中加入助剂,对染料聚集也有影响,如加入平平加,会促使染料聚集,因为平平加能促使染料围绕着它聚集起来,从而减缓染料上染,起到缓染作用。
    3染料的吸附    染料的吸附是染色时染料分子从染液中达到纤维表面,借助染料分子和纤维分子间的引力,在纤维表面发生吸附。纤维上染料的吸附是一可逆过程,吸附和解析同时存在,直到上染平衡。
    4染料的扩散    染料的扩散是在染色过程中染料均匀地吸附到纤维后,逐渐地扩散到纤维内部的过程。影响纤维扩散因素:染色温度,纤维结构,染料结构。提高温度,可有效提高染色的扩散速率,纤维微结构不均匀,染色后纤维出现竹节状染色不匀现象,纤维“微隙”大,扩散较快,较短时间内就能使纤维染色。染料对纤维的直接性,也影响纤维扩散,扩散性好的染料,容易染得均匀。
    5染料的平衡上染百分率    达到平衡吸附时的染料的上染百分率称为染色率,达到平衡上染百分率的时间称为半染时间,是一个非常重要的染色性能指标,每种染料的吸附状态不同。分散染料染锦纶时,染色达到平衡状态时,染浴中染料的浓度与纤维上染料的浓度呈线性关系。2锦纶弹力丝染色均匀度试验    凡强度、伸度、卷曲率、条干不匀率等物理性能指标及纤维结构不匀率高的弹力丝,在织成织物后均出现横条花纹、色差等弊病,因而在弹力丝生产中应严加控制,并经产品检验及时检出,以避免将染色性能差的弹力丝混入正常产品,造成织物的大量降等。目前,用于测试染色均匀度的方法是将每个弹力丝卷绕筒子的丝织成5cm长的一段袜筒(每三班为一批,每批织成一条袜筒),用中性灰染料在规定条件下染色,再在标准光源下判色,国家标准规定用灰卡判色,它分为5级9档制,凡是标准色差在4.0以上的为优级品,3.5以上的为一等品,3.0以上的为合格品。在生产实践中经常出现横向条纹丝(亦称色条丝)、透明丝(卷缩丝)、色深丝、色浅丝。色条是指同一试样本身有色差;透明丝(卷缩丝),织物表面发亮,用手触摸,感到织物很薄,放在光源前看,较正常丝透明,这种丝一般是在变形加工时未得到充分变形或假捻度不足造成的,因此保留着原丝的风格,而色条丝的情况及产生原因,可分为四类。
    1机械段斑丝     它表现在弹力丝纬编染色试验袜筒会出现周期性有规律的深浅相间的条纹,这是由于弹力丝条深浅不匀造成的。在纤维的粗部,由于拉伸不足,大分子排列疏松,染料分子易于扩散渗入,染色后纤维呈深色;而在纤维的细部,由于拉伸充分,纤维大分子取向度高,上染率低,因而呈浅色。造成丝条有规律的粗细不匀的原因,除因POY有规律的粗细不匀外,还因在加工为弹力丝的过程中,某些传动辊,摩擦盘等有缺损或运转不平稳。POY不匀造成的机械段斑丝,条纹周期较长,较为少见;而弹力丝加工过程中形成的条纹周期短,较为多见;有机械段斑的弹力丝,其条干不匀率乌斯特纸比正常丝高,条干不匀率曲线图的波动幅度也比正常丝大,而且因从纤维的一个粗节到下一个粗节具有特定不变的长度(即波长),所以在条干波谱图的某特定位置上就会出现一个或几个高峰。在这种段斑丝的织物上会出现染色不匀的斑点。
    2大段斑丝     这种丝在染色试验袜筒上出现的染色深浅间距很大,条纹既长又宽,且色差大、离散性强,故又称“阔段斑”。产生原因及表现与机械段斑丝基本相同。不同的是,丝条的粗细不匀不呈严格的规律性,而是在10~15m内不断地运动,所以在条干波谱出现不是高峰,而是在10~15m之间又一个连续的波峰。产生这种大段斑丝的原因,主要是由于POY的纺丝过程中冷却成型条件的波动,尤其是冷却吹风的不稳定因素。致使丝条的凝固、纺丝拉伸、趋向不均匀,造成纤维结构和外观条干不匀。这种丝在成品加工时,假捻张力波动大,假捻工艺不稳定。
    3紧点段斑丝     在染色试验袜筒上出现没有规律的点状或短而窄的线条状条花时,称为紧点段斑丝。若将袜筒剪开,小心抽出相应的丝条,即会发现紧点,严重时出现僵丝。这是由于紧点处弹力丝的单纤维呈紧点状态,粘结的紧点色散性差,严重时,则在染色织物出现短小而纤细的深色条纹。又于紧点处纤维质量特别大,所以在条干不匀率曲线图上会出现一些“突高峰”,冲出正常的纤度波动范围。若紧点不严重,条干不匀率值接近正常丝,若严重到出现僵丝时,则条干不匀率值不仅会升高,而且在条干波谱图上会出现一个个突起的“小峰”这说明紧点的分布无规律,而且处于一种随机分布的状态。    产生这种紧点和僵丝的原因,主要是由于POY加工成弹力丝的工艺条件选择不当,使假捻张力发生波动,导致解捻不充分的缘故,因此凡是造成假捻张力波动的因素,都是造成紧点段斑丝的原因,当然,原丝POY的条干不匀率和物理机械性能的不匀率亦会造成假捻张力波动,产生紧点段斑丝。
    4其他段斑丝     生产上还会出现不明显的段斑丝,这多数为短条纹,仅有很少轻微疵点的段斑丝。如果将这类丝的试验袜筒染色,往往与正常丝几乎无区别,不同的判色者对此类丝的判色结果不同。在试样编织染色过程中,各种因素造成试样的染色不匀,以及判色工的目视误差等原因均会将这种丝误判为段斑丝;反之有时也会将只有轻微疵点的丝判为好丝,因此应根据丝的纤度的大小适当掌握。3影响弹力丝匀染率的因素1原材料锦纶切片的性能     尽可能选择含水率在0.4%~0.5%,且分布均匀的切片。二氧化钛必须分布均匀,每批原料的端氨基含量应基本相同保持在(44±2)% ,相对粘度(96%浓硫酸)在2.48~2.52之间,以保证有较好的可纺性,切片中低聚物含量适当,一般在0.27%左右。
    2POY因素     要求纺丝工艺条件控制适当并保持稳定,卷曲张力恒定,上油均匀,卷绕成型好。
    3成品加工条件     加强管理,严格工艺条件,尤其是假捻张力必须稳定,在满足用户要求的情况下,适当提高卷曲稳定度,以掩盖疵点。
    4织袜染色判色因素     按标准要求进行染色均匀度试验,经常进行员工培训,保证判色员工之间的判色误差应尽可能小,减少人为误差。

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