邵欣黏胶长丝筒子直接染料工艺设计Word文档下载推荐.docx
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9、总结
10、参考文献
摘要黏胶纤维的无定形区大,而且存在皮蕊结构,因此,染料上染快,染料分子扩散困难,极易产生色花、层差等染疵。
采用高温移染法染色工艺代替传统的恒温法或升温法染色工艺,并通过加入匀染剂、防染盐等助剂可有效解决色花、层差等问题。
关键词
黏胶纤维
筒子纱
活性染料
匀染剂
防染盐高温移染法染色工艺
1前言
黏胶纤维是以天然纤维素为原料,经过一定的化学加工制造而成。
其加工过程如下:
漂白纸浆→17.5%烧碱浸渍→老化→黄化→碱溶解成黏胶溶液→成熟→过滤→脱泡→纺丝→脱硫→洗涤→漂白→洗涤→烘干→成品
黏胶纤维的基本组成物质与棉纤维一样,也是纤维素,但其染色性能与棉纤维有一定差异,主要体现在:
一方面,黏胶纤维的无定形区大,染料上染快;
另一方面,黏胶纤维存在着皮蕊结构,皮层的取向度较高,造成染色时染料分子扩散困难。
因此,黏胶筒子纱染色极易产生色花和层差,特别是在咖啡、翠绿等颜色上。
我们采用高温移染法染色工艺代替传统的恒温法或升温法染色工艺,并通过加入匀染剂、防染盐等助剂大大减少了黏胶筒子纱色花和层差的出现,提高了产品品质,取得了良好的经济效益
2.实验
2.1实验织物
32S×
32S双股黏胶纱
2.2染料和药品
活性染料,市场取样。
棉用匀染剂TF-210A,浙江传化股份有限公司生产。
元明粉(工业级)、纯碱(工业级)、防染盐(工业级)
2.3实验仪器与设备
ECO远红外染样机(美国datacolor),SF-300型测色仪(美国datacolor),UV-2401PC紫外分光光度仪(日本岛津),SW-12A型水洗牢度仪(常州第二纺织仪器厂),LFY-49摩擦牢度测试仪(山东纺织研究所)
2.4实验方法
2.4.1
染色工艺对上染速率的影响
2.4.1.1
实验配方
活性染料:
3%o.w.f,匀染剂TF-210A:
1.0g/l,元明粉:
50g/l,纯碱:
20g/l,浴比1:
20。
2.4.1.2恒温染色实验操作
加入匀染剂、元明粉、染料,升温至60℃,加入纱线,染色30min,加入纯碱,固色50min,水洗,皂洗,水洗。
2.4.1.3高温移染实验操作
加入匀染剂、元明粉、染料,升温至75℃,加入纱线,染色30min,快速降温至60℃,加入纯碱,固色50min,水洗,皂洗,水洗。
2.4.1.4上染率的测定
用紫外分光光度仪测试染色前和不同染色时间染液的吸光度A0、Ai,计算上染率E%。
E%=(1-Ai/A0)×
100%
2.4.2染色工艺对染料最终得色的影响
将2.4.1染色纱线织造成袜筒,皂洗后用测色仪测定K/S值,其值越大,颜色越深。
2.4.3染色工艺对染料染色牢度的影响
皂洗牢度按国标GB/T3921.3-1997方法执行。
摩擦牢度按国标GB/T3920-1997方法执行。
2.4.4染色工艺对染料解析和移染性能的影响
2.4.4.1实验配方
匀染剂TF-210A:
50g/l,浴比1:
2.4.4.2实验操作
将未经碱剂固色的染色纱线和前处理纱线放在一起,按染色工艺进行移染(不加染料),移染结束后室温晾干并织造成袜筒。
2.4.4.3解析率的测定
用测色仪测定移染前后色纱的K/S值,计算解析率Id%。
Id%=1-(K/S)移染后色纱/(K/S)移染前色纱×
2.4.4.4
移染率的测定
用测色仪测定移染后白纱和移染后色纱的K/S值,计算移染率IM%。
IM%=(K/S)移染后白纱/(K/S)移染后色纱×
3染色工艺注意事项
3-1绕筒
黏胶筒子纱的绕筒非常关键。
筒管的材质一般采用塑料和不锈钢。
若采用塑料筒管,必须要求其高温时不变形。
绕筒密度要严格控制,密度过大,染液难以穿透,容易产生层差和色花;
密度过小,容易产生变形和乱纱。
黏胶纤维遇水溶胀大于棉纤维,卷绕密度发生变化引起压降变化,因此,其绕筒密度应略大于棉纤维,一般我们控制在0.33-0.34g/cm3。
绕筒时还必须注意每个筒子之间的密度必须保持一致,避免各筒子之间产生染色差异。
3-2前处理
黏胶纤维在加工过程中已经过碱处理和漂白,天然杂质基本已经去除并具有较好的白度,前处理时不能采用较强的碱剂,防止其强力进一步下降。
加入精练剂和螯合分散剂可进一步去除杂质。
前处理工艺如下:
精练剂TF-125A
1.0g/l
螯合剂TF-510
0.5g/l
浴比
1:
10
温度
90℃
时间
15min
3-3泵循环的控制
一般而言,正循环的时间都小于反循环时间,可根据织物品种和绕纱的密度以及染机泵的扬程加以确定。
一般我们选择正三反五或正四反六。
4-4盐、碱加入方式
盐和碱加入时,染料迅速上染,非常容易造成色花。
因此,盐和碱应分次缓慢加入。
3-5-1棉用匀染剂TF-210A的作用
棉用匀染剂TF-210A具有优异的乳化、分散、透染性能,并具有一定的缓染和移染性能,使染液更易穿透筒子纱,避免色花、层差的出现。
3-5-2防染盐S的作用
黏胶纤维在生产中采用CS2进行黄化处理,虽经过脱硫处理,但很容易造成脱硫不尽,使纤维带有一定的还原性,造成活性染料色萎、色花、缸差等一系列问题。
防染盐S是一种弱氧化剂,可消除还原物质对活性染料造成影响,从而提高染色鲜艳度和染色均匀性。
4应用实例
4.1
材料:
32S双股黏胶筒子纱
4.2
染色配方
活性红BF-3B
0.6%o.w.f
活性黄BF-3R
1.2%o.w.f
活性兰BF-2GF
0.6%o.w.f
棉用匀染剂TF-210A
防染盐S
元明粉
50g/l
纯碱
20g/l
近十几年来,国内黏胶纤维的产量大幅增加,市场对产品的质量要求和应用越来越广泛,社会对环境的要求越来越苛刻,由此,连续纺黏胶长丝应运而生。
目前,全国有11个黏胶长丝生产厂家,总产能21万t/a,其中连续纺4万t/a,生产连续纺产品的企业主要有3家:
新乡化纤股份有限公司(以下简称“新乡化纤”)、吉林化纤集团和保定天鹅股份有限公司。
其中,新乡化纤拥有规模达3万t/a的生产线,是亚洲最大的连续纺黏胶长丝生产基地。
该公司于1999年引进了意大利斯奈克公司的主机设备FCT3000型纺丝机。
1连续纺黏胶长丝的生产技术特点及优势1.1技术特点
(1)生产流程短,维护方便以120D的黏胶长丝生产为例。
在半连续纺丝机上需要经过8h的纺丝、5h的后处理、72h的烘干、24h的调湿以及成筒,而这在一台连续纺丝机上只需要几分钟就能完成。
短流程短带来的另一个好处就是影响工艺和产品质量的因素大大减少。
半连续纺黏胶长丝往往会出现染色、毛丝等方面的问题,而查找问题的源头时须从加工、后处理、纺丝等各个环节入手,并从落丝、包丝、装车、压洗、脱水、烘干、卸车、成筒每个操作查起;
而连续纺生产中,各个质量控制点集中在一台纺丝机上。
1连续纺黏胶长丝的生产技术特点及优势
1.1技术特点
(1)生产流程短,维护方便以120D的黏胶长丝生产为例。
在半连续纺丝机上需要经过8h的纺丝、5h的后处理、72h的烘干、24h的调湿以及成筒,而这在一台连续纺丝机上只需要几分钟就能完成。
半连续纺黏胶长丝往往会出现染色、毛丝等方面的问题,而查找问题的源头时须从加工、后处理、纺丝等各个环节入手,并从落丝、包丝、装车、压洗、脱水、烘干、卸车、成筒每个操作查起;
而连续纺生产中,各个质量控制点集中在一台纺丝机上,原因查找起来要简单得多。
连续纺纺丝机改变了半连续纺纺丝机机头齿轮的传动结构,由变频控制,品种调整方便、快捷。
半连续纺从品种变更至产品出库需1周以上的时间,而连续纺只需3天即可。
更换齿轮时,半连续纺必须停车,虽然换齿轮可能只需要十几分钟,但在实际生产中机台往往要停数小时,同时伴随着更换喷丝头。
连续纺则避免了这些情况。
(2)单台产能高以120D产品为例,半连续纺的产能在100kg/(台・d)左右,连续纺则达300kg/(台・d)。
台产的差异主要在于两方面:
一是纺锭数,半连续纺一般60锭/台,而连续纺一般为120锭/台;
二是纺速,半连续纺在90m/min以下,连续纺则达120m/min以上。
特别是对于细旦丝产品,连续纺在单台产能上的优势更为突出。
这是因为半连续纺机台上的丝饼是丝条在高速旋转的离心罐内、在一定的离心力下紧贴离心罐内壁而形成的,重力的大小直接影响离心力的大小,也直接影响丝饼的成形。
细旦丝的重力小,落丝倒头时丝条漂浮,如果纺速过高,很难倒头,因此要降低纺速,且降低的幅度较大,一般在10%左右。
而在连续纺丝机上,细旦丝的纺丝速度与120D的基本一致。
(3)生产成本降低人工成本大大降低,产能相同的情况下,连续纺生产车间的用人数不足半连续纺生产车间的一半;
能耗降低,幅度达30%以上,从而省却了后处理精练用的各种化工原材料。
(4)生产环境改善连续纺工艺中,纺丝酸浴槽的改进和丝条精练的简化不仅大大减少了污染物的排放,而且改善了生产车间的环境。
1.2产品优势
(1)筒子重量大,最大可达到12kg/筒。
目前企业可根据客户的要求规范筒重,实现产品的定重,且整个筒子无接头。
而半连续纺工艺的筒重在2.3kg/筒左右,接头在10个/筒左右。
(2)条干均匀性好,筒子内外层无纤度偏差。
半连续纺在丝饼成形时由于张力差异造成内外层纤度有差异,一般纤度偏差在2%以上。
因此,在应用于高档织物时,半连续纺丝饼必须分层使用,而连续纺纤维则无此需要。
(3)染色均匀度好。
(4)上浆是连续纺生产过程中的重要环节,可增强丝条的抱合力及耐摩擦性。
2连续纺黏胶长丝的应用
2.1应用范围扩大连续纺黏胶长丝筒装大,无接头,因此特别适用于在高速无梭织机上加工,同时也可用于加工针织产品、绣花线等。
连续纺黏胶长丝在机织上的应用不断扩展。
一方面,连续纺黏胶长丝用作纬线,筒装大、无接头的特点保证了布面质量,且织造效率高;
另一方面,由于筒子定重,应用于经线可减少浪费,目前已得到下游市场的广泛认可。
绣花线是黏胶长丝应用的一大领域,在黏胶长丝的总产量中占了很大比重,特别是在2009年黏胶长丝市场行情整体不理想的情况下,绣花线市场发挥了很大作用。
2.2应用档次提高
目前,国外连续纺黏胶长丝应用于高档面料的较多。
如欧洲市场中,3年前连续纺黏胶长丝经过高捻加工制成的风格各异的服装已十分普遍,而国内还在为连续纺黏胶长丝能否进行高捻度加工心存疑虑。
我国是桑蚕丝生产大国,由于产地差异,桑蚕丝规格有20、30、40和50D等4种,黏胶长丝仿桑蚕丝产品有30D/24f、40D/24f和50D/24f,且手感、染色性能明显好于真丝,还可进行高捻度加工,因此完全可以替代桑蚕丝在素色乔绒、桑波缎、双绉中的应用。
一些超细长丝,如规格为120D/100f的,可替代铜氨纤维,其面料手感柔软、滑糯、色泽艳丽、光泽柔和,可有效降低成本。
3在下游应用中与半连续纺产品相比较
(1)染色均匀度高,特别是在白坯染色、成衣染色等工艺过程中,大大减少了因染色不匀造成的损失。
因为是逐筒验色,成品的批量大小可根据客户的要求而定,无需在使用过程中不断清批和接批,避免了批与批之间的质量差异。
(2)织造效率高,布面平整度高。
在用作纬线进行机织加工时,连续纺黏胶长丝由于成筒重量大并伴有留尾,减少了换筒的停车次数,从而减少了停车纬档;
在进行纱线加工和针织生产时,由于上浆增强了长丝的耐磨性,从而保证了机台速度。
据用户反馈,连续纺黏胶长丝产品基本不存在纤度、捻度的偏差,成品布面平整度良好。
(3)连续纺黏胶长丝(120D)的沸水收缩率达7%左右,而半连续纺产品只有3%左右,二者的坯布虽无很大差异,但成品经过松式染色后,由于连续纺产品充分回缩,可使布面手感丰满。
因此,如将连续纺产品的高回缩率利用得当,可生产出与半连续纺黏胶产品风格各异的织物和面料。
(4)连续纺细旦和超细旦单丝是半连续纺所无法比拟的。
如目前的30D/24f、120D/100f,由于单丝过细,在半连续纺机台上加工毛丝严重,无法保证稳定的产品质量,而在连续纺机台上由于浆料增强了丝条耐磨性,成品指标良好。
虽然和铜氨纤维相比还有一定差距,但完全可以满足需求。
(5)不同种类的浆料和上浆量会产生不同的效果。
根据用途调节浆的品种和上浆量,特别是应用于免浆牵经时,缩短了下游使用流程,节约了成本。
(6)在新品种上可以生产半连续纺无法生产的竹节丝,竹节的长度和纤度可根据市场需求任意调节。
4连续纺黏胶长丝的使用注意事项
(1)连续纺黏胶长丝的生产无氢氧化钠脱硫工序,产品残硫率高,一般为200~300mg/kg,而半连续纺一般在50mg/kg以下。
因此,在后道染色前的精练工艺中要特别注意:
水温要在90℃以上,适量加一些纯碱或洗衣粉,时间在30min以上。
否则,染色后布面残余的硫与金属离子会反应形成硫化物,使布面色泽发暗。
(2)浆料的清洗:
浆料是否清洗干净直接影响到产品的染色均匀性,特别是在黏胶长丝经过加捻制成成衣后的染色,要保证浆料清洗干净。
下游的白坯纱线、成衣织造、染色往往在不同企业完成,中间环节的白坯纱线和成衣可能会存放一段时间。
此时,存放时间的长短、地点和环境对下道工序及最后染色中浆料的清洗都会有一定的影响。
(3)连续纺黏胶长丝的沸水收缩率在7%左右,比半连续纺产品沸水收缩率高4%~5%。
一方面要利用连续纺产品沸水收缩率高、织造风格多样化进行产品开发。
同时要尽量降低沸水收缩率的影响,在进行长丝生产时,将其纤度的下偏差定为4%,经收缩后纤度正常。
在下游产品开发中,从张力、幅宽等方面考虑留出收缩量,以保证产品质量。
5连续纺黏胶长丝的发展方向
(1)目前,国内部分黏胶长丝生产商的一些产品已达到较高水准,但仍有一定的发展空间,在产品质量稳定性上还需进一步努力。
例如,个别成品的个别丝段会出现强度偏低的现象,原因在于丝条水洗不充分或操作不当等因素造成部分丝段呈酸性,使丝条强度下降。
因此,杜绝低强丝是一项长期的日常工作。
同时,可采取一些简单易行的实验方法对脆断丝产品进行区分和鉴别,避免其流入下道工序。
(2)不断提高满筒率和染色中值率。
目前,常规连续纺黏胶长丝品种如120D的满筒率达到90%以上,染色中值率超过95%,但一些非常规品种的满筒率还有待进一步提高。
(3)新工艺、新设备的应用。
目前,具有国际先进水平的新溶剂法纤维素纤维生产技术已比较成熟,它摈弃了以往传统的纤维素碱化、黄化、还原等一系列化学反应,工艺过程简洁,生产过程更加环保,且产品应用领域广泛,具有十分好的市场前景,这为连续纺黏胶长丝的发展提供了一定的借鉴。
总结
随着黏胶长丝筒子直接染料染色发展的越来越快,在我国也越来越受到重视,它作为筒子染色工艺中的一个有机组成部分,取得了相当大的进展。
对我国的服装产业也有很大的促进作用。
我国自然资源丰富,劳动力基础雄厚,只要立足改革,抛丰陈规,就有可能一跃成为世界服装强国,向国际市场深度和广度进军,这样一定可以为国家积累大量的建设基金,推进我国建设的进程,其意义将是极其深远的。
参考文献
吴冠英《染整工程》(第二册)
沈志平《染整技术》(第二册)
范雪荣《纺织品染整工艺学》
王菊生《染整工艺原理》(第三册)
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- 黏胶 长丝 筒子 直接染料 工艺 设计
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