Нейлон — торговое название синтетических полиамидных волокон. Нейлон 6 и Нейлон 66 наиболее часто используются в текстильной промышленности. Макромолекула нейлона в основном состоит из трех частей: гидрофобного метиленового сегмента, гидрофильных амидных групп, концевых амино- и карбоксильных групп. Несмотря на низкое содержание аминов, нейлон обладает многочисленными метиленовыми группами вдоль молекулярной цепи, способными образовывать силы Ван-дер-Ваальса и водородные связи с красителями. Следовательно, нейлон можно окрашивать не только за счет ионной связи с анионными красителями, но и за счет сильных ван-дер-ваальсовых взаимодействий с красителями. Хотя нейлон 6 и нейлон 66 имеют незначительные различия в молекулярной структуре и свойствах окрашивания, процессы их крашения и отделки идентичны.
Благодаря развитию рынка и достижениям в технологии прядения, большинство нейлоновых тканей теперь содержат эластичные волокна (спандексовую пряжу) для повышения стойкости к истиранию и устойчивости, что еще больше усложняет процессы крашения и отделки нейлоновых тканей.
1. Горизонтальные полосы
Анализ причин:
Различия в химических или физических характеристиках нейлоновых волокон на ткани:
Физические различия в пряже, включая различия в количестве нитей, количестве волокон в пряже или тонкости волокон, а также вариации извитости на концах отдельных волокон или извитости на концах нескольких волокон в пряже.
Химические различия обусловлены различиями в содержании аминокислот в волокнах, которые могут возникать во время экструзии фильеры, термической вытяжки или процессов скручивания. Примеры включают макромолекулярные структурные неоднородности, возникающие во время обработки нейлонового волокна, такие как различия в кристалличности, ориентации или структуре ядра-оболочки.
Решения:
(1) Усилить проверку серой ткани. Для тканей с вариациями выбирайте светлые цвета, натуральный белый или ярко-белый.
(2) Выбирайте красители с хорошими кроющими и выравнивающими свойствами. Дисперсные красители обеспечивают превосходное покрытие и выравнивание по сравнению с кислотными красителями; рассмотрите возможность включения части дисперсных красителей.
2. Пятна цвета, вызванные иммерсионным крашением.
Анализ причин:
Нейлон содержит относительно мало концевых аминогрупп и имеет низкую степень насыщения. Когда при комбинированном окрашивании используются два или более красителей, возникает конкуренция за места окрашивания-это явление, известное как конкурентное крашение. Если выбранные красители демонстрируют значительные различия в скорости поглощения и сродстве красителя, полученные оттенки волокон будут значительно различаться в течение разного времени крашения. Это приводит к различиям в цвете между образцами и плохой воспроизводимости.
Решение:
Выберите серию красителей со схожими кривыми крашения и сходством, хорошей совместимостью и пригодностью для производственного оборудования. Освойте красящие свойства различных красителей. При выборе красящих материалов тщательно учитывайте такие факторы, как скорость впитывания красителя, кривая крашения, выравнивающие свойства, стойкость цвета, а также чувствительность к температуре и выравнивающим агентам.
(1) Тщательно продумайте совместимость красителей.
Смешивая несколько красителей для окрашивания, выбирайте подходящие красители и тщательно контролируйте их количество. Как правило, отдавайте предпочтение красителям одной серии и одного производителя. Если необходимо комбинировать красители разных производителей, выбирайте те, у которых схожие кривые окрашивания, сопоставимые начальные температуры окрашивания и одинаковая чувствительность к температуре и выравнивающим агентам, чтобы свести к минимуму конкурентное окрашивание.
(2) Обратите внимание на различия в конкуренции красителей между небольшими и крупными-образцами.
Некоторые красители практически не конкурируют при окрашивании в-малых масштабах, но обнаруживают серьезные проблемы при-крупном производстве. Например, при производстве озерно-зеленого и павлиньего синего сочетание Acid Blue 10 с Acid Yellow 10 может вызвать такие проблемы. Это происходит потому, что Acid Blue 10 имеет более крупную молекулярную структуру, что приводит к существенно отличающейся кривой окрашивания по сравнению с Acid Yellow 10, что приводит к конкурентному окрашиванию. Переход на Acid Blue 10 в сочетании с Acid Green 10 (имеющим желтоватый оттенок) во многом решает проблему конкурентного окрашивания.
3. Цветовые пятна, вызванные условиями процесса.
Крашение нейлона требует чрезвычайно точного контроля процесса. Условия процесса существенно влияют на цветовой тон и однородность окрашивания окрашенных продуктов, при этом такие факторы, как температура и уровень pH, напрямую влияют на качество продукта.
Неоптимизированные процессы часто приводят к таким проблемам, как неравномерное окрашивание, пятнистость цвета, цветовые полосы, изменение цвета и плохая стойкость цвета.
(1) Контроль начальной температуры крашения и скорости нагрева.
Нейлон представляет собой термопластическое волокно, поэтому на скорость его окрашивания существенно влияет температура. Температура окрашивания должна превышать температуру стеклования волокна (35–50 градусов). Нейлоновые волокна начинают впитывать краску при температуре 40 градусов. По мере повышения температуры поглощение красителя ускоряется, и процесс в основном завершается на 100 градусов. Хотя крашение по существу завершается при температуре 100 градусов, дальнейшее нагревание облегчает миграцию красителя, повышая однородность цвета. Однако неправильный контроль скорости нагрева легко может привести к неравномерному окрашиванию.
Влияние температуры на скорость поглощения красителя также варьируется в зависимости от конкретного красителя. Для выравнивающих красителей скорость поглощения постепенно увеличивается с повышением температуры. Для красителей, устойчивых к усадке-, скорость поглощения начинает быстро увеличиваться только при повышении температуры выше 60 градусов. Контроль скорости нагрева имеет решающее значение для успешного крашения нейлона, особенно в диапазоне 65–85 градусов. Неправильный контроль может привести к быстрому впитыванию цвета, плохой устойчивости к миграции, неравномерному распределению цвета и трудностям в устранении дефектов. При окрашивании нейлона устойчивыми к усадке-красителями начальная температура окрашивания должна быть комнатной. В диапазоне 65–85 градусов строго контролируйте скорость нагрева примерно до 1 градуса в минуту, добавляйте выравнивающий агент и применяйте ступенчатый метод нагрева. Впоследствии поднимите температуру до 95–98 градусов и поддерживайте 45–60 минут.
Кроме того, эффективность окрашивания этого волокна варьируется в зависимости от условий термообработки перед окрашиванием. Скорость поглощения красителя значительно снижается на волокнах, подвергшихся термофиксации в сухом виде.
(2) Контроль уровня pH
Во время крашения нейлонового волокна, когда pH красильной ванны относительно высок, поглощение красителя минимально. Лишь после того, как pH падает до определенного значения, начинается поглощение красителя, быстро достигающее насыщения. Дальнейшее снижение pH не приводит к значительному увеличению поглощения. Однако при снижении pH до 3 поглощение красителя резко возрастает, что указывает на супер-эквивалентную адсорбцию.
Нейлоновые волокна, окрашенные в условиях чрезвычайно низкого pH, также подвержены гидролизу. В частности, после того, как происходит супер-эквивалентная адсорбция, pH внутри волокна становится ниже, чем в растворе, что ускоряет гидролиз. Гидролиз генерирует дополнительные аминогруппы, увеличивая доступность волокна и позволяя ему адсорбировать больше красителя, тем самым повышая вероятность неравномерного окрашивания. Следовательно, исходя из реальных условий, соответствующее повышение pH может уменьшить появление цветных полос.
При окрашивании нейлона слабокислыми красителями: - Для светлых оттенков контролируйте pH на уровне 6–7 (регулируется стабилизатором крашения М-215) и увеличивайте дозировку выравнивателя для повышения равномерности окрашивания и предотвращения пятнистости. Однако избегайте чрезмерно высокого pH, чтобы избежать тусклых цветовых тонов. Для темных оттенков поддерживайте pH 4–6 (регулируется стабилизатором красителя М-215). На этапе сохранения тепла добавьте необходимое количество уксусной кислоты, чтобы снизить pH и ускорить поглощение красителя.
(3) Обратите внимание на выбор и дозировку выравнивающих средств.
Учитывая плохие свойства нейлона по выравниванию и покрытию во время крашения, выравнивающие агенты можно использовать либо одновременно с красителями в красильной ванне, либо наносить в качестве предварительной-обработки нейлоновых волокон. Анионные выравнивающие агенты диссоциируют на отрицательные ионы в красильной ванне, проникая в волокно и первоначально занимая ограниченные участки красителя на нейлоновых волокнах. По мере повышения температуры во время крашения эти ионы постепенно заменяются молекулами красителя, замедляя скорость связывания красителя с волокнами и обеспечивая равномерное окрашивание. Неионогенные выравнивающие вещества образуют водородные связи с красителями в ванне, а затем постепенно разлагаются во время крашения, высвобождая молекулы красителя, которые адсорбируются волокном.
Добавление выравнивающих веществ значительно улучшает однородность окрашивания и возможность надпечатки. Однако увеличение их концентрации снижает скорость поглощения красителя, что приводит к разной степени снижения скорости истощения. Поэтому использование выравнивающего средства не должно быть чрезмерным. Это связано с тем, что выравнивающие агенты не только способствуют равномерному окрашиванию, но и блокируют краситель во время процесса. Чрезмерное использование выравнивающих веществ снижает скорость поглощения кислотных красителей, увеличивает концентрацию остаточного раствора красителя и вызывает различия в цвете между образцами и плохую воспроизводимость. Обычно для светлых цветов используются более высокие концентрации выравнивающих веществ, а для темных цветов достаточно меньших количеств.
(4) Пожелтение
Светлые-нейлоновые ткани часто имеют локальное легкое пожелтение во время хранения и транспортировки, что влияет на внешний вид и качество ткани.
Анализ причин:
Загрязнения на пластиковых упаковочных пакетах вступают в химическую реакцию с BHT (бутилированный гидрокситолуол) в нейлоне, вызывая изменение цвета и пожелтение.
Использование средств против-феноловой пожелтения в процессах крашения или набивки.
Заключение
Таким образом, на результаты крашения нейлоновых волокон влияют многочисленные факторы. Поэтому во время практических операций важно выбирать подходящие красители, вспомогательные вещества, процессы предварительного-схватывания и оптимальные условия окрашивания,-включая pH, температуру и продолжительность-, исходя из конкретных требований к окрашиванию. Только всесторонне учитывая и балансируя эти факторы, можно добиться превосходной однородности окрашивания.
