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第23卷 第3期合 成 纤 维 工 业 V o l.23 N o .3 2000年6月 CH I NA SYN TH ET I C F I BER I NDU STR Y Jun . 2000 收稿日期:2000201221。
作者简介:蒋常彬,男,35岁,工程师。
多年从事化纤生产技术管理工作,已发表论文2篇。
影响阳离子染料可染涤纶质量的因素探讨蒋常彬 蒋恒增(岳阳石油化工总厂,湖南,414014)摘 要:探讨影响阳离子染料可染涤纶(CD P )质量的因素,认为CD P 内在质量的稳定,以及合适的预结晶干燥温度、纺丝及拉伸工艺是影响质量的主要因素,并提出了提高阳离子染料可染涤纶的产品质量的有效途径。
主题词:阳离子染料可染纤维 1,3-间苯二甲酸-5-磺酸钠 质量 工艺 为了改善涤纶的染色问题,岳阳石油化工总厂于1996年在2万t a 间歇装置上开发并试生产出第一批阳离子染料可染PET 切片(CD P ),1997年在涤纶长丝装置上进行了试纺并取得了成功,但在生产阳离子纤维过程中,由于诸多因素的影响,纤维的可纺性及内在质量不太稳定。
本文就影响阳离子染料可染涤纶质量的因素进行工艺方面的探讨。
1 试验1.1 原料及产品规格CD P 切片:由岳阳石油化工总厂化纤厂生产,[Γ]=0.59dL g ,T m =248℃;其纤维产品规格:111dtex 36f ,167dtex 36f 。
1.2 设备及仪器FBM 31024干燥机;B arm ag 公司12E 8 24D (10E 8 24D )卧式挤压机及C W 4T 2920 6卷绕头;FK 6V 21000拉伸变形机;国产QD F 23型热球式电风速仪;德国CH 28718型张力仪。
2 结果与讨论2.1 原料质量的影响CD P 切片质量的好坏直接影响其纤维的质量。
由于CD P 分子链中引入1,32间苯二甲酸磺酸钠(S IPM ),使其熔点、玻璃化温度均比PET 低,而表观粘度较PET 高。
影响涤纶DTY染色均匀性的问题分析涤纶DTY是一种化学纤维，具有强度高、耐磨损、耐化学腐蚀等优点。
在纺织行业中得到了广泛应用，尤其是在纺织品染色中。
然而，涤纶DTY染色的过程中，容易出现染色不均匀的问题。
这个问题对于生产和加工而言是非常棘手的，因为它会降低染色品质、裸露出白点和色差，影响产品的美观度。
本文将会探讨影响涤纶DTY染色均匀性的问题的原因和解决方法。
原因分析1.染料选择不当染色剂是染色过程中最关键的部分之一，选择不当可能会导致染色不均匀。
染色剂的颜色浓度、温度和染液的PH值等都会影响染色剂的效果。
若染色剂不配合涤纶DTY的物理特性，如硬度和垂度的差异等，就很容易引起染色不均匀的问题。
2.预处理不当涤纶DTY染色前，需要对其进行预处理，包括脱油、漂白、Mercerizing等处理。
如果预处理的时间不够、浓度不够导致残留等情况，都有可能影响涤纶DTY染色的均匀性。
3.工艺参数不精确染色工艺是非常复杂的，染色温度、染液比例、染色机器的转速等都会影响涤纶DTY的染色效果。
如果工艺参数不精确，就可能导致染色不均匀。
4.设备问题涤纶DTY的染色需要使用染色机器，如果机器性能有问题，比如旋转不稳定，或染色流程出现问题等都有可能导致涤纶DTY染色的不均匀性。
解决方法1.染料选择合适在选择染料时，需要考虑到其颜色浓度、温度，以及和涤纶DTY物理特性的配合。
在选取染料剂之前，建议通过试验检测，选择一种性能稳定的染料。
2.加强预处理在涤纶DTY染色之前，要对其进行足够充分的预处理，确保清洁度、柔软度、可染性等，防止残留导致染色不均匀。
3.精确控制工艺参数在染色过程中，需要精确控制染色温度、染液比例、染色机器转速等参数，防止其偏差导致染色不均匀。
4.设备维护对涤纶DTY染色过程中的设备进行维护和保养，比如清理机器、保持相对湿度等可以有效防止设备偏差影响染色均匀性。
结语涤纶DTY染色不均匀对于纺织企业生产和加工都是非常不利的，因此需要重视该问题的解决。
阳离子可染改性涤纶纤维公司标准化编码 [QQX96QT-XQQB89Q8-NQQJ6Q8-MQM9N]阳离子可染改性涤纶纤维阳离子可染改性涤纶纤维阳离子可染改性涤纶是在涤纶大分子上引入对阳离子染料具有亲和力的磺酸基或磷酸基团，分高压型(CDP)和常压型(ECDP)两种。
CDP纤维所加入抑第三单体为间苯二甲酸磺酸钠，其染色温度为120℃左右；ECDP纤维除第三单体外，还加入第四单体，常见的有脂肪或芳香二羧酸及其衍生物、脂肪或芳香二元醇及其衍生物以及羧酸类化合物等，其染色温度为100℃；ECDP纤维还分醚型和酯型两种，酯型的耐热性比醚型的好。
阳离子可染改性涤纶纤维的主要特点是可用阳离子染料常压沸染，这既克服了常规涤纶必须用高温高压或载体染色的不足，又可使毛/涤、涤/腈等混纺织物一浴法染色较为容易，而且染色的色泽比较鲜艳。
阳离子可染改性涤纶可用于生产各类仿毛产品，短纤或长丝广泛用于生产多类混纺的精、粗纺呢绒，毛线、毛毯以及仿毛花呢等织物。
阳离子可染改性涤纶的缺点是强力较低，耐酸碱性较差，尤其对强碱很敏感，在强碱作用下水解速度比常规涤纶高 2~3倍。
但可利用这一特性对其进行碱减量处理，提高纤维的柔软性和吸湿性，进而提高其穿着舒适性。
另外，阳离子可染改性涤纶纤维的耐热性也较差，故在织物的定形后处理中，温度要适当降低，一般CDP为170℃，ECDP为160℃较好。
实务：目前坊间染染改性涤纶纤维很多，主要以保特瓶回收后加工处理，为环保尽力；Recycle标志。
现场染色加工与传统腈纶差异不大，差在批次的稳定度，纱的饱和值及起始上色温度、最大上色的温度点。
因此现场染色时每批纱务必要先做纱的饱和值(对比性)及起始上色温度、最大上色的温度点(Step-dyeing)控管，决定缓染剂使用量及持温控管点，否则问题层出不穷。
阳离子可染涤纶染色不匀的成因及控制前言阳离子染料可染聚酯纤维(简称CDPET)是聚酯纤维的一个重要改性品种,1958年,由美国杜邦公司研制成功,近年来得到长足发展。
CDPET纤维织物染整后色彩鲜艳,手感柔和,仿毛感强,其纯纺或混纺织物,是常用的服装面料。
CDPET纤维染色极易出现染色不匀问题,若仅发生在纬向,会致成品开剪率提高;若出现在经向,会导致企业面对质量纠纷和索赔。
染色不匀问题涉及纤维制造、纺纱、织造、印染等多道工序,其成因分析和质量责任的追溯十分困难。
本文根据织物染色不匀特征,如染色不匀在织物上的分布情况及程度,针对生产现场各工序生产特点,查找原因,并结合技术检测手段作全面分析判断。
1 纤维制造对织物染色不匀的影响1.1 CDPET纤维特性CDPET纤维由对苯二甲酸、乙二醇和酸性改性剂缩聚制成。
常用的第三单体改性剂是间苯二甲酸二酯-5-磺酸钠(SIPM)、对苯二甲酸二酯磺酸钠和间苯二甲酸双羟乙酯-磺酸钠(SIPE)。
用这些单体改性的涤纶需要在115~120℃才能用阳离子染料染色,因此也被称为高温染色型(或高压型)CDPET纤维。
以SIPM共聚制得的CDPET纤维熔点比普通聚酯低,吸湿率比普通聚酯略有提高,但它的结晶温度明显提高。
CDPET纤维分子量、结晶度、强度较普通聚酯纤维低,其织物的抗起毛起球特性也比普通聚酯纤维要好,在后加工中可以免去烧毛工序,因而可以得到柔软丰满,具有羊毛般手感的织物。
宏其化工CDPET纤维的杨氏模量比普通聚酯纤维低10%~30%,因而其织物也比普通聚酯纤维柔软,特别适合制作具有柔软风格的女装。
此外,与普通聚酯纤维相比,CDPET纤维的碱性水解速度大得多。
因此在相同温度下碱处理时,CD-PET纤维的碱减量率要比普通聚酯纤维织物高得多。
1.2 纤维制造对织物染色不匀的影响及判别当织物出现染色不匀问题时,应首先通过检测手段确定织物中CDPET纤维是否使用不当,或纤维原料是否有异常。
生产实践影响涤纶FDY染色不匀率的主要因素结合本厂长丝装置实际情况,根据生产统计数据,讨论了熔体均匀性、侧吹风冷却条件、热辊温度和速度、油剂性能、丝条含油率等主要因素对涤纶FDY染色均匀性的影响。
仪征化纤股份有限公司为了调整生产结构,于1999年在公司所属的涤纶三厂建成了年产9万t长丝的生产装置,其中有POY生产线5条,FDY生产线6条。
其FDY生产线可以生产的品种从75～275dtex不等,该套FDY装置的工艺路线为热辊纺丝拉伸一步法,主要特点为:采用熔体直接纺工艺;配有熔体换热器调节熔体温度;可清洗的过滤器腔体;在熔体分歧管前配置静态混合器;熔体管道采用汽相和液相热媒保温;纺丝箱体采用汽相热媒保温,采用3个导丝辊和1个分丝辊;油轮上油;卷绕头采用自动切换、拨叉式横动装置;每个位单独变频;采用西门子PCS控制系统,卷绕部分采用SMU监控系统。
与传统二步法(POY-DTY)相比,纺丝拉伸一步法具有纺速高、流程短等特点,不但生产成本低,而且成品质量稳定、毛丝断头少、强伸不匀率和染色均匀性好[1]。
在现今激烈的市场竞争中,优良的产品质量是赢得客户的重要条件之一。
由于FDY产品直接面对最终织造用户,产品的好坏直接反映在织物上,如果同一丝饼或同一批号丝饼染色不匀有色差,就会造成织物的降等,给客户带来损失,同时也会给公司的声誉带来不良影响,因此FDY的染色均匀性是十分重要的。
影响涤纶FDY染色不匀率的原因有很多,主要有原料、工艺、设备以及实际操作等。
本文根据我厂生产涤纶FDY的实践经验和统计资料,试图分析影响FDY染色不匀率的主要因素,并提出了一些基本的解决办法。
2生产过程2.1工艺流程聚酯终缩聚釜→出料泵→分配阀→熔体过滤器→增压泵→熔体换热器→分配阀→熔体换热器→箱体(冷冻阀→计量泵→组件)→侧吹风冷却→切吸丝装置→油轮上油→第一牵伸辊→第二牵伸辊→网络喷嘴→断丝传感器→卷绕13《纺织科学研究》2.2生产设备德国吉玛公司BN-90纺丝箱体;日本东丽公司TW716卷绕机。
阳离子可染涤纶染色不匀的成因及控制前言阳离子染料可染聚酯纤维(简称CDPET)是聚酯纤维的一个重要改性品种,1958年,由美国杜邦公司研制成功,近年来得到长足发展。
CDPET纤维织物染整后色彩鲜艳,手感柔和,仿毛感强,其纯纺或混纺织物,是常用的服装面料。
CDPET纤维染色极易出现染色不匀问题,若仅发生在纬向,会致成品开剪率提高;若出现在经向,会导致企业面对质量纠纷和索赔。
染色不匀问题涉及纤维制造、纺纱、织造、印染等多道工序,其成因分析和质量责任的追溯十分困难。
本文根据织物染色不匀特征,如染色不匀在织物上的分布情况及程度,针对生产现场各工序生产特点,查找原因,并结合技术检测手段作全面分析判断。
1 纤维制造对织物染色不匀的影响1.1 CDPET纤维特性CDPET纤维由对苯二甲酸、乙二醇和酸性改性剂缩聚制成。
常用的第三单体改性剂是间苯二甲酸二酯-5-磺酸钠(SIPM)、对苯二甲酸二酯磺酸钠和间苯二甲酸双羟乙酯-磺酸钠(SIPE)。
用这些单体改性的涤纶需要在115~120℃才能用阳离子染料染色,因此也被称为高温染色型(或高压型)CDPET纤维。
以SIPM共聚制得的CDPET纤维熔点比普通聚酯低,吸湿率比普通聚酯略有提高,但它的结晶温度明显提高。
CDPET纤维分子量、结晶度、强度较普通聚酯纤维低,其织物的抗起毛起球特性也比普通聚酯纤维要好,在后加工中可以免去烧毛工序,因而可以得到柔软丰满,具有羊毛般手感的织物。
宏其化工CDPET纤维的杨氏模量比普通聚酯纤维低10%~30%,因而其织物也比普通聚酯纤维柔软,特别适合制作具有柔软风格的女装。
此外,与普通聚酯纤维相比,CDPET纤维的碱性水解速度大得多。
因此在相同温度下碱处理时,CD-PET纤维的碱减量率要比普通聚酯纤维织物高得多。
1.2 纤维制造对织物染色不匀的影响及判别当织物出现染色不匀问题时,应首先通过检测手段确定织物中CDPET纤维是否使用不当,或纤维原料是否有异常。
一般情况下,当织物染整后出现大面积染色不匀时,应首先查找纤维原料在使用过程中是否发生问题。
CDPET纤维一般是在聚酯聚合过程中加入第三单体SIPM。
当第三单体在聚合物链中的分布和含量不同时,其纤维的上染率也不同。
另外,聚合物的结晶度和取向度不同,也会引起染色差异。
(1)随着SIPM加入量的增加,聚合物熔点(Tm),玻璃化温度(Tg)和结晶度下降,结晶温度(Tc)升高。
所以,当织物出现染色不匀时,可以从布面抽取不同染色效果的纱,通过差示扫描量热仪(DSC)作热分析,以判别是否有不同类别的纤维混入。
例如,某染厂某批CDPET纤维织物经向染色不匀,而织厂用的是同一家纱厂同一批号的纱线。
对染色不匀织物提取一定量有色差的经纱作DSC分析。
A纱和B纱的玻璃化温度(Tg)、熔融温度(Tm)和熔融焓有差异,尤其是熔融温度(Tm)和熔融焓相差较大,说明这是由于第三单体(SIPM)含量不同,使Tm和结晶度不同,因而上染率不同。
从Tc来看,A纱的Tc略高于B纱,说明A纱中第三单体的含量高于B纱,因此,前者上染率高于后者。
根据DSC检验结果及染色不匀织物的数量,结合对纱、织厂现场检查情况综合分析判断,该批织物经向染色不匀,并非纺纱或织造过程中错条、错支或用错原料造成,而应是纤维生产厂供应的CDPET纤维在聚合过程已经存在质量问题。
(2)测定CDPET纤维强力和断裂伸长,如果纤维强力和断裂伸长存在明显差异,也有可能不是同一种(批)CDPET纤维。
表2是在纺纱现场对两家不同供货厂家的CDPET纤维抽样作拉伸和强力试验的数据。
在断裂伸长率和断裂强度平均值方面,甲纤与乙纤没有较大的区别,但断裂伸长率的CV%值差异很大。
(3)用CDPET纤维纺纱时,有的纺纱厂对纤度有特殊要求,不同纤度的上染率也不同,当织物出现染色不匀时,可检测纱条中纤维细度,以确定是否有不同批号(或厂家)的CDPET纤维混入。
(4)阳离子染料对CDPET纤维的可染性主要取决于阳离子基团的含量、纤维的聚集态结构、玻璃化温度等,其中纤维的磺酸基含量和纤维的物理结构密度对染色性能影响极大。
由于聚合条件、添加剂、纺丝工艺参数不同,使CDPET纤维的染色性可能存在较大差异。
所以,当织物发生染色不匀时,可对未染色的纱或纤维作上染率检测,如果上染率不同,也有可能不是同一批或同一厂家生产的CDPET纤维。
例如,对某企业同期使用的两家厂生产的CDPET纤维作热分析,得出表3测试结果。
从表3DSC分析结果看,甲纤和乙纤的Tg, Tm和熔融焓(说明结晶能力和结晶度)基本一致,差异在误差范围之内,可认为是同一类纤维。
但是Tc存在一定差异,说明两家工厂采用了不同的生产工艺或者纤维表面存在不同的纺丝油剂,影响了结晶温度。
2 纺纱及织造对织物染色不匀的影响对CDPET纤维使用不当主要表现在以下几方面:(1)在使用同一厂家、不同生产批号的CDPET原料时,未采取分批措施或采取的接批措施不当。
(2 )纤维制造商更换不同厂家的CDPET切片,但未分批或未及时通知纺纱厂做分批处理。
(3)CDPET纤维在加工过程中,由于操作失误或聚合条件、添加剂及纺丝工艺参数发生变化,使供给纱厂的同批号CDPET纤维存在染色性能差异。
(4)在同一个生产场所同时使用两家以上的CD-PET纤维纺纱。
生产现场管理混乱、标识管理不健全,或操作不慎造成错支、错条(管)或包装错支,使织造工序用错纱。
(5)CDPET多唛头清花圆盘混纺,混棉不均匀。
(6)从织物中抽出染色有差异的纱,用捻度测试仪测其捻度。
细纱、弱捻纱(线)往往上染率比普通纱要高。
(7)从织物中抽查染色有差异的纱,检测其重量不匀CV%水平,长片段条干不匀造成纱线粗细程度不同,在染色后会出现差异。
3 染色工序对织物染色不匀的影响3.1 对阳离子染料的选择阳离子染料对CDPET纤维染色,实质上是两者离子交换的过程,即染料阳离子与纤维磺酸盐中的钠离子进行交换而使纤维着色。
由于结构上的原因,CD-PET纤维对阳离子染料有一定的要求,并非所有的阳离子染料都适合。
一般,适合CDPET纤维染色的阳离子染料应具有如下特性:(1)色调鲜明,深染性好;(2)吸尽率高;(3)耐晒牢度和烟褪色牢度好;(4)染料拼色时相容性好;(5)在高温染浴中稳定性好;(6)对其它纤维(包括普通聚酯纤维)沾污性小;(7)向纤维内部的扩散速率快,无环染现象;(8)染浴pH值变化时,染料稳定性好。
适用于CDPET的阳离子染料种类有很多,主要有黄色的共轭甲川系染料,红色的三氮唑系或噻唑系染料、隔离型偶氮染料,蓝色的噻唑系偶氮染料等。
这些染料染色性能和染色效果各有特点,有的在耐高温、耐光性能和色牢度方面具有良好效果;有的受热时不够稳定,热定形会发生分解,影响染色效果,故对染料必须认真选择。
3.2 染色工艺条件及助剂普通的阳离子染料可染涤纶对阳离子染料的可及性比较小,因此,用阳离子染料染CDPET纤维时需用高温高压染色法或载体染色法。
一般高温高压染色温度为120~130℃,要求使用热稳定性好的阳离子染料;而使用载体染色法时,常压下,100℃就能染成深色,颜色不同耐光牢度不同,不过一般都能达到要求。
从避免染料分解和吸尽率考虑,阳离子染料的染色温度定为115℃左右。
由于阳离子染料的吸光度比分散染料大,染色物的鲜艳性好。
CDPET纤维还可以与其它纤维,如普通涤纶进行混纺、交织,创造异色、留白和多色、深、浅色效果,大大扩大了花色品种及应用范围。
由于阳离子染料上染较快,故染温达玻璃化温度后,应降低升温速率,使染料均匀吸附。
若升温过快,造成的染花疵病,即使复染也达不到质量要求。
宏其纺织助剂这在染深色或拼色时尤其应注意,宜加入匀染剂,在最高温度保温,时间一般以30~40min为宜。
高温染色时应先预定形后染色,这样既可减少织物的收缩,又可防止染色中产生鸡爪印等染疵。
由于CDPET纤维对阳离子染料的亲和力很强,必须使用缓染剂。
4 预防染色不匀的主要措施预防织物染色不匀应从源头即纤维加工开始,工艺生产流程越长,质量责任的追溯也就越困难。
所以,采取有效的预防措施,以加强质量控制十分重要。
4.1 纤维制造(1)稳定CDPET切片及添加剂的供应渠道和供应量,尽量减少换批、换厂家,以减少下游企业分批管理。
(2)当CDPET切片不得不更换时,应分批。
同时,要及时通知下游企业采取分批措施。
(3)加强生产过程对CDPET纤维聚合及纺丝工艺参数及添加剂使用的控制。
4.2 纺纱及织造工序(1)保证CDPET纤维供应渠道及供应量稳定。
(2)在更换供货厂家时,必须采取分批措施。
(3)CDPET纤维多唛纺时,最好将单唛经清、梳工序在并条工序混唛纺,保证混唛均匀。
(4)规范生产现场(物流管理、标识管理),严格控制制品储备,实行零储备,均衡生产,减少错支、错条(卷、管)。
(5)加强细纱和捻线工序设备运行状态的监控,捻线筒子出厂逐个检查,防止弱捻纱(线)出厂。
(6)针对长片段不匀问题,加强前纺工序质量监控。
4.3 染整工序(1)筛选阳离子染料。
(2)选用适合的染色助剂。
(3)染浴pH值调至3.0~5.0。
(4)在保证CDPET纤维不受损伤的情况下,使用高温染色,提高阳离子染料对CDPET纤维的上染量,以降低对其它纤维的沾色。
染色时添加适量的元明粉,以保护CDPET纤维。
