Нейлоновые волокна относятся к категории поликонденсационных волокон, основными разновидностями которых являются нейлон 6 и нейлон 66. Как тип термопластичного волокна, изменения температуры на этапах производства и обработки оказывают значительное влияние на физические свойства и красящую способность нейлона. Уникальные свойства волокна и технологические процессы влияют на конечный эффект равномерного крашения.

Факторы, влияющие на равномерность крашения нейлона

1. Влияние структуры ткани и волокна

С точки зрения всего процесса крашения и отделки, наиболее прямыми факторами, приводящими к неравномерному крашению нейлона, являются неравномерная плотность основы и утка ткани, различия в номере пряжи и различия в производственных партиях нейлоновых волокон, используемых в ткани. Все эти факторы могут влиять на красящую способность нейлона, приводя к неравномерному крашению. С точки зрения волокна, химическая структура нейлонового волокна представляет собой полиамид, и на концах молекулярных цепей волокна имеется определенное количество аминогрупп. На характеристики крашения нейлона влияют химические и физические различия волокна. Эти различия могут возникнуть в процессе производства или обработки волокна и напрямую влияют на красящую способность красителя.

Химические различия обусловлены различиями в содержании аминогрупп в волокне. Такие различия могут возникать в процессе прядения, процесса вытягивания при нагревании или процесса объединения нитей. Различия в содержании аминогрупп приводят к различиям в скорости крашения, особенно в конечной адсорбционной способности анионных красителей. Эти различия можно минимизировать только путем тщательного контроля в процессе производства. Согласно новым советам по крашению и печати, физические структурные различия в пряжах в основном включают два аспекта: с одной стороны, они происходят из общих физических различий пряжи, включая различия в номере пряжи, количестве волокон в пряже или тонкости волокон, а также различия между концами завитков отдельных волокон или нескольких волокон в пряже; с другой стороны, они возникают из-за неоднородности надмолекулярной структуры нейлоновых волокон, образующейся в процессе обработки, такой как различия в кристалличности, ориентации или неравномерной структуре сердцевины волокон. При крашении тканей из нейлоновых волокон с химическими или физическими различиями, вероятно, возникнет характерная полосатость по утку.

2. Влияние условий предварительной обработки

Неправильный выбор условий при предварительной обработке нейлоновых тканей также является важным фактором, вызывающим неравномерное крашение. Неправильная предварительная обработка тканей в основном включает: неравномерную обработку ткани, что приводит к значительным различиям в адсорбционной способности волокон и приводит к дефектам крашения, таким как пятнистость; быстрое повышение температуры в процессе предварительной обработки с использованием красильной машины типа джиггер, что вызывает внезапную усадку нейлоновых нитей; или неравномерная температура при термофиксации, что может привести к структурным различиям в нейлоновых волокнах, приводящим к неравномерному крашению в процессе крашения.

3. Влияние условий крашения

(1) Влияние температуры

Нейлон - это термопластичное волокно. Поэтому скорость крашения волокна тесно связана с температурой, и температура крашения должна быть выше температуры стеклования (35-50℃) волокна. Нейлоновые волокна начинают адсорбировать красители при 40℃. С повышением температуры скорость крашения увеличивается, и процесс крашения в основном завершается при 100℃. Хотя крашение в основном может быть завершено при 100℃, дальнейшее повышение температуры полезно для миграции красителей, тем самым улучшая свойство равномерного крашения. Некоторые исследователи считают, что скорость поглощения красителя кислотными красителями на нейлоновых волокнах связана с температурой. Когда температура выше температуры стеклования, подвижность макромолекулярных цепей в волокне увеличивается, волокно расширяется, позволяя красителю проникать в волокно и реагировать с катионными аминогруппами на конце. Однако, если скорость нагрева не контролируется должным образом, вероятно, возникнет неравномерное крашение.

(2) Влияние значения pH

Во время крашения нейлоновых волокон, когда значение pH красильной ванны относительно высокое, очень мало красителя адсорбируется на волокне. Когда значение pH красильной ванны падает до определенного уровня, краситель начинает адсорбироваться и быстро достигает насыщения. Дальнейшее снижение значения pH красильной ванны существенно не увеличивает поглощение красителя. Однако, когда значение pH падает до 3, поглощение красителя резко увеличивается, что приводит к сверхэквивалентной адсорбции. Когда нейлоновые волокна красят в условиях очень низкого значения pH, они могут подвергаться гидролизу. Особенно после возникновения сверхэквивалентной адсорбции, значение pH внутри волокна ниже, чем в растворе, что ускоряет гидролиз. После гидролиза образуется больше аминогрупп, увеличивается доступность волокна, и оно может адсорбировать больше красителей, что делает неравномерное крашение более вероятным. Поэтому, в соответствии с фактическими условиями, соответствующее повышение значения pH может уменьшить возникновение дефектов крашения, таких как пятнистость.

(3) Влияние вспомогательных веществ

Нейлоновые волокна в основном красят кислотными красителями, и выравнивающие агенты для кислотных красителей в основном включают три типа: анионные, катионные и неионные. Анионные выравнивающие агенты имеют определенное сродство к волокнам в кислотной среде и конкурируют с анионами красителя за места крашения на волокне. Их сродство ниже, чем у анионов красителя, но скорость их диффузии выше, чем у анионов красителя. В начале крашения анионные выравнивающие агенты конкурируют с красителями за места крашения. Из-за высокой скорости диффузии они красят волокно раньше, чем анионы красителя, и соединяются с группами -NH₂ на волокне. Впоследствии они постепенно заменяются анионами красителя с более высоким сродством к волокну. Это снижает начальную скорость крашения красителя и достигает выравнивающего эффекта. Согласно новым советам по крашению и печати, катионные и неионные выравнивающие агенты оказывают выравнивающий эффект, соединяясь с анионами красителя, чтобы снизить эффективную концентрацию анионов красителя и постепенно высвобождать анионы красителя в процессе крашения. Кроме того, такие факторы, как время крашения, совместимость красителей, концентрация красильной ванны, соотношение жидкости и скорость циркуляции красильной жидкости, также влияют на эффект равномерного крашения нейлона во время крашения.

Подходы к улучшению свойства равномерного крашения нейлона

1. Выбор красителей

Во-первых, правильный выбор красителей является ключевым фактором в улучшении свойства равномерного крашения нейлона. Существует широкий спектр красителей, которые можно использовать для крашения нейлоновых волокон. Среди многих типов красителей, подходящих для крашения нейлоновых волокон, наиболее важными являются дисперсные красители, анионные красители, такие как кислотные красители, 1:2 металлокомплексные красители и выбранные прямые красители.

Дисперсные красители с простой молекулярной структурой, благодаря своей неионной природе и низкому молекулярному весу, могут покрывать физические и химические различия в нейлоновых волокнах, но эти красители могут обеспечить только умеренную устойчивость окраски. Дисперсные красители с более сложной структурой могут обеспечить лучшую устойчивость к мокрой обработке при крашении нейлоновых волокон, но из-за их высокого молекулярного веса они могут покрывать только химические различия, а не физические. Выбранные прямые красители обеспечивают отличную устойчивость к мокрой обработке при крашении нейлона и экономичны для производства темноокрашенных изделий. По сравнению с дисперсными красителями, крашение самыми яркими прямыми красителями может получить относительно более яркие окрашенные изделия (с лучшим оттенком, чем дисперсные красители). Согласно новым советам по крашению и печати, кислотные красители часто используются для крашения нейлона. Их самое большое преимущество - легкое крашение, позволяющее достичь более глубоких оттенков. Процедуры и требования к крашению относительно просты, а устойчивость к мокрой обработке окрашенных изделий хорошая, но их свойство равномерного крашения хуже, чем у дисперсных красителей.

2. Выбор процесса предварительной обработки

Чтобы улучшить свойство равномерного крашения, необходимо предъявлять строгие требования к технологическим процессам нейлоновых волокон или тканей, таким как предварительная обработка, крашение и термофиксация. В фактическом производстве тентерирование и предварительную фиксацию можно проводить перед предварительной обработкой, обычно контролируя при 140-150℃ в течение 30 секунд с соответствующим количеством перекорма. В частности, нейлоновые ниточные ткани склонны к образованию складок во время высокотемпературной обработки, такой как крашение, и как только складки образуются, их трудно устранить, что приводит к неравномерному крашению и влияет на внешний вид. Поэтому фиксация ткани перед крашением может зафиксировать форму ткани, стабилизировать размер и предотвратить дефекты во всем процессе обработки.

3. Выбор условий крашения

(1) Выбор значения pH

Правильный контроль значения pH во время крашения также имеет решающее значение для улучшения свойства равномерного крашения. Как упоминалось ранее, эффект крашения нейлоновых волокон тесно связан со значением pH красильной ванны. Хотя более низкое значение pH полезно для адсорбции красителя, чем быстрее скорость крашения, тем соответствующее снижение свойства равномерного крашения. Поэтому важно правильно контролировать значение pH красильной ванны. Обычно при крашении нейлона кислотными красителями значение pH красильной ванны может быть сильно кислым, слабо кислым или нейтральным.

(2) Выбор вспомогательных веществ

Выбор вспомогательных веществ для крашения часто имеет решающее значение для успеха крашения. Согласно исследованиям экспертов по крашению и отделке, при крашении нейлона кислотными красителями анионные вспомогательные вещества оказывают наилучший выравнивающий эффект. Их функция заключается в блокировании концевых аминогрупп, тем самым контролируя начальное крашение.

(3) Выбор температуры

Температура красильной ванны пропорциональна скорости крашения кислотных красителей. Чем выше температура, тем быстрее скорость крашения. Особенно когда температура достигает выше 80℃, скорость крашения красителя значительно увеличивается, что делает его очень склонным к дефектам крашения, таким как пятнистость. Чтобы достичь максимально равномерного эффекта крашения, некоторые эксперты предлагают использовать ступенчатый процесс повышения температуры при крашении нейлона. Крашение начинается при 40℃, затем температура постепенно повышается до кипения (примерно 45 минут), после чего продолжается крашение в течение 45 минут. Скорость крашения относительно медленная при низких температурах, и когда температура превышает 80℃, скорость крашения быстро увеличивается, поэтому температуру следует повышать медленно. Кроме того, правильный контроль таких факторов, как соотношение красильной жидкости, скорость циркуляции красильной жидкости и концентрация красильной жидкости, также полезен для улучшения эффекта равномерного крашения нейлона.

(4) Выбор других условий

Выбор порядка добавления материалов перед крашением. Поскольку нейлон можно красить при 40℃ (близко к комнатной температуре), температура красильной жидкости должна быть как можно ниже перед добавлением красителя. Существуют также определенные требования к порядку добавления материалов перед крашением. Обычно порядок добавления материалов следующий: после помещения ткани и воды в красильное оборудование отрегулируйте соотношение жидкости, добавьте выравнивающий агент и перемешайте равномерно, и, наконец, добавьте краситель. Также рекомендуется добавлять краситель несколькими партиями. Поскольку скорость крашения максимальна, когда краситель только что добавлен в красильную ванну, не спешите повышать температуру после добавления красителя. Вместо этого поддерживайте температуру при комнатной температуре в течение 15 минут, а затем повышайте температуру в соответствии с процессом.

Влияние коррекции цвета. Если цвет неправильный после крашения и требуется коррекция цвета, рекомендуется слить красильную жидкость и покрасить снова. Потому что после завершения крашения красильная жидкость все еще имеет определенную температуру (обычно около 60℃), и эта температура легко способствует адсорбции красителя. Поэтому при добавлении дополнительных материалов для коррекции цвета могут возникнуть дефекты крашения, такие как пятнистость.

Заключение

В заключение, на эффект крашения нейлоновых волокон влияет множество факторов. Поэтому в фактической работе следует выбирать соответствующие красители, вспомогательные вещества, процессы предварительной обработки и оптимальные условия крашения, такие как значение pH, температура и время, в соответствии с конкретными требованиями к крашению. Только всесторонне учитывая эти факторы, можно достичь хорошего эффекта равномерного крашения.