- 合成纤维及其混纺制品染整
- 刘仁礼
- 8294字
- 2021-03-29 14:40:31
任务一 涤纶织物前处理
任务解析
涤纶本身比较洁净,涤纶织物上的杂质主要由油渍、浆料、色素和其他沾污物组成。涤纶织物上的油渍有两部分,一部分是纤维在制造过程中带上的油剂,另一部分是织物在织造过程中从设备上沾上的油污。
涤纶的强度较高,大部分织物中的纱线没有上浆,浆料主要存在于喷水织机织造的织物和其他特殊织物中。因此,退浆只是针对有浆料的涤纶织物,大部分涤纶织物不需要退浆。
涤纶织物的前处理包括退浆、精练、松弛、预定形、碱减量等,但不同的织物品种所需要的加工工序也不尽相同。
子任务1 退浆精练
一、知识准备
(一)退浆精练目的
退浆精练的目的是除去纤维织造时加入的油剂和织造时加入的浆料、着色染料及运输和储存过程中沾污的油剂和尘埃。
(二)退浆精练特点
退浆精练是在高温下长时间浸渍,把浆料、油剂和污垢溶解、乳化、分散并予以去除。纤维或织物上的油剂、油污及为了上浆和织造高速化而加的乳化石蜡及平滑剂的去除,需采用阴离子型或非离子型表面活性剂,通过它们的润湿、渗透、乳化、分散、增溶、洗涤等作用,将油剂和油污从纤维和织物上除去。织物上的色素主要来自于织造时为辨别纱线而使用着色染料,它是水溶性的,可以通过水洗加以去除,其他的沾污物如锈渍可用草酸去除。
为避免金属离子与浆料、油剂等结合形成不溶性物质,精练时可加入金属络合剂或金属离子封闭剂。常用的退浆剂是氢氧化钠或纯碱。
二、任务实施
(一)确定工艺及设备
1.选择设备
可用高温高压溢流染色机、喷射溢流染色机。
2.制订工艺(以涤双绉精练工艺为例)
(1)工艺处方。
净洗剂 0.5g/L
纯碱 2g/L
30%(36°Bé)烧碱 2g/L
(2)工艺条件。
浴比 1:10
温度 80℃
时间 20min
(二)操作步骤
(1)开启电箱内总电源开关,并打开照明灯。
(2)进水。
①关闭主、副排水阀。
②打开进水阀,待达到一定的水位,关闭进水阀门。
(3)进布。
①检查缸内水位是否为所需要的水位。
②打开主循环泵开关。
③将待染布的布头毛屑去除后,将布头投入喷嘴,布匹即被吸入,顺着导布管进入布槽内。
④用布钩将染缸内的布头拉出,置于一旁,待进布剩余2~3m时,关闭主循环泵,将前后布头车缝在一起,然后开启主循环泵开关使布匹循环。
(4)速度调整。通过变频器来调节导布轮速度用以调整布匹循环速度,以布匹不缠绕导布轮上为原则。并可根据织物克重来调节喷嘴压力及导布轮速度,使织物速度与导布轮速度基本一致。
(5)加助剂。确认缸内液量,待布匹循环正常后,根据精练工艺配制所需的助剂,加完助剂后,应立即关闭进水阀门,防止主循环泵吸入空气。
(6)盖紧缸盖。当布完全进入缸内,将缸盖合上,拧紧螺帽。
(7)温度控制。
①当加助剂步骤完成后,检查喷嘴压力及布速。
②在程式控制器内设定所需的温度控制程式。当要升温时,按下程式控制键,即可开始执行所需升温、保温、降温等步骤。
(8)水洗。
①水洗时先溢流水洗,此时溢流阀和进水阀同时打开。
②水洗完毕后,打开排水阀。
(9)准备下一道工序。
(三)注意事项
(1)若涤纶织物退浆不净或不退浆,则会导致碱减量液组分不稳定、pH难以控制、减量效果降低,并且造成后道染色不匀、有色点等病疵。所以,必须去尽这些杂质,才能保证后道工序的顺利进行。
(2)退浆剂、精练剂的选用和退浆精练方法的确定是退浆精练工序的关键,需要根据织物上浆料的种类选择不同的退浆剂。
子任务2 涤纶织物松弛加工
一、知识准备
(一)松弛加工目的
充分松弛收缩是涤纶仿真丝绸获得优良风格的关键。
松弛加工目的是将纤维纺丝、捻丝及织造过程产生的扭力和内应力消除,并对加捻织物产生解捻作用,从而形成绉效应;并提高织物的柔软度及丰满度。
(二)松弛加工特点
织物在松式状态下松弛时,随着温度的升高,收缩增大,纤维大分子运动性能增加,促进了扭力和内应力的释放。但不能剧烈的升温,否则会使处于绳状的织物产生收缩不匀及绉印而成次品。
二、任务实施
(一)确定工艺及设备
1.选择设备
喷射溢流染色机是退浆、精练、松弛处理最广泛使用的设备。
2.制订工艺
在喷射溢流染色机中加工,织物的张力、摩擦和堆置与浴比和布速有很大的关系,所以除合理地控制升温速率外,还要选择合理的浴比和布速。
喷射溢流染色机精练松弛起绉工艺,以涤纶双绉仿丝织物为例。
(1)工艺处方。
30%烧碱 4%(owf)
磷酸钠 0.5%(owf)
除油剂 1%~2%(owf)
(2)工艺条件。
浴比 1:(10~12)
布速 300m/min
(3)工艺曲线。松弛加工升温工艺曲线如图1-1所示。
图1-1 涤纶双绉仿丝织物松弛加工升温工艺曲线
(二)操作步骤
(1)按工艺处方配制助剂,运行织物,从加料桶加入助剂。
(2)将升温工艺参数按升温曲线所示输入温度控制程式,运行。
(3)按2℃/min升温至130℃,保温60min,然后按1.8℃/min降温至40℃,水洗。
(三)注意事项
(1)注意选择合理的浴比和布速。涤纶仿真丝织物松弛时,布速不宜太高,一般以200~300 m/min为宜,而浴比需根据设备及织物特性来定。
(2)合理控制升降温速率,否则会使织物手感粗糙。
(3)可通过调节喷嘴直径、工作液循环次数来达到所需的工艺参数。
(4)若捻线定形温度过高不易解捻,则可在安全范围内适当提高温度和延长保温时间。
(5)部分涤纶织物,松弛与精练是同步进行的,有些还与退浆同步一浴进行。而超细纤维织物由于纤维线密度低,织物密度高,因此若退浆、精练与松弛同时进行,则往往组织间隙中的浆料和油剂不易脱除,故退浆、精练与松弛以分开处理为宜。一般先退浆精练,而后松弛,并且可在松弛时再加入部分精练剂,以进一步去净杂质。
(四)松弛工艺条件分析
1.温度
温度是影响松弛效果的主要因素。因为只有达到一定温度时,经纬向纱线才会得到充分解捻,织物才能获得良好的松弛效果。松弛温度一般在120~130℃为宜。
2.张力
张力的大小对松弛也起重要作用。张力越小,越有利于织物的收缩。适当给织物一些冲击力,使织物充分受到处理液揉搓,有利于织物均匀收缩和形成良好的绉效应。
3.浴比
浴比的大小对松弛效果起一定作用。浴比越大,织物越容易收缩,松弛效果越好。在设备允许范围内,要尽可能加大浴比,最好采用溢流染色机等浴比较大的设备来进行松弛加工。
◎知识拓展:其他松弛加工方式
一、平幅汽蒸式松弛精练机松弛加工
此加工方式能克服喷射溢流染色机易产生收缩不匀而形成皱印的缺点,且加工效率高。织物通过碱及精练剂预浸及精练,于98~100℃汽蒸,最后振荡水洗。由于设备精练时间短,织物翻滚程度低,因而强捻产品的收缩率较低。大多采用退浆精练、松弛解捻两步法。
二、解捻松弛转笼式水洗机松弛加工
高温高压转笼式水洗机是精练松弛解捻处理最理想的设备,织物平放于转笼中松弛处理,织物的收缩率可达12%~18%,强捻类织物可达20%,织物手感丰满度及其风格更为理想,是其他机械所不能达到的。但此设备操作繁琐,劳动强度大,批量小,周期长,操作处理不当可能导致起绉不匀、产生边疵等疵病。
转笼式水洗机用于松弛解捻起绉,其工艺条件可定为:浴比1:(10~15),温度135℃,时间30~40min,缸体转速5~20 r/min。
若精练起绉一浴,则精练液一般含30%NaOH 2~5g/L,络合软水剂0.1~0.5 g/L,H2O21~2 g/L,润湿渗透剂、低泡助练剂0.5~1 g/L及少量除斑剂(对含浆量及杂质高的织物)。
子任务3 涤纶织物预定形
一、知识准备
一般合成纤维及其混纺和交织织物需要经过2~3次热定形,即坯布定形、碱减量前定形、染色或印花前定形1次或2次。属于前处理的范畴,常称为预定形。
(一)预定形目的
预定形目的是消除前处理过程中产生的折皱及松弛退捻处理中形成的一些月牙边,使织物平整,提高在后道湿热加工过程中的稳定性和抗皱性,同时使后续的碱减量均匀性得以提高。此外,预定形还能改善织物手感,防止起毛起球以使织物表面平整,它对涤纶织物的染色性能也有一定影响。
(二)热定形原理
当加热温度超过涤纶的玻璃化温度、低于软化温度时,涤纶分子链发生剧烈运动,在一定张力作用下,部分分子链的结合力被拆散,并使处于紧张状态的分子链发生重新排列,内应力减少,分子链在新的结构位置被固定,纤维分子结构比较稳定,达到了定形效果。织物如在低于热定形温度的条件下受作用力时,不易产生难以消除的变形。
(三)预定形特点
松弛收缩的织物经干热预定形后,能改善织物减量的均匀性和尺寸的稳定性,但织物的风格受到影响,会使绉效应降低,柔软性、回弹性、丰满度降低,定形时可通过超喂收缩来弥补增加张力所引起的织物风格变化。松弛后应尽量避免加工中张力过大,定形前一般不烘燥。
二、任务实施
(一)确定工艺及设备
1.选择设备
常用于涤纶织物热定形的设备可以用针铗链式热定形机,也可用两用式针板布铗式热定形机,它采用了针铗、布铗两用链,可以在同一机器上进行织物热定形和织物拉幅等不同整理,达到一机多用目的。
两用式针板布铗式热定形机(图1-2)主要由进布装置、超喂上针装置、针板布铗扩幅链、烘房、冷却装置、落布装置等组成。
图1-2 两用式针板布铗式热定形机示意图
1—进布装置 2—超喂上针装置 3—布铗、针板扩幅链 4—烘房 5—喷风冷却 6—输出装置 7—冷水辊 8—出布装置
2.制订工艺
(1)一般定形幅宽较成品小4~5cm,或较前处理门幅宽2~3cm。
(2)预定形温度一般控制在180~190℃,预定形时间一般为20~30s。如果织物厚度和含湿率增加,则时间需延长,一般通过调节定形机车速来实现。
(二)操作步骤
1.前车操作
(1)清洁机器(进布架及机器前部),检查针铗上是否有杂物,整理周围环境。
(2)按规定路线穿好导布(或检查已穿好的导布)。
(3)开机前按要求缝接好布头。
(4)按规定操作,控制好前车进布状况,不走位,不压布。
2.中车操作
(1)开机前严格按检查单设定的工艺调校各工艺参数,特别注意检查单上的备注内容。保证各工艺要求能落到实处。
(2)生产过程中及时根据后车的指令调整工艺参数。没有后车的指令,各工艺参数不可随意调整。
(3)生产过程中要保证行机正常、稳定。
(4)监督、指导前车工作,与后车配合好,使生产正常、顺畅。
(5)如实记录确切的工艺参数。
3.后车操作
(1)开机后及时接布,尽量避免卡布停机。一旦卡布,反应要迅速,以免布长时间停在烘箱而造成烤黄或布面风孔。
(2)出布要保持张力适中并稳定,不能过紧或过松。
(3)第一匹布下机后要第一时间检查其质量(如门幅、布面有无疵病、干燥程度等)。
(4)如与工艺要求不符,及时调整工艺参数,如加、减超喂等。如布面纹路不符合要求,必须及时通知中车调整。
(5)工艺稳定后,如实记录下机数据。
(三)注意事项
(1)前车导辊张力全部放松,加上适当的超喂(如增加10%~20%),以保持经线的屈曲,改善织物风格。
(2)定形的张力只要能达到织物的平整度,保证外观要求即可,以免影响织物的丰满度、悬垂感。
(3)冷却系统保持正常运转,以防压皱、融熔和硬化。
子任务4 涤纶织物碱减量
一、知识准备
涤纶碱减量处理是在高温和较浓的烧碱液中处理涤纶织物的过程。涤纶表面被碱腐蚀后,其质量减轻,纤维直径变细,表面形成凹坑,纤维的剪切刚度下降,具有蚕丝一般的风格,故又称为仿真丝绸处理。
(一)碱减量目的
涤纶碱减量目的是利用碱对涤纶分子中的酯键水解断裂作用,将涤纶大分子逐步打断,消除了涤纶丝的极光,并增加了织物交织点的空隙,使织物手感柔软、光泽柔和,改善吸湿排汗性。
(二)碱减量原理
涤纶碱减量是一个复杂的反应过程,主要发生聚酯高分子物与氢氧化钠间的多相水解反应。聚酯纤维在氢氧化钠水溶液中,纤维表面聚酯分子链的酯键水解断裂,并不断形成不同聚合度的水解产物,最终形成水溶性的对苯二甲酸钠和乙二醇。
一般情况下,涤纶具有较强的耐碱性。但在较强烈条件及浓碱作用下,涤纶对碱的可及度随之提高,反应加快。水解反应首先是从纤维表面开始的,然后逐渐向里层发展,使纤维表面产生凹凸不平坑穴的挖蚀现象。减量处理后纤维对光产生了漫反射,织物的光泽因此变得柔和。
另外,由于在涤纶织物纱线交叉处吸碱液比较多,导致了该处被碱腐蚀也比较严重,使得织物的交织阻力下降,组织结构变得松弛,织物刚性变小,产生了真丝所特有的悬垂感。碱对涤纶分子的反应是定量的,而且聚酯纤维的碱水解是从非结晶区表面大分子链端酯键开始发生的。
涤纶碱减量处理程度一般用减量率来表示,碱处理使纤维质量减少的程度称为减量率。减量率是涤纶减量工艺生产中一个很重要的质量控制指标,它与涤纶织物减量效果、碱减量生产中的工艺要素和涤纶本身情况有着密切关联。
减量率的大小要根据织物类型和要求来确定。涤纶仿真丝绸织物的减量率一般控制15%~20%;纱线捻度较低的织物的减量率控制在10%以下;高捻度、厚实织物的减量率可以控制在20%以上;微细纤维、超细纤维织物的减量率一般在10%以下。
(三)碱减量的影响因素
1.氢氧化钠用量
氢氧化钠的用量对碱减量效果的影响较大。碱浓度越大,涤纶的水解反应程度越大,减量率和强力损失也就越大。
从理论上看,涤纶的理论减量率与氢氧化钠关系见下式:
当氢氧化钠的用量为8%(owf),涤纶的理论减量率为19.2%。然而,此乃碱与涤纶完全反应时的情况。实际上,受外界条件影响,涤纶的减量率要小于理论减量率。
2.促进剂
为提高碱对涤纶的水解效率,提高碱的利用率,往往在处理浴中加入水解促进剂,以加快碱对涤纶分子的水解反应。
常采用阳离子表面活性剂做碱减量促进剂。阳离子表面活性剂能加快碱对涤纶的水解速率,提高碱利用率,但去除较困难。若洗不干净,易导致纤维泛黄,造成染色病疵;另外,高温染色时,促进剂的加入会使纤维损伤增加。
3.处理条件
温度愈高,水解反应愈剧烈。由于温度对减量率影响很大,因此要严格控制温度,否则极易产生减量不匀。
随着处理时间的延长,减量率提高。虽然,温度升高和促进剂的加入,会加快反应速率,缩短减量时间,但反应性及涤纶织物的手感将受到一定程度的影响。因此,应在保证一定生产效率的前提下,采用较低温度、较浓碱液和较长时间进行减量处理。
4.纤维形态及结构
纤维越细,反应越快;有光、圆断面纤维比消光、多叶形等异形纤维更耐碱,减量率更高;新合纤比常规纤维快得多,但反应均匀性较差。
5.热定形对减量的影响
定形后有利于织物手感柔软滑爽,但减量率有所降低。定形温度高于180℃时,减量率会提高。因此,为获得良好的减量效果,必须严格控制减量前定形温度。
二、任务实施
(一)确定工艺及设备
1.选择设备
涤纶碱减量加工有间歇式和连续式之分。而按设备不同,间歇式可分为挂练槽加工、高温高压喷射溢流染色机加工;连续式的为平幅连续碱减量机加工。挂练槽碱减量加工劳动强度大,减量后水洗较慢,现使用较少。
连续碱减量适合于批量性连续化大生产,产量高,操作方便,减量均匀。但一次性投入碱量大,存在运转中碱浓度控制及涤纶水解物过滤去除困难等问题,且加工时织物张力大,因而不适合小批量、多品种生产,织物风格不及间歇式减量。
高温高压喷射溢流染色机进行减量加工,织物受到的张力低,温度高,碱反应完全,手感好,适用性广。但重现性不理想,减量率较难控制,强力损失大。适用于绉类、乔其类织物减量加工。
2.制订工艺
(1)高温高压碱减量工艺处方。氢氧化钠4~8g/L(视织物的减量率而定),如添加0.2~0.4g/L的促进剂,氢氧化钠浓度可降至3~6g/L。
(2)高温高压碱减量工艺条件。选择浴比在1:(10~20)之间。先将织物在染色机内循环均匀,然后加入已溶解的碱液和促进剂再循环均匀,升温至70℃时开始控制升温速度为1℃/min,升至120~130℃,保温30~40min,然后以1.5℃/min降温至70℃,排液。
(二)操作步骤
(1)手动进水到水位,开启主泵,提升滚筒,入布。
(2)转为自动,由计算机程序控制,自动校正水位。
(3)将织物在溢流喷射染色机中走顺,第一次自动回流水把碱液和促进剂稀释,并按指令加入染色机内,织物循环运行5min。
(4)按1℃/min速度先升温至120~130℃(按具体工艺),保温30~40min。
(5)按1.5℃/min速度降温至70℃,排液。
(6)水洗,准备下道工序(染色)。
(三)注意事项
(1)常规设备布速不能太高,一般小于100m/min,以溢流为主,略加喷力助送。
(2)碱减量后水解产物中的低聚物有可能黏附于织物上,此外,涤纶织物上还含有残留的烧碱。所以,碱减量后要充分水洗,以免对后续加工产生不利的影响。水洗工艺为:80~85℃热水洗10min,排液,加阴离子表面活性剂再洗一次,然后用2mL/L醋酸(HAc)温水中和10min,最后冷水洗。
(3)碱减量时,其碱剂用量根据织物减量率而定。涤纶仿真丝织物的减量率一般控制在15%~20%之间,所以实际生产中碱剂用量宜控制在7%~9%(加有促进剂条件下),如没加促进剂,碱剂用量需提高。薄型织物在高温高压时一般不加促进剂,而中厚型织物,则需要加促进剂。
(四)碱减量对涤纶性能的影响
1.织物力学性能
强力下降基本与减量率呈线性关系。织物的蓬松性、爽挺性、悬垂性、丰满度、柔软度和粗糙度均有增加,尤其是柔软度;但织物弹性和身骨有所下降。
2.织物空隙率
空隙率提高,改善了织物的透气性、吸湿性、手感和光泽。
3.纤维染色性能
纤维表面形成凹坑,与染液接触面积增加,上染率提高,但表观得色量会降低,视感颜色可能会变浅。
◎知识拓展1:平幅连续碱减量加工
平幅连续碱减量加工由进布装置、浸轧装置、汽蒸箱、水洗装置、落布装置等组成。平幅连续碱减量工艺举例:
工艺流程:
缝头→进布→浸轧碱液→汽蒸→热水洗→皂洗→水洗→中和→水洗
工艺处方:烧碱 270~240g/L
耐碱渗透剂 10~15g/L
工艺条件:浸轧温度 70℃
轧液率 50%
汽蒸温度 110~120℃
车速 18~20m/min
热水洗温度 60~70℃
由于连续式减量速度快,同时碱浓度和黏度大,涤纶又紧密,因而碱渗透性差,使碱与涤纶反应不完全,且易表面化。所以,需要加入耐碱渗透剂。
连续减量时,张力控制极为重要,一般要求机台所有导布辊能调整张力,由此改变因张力不匀而引起的减量不匀。尤其是强捻织物松弛后,对张力特别敏感。
◎知识拓展2:化纤仿真丝织物与真丝织物的鉴别
在市场上,涤纶仿真丝织物、人造丝织物、锦纶丝织物常常“以假乱真”,被当作“真丝绸”出售,购买时应注意区别。简易方法是:
(1)折。用手捏紧织物然后放开,真丝品因弹性较好,无折痕;人造丝织品有明显折痕,并难于迅速恢复原状。
(2)摸。真丝品用手摸时手感滑糯、柔软,化纤丝织品虽有光滑感,但稍显挺括。
(3)拉。从边缘抽几根纤维,用舌头将其润湿,用力拉紧,若在湿处易拉断则是人造丝;如不是在湿处拉断,而且断头处的纤维呈长短不一的毛丛状,则是真丝。
(4)看。真丝织品的光泽柔和均匀,虽明亮但不刺眼;人造丝织品虽光泽明亮,但不柔和且刺眼;涤纶丝制品的光泽虽均匀但有闪光亮点或条状亮丝;锦纶丝织品光泽较差,似涂了一层蜡。
(5)磨。真丝织品由于蚕丝外表有丝胶保护而耐摩擦,干燥的真丝织品互相摩擦会发出一种声响,俗称“丝鸣”、“绢鸣”,而其他丝织品则无此声响。
(6)燃烧。燃烧时,涤纶丝近焰即熔缩,熔燃滴落并起泡,离焰后能续燃,少数有烟,灰烬形状呈硬圆黑或淡褐色;真丝燃烧时有咝咝声,离火会自熄,难续燃,燃烧时有烧毛羽或头发的焦臭味,灰烬形状呈膨松黑色且易碎;人造丝织物则有烧纸味;锦纶丝织物则近火焰即迅速卷缩融成白色胶状,燃烧时没有火焰,离开火焰难继续燃烧,冷却后为浅褐色熔融物,不易捻碎。
子任务5 涤纶织物增白
一、知识准备
(一)涤纶织物增白目的
涤纶织物增白的目的是把制品吸收的不可见的紫外线辐射转变成紫蓝色的荧光辐射,与原有的黄光辐射互为补色成为白光,提高产品在日光下的白度。
(二)涤纶增白剂性能与特点
涤纶织物增白加工,传统工艺采用DT增白剂。DT增白剂有较好的牢度和耐日晒性能,耐酸、耐碱、耐氯漂、耐氧漂和耐迁移性能也都很好,但耐升华牢度不够好。DT增白剂必须在高温条件下才能发色。DT增白剂主要用于聚酯纤维(涤纶)、聚酰胺纤维(锦纶)、醋酯纤维及涤纶混纺织物的增白。
20世纪80年代后期推出的荧光增白剂如PS、CPS、ER等具有白度高、荧光强、用量少、色光鲜艳洁白、耐高温、不易升华,不易泛黄、耐漂等特点,因而加工质量较理想。采用浸染法低温上染后,需经180℃左右的高温定形才能正常发色。浸染温度越接近130~135℃,白度值也越高。
二、任务实施
(一)增白工艺
1.浸轧热熔法
(1)涤纶增白剂用量。
涤纶增白剂 1.5~3g/L(按用户试验实际用量而定)
(2)工艺流程。
二浸二轧(轧液率70%)→预烘(100℃)→焙烘定形(175~190℃,30~40s)
2.高温高压浸渍法
(1)涤纶增白剂用量。
涤纶增白剂 2%~0.5%(owf)
(2)工艺条件。
浴比 1:(20~40)
上染温度 120~130℃
上染时间 30~60s
pH 1.5~5(用醋酸调节)
(二)注意事项
(1)涤纶增白剂为淡黄色浆状液体,使用前应充分摇匀,精确称量,以保证增白产品质量均一稳定。
(2)若发现悬浮液沉淀分层,只需摇匀即可,不影响使用效果。
(3)在一定用量范围内增加增白剂使用量,可提高白度,但应注意在增白剂的泛黄点之内使用,即≤5g/L。若使用量超过泛黄点,则易泛黄。