仿棉FDY长丝分散染料染色工艺参数的探讨.doc
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1、仿棉FDY长丝分散染料染色工艺参数的探讨仿棉FDY长丝分散染料染色工艺参数的探讨摘要:这些年以来,棉花资源被用的越来越多,导致了我国棉花的价格越来越高,这样厂家为了降低产品的制造成本,提高产品的性能。就这样开始研究新的仿棉纤维来替代棉花。本文是为了探究仿棉FDY的染色性能对其的影响。通过实验可以得出浓度对染色性能是有着非同的影响,随着浓度从2%到5%的增加它的染色效果会越来越好。温度也是对其染色性能有所影响的,本实验探讨了温度在85、90、95和100时它的上染率会有何种变化,通过实验可以看出随着温度的升高其上染率也会有所提高。随着时间的变化,它的上染率会越来越高,但是达到某种平衡时上染率会一
2、直维持到一定数值,甚至会有所下降。关键词:仿棉;FDY;聚酯;分散染料Discussion on Dyeing Process Parameters of Disperse Dyes for FDY Filament Imitating CottonAbstract:Over the years, more and more cotton resources have been used, leading to higher and higher prices of cotton in China, so that manufacturers in order to reduce the ma
3、nufacturing costs of products, improve the performance of products. In this way, we began to study new imitation cotton fibers to replace cotton. This paper is to investigate the influence of the dyeing properties of imitation cotton FDY. It can be concluded from the experiment that the concentratio
4、n has different effects on the dyeing performance. As the concentration increases from 2 % to 5 %, its dyeing effect will become better and better. The temperature also has an impact on its dyeing performance. This experiment discusses how its dyeing rate will change at temperatures of 85 C, 90 C, 9
5、5 C and 100 C. The experiment shows that the dyeing rate will increase with the increase of temperature. Over time, its dyeing rate will become higher and higher, but when it reaches a certain balance, the dyeing rate will remain constant to a certain value, or even decrease. Keywords: Imitation Cot
6、ton; FDY; Polyester, Dispersive dyeI前言在此之前仿棉FDY长丝很少有人去研究其染色性能与特性,所以我觉得我对仿棉FDY长丝在分散染料的染色性能进行研究是很有意义的。通过研究其性能更多了解仿棉FDY的特点,让我们在生产研究中更好的去应用仿棉FDY。课题拟研究内容主要包括以下方面:(1)实验前准备:确定实验方案,购买涤纶、合适的染料及染色助剂,寻找袜机。(2)织物样品织制:将纤维织成足够数量的袜子,将袜子剪裁成10cm*10cm的样品。(3)染色实验:染料:分散蓝3B仪器:红外线染色机对比实验 纯涤纶 5%(owf)分散染料,100温度,120min(最大时间、
7、温度、浓度)(1)染色浓度对染色性能的影响:将织物放入含分散剂的染液中,浴比1:50使用醋酸钠调节PH值为5.5染液浓度取1%2%3%4%5%温度达到100,保温120min,隔10min取一次样,绘出上染率曲线,比较不同浓度的上染情况,Integ值。(2)温度对染色性能的影响: 将织物放入含分散剂的染液中,染液浓度为2%,浴比1:50,同时测试80,90,100,时候温度对染色效果的影响,隔10min取一次样,绘出上染率曲线,比较不同温度的上染情况,以及最合适温度,Integ值。(3)时间对染色性能的影响:将织物放入含分散剂的染液中,浴比1:50,调节PH值为5.5,温度100染液浓度4%升
8、温速率:80以前可以以1/2min,之后以1/1min升温。 (4)皂洗绘出每个的数据。 (5)测试色牢度。第1章 绪论1.1仿棉的介绍这些年来,棉花资源相对来说比较稀缺,而常规的涤纶产能又过剩,这样就造成了国内开始“超仿棉”热潮。何为超仿棉?我们可以把它解释为对涤纶短纤维的高度模拟,这样做的原因主要是为了填补棉花需求的缺口,即从纤维结构与性能之间的关系出发,运用多种改良技术来“改造”传统涤纶的结构,使改性后的涤纶短纤维不仅在手感、观感及性能上仿棉,而且功能上超棉,并且用其制作的超仿棉织物在视觉、触觉、舒适性和功能性等方面达到或超越棉织物1。 涤纶是现在应用最多最广泛的合成纤维2,它以其高强度
9、、弹性好、耐光、耐磨性好等优点被广泛应用于各种纺织品中。但常规涤纶面料存在手感硬、吸湿透气性差、染色率低等缺点,因此,需要通过物理或化学改性的方法对涤纶纤维进行改进3。棉的优点:柔软、舒适、色泽鲜艳、色泽丰富、耐热、吸水性强、透气性好。棉的缺点:易起皱 ,需整烫,易染色,易发霉,耐酸性较差。涤的优点:强度高,弹性比较好,耐热性很好,耐光性较好,耐磨性好,耐化学性良好。涤的缺点:染色性差,抗溶性差,吸湿性差,容易起球。FDY:Fully drawn yarn 全拉伸丝。它与生产过程并没有太大的关系,但现在已经非常广泛的流传。它被用作旋转一步过程的代码名。可采用低速纺丝和高速拉伸绕组。这两个过程都
10、是在旋转拉伸机上完成的。因为这条生产线的生产成本比较低。成品质量稳定,头发较少断裂,染色均匀性好。1.2仿棉共聚酯的发展现状仿棉共聚酯FDY长丝的切片使用的是仿棉共聚酯切片,仿棉共聚酯切片由于加入了第三单体,第四单体和第五单体,导致其性能较常规涤纶有较大的差异,比如其熔点、结晶度和取向度均低于相同牵伸倍数的普通涤纶。 1.3分散染料的研究现状 分散染料的分子结构差不多都是偶氮类或蒽醌类的,这两种分子结构的分散染料在全部分散染料中占了很大一部分。分散染料可以根据染色温度的不同大概分为高温型(S型)、中温型(SE型)和低温型(E型)。 分散染料的上染过程实际上就是单分子状态的分散染料进入纤维无定形
11、区的过程。染色完成后,染色温度逐渐下降至纤维的Tg以下,染料分子被凝结在纤维中,不再溶出,使纤维获得颜色且染色牢度较高5。 分散染料在水中的溶解度很低,在80热水中约0.2100毫克/升, 冷水中差不多为0.132毫克/升,水温升高至沸腾,或在压力容器中加热至130c,溶解度可达200毫克/升或以上。染料溶解会受到温度的影响,并且与染料的结构和分子量也有着密切的关系。商品染料通常含有较多的阴离子分散剂,对分散染料的溶解有显著影响。 在生产实际中,怎样正确配制分散染料染液时不容忽视的操作问题。正确的操作方法是:使用10倍染料重量的温水(4050),在高速搅拌的条件下,慢慢将染料撒进去就可以了。不
12、要使用过热的水,避免开水或直接蒸汽沸腾。更不需要添加助溶剂,也不需要用少量水来制作糊状。如果在化料过程中因操作的失误,染液分散不良,这样会使染料颗粒凝聚增大。将会影响染色成品的摩擦色牢度。 染色生产过程中通常使用软水。一般分散染料对水质并没有什么特殊要求,当水质硬度在100ppm以上时,可加六偏磷酸钠(也可用EDTA)用于软水, 防止铜和铁离子存在于染料中,以免影响颜色的亮度。然后调节染液pH5左右。分散染料的传统染色方法主要有载体染色法、高温高压染色法和热熔染色法6-10,它们都有能源消耗高和污染严重的缺点。现在,我们的研究人员正在寻找一种新的分散染料的染色方法,来取代上面所说的三种染色方法
13、。 (1)载体染色法是利用载体(即助剂)对涤纶等合成纤维的增塑膨化作用,使分散染料能在常压和低于100的条件下上染纤维的一种染色方法11。载体染色法主要使用载体的相对分子量小,具有亲本或对纤维有较大的直接性,使分散染料在约100的聚酯或聚酯/锦缎织物上染色。(2)高温高压染色法是在130的密封高温高压设备中进行的一种湿热(水相)的染色方法12。(3) 热熔染色法是在180220的干热条件下,使分散染料在纤维上发生固着的连续轧染的一种染色方法13。1.4分散染料在涤纶中的应用 涤纶织物的纤维分子结构紧密,在常温条件下,其他物质难以进入纤维分子内部,因此加入助剂不会对纤维分子结构产生显著的破坏,这
14、反映在染色性能上就是涤纶织物及其制品有良好的耐酸、耐碱、还原、氧化的性质,可以根据实际需要加入助剂而不会影响涤纶织物的纤维分子结构14。 温度是影响分散染料染色的重要原因之一,它直接影响着染料分子向纤维内部扩散的速度。因为染料结构的有所不同,分散染料在不相同的产品之中也是有着不同的扩散速度的,这对于确定染料的染色温度和通过纤维染色所需的时间具有重要意义。提升力是分散染料的重要性能之一。这一性质表明,当每种染料用于染色或印刷时,染料的数量逐渐增加,织物(或纱)上的颜色深度也相应增加。根据染料的用量比例的情况可以看出来提升力好的染料,当它的用量比例增加时,染色深度也会有所增加,这说明它有较好的染深
15、性;提升力较差的染料深度较差,当达到一定深度时,所得到的颜色将不再随着染料量的增加而加深。 不同品种的分散染料的提升力是有所不同的,它们的差异是很大的。染深浓度色泽比较深的应该选用提升力高的染料,而染鲜艳的浅淡色泽就应该选用提升力低的染料。掌握染料的特点去合理的利用染料,这样可以充分的节约染料,降低所需要的成本。 高温高压染色的提染力以%表示。在规定的染色条件下,测量染料在染料中的吸收率,或直接测量染色样品的色深值。不同染料的染色深度可按1%、2%、3.5%、5%、7.5%、10%(对纤维重)分成六个层次,在高温高压下的染色小样机内进行染色实验。热熔轧染或织物印花的染料提升力可以用克/升来表达
16、。 根据我国国家标准规定的分散染料提升力的检测方法,在评定染料提升力时,应该用客观的目力来评价各档染色试样的深度。当其中一级样品的深度和上一级样品的深度之差不低于褪色样卡中的4级时,就应该作为该染料的最高色率,即提升力。分散的染料被倒入水中,然后分散成小颗粒。粒度分布按二项式展开,平均值在0.51微米。商品的品质高,它的染料粒度大小就十分接近,其中有一个高的百分数,可用粒度分布曲线表明。粒度分布情况比较差的染料,会带有大小不相等的粗粒,分散稳定性也比较差。如果粒度远远超过平均值范围,就有可能出现微小粒子重结晶的情况。因为重结晶大粒子增多,所以会造成染料沉淀并沉积在染色机壁或纤维上。 为了使细小
17、的染料颗粒成为比较稳定的水分散体,水中应该有足够的沸染分散剂浓度。染料微粒会被分散剂所包围, 这些分散剂不允许染料相互接近,以避免出现彼此堆积或团块的情况。阴离子的电荷斥力有利于分散体的稳定。常用的阴离子分散剂包括天然的木质素磺酸盐或合成的萘磺酸系分散剂:另有非离子分散剂,多数是烷基酚聚氧乙烯衍生物,专用于合成糊料印花。 原染料中的杂质可能会对分散状态产生一些不利的影响。染料结晶的改变也是比较重要因素,有些结晶状态容易分散,而另一些结晶状态却不是很容易。在染色过程中,染料的晶态有时也会发生一定的变化。 染料分散在水溶液中,由于受到一些外界因素的影响,使得分散的稳定状态受到不同程度的破坏,有可能
18、产生染料结晶增大、粒子聚集和絮凝现象15。 聚集和絮凝的区别在于,前者可以再次消失,是可逆的,通过搅拌再得到分散,而絮凝的染料是无法再恢复稳定的分散液。由于染料颗粒的絮凝作用,其后果包括:色斑、色慢、色差降低、染色不均、色差堆积16。1.5课题意义及研究内容 在此之前仿棉FDY长丝很少有人去研究其染色性能与特性,所以我觉得我对仿棉FDY长丝在分散染料的染色性能进行研究是很有意义的。通过研究其性能更多了解仿棉FDY的特点,让我们在生产研究中更好的去应用仿棉FDY。课题拟研究内容主要包括以下方面:(1)实验前准备:确定实验方案,购买涤纶、合适的染料及染色助剂,寻找袜机。(2)织物样品织制:将纤维织
19、成足够数量的袜子,将袜子剪裁成10cm*10cm的样品。(3)染色实验:染料:分散蓝3B仪器:红外线染色机对比实验 纯涤纶 5%(owf)分散染料,100温度,120min(最大时间、温度、浓度)(1)染色浓度对染色性能的影响:将织物放入含分散剂的染液中,浴比1:50使用醋酸钠调节PH值为5.5染液浓度取1%2%3%4%5%温度达到100,保温120min,隔10min取一次样,绘出上染率曲线,比较不同浓度的上染情况,Integ值。(2)温度对染色性能的影响: 将织物放入含分散剂的染液中,染液浓度为2%,浴比1:50,同时测试80,90,100,时候温度对染色效果的影响,隔10min取一次样,
20、绘出上染率曲线,比较不同温度的上染情况,以及最合适温度,Integ值。(3)时间对染色性能的影响:将织物放入含分散剂的染液中,浴比1:50,调节PH值为5.5,温度100染液浓度4%升温速率:80以前可以以1/2min,之后以1/1min升温。 (4)皂洗绘出每个的数据。 (5)测试色牢度。第2章 浓度对染色性能的影响2.1 实验材料的制备2.1.1制备(1)购买染色染料分散蓝、分散红、分散黄。(2)购买盛装染液的塑料瓶和装布用的密封袋。(3)制作袜子。袜子的制作过程:(1)编织:原料通过机器进入袜子胚过程,质量影响:a、型号;B针筒针数;C、针筒大小;D、材料与机型的配套(2)缝合头:缝合袜
21、尖端的过程:分离缝(手动至日)、机缝(自动至日)、电脑自动缝合头)、绑紧骨、品质因素;头的缝合方式,缝头线的质量、颜色,工人的操作水平(3)缝合头:将袜头的部分折回后,缝合到袜管内,隐藏袜头的接口,类似袜脚的袖口。A、辊头线的材料、质量;B、工人的操作水平17 袜子的成分:袜子属于纬纱织物。在袜机中完成这一任务的部分主要包括:三角形、袜针、原屑、提花针、丝梭。具体的作用如下:三角的作用:使袜针,生克片,提花针各自按一定的轨迹运动18。 袜子针的作用:在三角形的控制下,编织针做径向运动。完成纱线、弯纱、长圈、破圈、撤圈后,工作完成,完成放丝任务。 生克片的作用:在眉毛三角形的控制下,盛克片进行了
22、带状运动,起到了防止短袜针松开时扣环效应的作用。 提花针作用:在三角和提花刀片的控制下,自身控制袜针来达到制作花型的目的。线梭的作用:使袜针有规律地进行编织纱线。袜机织造方法传统的长筒袜主要组成部段一般包括袜口、上筒、中筒、下筒、高跟、袜跟、袜底、袜面、加固圈、袜斗等16,该实验主要需要袜子的头部和袜子,防止脚趾脱落并用于实验。袜机的传送机构根据袜子编织程序将运动传递到注射器和控制机构。编织袜子的不同部分时,需要改变针筒的旋转速度和方向。为了满足袜子各部分的编织要求,袜机的注射器可用于单向运动和往复运动,并且具有自动控制动作,例如高速,低速和编织横截面转换。袜子和袜子编织:编织袜子时,一些袜子
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