1试验
1.1材料及仪器
1.1.1纱线
50/50粘胶/棉纱
1.1.2助剂
精练剂三合一精练剂BLG(山东宝时)、精练剂H-900(南通永禹)、精练剂CWC(苏州莱德)、高效精练剂DiadavinHIS200%、练染同浴助剂TanalevKDC(拓纳)螯合剂Acumer6100(罗门哈斯)、DekolSNS(巴斯夫)、PlexeneUL、Levquest98—3(拓纳)、Securon540(科宁)其它药剂染色代用碱A、B,皂洗剂NRC(山东宝时),纯碱,元明粉等
1.1.3染料
EverzolED(永光)、MegafixB型系列(万得)、Kay—acionELE型(日本化药)、SumifixHF(日本住友)等
1.1.4仪器
常温振荡染样机(台湾高铁)、红外线染样机(瑞比)、标准牢度皂洗仪器、Y571B型耐摩擦色牢度仪、ZBD白度仪、DatacolorSF600PLUS—CT测配色仪
1.2工艺
1.2.1常规工艺流程
坯纱准备一常规前处理一染色一皂洗一柔软处理
1.2.2节能工艺
一浴两步法坯纱准备一预处理一染色一皂洗一柔软处理
练染同浴法坯纱准备一练染同浴一皂洗一柔软处理
1.3测试方法
1.3.1渗透性
将预精练的半成品纱线烘干,然后放入水中,观察纱线的沉降速度,并记录时间(S)。
1.3.2白度
将预精练半成品纱线烘干,在织机上织成小片,叠成四层,在ZBD白度仪上测试。
1.3.3染色牢度
皂洗牢度采用ISO105一C03--1989((纺织品染
色牢度试验第C03部分:耐洗涤色牢度试验3》标准测试;
耐摩擦色牢度采用GB/T3920--1997《纺织品色牢度试验耐摩擦色牢度》标准测试。
2结果与讨论
2.1预精练工艺的优化
2.1.1精练荆选择
短流程练漂工艺对精练剂性能
由表2可知,2#、3#、7#工艺的去杂效果最好;从处理后的渗透性看,6群、7#效果良好,但起泡性较大。综合评价,2#、3#、7#预精练工艺基本符合湿加工过程中泡沫少、精练效果良好、水洗少的要求。
2.1.2预精练温度
根据节能工艺的要求,选择的精练剂除了要具有良好的去杂、精练和乳化功能外,其在不同温度下的适应性也尤为重要。对精练效果较为理想的DiadavinHLS和TanalevKDC精练剂,分别在2O、4O、60℃下进行试验,结果见表3。
表3中,精练剂DiadavinHIS和TanaIevKDC的预精练温度在40—60℃时,综合效果较好。在后续预精练工艺的优化试验中,预精练温度以60℃为宜。
2.1.3螯合分散剂的选择
水中重金属离子的存在会使预处理中杂质产生沉积或反沾污,使染色深度下降,色变和颜色发暗等。为选择适合的工艺,对螯合分散剂进行试验。
(1)螯合分散剂对Fe3+和Ca2+。的螯合能力
选择部分市售螯合分散剂(表4)进行试验,测试其在不同温度下对Fe。和ca的螯合能力(试验方法:ModifiedHampshireTest),结果见表5。
表5中的螯合分散剂随温度升高对Fe3+和Ca2+的螫合能力均有不同程度下降。螫合Fe3+的能力依次:Levquest98-3>Acumer6100>Seeuron540>DekolSNS>PlexeneUL;螯合ca“的能力:PlexeneUL>Acumer6100>Securon540>Levquest98&
60℃染色工艺曲线。
由表6可知,用硬水进行染色时,加入螯合分散剂PlexeneUL的效果最好,其次为Acumer6100,它们能较明显地提高染色深度和鲜艳度,使硬水染色效果接近或达到用蒸馏水染色的水平;Securon540、DekoSNS、Levquest98—3也有一定作用,但其染色织物色光存在不同程度的差异,且得色浅。
2.1.4预精练工艺的优化
预精练效果的好坏,直接影响后续的染色质量。用优选出的精练剂DiadavinHIS、TanalevKDC和螯合分散剂PlexeneUL、Acumer6100工艺优化(表7)。
由表7可知,加入适当的螯合分散剂,可明显降低试样用水及坯纱上的重金属离子和碱土金属离子,其中2#和5#工艺效果最好,即以精练剂HIS+螫合分散剂UL和精练剂KDC+螯合分散剂UL组合,对粘棉纱线进行预精练,比较适合练染同浴法工艺。
2.2染色工艺的选择
2.2.1染料的选用
目前,染整厂大多使用以一氯均三嗪和乙烯砜为活性基团的双活性基染料,它对工艺的敏感性小,固色率高(82%以上),各项染色牢度好。粘胶纤维在湿状态中能够充分膨胀,纤维横截面增加50%左右,对染料的吸附力高于纤维素纤维。表8选择了部分市售的活性染料进行粘棉混纺纱线中深色染色。
表8中,ELE型、HF型和B型染料染毕充分皂洗后,各项牢度指标都能达到3级以上,其中尤以ELE型和B—EXF型活性染料最为理想。
2.2.2元明粉用量
选择ELE型和B型中的几只染料进行试验,考虑到粘棉混纺
由表9可知,粘棉混纺纱线活性染料染中深色时,元明粉用量会影响两种纱线的上染率,棉纤维的上染率高于粘胶纤维。其中ELE型(85℃染色)和B型(60℃染色)染料对元明粉用量的依存性较小,上染率稳定。染料用量为4%、元明粉用量为50g/L或染料用量为6%、元明粉用量60L时,两种纤维的同色性和上染深度均较好。
2.2.3深色染色代用碱和纯碱工艺试验
活性染料染色,特别是染深色时,碱剂必须先慢后快分批加入,操作不便,工艺时间也较长。使用代用碱可节能并缩短工艺时间。山东宝时和拓纳化学的染色代用碱均属于特殊有机复合碱剂,有较强的碱性和相当的pH值缓冲能力。采用该代用碱进行染色试验,观察代用碱染浴中pH值、上染率(K/S值)的变化,以及染色后牢度性能,并与纯碱进行对比,结果见表l0。
由表l0可知,代用碱染液pH值的变化情况与传统的碱剂碳酸钠差不多,随固色时间的增加,染液的pH值下降。染色时的pH值对粘棉混纺纱线的染色同色性有一定的影响。试验测得,2#、7#、8#工艺的得色量最好,而且两种纤维的同色性也比较一致。
代用碱A、B的用量为碳酸钠的1/6和1/7(质量比)左右时,染料上染率与采用碳酸钠固色基本相同。综合各项染色性能,7#、8#工艺的代用碱固色工艺效果较好。
3大样试验和经济效益
为了进一步确定节能工艺的可行性,进行生产实践试验,以评价综合质量和经济效益。
3.1节能工艺的工序
粘棉混纺纱的两种染整节能工艺曲线如下:
3.2染后皂洗的简化工艺和经济效益
大样生产中,选择皂洗剂NRC(山东宝时)进行染后皂洗,其与常规皂洗剂的各项性能对比见表11。
通过分析,采用新型皂洗剂NRC,可以省去一道酸中和工序,节约时间20min左右,加工每吨纱节省综合成本约22元
3.3大样工艺比较
分别采用1#工艺(预精练+活性染色纯碱法+NRC皂洗法)、2#工艺(预精练+活性染色代用碱法+NRC皂洗法)和3#工艺(练染同浴活性染色代用碱法+NRC皂洗法)对粘胶/棉纱线进行大样染色,对比其染色质量,见表l2。
表12中,l一3#SE艺各项染色性能均基本达到要经济效益对比见表l3。
4结论
(1)对粘胶/棉混纺纱线染色节能工艺配套的精练剂、螫合分散剂、活性染色代用碱等助剂进行筛选,试验得出预精练+活性染色代用碱法和练染同浴活性染色代用碱法的优化工艺。
(2)练染同浴法工艺可缩短加工时间,降低能源消耗,减少污水排放,各项染色性能良好。
(3)生产实践表明,粘胶/棉混纺纱线的中深色染整节能工艺,可显著降低综合成本,基本达到生产要求。