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              2. 常見含氨綸紡織品染色、定型工藝及生產細節處理

                發布時間:2023-08-31 點擊:
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                什么是氨綸

                定型機、涂層機、地毯機專業生成廠家無錫前洲興華機械2023年8月31日訊 氨綸,學名聚氨酯纖維,英文名spandex,縮寫PU。1937年,德國拜耳公司研發成功;1959年美國杜邦公司開始工業化生產;1989年,中國第一家氨綸生產工廠煙臺氨綸廠投產?,F在,中國已經成為全球最大的氨綸生產國。


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                氨綸的分子結構 ?

                1、氨綸化學性質綜述

                氨綸耐還原劑、耐雙氧水氧漂、耐低濃度的酸和堿、可進行干洗(如四氯乙烯、四氯化碳等),不耐氯、不耐極性高的有機油劑(如二甲基甲酰胺DMF、二甲基乙酰胺DMA、環乙酮、苯酚等)。通常條件下,聚醚性氨綸耐堿性好,但耐氯和耐熱氧化性稍差;聚酯型氨綸耐氯和耐熱氧化性好一些,但耐堿性差。

                氨綸根據分子結構不同分為:由芳香雙異氰酸酯和含有羥基的聚酯鏈段的鑲嵌共聚物(簡稱聚酯型氨綸),由芳香雙異氰酸酯與含有羥基的聚醚鏈段鑲嵌共聚物(簡稱聚醚型氨綸)。
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                氨綸對耐各種常見化學品的性能見 ?

                2、氨綸的耐氯性能

                從上面圖表中可知,次氯酸鈉會氨綸強力損傷嚴重,因此,氨綸是不耐氯的。也即是說氯水、次氯酸鈉、亞氯酸鈉等這些含有效氯的物質,都會對氨綸的強力引起損傷。

                有效氯(availablechlorine):指具有氧化能力的氯。



                3、氨綸的耐堿性

                與棉纖維的耐堿性不同,棉纖維經高濃度的堿處理或者絲光,強力會提高;高濃度的堿性條件會使氨綸降強。

                對于聚醚性氨綸,有實驗顯示,可以耐40g/L的 NaOH 浸軋—汽蒸出來,但強力略有損傷。而大浴比浸染前處理氨綸強力的損傷大于平幅長車。

                室溫條件下聚醚性氨綸可以耐25%的濃NaOH短時間處理,也就是棉氨織物可以進行絲光處理。

                4、氨綸的耐酸性

                酸性條件下,氨綸強力也會略有降低,并且伴有黃變產生。但相對來講,氨綸的耐酸性比耐堿性要好。因為酸性條件下,棉纖維的強力會下降,因此棉/氨織物或紗線在拋光時盡量選擇中性拋光酶。

                5、氨綸在紡織品中的表現形式

                氨綸在紡織品中通常以裸絲、包芯紗、包覆紗、合捻紗四種形式存在。


                氨綸裸絲

                最早開發的聚氨酯彈性纖維品種,其拉伸與回復性能好,且不用紡紗加工便可用于生產,因此具有成本低的優點。由于裸絲的摩擦系數大,滑動性差,直接用于織造織物的不多,一般適宜在針織機上與其他化纖長絲交織。主要紡織產品有緊身衣、運動衣、護腿襪、外科用繃帶和襪口、袖口等。

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                包芯紗

                包芯紗是以氨綸絲為紗芯, 外包一種或幾種非彈性的短纖維, 以天然纖維為外包纖維的紗線吸濕性好, 又由于這種包覆后,拉伸時芯絲一般也不外露, 所以舒適性好, 染深色產品也不會因氨綸色淺而影響同色性。不過包芯紗的強力相對較低, 一般單紗強力只相當于同規格外包纖維單獨成紗的 80% ~90%。

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                它具有三個顯著的特點:一是具有與外包纖維(棉 、毛、滌,棉等 )同樣的手感和外觀 ,由天然纖維組成的外鞘吸濕性好 ;二是彈性好 ;三是彈性百分率能控制在 20%以下。

                氨綸包芯紗與其他彈力紗線相 比有一個顯著的特點是紗線在緊張拉伸的狀態下芯絲不外露。因此,染色效果好 ,宜做包括深色在內的各種顏色的產品。

                與其他類型的彈力紗線相比,包芯紗的強力相對較低。一般情況下 ,單紗強力只相當于同規格外包纖維單獨成紗時的 80%~90%。包芯紗首先斷裂的是外包纖維,外包纖維所形成 的強力即是包芯紗的強力。氨綸絲是一根低強高伸的長絲 ,它在包芯紗 內無助于紗線的強力 ,反而破壞了纖維之間的抱合力 。因此,氨綸含量越高,包芯紗的強力越 低。

                以聚氨酯彈性纖維為芯紗,外包一種或幾種非強力短纖維(棉纖維、毛、聚丙烯腈纖維、聚酯纖維等)紡成的紗線。芯層提供優良的彈性,外圍纖維提供所需的表面特征。例如:棉包芯紗,除了彈性好以外, 還保持了一般棉紗的手感和外觀,其織物具有棉布的風格、手感和性能,可以制成多種棉型織物;毛包芯紗的服裝面料不僅具有一般毛織物的外觀和良好保暖性,而且織物的回彈性好,穿著時伸縮自如,增強了舒適感,并能顯現優美的體型。包芯紗與其他彈力紗線相比有一個顯著特點,即紗線在緊張拉伸的狀態下芯絲不易外露,因此染色效果好,宜做包括深色在內的各種顏色的產品。但其強力比其他彈力絲低。包芯紗是聚氨酯彈性纖維中應用最廣泛的紗線品種。

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                包覆紗

                又稱包纏紗,是以聚氨酯彈性纖維為芯,用合成纖維長絲或紗線以螺旋形的方式對其予以包覆而形成的彈力紗 。包覆紗的手感比較硬挺,紗線較粗,織造的面料比較厚實。包覆紗的強度就是外包層長絲或紗線的強度,因此比同規格包芯紗的強度高。包覆紗又可分為單包覆紗和雙包覆紗。單包覆紗是在聚氨酯彈性纖維外層包上一層長絲或紗線,由于施加于芯紗上的包覆圈數較少,在高伸長的彈性織物上有時會出現露芯現象,不宜做深色產品,主要用于襪子、緯編內衣等彈力織物。雙包覆紗是在聚氨酯彈性纖維外層包覆兩層長絲或紗線,且兩層包裹方向相反,由于外層纖維以相反的螺旋角對稱包裹,紗線不用再加捻就可以達到成紗彈力的平衡。雙包覆紗的加工費用較高,主要用于護腿、彈力帶、襪子口、連襪褲等彈力織物。

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                包覆紗也是以氨綸為芯, 無彈性的長絲或短纖維紗線按螺旋形的方式對伸長狀態的氨綸絲予以包覆而形成的彈力紗。包覆紗與其他彈力紗線最明顯的區別之一是芯絲無捻度, 芯絲與外包層之間的抱合程度明顯低于包芯紗和合捻線, 因此其彈性高于后兩者, 因此在張緊狀態下有露芯現象。如果氨綸絲染色深度與外層纖維有明顯色差, 在張緊狀態下, 會使紡織品同色性降低, 對深色產品更為明顯。包覆紗的強力主要是外層長絲或紗線的強力, 因此強力較高。

                合捻紗

                又稱合股紗,是在對聚氨酯彈性纖維牽伸的同時,與其他無彈性的兩根紗并合加捻而成。如果使這種紗線退捻,在使張力減弱的同時對整個紗線施加較輕的沖擊,使各紗線間相對移動達到穩定狀態,最后導致彈性纖維進入紗芯中,其他無彈性的紗成為外包層,合捻紗結構得以穩定。利用這種方法可以生產各種花式捻線或三合一的合捻紗。合捻紗多用于織造粗厚織物,如彈力勞動布、彈力單面華達呢等。優點是條干均勻,產品潔凈;缺點是手感稍硬,彈性纖維有的露在外面,使染色時容易造成色差,故一般不用于深色織物。

                合捻線又稱合股線, 是在氨綸邊拉伸邊與其他無彈性的兩根紗并合加捻而成。氨綸絲能與各種紗線或長絲配合生產彈力合捻線。由于氨綸絲與其他紗之間是互相捻繞的關系, 因此紗線在張緊狀態下氨綸絲會外露。如果染色時氨綸的顏色與其他合捻線色差大, 則紡織品同色性較差, 不適合染深色。合捻線的強力等于配合的非彈力紗的彈力, 因此強力較高。氨綸絲與非彈力紗之間的抱合程度也低于包芯紗, 所以, 其彈性也高于包芯紗。

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                三種彈力紗線性能比較 ?

                含氨綸織物染色生產

                1、帶氨綸織物在染整過程中,盡量避免氯漂、避免高濃度堿性條件、過低的PH值、避免接觸極性高的有機溶劑,如果生產中遇到氨綸降強的問題,化學角度可以從以上去分析。

                2、氨綸可以用分散染料、酸性染料染色,但是這兩種染料的牢度有太差,而且通過實驗表明,尼龍用活性染料(染尼龍彈力布)與分散型陽離子染料(染CDP彈力布)對氨綸基本不沾色,這也是不是說明此兩種染料不適合氨綸染色,其實不然,在合適的助劑做媒介的前提下,尼龍用活性染料是可以上染氨綸的,并且牢度和深度都比較優良。

                3、市面上單純的氨綸面料很少,所以氨綸染色較為陌生,純氨綸面料與低彈力面料或者無彈面料貼合使用,可以增加面料的彈力和回復力。并且彈力面料撐開或壓模時,如果氨綸顏色和長絲不一致,就會出現氨綸漏色的問題,這就需要對氨綸染色。

                對于氨綸染淺色,可以在酸性浴條件下用酸性染料或分散染料染色,同樣染料用量條件下,分散染料在氨綸上各項牢度優于酸性染料,但不同分散染料對氨綸的牢度不一樣,一般染料用量小于0.5%時可以用分散染料染色。

                氨綸是高彈力纖維,考慮到高溫條件下長時間染色會導致氨綸失彈,一般在100℃以下染色,而且氨綸不耐堿,再者分散染料和酸性染料適合在酸性條件下染色,一般氨綸在酸性浴條件下染色,pH在5左右比較適合。

                各種染料以適助劑作為媒介,可以上染氨綸,這一類助劑市面上稱為氨綸上色劑或氨綸著色劑,其主要針對尼龍用活性染料、酸性染料等上染氨綸,一般是兩性離子性質。其作用原理大致如下:在酸性條件下,氨綸內的酰胺鍵等基團電離,帶正電,氨綸上色劑與之發生反應,固色劑固著在氨綸上,由于氨綸上色劑含有氨基正離子,所以染料與氨綸上色劑也可以發生結合。 

                尼龍活性染料對氨綸染色的規律(加氨綸上色劑)

                A、氨綸染色后各項牢度的一般規律:水洗>汗漬(酸)>水浸,而且濕摩擦牢度要遠優于干摩擦牢度。分析其原因,氨綸上色后在濕態條件下染料或氨綸上色劑與染料結合體在外界壓力的長時間作用下會發生遷移,而且是一個緩慢的過程(氨綸是疏水性纖維,水分子不會快速進入纖維內部,染料也不會快速遷移),所以其水洗牢度較好,其次在汗漬酸性條件下,有利于氨綸氨綸上酰胺鍵或氨綸上色劑上氨基電離,可以捕捉遷移的染料或氨綸上色劑與染料結合體,所以酸性汗漬牢度優于中性水浸色牢度。而在摩擦的作用下,干磨會產生熱量,導致氨綸表面的染料發生熱遷移,在濕態條件下則不會發生這種情況。

                B、氨綸染色后煮純堿,會使其牢度下降0.5級左右,這是因為在堿性條件下,氨綸上色劑與纖維和染料的結合會被破壞,從而牢度下降。其次氨綸染色后用陽離子固色劑固色,其牢度提升較陰離子固色劑大,陽離子固色劑可以與染料生的水溶性基團(-SO3-)發生反應,封閉水溶性基團,降低染料水溶性,并且固色劑在纖維表面成膜,可以將染料隔絕起來,干摩擦牢度也就相應提高。

                C、酸性、分散和尼龍用活性染料染氨綸的日曬牢度要差于染滌綸或尼龍長絲。究其原因主要是因為氨綸的結晶度低,常溫下處于高彈狀態,空氣更容易進入纖維內部,在日光的作用下發生色變,再者氨綸本身在日曬作用下會發生黃變,也是導致日曬牢度低的原因。

                露白問題:棉彈力布染黑色時,氨綸會露白,一般可通過染浴中加入少量分散或酸性黑,讓其上染氨綸,不過要留意牢度問題。其次對于滌綸彈力和尼龍彈力布染黑色氨綸露色問題,滌綸彈力布染色時可在染浴中加入少量氨綸上色劑0.3%左右,尼龍彈力布染色可直接在染浴中加入氨綸上色劑染色,這樣氨綸露色問題基本可以解決。其他顏色的氨綸露色問題,根據上面類推即可。

                含氨綸織物的定型

                定型工藝的制定,要先了解織物的風格,前面講述了關于氨綸織物的不少特點及分類,現在簡單重復分析一下氨綸織物的主要特點。

                1、氨綸彈性非常高,一般制品不使用100%的聚氨酯,多在織物中混用5~30%的比例,所得各種氨綸織物均具有15%~45%的舒適彈性。

                2、氨綸通常不單獨使用,氨綸織物常以復合紗制成,例如以氨綸為芯,用其它纖維(如尼龍、滌綸等)做皮層制成包芯紗彈力織物,其對身體的適應性良好,很適合做緊身衣,無壓迫感。

                3、氨綸彈力織物的外觀風格及服用性能與所包覆外層纖維織物的同類產品接近。

                在氨綸的染整加工中,如工藝不當,就會造成失彈、起皺等問題。所以進行氨綸的染整加工必須圍繞這兩大問題,適當調整工藝,以滿足客戶的要求。

                由于氨綸為了改善在紡絲時運轉性能,在織造過程中使用了硅油類潤滑劑和其他助劑。這些助劑隨著時間的推移會自然降解致使纖維泛黃,織物的彈性下降。同時含氨綸面料在長期儲存中會形成“冷定形”,使織物在后加工中產生無法消除的永久性的折皺。所以,含氨綸針織布除了減少倉儲時間外,更重要的是織造后立即開幅后平幅卷裝,避免產生壓折痕的機會。

                含氨綸針織物,下機后其纖維內部的氨綸存在一定的織造時形成的內應力。所以,預熱定形的目的就是為了通過面料的一張一弛的過程而消除應力,使織物的尺寸充分穩定,消除織物在后加工中出現永久性的折痕。

                如果在圓筒織造時形成的線圈,第二個線圈在第一個線圈的左面,那么預定形時進布方向也應該左面前7%~10%(相對幅寬),使得和成品的扭度保持一致。

                預定型

                因此,最佳的預定形方案為:松弛→汽蒸(沒有汽蒸條件的軋熱水80℃) →超喂預定形→(進入面料前處理→定形→印花)。

                大多數染廠因為沒有汽蒸設備而直接軋水進入定形,當氣溫在較低時(冬天),面料上易產生折痕。面料通過汽蒸箱松弛后再進行定形,會收到滿意的效果。熱定形溫度以l85~190℃之間為好,定形時間45~60 S。定形溫度過高,會使織物泛黃。

                同時如果織物上的雜質和助劑因受焙烘的影響而部分降解,其降解物質一旦遷移到纖維內部產生斑痕,那么這些斑痕在后道加工中就很難去除,染色時纖維內部的油斑會首先吸收染料,而在保溫移染過程中又沒有能夠及時跑出來而形成染深斑,即使再進行剝色重染,還會殘留在面料上,所以,切忌195℃以上的高溫預定形(注:氨綸軟化溫度約在200°以上),同時還會影響氨綸牢度。定形時的幅寬比坯布拉寬l0%~l5%,讓其在染缸中前處理時有一個充分的回復,使面料內應力完全消除。

                前處理

                需印花的針織布也要經過前處理,去除棉漬雜質和油脂蠟質等,增加面料的白度和提高織物的潤濕、吸水性能,從而達到良好的印花效果。

                前處理工藝可以分為兩大類,即傳統的堿處理和現代的生物酶處理,生物酶處理符合環保加工要求,但是目前對增白或漂白要求高的面料還很難滿足要求,所以常規的堿處理工藝還在廣泛地運用,含氨綸織物前處理后的水洗逐步降溫是十分必要的,防止突然降溫引起纖維收縮產生折痕。

                半制品定形要求

                半制品的定形,必須根據原設計的工藝進行,一般來說定形幅寬較成品幅寬寬3%~5%左右,經向縮率控制在成品要求的縮率以內,貼布的伸長等于描稿時放大的比例。如果是單面針織布,那么還需要槳切邊及最佳扭度的控制,減少因扭度而產生的印花緯斜。漿邊的寬度約1cm,斷點漿。不宜太薄或過厚,太薄了起不到應有的作用,太厚了會影響近布邊的印花效果。涂料印花由于停留在布面的固漿相對地會增加面料的平方米克質量,所以在幅寬、縮率符合的條件下,克質量可以偏輕一點。

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