采用 20 D/24f锦纶低弹丝为经纬原料进行超薄织物的开发,通过对织造与染整生产工艺的探讨与研究,解决了织物上浆率、断经、染色不匀等技术难题;经检测,产品各项技术指标均达到优等品要求。
Nylon DTY was used in the development of ultra-thin fabric. Based on the research of weaving, dyeing and finishing process, this article solved the technical problems such as sizing rate, end missing, uneven-dyeing. The product properties were tested and reached the requirement of the high quality products.
近年纺织面料呈现“结构轻薄化、风格潮流化、使用功能化”的发展趋势,在Premiere Vision、Interstoff、Expofil和Pitti Filat等国际展会中,具有细腻、爽滑、流畅、超薄、透视等特性的面料更受消费者和时装设计师的青睐。
吴江福华织造有限公司利用 20 D锦纶低弹丝作为原料,成功开发出细旦超薄面料。该面料除超薄外,还兼具有质轻、透视、柔软和亲肤等特点。
1实拿枯基验部分
1.1实验材料
20 D/24 f锦纶半光低弹丝。
1.2工艺流程
整经 → 上浆 → 并轴 → 分绞 → 穿综 → 织造 → 白坯检验 → 退卷 → 退浆 → 染色 → 定形 → 检验 → 包装。
1.3仪器与设备
日本津田驹整经机TWN � E、日本津田驹浆丝机KSH 500 � E、日本津田驹并经机KB 30 � E、日本滕堂分绞机TC � 700 � 95、日本津田驹喷水织机ZW 408、台湾鸿荣退浆机OS � 2000 � 085 B、台湾昆南液流染机KN � RN � A 2 � 400、台湾东阳扩幅定形机TY � TNT � WF � 3000、美国Hunterlab公司测色仪UITRASCAN XE、华洲电子摩擦牢度仪Y 571 LA 6。
1.4药剂
喷水织机浆料、尼龙退浆剂DC � EDC、精练退浆剂 101、退浆精练剂MR � 70、氧化退浆精练剂MIROX � D、渗透剂M � 7705、酸性果绿染料3GM、
匀染剂CibatexPA、
匀染剂802、
匀染剂O、
匀染剂MCH � N 317、无甲醛固色剂STF、酸性固色剂N � SG、锦纶固色剂TF � 506、干湿擦牢度剂A � 12、冰醋酸。
2结果与讨论
2.1织造工序
2.1.1准备工序整浆并技术关键
该产品密度非常高,经向密度约 770 根/10 cm,且经纱为细旦锦纶丝,为保证织造工序的顺利进行,对准备工程的各个工序都有严格的工艺要求,选用进口浆料进行上浆,调整上浆率。为减少静电与毛丝,车间配备了能够保持温湿度的空调循环系统,使车间温湿度始终保持在规定范围内,确保经纱的分绞清楚。
经研究发现,整经工序中,关键问题不是减小控制张力,而是要尽可能地减少控制张力的差异。对此整经工序做出以下调整:降低车速,重点检查原料的异常,调整张力使原料出纱张力更均匀并有效控制断头。
此外,由于筒子丝圈的退绕直径在整经的过程中逐渐变小,使丝线的平均退绕张力随着丝圈的退绕直径减小败升而增大,而消谨丝圈的退绕点在筒子的轴心方向上离丝圈退绕张力的控制盘的距离不断变化,这也会使退绕张力随着丝圈退绕点离丝圈退绕张力控制盘的距离增加而减小。对此采取的措施是:随着筒子直径的变化,调整筒子与纱架的距离。
该产品准备工序的具体生产工艺见表 1。
2.1.2上机织造技术关键
在织造工序中,采用喷水织机生产。通过对关键技术难点的分析与研究,采取有效的措施使织造得以顺利进行。
(1)关键技术难点分析
该产品在织造过程中容易起毛,严重的会产生大量断经现象,导致织机效率低下,产品质量较差。造成这种情况最直接的原因应该是所用的原料为细旦锦纶丝,强力较低,且织物纬密较大,与一般品种相比,在相同区域内,经纱受到反复的冲击拉伸与剧烈的摩擦次数多。锦纶低弹超薄织物和常规品种消光尼龙格织物的对比分析如图 1 所示。
由图 1 可知,织布机从织口到第一片综框的距离为L0(20 cm),此区域为织造过程中剧烈摩擦区域,经纱主要受到钢筘的反复摩擦力;织口到后梁的距离为L(100 cm),此区域为织造过程中总的摩擦区域,经纱主要受到钢筘的反复摩擦力或开口过程中的相邻经纱间的摩擦力。因在织造过程中,每打入 1 根纬纱,经纱就要受到 1 次摩擦力,而锦纶低弹丝超薄织物和常规品种消光尼龙格子织物的纬密分别为 70 根/cm和 35 根/cm,所以在两种织物织造过程中,相关摩擦区域内,经纱受到总的摩擦次数分别为 7 000 次和3 500 次,经纱剧烈的摩擦次数分别为 1 400 次和 700 次。
由此可得,细旦超薄低弹丝织物在织造过程中摩擦次数明显大于常规品种消光尼龙格子面料,进而容易导致经纱起毛、起静电、易断裂等问题。
(2)措施与方法
针对以上问题,为了提高织机运转效率,改善产品质量,特对织造工艺进行调整,主要思路是经纱增强,减磨,消除静电。具体措施为采用塑料综丝,减小综丝对经丝的擦伤;适当降低织机的转速,减缓由于开口、打纬运动对经丝的冲击作用力;适当减小经丝的上机张力,比如调节后梁的位置、张力弹簧的工作长度和张力重锤的重量等方式;适当减小开口动程,使经丝在开口过程中减小经丝张力的变化值;加装后上油装置,对织轴进行包裹,增加车间的湿度,在喷水系统添加防落浆剂;及时发现和正确地处理好断经,特别是在处理机后(即综框至后梁)断经时,经丝的排列必须理顺,避免经丝与经丝间相互交错缠绕等。这些措施有效地降低了断经与毛丝现象,织造得以顺利进行。该产品的织造工艺单见表 2。
2.2染整工序
基于锦纶低弹丝超薄织物较高的上浆率及超高密的特性,其织造过程中势必会加重染色的生产难度,如易出现退浆不尽、上染不匀、色牢度差等问题。
针对以上问题,在染整时采取综合措施,即从助剂与染料的选择、设备、工艺操作等方面进行分析。选择优化的退浆剂进行退浆处理;选择提升性、配伍性、重现性和色牢度好的酸性染料;在染液中添加合适的
匀染剂以提高染色的匀染性;采用溢流染色机,严格控制工艺条件,常温常压染色,适当降低始染温度和延缓升降温速度等,以保证染色质量。具体染整工艺流程如下:
白坯检验 → 退卷 → 退浆 → 染色 → 脱水 → 开幅 → 定形 → 成品检验。
2.2.1退浆
由于在织造过程中锦纶低弹丝超薄织物上浆率较大的缘故,退浆难度加大,而且先前对此类产品的退浆工艺研究较少,鉴于此,选择了多种助剂对其进行退浆试验,包括尼龙退浆剂DC � EDC、精练退浆剂101、退浆精练剂MR � 70、氧化退浆精练剂MIROX � D。具体工艺如下所示。
(1)设备:精练机。
(2)工艺流程:进布 → 退浆 → 皂洗 → 热水洗 → 冷水洗。
(3)工艺处方
退浆剂5 g/L
渗透剂M � 77051 ～ 2 g/L
(4)工艺条件
退浆温度98 ℃
皂洗温度90 ～ 80 ℃
热水洗温度70～ 50 ℃
根据对退浆率的研究分析,得出尼龙退浆剂DC � EDC、精练退浆剂101、退浆精练剂MR � 70、氧化退浆精练剂MIROX � D的退浆率分别为 92%、80%、82%、78%,因此选择具有良好渗透、乳化、分散性能的尼龙退浆剂DC � EDC。
2.2.2染色
(1)染料的选择
正确选择染料是提高锦纶匀染性与色牢度的一个关键性因素。可用来上染锦纶织物的染料的范围较广,包括分散染料、阴离子染料如酸性染料以及优选出来的直接染料。通过综合分析,最终选择易上色,可得到较深色泽,染色牢度较好的酸性果绿染料3GM,确定的浓度为 2%(o.w.f)。
(2)温度与时间
染浴温度高低与酸性染料上染速率成正比,温度越高,上染速率越快,特别是温度达到 80 ℃以上时,染料上染速率会更快,极易产生色花。为了尽可能得到均匀的染色效果,采用逐步升温的染色工艺。起染温度从 40 ℃开始,然后逐步升温至 98 ℃,续染 50 min。
(3)pH值
控制好染色的pH值也是提高匀染性的关键。锦纶织物的染色效果好坏与染浴pH值有很大关系。当染液pH值较高时,染料很少上染;当染液pH值降到一定数值后,染料才开始上染,很快便达到饱和,继续降低染夜pH值,上染无显著增加;但是,当pH值进一步降至 3 时,锦纶纤维会染料的上染量又急剧增加,发生了超当量吸附;锦纶在pH值很低的条件下染色时,还会遭到水解,特别是发生超当量吸附后,纤维内的pH值比溶液中的低,水解加快,纤维的可及度增加,可吸附更多的染料,从而更容易产生染色不匀现象。通过测试分析,染浴的pH值对染色效果的关系见表 3。
由表 3 可知,随着pH值的降低,K/S值不断增加,但色差也随之增大,综合考虑分析,最终选择染浴的pH值为 4 ～ 6。
(4)
匀染剂 经研究,当用酸性染料染锦纶时,阴离子型
匀染剂的匀染效果最佳。阴离子型
匀染剂在酸性介质中对纤维有一定的亲和力,和染料阴离子对纤维发生竞染作用,其亲和力比染料阴离子低但扩散速率比染料阴离子快。染色开始时,阴离子
匀染剂与染料争夺染座,由于扩散速率快,它们先于染料阴离子上染纤维,与纤维上的―NH3+相结合,随后又逐渐被与纤维亲和力大的染料阴离子置换下来,这样降低了染料的初染速率,达到匀染作用。针对该产品特点,选择多种阴离子
匀染剂进行试染,匀染剂类别与染色效果的关系见表 4。
由表 4 可知,4 种匀染剂对K/S值的影响较小,而对色差的影响较大,综合考虑分析,最终选择匀染剂CibatexPA,用量为 1.5%(o.w.f)。
2.2.3固色
固色的目的就是使织物获得较高的色牢度,选择了多种固色剂进行固色,固色剂类别与染色效果的关系见表 5 。
由表 5 可知,通过对染色效果的对比分析,最终选择酸性固色剂N � SG,浓度 2.0 g/L。
2.2.4定形
定形主要目的是控制门幅、布面品质和尺寸稳定性。通过对定形工艺条件的研究与分析,确定最佳的定形工艺与设备如下。
(1)设备:热风拉幅定形机;
(2)工艺流程:进布 → 助剂槽 → 整纬器 → 烘干/3 ～ 4 箱 → 拉幅 → 锡林冷却 → 出布 → 打卷;
(3)工艺条件:定形温度 140 ℃,定形时间 60 s。
2.2.5最佳染整工艺的确定
经过多次试验及对数据的分析,得出细旦超薄锦纶低弹丝织物最佳的染整工艺条件如下。
(1)退浆工艺
退浆剂 5 g/L
渗透剂M � 77051 ～ 2 g/L
(2)染色工艺
酸性果绿染料3GM 2%(o.w.f)
匀染剂CibatexPA1.5%(o.w.f)
pH值 4 ～ 6
浴比 1∶50
(3)染色工艺曲线(图 2)
(4)固色最佳工艺
酸性固色剂N � SG2.0 g/L
冰醋酸 0.5 g/L
(5)固色工艺曲线(图 3)
(6)定形工艺
定形温度 140 ℃
定形时间 60 s
3主要技术指标
产品交国家丝绸质量监督检验中心检测,经检测,所检项目符合GB/T17253 ― 2008《合成纤维丝织物》标准规定的优等品要求。具体如表 6 所示。
4结论
(1)该产品以细旦细纤 20 D/24 f锦纶低弹丝为经纬原料,采用平纹变化组织结构,具有轻薄、柔软、舒适等优良特点。
(2)通过对细旦细纤锦纶低弹丝上浆工艺、张力、开口高度等的调整,并加装上油装置,有效解决了产品生产中织造工艺难题。
(3)通过对染料、匀染剂、固色剂有效选择以及对温度、时间、pH值的优化研究,有效解决了产品生产中染整工艺难题。
(4)产品经国家丝绸质量监督检验中心检测,符合GB/T17253 ― 2008《合成纤维丝织物》标准规定的优等品要求。
参考文献
[1] 范振庆.细旦涤纶高密品种的开发与生产[J].现代纺织技术,2002 (2):13.
[2] 吴振金.涤锦面料牢度问题探讨[J].纺织导报,2009(11):51 � 53.
