涤纶筒子染色常见问题分析
涤纶筒子染色常见问题分析
－－-－江苏旷达实验室张凤
涤纶织物由于强度高,回弹性好,耐磨性优良，尺寸稳定性好，抗皱性好，而被广泛应用于各种纺织品及服装面料。涤纶筒子纱线染色是采用高温高压染色法在高温高压筒子纱染色机上进行的。由于聚酯纤维结构非常紧密,分散染料在低温条件下几乎是不上染。涤纶筒子纱染色是在一定的温度下，利用染色机主泵的压力作用使染液穿透卷绕在具有多孔不锈钢筒管上的纱线层,使分散染料的分子与纤维不断接触，染料首先是被纤维外层吸附，继而再向纤维内部扩散而达到上染得目的。我公司主要是ATＹ、DＴY，现就这几年我公司常见染色问题阐述以下两点:
一、影响筒子纱匀染性的因素及预防措施
较高的染液循环频率和较低的染料吸收速度是筒子纱匀染的重要条件。染料的吸收速度除了受纤维及染料本身特性的影响外,它还受助剂、染液温度、PH值等因素的影响。在实际生产中影响筒子纱匀染的因素是相当复杂的，这里以筒子纱染色时基本的操作因素为主，来阐述它们对筒子染色过程中匀染情况的影响。这些因素是筒子纱的染液流速或染液循环频率、染色时染液的升温速度、筒子纱卷绕密度等。
1、影响筒子纱匀染性的因素
A、每循环上染率对匀染的影响
由于纤维对染料的吸收作用，染液内染料浓度在染液流向方向上逐渐减少,引起染液流向下方纤维时染料的吸收量下降,即染料的吸尽作用。反映染料吸尽作用最直接的指标是染液每循环一次纤维吸收染料的百分率,即每循环上染率。每循环上染率越大,吸尽作用越强烈，所得的筒子纱匀染性越差。
Ｂ、流速对匀染程度的影响
经过筒子纱的染液流速或筒子纱染色时染液的循环频率,是决定筒子纱染色质量的重要参数。同一纤维品种用同样的染化料在相同条件下染色时，染料的最终平衡上染率是不变的，而达到匀染所需要的时间随染液流速的增加而减小。也就是说，在相同的染色时间内，流速越高，筒子纱的匀染程度就越好；流速越低,筒子纱的匀染程度就越差；但流速过大易出现毛羽等疵病,因此，控制好流速也是非常重要的，一般是要控制在２5~30 Ｌ·(mｉｎ.kg）。
C、升温速度对匀染程度的影响
筒子染色时的升温速度直接影响到筒子染色时间的长短,还会影响筒子染色机的产量、能耗。为此,确定合理的升温速度是筒子染色工艺中的一个重要内容。从染液吸尽作用的原理出发，避免升温速度过快引起每循环上染率增加过大导致筒子纱不匀染,对确保筒子纱的染色质量是十分重要的。染色过程中升温速度增加时,每循环上染率也随之加大，这将导致筒子纱不匀染程度的增加。根据小样实验,当循环速度在2.85～3.2５次/min情况下，即使升温速度为0，筒子纱
仍由0.68单位的得色率平均偏差值存在。因此现在许多工厂采用恒温染色法来保证匀染。
D、筒子纱卷密度对不匀染程度的影响
筒子纱卷绕密度不同,染色后的匀染程度也有所不同。在不同筒子纱卷绕密度的条件下，每循环上染率的变化及用目测和分光光度评定的筒子纱不匀染程度结是不同相同的。为了得到良好的染色结果,筒子纱的卷绕密度应尽量低些。但如果筒子纱的卷绕密度过低,则极易引起筒子纱型的崩垮,而且还会过多地减少筒子染色的装料量，因此筒子染色时，筒子纱卷绕密度应控制在０.3~0.4５g/ｃm3左右(一般ATY密度小，DＴＹ密度大)。
2、解决匀染性的措施
A、把开始时染料的迅速吸收阶段的吸收速率调节得十分缓慢，随后控制染料的上染速率，使染液的平衡吸收率平稳、平缓地增加。这种方法在实际生产中已得到普遍使用。我们染涤纶纱一般是加入助剂，染料，在缸体内运行一段时间再升温，以控制整个染色过程中平衡吸收率的变化。也可以用控制染色升温的办法来控制染液的平衡吸收率。
Ｂ、使用快速扩散的染料。这是一个十分理想的办法,但在实际使用中，由于快速扩散染料水洗牢度很差，在涤纶纤维上它的光牢度也很差,因而要从牢度要求的角度来选用染料。
C、采用增加流速或减小浴洗比的方法，即提高染液的循环频率。
D、减小筒子纱的厚度,使染液在流线方向穿过筒子纱的距离变小。但生产小筒子纱会带来经济上的问题。
E、采用延长染色时间的方法，既增加染液的循环次数。
以上的各种方法可以单独使用，也可以几种方法同时使用，以保证筒子纱的染色质量。目前,快速筒子纱染色主要使通过提高染液循环频率的方法来实现。
二、对筒子纱内、中、外色差的影响因素及预防措施
人们对筒子染色疑问最大的，也是最常见的质量问题,就是内-中-外色差。这里姑且不论由于纤维品质的原因而造成内-中-外色差,就工艺和设备而言造成内－中-外色差最重要的原因是染液流量不足。可从下面10个方向进行讲解。
1、主泵流量不足
从筒子染色理论分析可知,筒子染色有个明显的特征,即染液在筒子纱线中的循环运动过程中,染料浓度会沿程下降（ｄc／dx，沿程浓度差）只有当染液循环速度大到足以补充染料被吸附变稀,使内—中—外各处纱线接触到的染液浓度一致,才不会出现沿程色差。也就时说,要防止内—中—外色差,主泵必须提供足够的染液流动速度——流量。理论和实践证明:只要流量足够，即使只打正循环，也可以匀染，使内—中—外达到无色差的满意效果(实际情况中由于染液在内—中—外圈的流线密度不同，还会出现内—中—外色差)。
2、有效流量不足
主泵流量不等于实际上真正穿透筒子纱层的流量（有效流量），两者之比为有效流量率（有效流量率=有效流量/主实际流量)。造成两种流量不等的原因是部分流量泄漏了,如筒管之间的密封不良。如前所述,不同筒管的有效流量率,从6０%～90%不等,以间隔片密封的不锈钢锥形管主泵有将近一半的流量是无效流量。另外由于某些原因造成的“露眼”或“破肚”,导致染液“短路”，也会显著降低有效流量率。
３、卷绕密度过大，筒子纱层过厚
众所周知，筒子染色需准备松式筒子,不仅密度匀，而且比常规筒子松、密度小。不论染色筒子卷绕密度如何,在筒子染色时,都会产生“过滤阻力”。密度大，阻力大，反之阻力小。筒管上卷绕的纱层太厚(纱太多)，过滤阻力也会增大,一般认为纱层厚度不超过５０mm为宜。
4、正、反循环安排
染色筒子从内层到外层，半径逐渐增大,各层容纱量也随之增大,但是主泵的有效流量，在各层上并没有增大。也就时说，不同半径处的纱层面上通过的染液流量是同样的。当染液作由内向外的正循环时，沿程层纱的面积逐渐增加，单位面积上通过的染液随半径的增加而减少（及流线密度下降)。尽管流体的速度已大到足以弥补沿程浓度降低,然而由于（染)料少纱多，同样会发生内深外浅的问题。当染液作反循环时(从外向内)，流向沿程染液流线密度越来越大,情况变成(染）料多纱少,沿程染料浓度减少,就有利于减少内—中—外色差。
因而，对主泵能力不足的染色机应考虑一定的反循环时间。以致出现有人设计反循环时间比正循环还长的情况。
5、进料时染料液主循环的方向
一般染色机进料时由主料泵把配好的料打到主泵进口，再由主泵混合同主缸中其它染液通过出口进入纱线强制循环系统,循环方向由正反之分。正循环时，泵出口染液直接通向各筒子内层,此时该部分染浴物料浓度比全浴浓度大,而纱线量又最少。反循环时,泵出口染浴首先进入染缸缸体与全浴混合后，从筒子的外表面被压入(或吸入)到筒子的内侧。反循环时,一方面由于染液被稀释，浓差没有正循环开始时大,而另一方面纱线量又是从大变小，因而造成的沿程浓差要小得多,这对筒子内层沉积物的减少也是有益的。因而建议注料时,主循环应取反循环,有利于减少内—中—外色差。
６、筒子密度变化造成内—中—外色差
纱线染色过程中不同纤维其溶胀程度不一致。如在水中,涤纶直径增大10%,棉纤维的直径增大2０％，羊毛直径增大１5%,粘胶纤维直径增大3５%以上,Ｔeｎcｅl直径增大更多。由于络松筒时是干纱，在水中直径增大造成纱变粗，而长度增加很小(1%-2%)，使卷绕密度变大。在碱溶液中溶胀更是严重。合成纤维在热水中其长度会收缩,也会使筒子密度变大。一些弹性纱(如氨纶包芯纱、包缠纱）在湿热状态下也会剧烈收缩，所有这些都会破坏原来卷绕均匀的筒子，一方面密度变大，另一方面变得不均匀。如上所述，筒子密度变大就会使过滤阻力增大,导致染液流量变小，而加剧内—中—外色差。
7、染化料性质及染色工艺的影响
不论什么时候染化料本身的性质还是染色工艺参数的设定,都会影响上染速率（尤其是染料的初染率）和移染率，当上染率太快，移染率又低时会造成不匀染，即内—中—外色差。
8、染后柔软剂使用不当的的影响
一般染色后纱线会发涩、发毛,致使后道工序进行困难，深色尤为严重。为此不少厂家增加了“上油”工序，一般是用平滑性表面活性剂处理,有的用有机硅处理。但是有机硅由于折光度低会产生“增深”效应，如果“上油”不匀，即增深不匀,也会造成内—中—外色差。
９、水质影响
筒子染色时,筒子上的纱线如同滤材。染色全过程中，前处理、染色、皂洗、清洗液数千次的穿透过滤。当水质不良、含杂过高,管道设备中铁锈污垢存在,或在前处理中,纤维共生物在前处理液中,因分散不匀,有些杂质沉积在纱线上，造成内层发黄(也有黄褐色）。因而筒染应使用软水，设备管道一定要冲洗干净。
10、筒子卷绕密度不匀
筒子卷绕时，径向密度分布不均匀,内层太松，以致染液轴相流量增加,造成内深外浅，也会造成内—中—外色差。
每个公司不尽相同，有待我们仔细去发现,去遏制。以上仅是根据我公司染色丝出现的问题作出的详细分析,总结了各个因素对筒子纱匀染性、筒子中外层产生的影响。通过对各个影响因素的了解,来
解决生产中出现的类似问题,从而提高公司产品质量，最终满足客户的需求!