CN111118877A - 涤纶纤维表面处理工艺及涤纶纤维染色工艺 - Google Patents

涤纶纤维表面处理工艺及涤纶纤维染色工艺 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种涤纶纤维表面处理工艺及涤纶纤维染色工艺。将涤纶纤维坯布置于5‑30 KV高压电场中进行光电表面改性等离子处理。能够激活涤纶布表面惰性基团，并产生活性基团和大量自由基，同时刻蚀纤维表面增加表面活性，降低浮色残留率显著改善染料发色效果和光泽度；增加纤维表面张力、极性、吸湿性，改善分散染料与纤维反应结合强度牢度，同时提升纤维色光度；本发明还提供一种涤纶纤维染色工艺，将坯布烘干定型，双面经上述涤纶纤维表面处理工艺处理，过轧车，进入涤纶纤维染色液染色工序，烘干定型、收卷；该工艺染色效果好、能耗低、污染排放少、节能环保，染色质量达到国家标准。

Description

涤纶纤维表面处理工艺及涤纶纤维染色工艺
技术领域
本发明属于纺织印染领域，具体涉及一种涤纶纤维表面处理工艺及涤纶纤维染色工艺。
背景技术
涤纶纤维是一种疏水性纤维，其大分子排列致密，玻璃化温度较高，结晶度高，结构紧密，结构中缺少与染料结合的活性基团，而且极性较小，所以染色较为困难，易染性较差，染料分子不易进入纤维。涤纶织物通常以高温高压染色为主，少量采用热熔染色方法。
常规涤纶高温高压染色的方法是在温度高于100℃的密闭染色设备中进行染色。存在以下缺点：（1）由于染色机械性能、染色时升温速度以及使用分散染料性能的优劣等因素，会使染料的分散性能下降，染料产生二次凝聚或因染料的相容性差而使染物造成色花、色斑、条花等染疵，影响质量。（2）在整个染色工程中需要消耗大量的水资源，且染色对环境的污染严重，染色完毕后的废水回收困难，成本较高。
热熔染色工艺是在185℃~215℃干热条件下使染料在纤维上发生固着连续轧染的染色方法，连续化生产，生产率较高，对染料的耐升华牢度要求较高，染色时，织物所受的张力较大，织物手感及色泽鲜艳度不及高温高压染色法。
这两种染色工艺都带来高能耗高污染的结果，都存在先污染再治理这样一个循环种染色加工形态。
涤纶纤维分子链上因无特定的染色基团，而且极性较小，所以染色较为困难，易染性较差，染料分子不易进入纤维。涤纶纤维表面张力、极性、吸湿性较低，染料与纤维反应结合强度牢度低，纤维色光度低，纤维表面存在以惰性基团为主、不宜上色的缺点。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种涤纶纤维表面处理工艺，激活涤纶布表面惰性基团，并产生活性基团和大量自由基，同时刻蚀纤维表面增加表面活性，降低浮色残留率显著改善染料发色效果和光泽度；增加纤维表面张力、极性、吸湿性，改善分散染料与纤维反应结合强度牢度，同时提升纤维色光度；本发明还提供一种涤纶纤维染色工艺，染色效果好、能耗低、污染排放少、节能环保，染色质量达到国家标准。
本发明所述的涤纶纤维表面处理工艺，将涤纶纤维坯布置于5-30 KV高压电场中进行光电表面改性等离子处理。
本发明通过采用高压电场对坯布进行光电表面改性等离子处理，激活涤纶布表面惰性基团，并产生活性基团和大量自由基，同时刻蚀纤维表面增加表面活性，使之能和更有利于分散染料的扩散以及和固色剂之间形成稳定的化学更好结合关系，降低浮色残留率显著改善染料发色效果和光泽度。高压电场优选为10 KV，在10KV高电压下令电子加速离开电极，并撞击纤维表面，由于两极之间的传导被阻断，使得同时处于电场中的气体因受了电子碰撞后离子化浓度集聚增加，其主要反应过程如下：
一个氧分子+高能量电子—两个氧原子+低能量电子；
两个氧原子+两个氧分子=两个臭氧分子并释放热能；
以此类推，氮分子也发生类似反应。
将纤维置于10 KV高压电场中，纤维成为电子阻断传导的介质，在10 KV高压电场作用下，获得高能量，并激活其他它离子或分子，同时把这种能量分配到纤维表面，在纤维表面驻极，形成极性化学自由基团，使纤维表面形成悬挂键，在这一过程中，高能电子碰撞空气中氧分子、氮分子、水分子等，同时发生氧化还原反应，并产生臭氧和氮氧化物等。由于臭氧具有强氧化性，当它接触到涤纶纤维表面时，会发生复杂有机反应，产生大量羟基、羧基等。这些含氧官能团的引入，增加了纤维表面张力、极性、吸湿性，大大改善分散染料与纤维反应结合强度牢度，同时提升纤维色光度，达到对纤维表面实现微改性的目的，使纤维表面由惰性基团为主、不宜上色的特性，改性为活性基团为主、且易上反应固色色材料的特性。
本发明还提供一种涤纶纤维染色工艺，包括以下步骤：将坯布烘干定型，双面经光电表面改性处理，进入涤纶纤维染色液中染色，过轧车，经过高温远红外焙烘区焙烘，再经高温高压气流发色区发色，高温通过张力拉伸定型区，定型收卷；其中：涤纶纤维表面处理工艺为：将涤纶纤维坯布置于5-30 KV高压电场中进行光电表面改性等离子处理。
过轧车：车速50码/分钟，过轧车压力为4-6 Kg。
优选地，所述的涤纶染色液包括高分子成膜剂、染料和活化水，运用超声对涤纶染色液的颗粒超声击碎，超声频率为27-29KHZ，超声功率为2.8-3.2KW，获得粒径为一微米以下的高稳定性涤纶染色液。本发明运用超声波对涤纶染色液的颗粒超声击碎，形成水分子空化作用，能够将纤维毛细管和经纬交织点滞留空气排除掉，从而有利于染料与纤维的接触和染料的吸收，并能够穿透覆盖纤维隔离层，从而促进染液向纤维内部扩散速度，加速染料均匀的在纤维表面吸收，提高纤维上染率，增加纤维无定型区链段的活性，全面提升染液与纤维结合效果。
优选地，所述的活化水为：对生产过程中产生的蒸汽回水进行收集，然后通过磁化装置对收集到的蒸汽回水进行磁化，使水分子变成单小分子团簇状态作为活化水。通过采用此种活化水，能够提高水的活性以及染料在染液中溶解度。
染液中加入适量高分子成膜剂与染液共浴，有效阻止高温焙烘过程中分散染料从纤维内部向纤维表面迁移，提高织物的耐洗色牢度和摩擦牢度，高分子成膜剂优选为醋酸乙烯成膜剂。
采用本发明所述的涤纶纤维染色液，能够符合连续法染色技术对白坯布到色坯需要60-90秒时间完成染色的要求，非常适合纤维与染液料完成上色迁转移。
作为一种优选的技术方案，涤纶纤维染色液由以下重量份数的组分组成：染料100份、高分子成膜剂1-105份、柠檬酸1-5份，余量为活化水。
高温远红外焙烘区的温度为130-150℃。
高温高压气流发色区的温度为180-220℃
高温通过张力拉伸定型区中的高温为180-210℃。
定型收卷采用以下两种方式中的一种：
（1）当染色的颜色为浅色时，出箱体后通过两道对中和张力架完成定型收卷；
（2）当染色的颜色为深色时，出箱体进入普通定型机中定型，加温到180-210℃、完成定型整个工序行程60 m、车速30-60 m/分钟。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
（1）本发明提供一种涤纶纤维表面处理工艺，能够激活涤纶布表面惰性基团，并产生活性基团和大量自由基，同时刻蚀纤维表面增加表面活性，使之能和更有利于分散染料的扩散以及和固色剂之间形成稳定的化学更好结合关系，降低浮色残留率显著改善染料发色效果和光泽度。能够增加纤维表面张力、极性、吸湿性，大大改善分散染料与纤维反应结合强度牢度，同时提升纤维色光度，达到对纤维表面实现微改性的目的，使纤维表面由惰性基团为主、不宜上色的特性，改性为活性基团为主、且易上反应固色色材料的特性。
（2）本发明还提供一种涤纶纤维染色工艺，运用声纳空爆超声波技术通过电能转换空爆技术对工作液中分散染料颗粒击碎，获得粒径为一微米以下的高稳定性分散液，采用空爆技术，形成水分子空化作用，能够将纤维毛细管和经纬交织点滞留空气排除掉，从而有利于染料与纤维的接触和染料的吸收，并能够穿透覆盖纤维隔离层，从而促进染液向纤维内部扩散速度，加速染料均匀的在纤维表面吸收，提高纤维上染率，增加纤维无定型区链段的活性，全面提升染液与纤维结合效果；此外，通过采用活化水，能够提高水的活性以及染料在染液中溶解度。
（3）本发明提供的涤纶纤维染色工艺，摒弃传统染色思路，以节能环保为宗旨，整合目前科技领域新技术新运用，从根本上设计涤纶织物的染色原理和染色新生产工艺，完全颠覆改变传统高温高压染色生产工艺，中间不产生废水，不需要清洗水，不产生普通定型废气，能耗低，以最简洁化工艺，最降低能耗，最少污染排放的方式，完成涤纶化纤布的染色工序，而且质量达到国家标准。
（4）本发明提供的涤纶纤维染色工艺，成本低，无污水排放，基本不用换色清洗，色胚经权威机构检测各项指标均达到国标，与常规涤纶高温高压染色工艺相比，电耗、蒸汽用量、用工、占地面积均节省一半以上，达到理想中环保节能目的。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明。
实施例1
一种涤纶纤维表面处理工艺，将涤纶纤维坯布置于10KV高压电场中进行光电表面改性等离子处理。
一种涤纶纤维染色工艺，以市场常规里布产品63DX63D 190T 60涤塔夫染灰色为例，包括以下步骤：将坯布烘干定型，将坯布置于10 KV的高压电场中进行光电表面改性等离子处理，进入涤纶纤维染色液中染色，过轧车，车速为50码/分钟，过轧车压力为5 Kg，经过高温远红外焙烘区130℃下焙烘，再经高温高压气流发色区190℃下发色，185℃高温通过张力拉伸定型区，定型收卷。
采用的涤纶纤维染色液，由以下重量的组分组成：灰100 kg、醋酸乙烯高分子成膜剂50 kg、柠檬酸3 kg、活化水100kg；运用超声波对涤纶染色液的颗粒超声击碎，超声频率为28 KHZ，超声功率为3.0 KW，获得粒径为一微米以下的高稳定性涤纶染色液。活化水为：对生产过程中产生的蒸汽回水进行收集，然后通过磁化装置对收集到的蒸汽回水进行磁化，使水分子变成单小分子团簇状态作为活化水。
对该实施例产品进行测试：
耐皂洗色牢度（GB/T 3921-2008 C法，温度60℃，时间30分钟，皂片5 g/L，碳酸钠2g/L，单位：级）
原样变化 4
沾色
羊毛 4-5
腈纶 4-5
涤纶 4
锦纶 3-4
棉布 4-5
醋酯 3-4
耐摩擦色牢度
干摩 4
湿摩 4。
实施例2
一种涤纶纤维表面处理工艺，将涤纶纤维坯布置于30 KV高压电场中进行光电表面改性等离子处理。
一种涤纶纤维染色工艺，以市场常规里布产品63DX63D 190T 60涤塔夫染灰色为例，包括以下步骤：将坯布烘干定型，将坯布置于30 KV的高压电场中进行光电表面改性等离子处理，进入涤纶纤维染色液中染色，过轧车，车速为50码/分钟，过轧车压力为6 Kg，经过高温远红外焙烘区145℃下焙烘，再经高温高压气流发色区210℃下发色，200℃高温通过张力拉伸定型区，定型收卷。
采用的涤纶纤维染色液，由以下重量份数的组分组成：灰100 kg、醋酸乙烯高分子成膜剂10 kg、柠檬酸1 kg、活化水100kg；运用超声波对涤纶染色液的颗粒超声击碎，超声频率为29 KHZ，超声功率为3.2KW，获得粒径为一微米以下的高稳定性涤纶染色液。活化水为：对生产过程中产生的蒸汽回水进行收集，然后通过磁化装置对收集到的蒸汽回水进行磁化，使水分子变成单小分子团簇状态作为活化水。
对该实施例产品进行测试：
耐皂洗色牢度（GB/T 3921-2008 C法，温度60℃，时间30分钟，皂片5 g/L，碳酸钠2g/L，单位：级）
原样变化 4
沾色
羊毛 4-5
腈纶 4-5
涤纶 4
锦纶 3-4
棉布 4-5
醋酯 3-4
耐摩擦色牢度
干摩 4
湿摩 4。
对比例1
采用的涤纶纤维表面处理工艺及涤纶纤维染色工艺与实施例1相同，唯一的不同在于：将涤纶纤维坯布置于1 KV高压电场中进行光电表面改性等离子处理。
对该实施例产品进行测试：
耐摩擦色牢度
干摩 3
湿摩 3。
对比例2
采用的涤纶纤维表面处理工艺及涤纶纤维染色工艺与实施例1相同，唯一的不同在于：将涤纶纤维坯布置于50 KV高压电场中进行光电表面改性等离子处理。
耐摩擦色牢度
干摩 3-4
湿摩 3。

Claims (10)

1.一种涤纶纤维表面处理工艺，其特征在于：将涤纶纤维坯布置于5-30 KV高压电场中进行光电表面改性等离子处理。
2.根据权利要求1所述的涤纶纤维表面处理工艺，其特征在于：高压电场为10 KV。
3.一种涤纶纤维染色工艺，包括以下步骤：包括以下步骤：将坯布烘干定型，双面经光电表面改性处理，进入涤纶纤维染色液中染色，过轧车，经过高温远红外焙烘区焙烘，再经高温高压气流发色区发色，高温通过张力拉伸定型区，定型收卷；其中：涤纶纤维表面处理工艺为：将涤纶纤维坯布置于5-30 KV高压电场中进行光电表面改性等离子处理。
4.根据权利要求3所述的涤纶纤维染色工艺，其特征在于：过轧车：车速50码/分钟，过轧车压力为4-6 Kg。
5.根据权利要求3所述的涤纶纤维染色工艺，其特征在于：所述的涤纶染色液包括高分子成膜剂、染料和活化水，运用超声对涤纶染色液的颗粒超声击碎，超声频率为27-29KHZ，超声功率为2.8-3.2KW，获得粒径为一微米以下的高稳定性涤纶染色液。
6.根据权利要求5所述的涤纶纤维染色工艺，其特征在于：所述的活化水为：对生产过程中产生的蒸汽回水进行收集，然后通过磁化装置对收集到的蒸汽回水进行磁化，使水分子变成单小分子团簇状态作为活化水。
7.根据权利要求3所述的涤纶纤维染色工艺，其特征在于：涤纶纤维染色液由以下重量份数的组分组成：染料100份、高分子成膜剂1-105份、柠檬酸1-5份，余量为活化水。
8.根据权利要求3所述的涤纶纤维染色工艺，其特征在于：高温远红外焙烘区的温度为130-150℃；高温高压气流发色区的温度为180-220℃。
9.根据权利要求3所述的涤纶纤维染色工艺，其特征在于：高温通过张力拉伸定型区中的高温为180-210℃。
10.根据权利要求3所述的涤纶纤维染色工艺，其特征在于：定型收卷采用以下两种方式中的一种：
（1）当染色的颜色为浅色时，出箱体后通过两道对中和张力架完成定型收卷；
（2）当染色的颜色为深色时，出箱体进入普通定型机中定型，加温到180-210℃、完成定型整个工序行程60 m、车速30-60 m/分钟。
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王迎等: "空气等离子体处理提高涤纶织物染色性能", 《大连工业大学学报》 *

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CN113026174A (zh) * 2021-04-14 2021-06-25 桐乡市天利织造有限公司 一种可产生负离子涤纶面料的生产工艺
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