Tactel 纤维交织物染整工艺探讨
Tactel纤维是杜邦公司推出的一种新型聚酰胺纤维，国内商品名称为锦纶。聚酰胺纤维的品种较多，但其分子主链都是由酰胺键连接起来的，国外同类商品有耐纶、尼龙、卡葡隆等称谓。
Tactel尼龙纤维具有如下特点：
(1)具有高雅的光泽；
(2)强韧并具有柔软性、更佳的垂度与手感：
(3)可以100％或与天然纤维交织，不仅功能性强，而且穿着更舒适；
(4)上色比较均匀，条干均匀且稳定，色牢度比其它尼龙高，多丝复织的表面区域和上染位置增加，因此可强化色彩的鲜明度。
Tactel尼龙纤维目前已形成系列产品：
(1)Tactel Aquator纤维，透湿透气性好；
(2)Tactel Diabialo纤维具有特有光泽和悬垂性；
(3)Tactel Multisoft纤维，手感柔软及具有优异的覆盖度，有不同光泽效应；
(4)Tactel Micro纤维为超细纤维，具有极佳的细致触感和华丽的美感；
(5)Tactel Strata纤维具有深浅不同的双色的层次变化，用以制作运动服和休闲服。
Tactle 纤维长丝，在经简单的机械变形加工，即通过一次性完成加捻、热定型、解捻三个过程后即可以制成弹力丝，弹力丝制成的弹力纱具有很高的弹力、强度和耐磨性，并具有蓬松、手感柔软、织物美观大方等优点，在合成纤维中首屈一指。
由于Tactel 纤维具有异型的截面，Tactel纱由许多超细的复丝组成，因此Tactel 织物具有良好的吸水透湿性,并且具有轻盈的触感。Tactel纱的强度很好,提高了Tactel织物的抗撕裂强度。
一、Tacte尼龙纤维的结构与性能
(一)Tactel 尼龙纤维的结构
从分子结构分析，Tactle 纤维属于一种特殊结构的“锦纶或尼龙66”，其分子结构为己二胺[H2N-(CH2)6-NH2]和己二酸IHOOC-(CH2)6-NH2]单体的缩聚物，其分子量一般在20000-30000之间。相比传统的“尼龙66”而言，Tactle 超细纤维长纤每根直径均小于1dtex，具有特殊强韧及轻盈的特性，因此这种超细复丝可制成防水透湿的面料，手感特别的柔软，并兼具华丽的美感，用该纤维织成的高支高密织物可以用Teflon后整理以获得抗污及防水的效果。
(二)Tactel 纤维的性能
1、机械性能；由于Tactel 纤维的大分子间有许多氢键，纤维的结晶度与取向度都很高。因此，其机械强度较优良。干态断裂强度为42.3-88.8cN/tex。
(1)优良的弹性；Tactel纤维大分子中含有许多非极性的烷基碳链-CH2-，具有较高的柔性，在自由状态下，纤维的无定形区倾向于无规则的纠缠状态。当受到外力拉伸时，分子链容易被拉直，表现出高延伸性。当其强度为37.96cN/tex时，其延伸度可达45％。另外，再加上结构中有较多的氢键存在，当外力取消后，依然内能使纤维回缩，因而，Tactel纤维表现出了良好的弹性。但与涤纶纤维比较，由于初始模量比涤纶低2-3倍，在相同应力下其弹性不如涤纶。然而，其强度超过了涤纶。
(2)优良的耐磨性：Tactel纤维具有良好的高延伸度带来了良好的耐冲击磨损性。其耐磨性能是所有纤维中最好的，比棉纤维高10倍，比羊毛高20倍，不同纤维的耐磨性。
此外，纤维的吸湿率对其耐磨性有较大的影响，吸湿率较高的纤维在湿态下的耐磨性下降较多。Tactel纤维比涤纶下降明显，尤其是粘胶下降最为严重。
(3)轻盈性：与其他主要的几种合成纤维(涤纶、腈纶、维纶)相比，Tactel纤维的比重最轻。
由于Tacel纤维的比重最轻，所以，可纺成超细纤维纱线或制成“中空纤维”,从而，Tactle纤维十分轻盈，且吸湿导湿性良好。
2、耐热性能
相对而言，Tactel纤维的耐热性不如涤纶，所以，在处理Tactel纤维时，必须考虑温度对纤维性能的影响。在100℃以上的热空气中，其强力损失很明显。原因是在热作用下，纤维分子发生氧化裂解。如无氧存在情况下进行加热，则其强力损失很小。在一般情况下，温度越低，Tactel纤维的强力越高。因为温度低，分子热运动能力小，分子间力较强，所以其低温时其纤维强度高。注意，随着温度升高会使其收缩，接近熔点时收缩严重，纤维变黄。所以，在对其进行染色及后整理加工时，一定要控制好工艺温度。
3、导电性能
Tactel纤维的电导率很低，在生产过程因摩擦而易产生静电积聚。但当所处环境的相对湿度增加时，电导率按指数函数规律增加。因此，在加工Tactel纤维织物时，进行喷雾给湿处理，减少静电积聚。
4、吸湿性能
Tactel纤维属于疏水性纤维，但由于其大分子中含有大量的弱亲水性基团分子两端还有—NH2、—COOH亲水性基团以及其超细纤维独特的复丝结构，因此其吸湿性(回潮率)高于维纶、粘胶以外的所有合成纤维。
Tactel 纤维由于其纤维纤度的超细性以及独特的复丝结构，使得其具有更佳的染料渗透性(只需较少的染料)，色牢度及染着率都很好，可适宜于连续轧染系统。
5、化学性能
由于Tactel 纱由许多束超细纤维组成，所以其织物不耐强碱，故前处理应采取低碱工艺，以利于保持良好的强力。在150℃以上的热水中纤维大分子也会发生水解；
酸可以使纤维大分子水解，引起纤维聚合度降低；稀的无机酸在温度低、时间短时，对纤维的破坏不显著；但如果浓度高、时间长时破坏很明显，如浓H2SO4、HNO3、HCL在室温下就能使大分子发生溶解现象。
有机酸对Tactel纤维的作用较缓和，草酸、乳酸等较强的有机酸对其有一定影响，而甲酸和醋酸对纤维有膨化作用。
综上可知，在Tactel纤维的染色处理中，一定要控制好液浴的PH值的使用范围。
二、Tactle织物的染整工艺流程
采用先染棉后染Tactel 纤维的二浴法染色工艺。
工艺路线：翻缝→烧毛→低碱冷轧堆处理→水洗氧漂→丝光→定型→染色(先染棉一中和水洗→皂洗→染Tactel 纤维→水洗→热洗→Tactel 纤维固色处理→水洗) →拉幅 (轧整理液) →预缩
具体工艺：
1 翻缝：
要求平直坚牢，正反面一致。布幅两端包边，以减少后工序中脱边起皱卷边。
2 烧毛：因为织物经向为棉纱线，所以需要进行烧毛。
要求烧毛均匀，布面洁净
因为Tactel 纤维不耐高温，所以选用一正快速烧毛。
车速：120-140 m/min。
火口火焰要匀而齐；车速一定要控制好，注意过烧造成色条。
3 冷堆低碱、氧煮练；
因为Tactel纤维本身弹性好，在加工时容易起皱，因此选用冷轧堆工艺。考虑到长时间的高碱对Tactel纤维的强力损伤，故选用低碱工艺。
工艺流程：浸轧工作液—→堆置—→退卷
取JC40XTactel 140D 145×85 61”经退煮后的半成品在100℃下分别用不同碱浓度处理30min，再测定其断裂强力和撕破强力。
试验工艺如下所示：
在碱浓20g/L下Tactel纤维纱线的断裂强力为1365牛顿，达到最高值且其经向棉纱线断裂强力为693牛顿，基本适中；另外，在同一浓度下的撕破强力也基本合理。综合断裂强力与撕破强力在不同碱浓下的处理数据，所以选择了NaOH用量为20g/L。
冷堆工作液组成：
NaOH 20g/L
渗透剂CWA 2g/L
精练剂DKB-321 6g/L
螯合剂 2g/L
Na2Si03 2g/L
成卷堆置转动：20小时
PH：7-8
热水洗—→个温水洗—→冷水洗
实践证明，此工艺对Tactel 纤维的弹性影响很小，而且可以满足该产品的煮练要求。
4 水洗氧漂：(退浆机)温度：95℃，车速；50-55m/min;
氧漂工作液处方；
NaOH(100％) 7-8g/L
H2O2 8-10g/L
双氧水稳定剂 8-10g/L
精炼剂 6g/L
净洗剂 2g/L
分散螯合剂 2g/L
PH值=10.5
产品染色前经我公司晶管中心实验室检测结果如表6所示。
5 丝光：(直辊丝光机)
因强碱对Tactel纤维有损伤，故在布铗丝光机上应采用低碱工艺，一般选用碱浓为180-190g/L，由于多使用直辊丝光机进行丝光，织物在纬向上没有张力，有利于碱液向纤维内部渗透，而且直辊丝光机的导布辊较多，织物与碱液损伤纤维强力，所以，可以适当降低烧碱的浓度。
选用碱浓度：150-160g/l
车速：60m/min 逐格热水洗85℃以上。落布PH=7
6 定型：
棉与Tactel纤维交织织物的定型很关键，下为试验结果。
通过反复试验，汇总成以上表格。从上表中我们可知，将定型温度定在175-190℃即可。故我们根据织物特性，超喂4％，确定定型温度180℃，车速50 m/min，定型时间为30s，基本上满足了生产要求。
7 染色：
从分子结构上分析，Tactel 纤维大分子有类似羊毛的染色性质。在酸性介质中，其大分子具有阳电荷性，可用阴离子染料染色；在碱性介质中，其大分子具有阴电荷性，可用阳离子染料染色，但染色后的皂洗牢度和日晒牢度较差，故应用较少。
Tactel 纤维在实际生产中经常采用分散、弱酸性、和中性染料进行染色。
由于Tactel 纤维大分子中含有相当数量的—CHn—疏水链，因而可采用分散染料染色，但由于分散染料在Tactel 纤维上的染色饱和值低，只能染淡色，且其湿牢度较差。致使分散染料在Tactel 纤维上的染色浓度受到一定限制。
活性染料也可以用于染Tactel 纤维，染色牢度较好。采用的方法一般是在酸性浴中上染，在碱性浴中固色。但活性染料染Tactel 纤维的匀染效果比棉差，而且在中性浴中上染，得色量低，只能染浅色。
酸性染料也可以染Tactel 纤维，但移染性能差，容易染花，染料对纤维微结构的遮盖能力较差，疵点容易暴露，而且由于Tactel 纤维氨基较少，在用酸性染料拼色时容易发生“竞染”现象。随时间的延续，染色的色泽、色光不断变化，难以获得满意的拼色效果。
中、深色品种一般选用弱酸性、中性染料染Tactel 纤维。
经不断试验后，决定采用其专门用于上染锦纶的染料系列品种—LANASET (兰纳洒脱 )PA染料，用于Tactel 纤维的染色工艺。兰纳洒脱 PA染料为改良性的1：2金属络合染料，由于可以在弱酸性或中性浴中染色，与1：1金属络合染料的强酸浴中染色有很大区别，故国内称为中性染料。中性染料染Tactel纤维得色量高，拼色性能好，染色牢度也较高，但易产生色花疵点，因此应特别注意。
就上述染料而言，若采用中性/活性(或弱酸性/活性)一浴法染色，其染色过程就面临着两个矛盾：一，PH值条件的矛盾：二，电解质对两种染料分别起促染和缓染作用的矛盾。故我们不采用一浴法而选用了两浴法进行染色。
由于先染Tactel纤维时，发现先上染Tactel纤维上的染料在碱性条件下掉色较多，使得色率下降，且出现产品经纬异色现象。另外,染Tactel纤维的染料对棉纤维沾色严重。由于上述两个因素,故我们选用了先染棉、后染Tactel纤维的两浴法染色工艺方法。
7.1 染棉工艺；
染色曲线：
处方：％
活性染料S型 X
Na2SO4 Y
Na2CO3 Z
皂洗剂 2
浴比:1:15-20
PH:6，用冰醋酸进行调节。
染棉选用活性染料和士林染料，考虑到染色牢度要好，而且应尽可能减少两种纤维之间的相互沾色；另外，在选择何种活性染料时，试验结果发现，低温X型和高温K型沾色严重。高温KD型沾色较少，中温M、B、KH、H型沾色都较严重。而中温S型活性染料由于其色谱齐全、得色率高，能染深浓色且其沾色牢度较好等优点，故我们选用了S型活性染料作为染棉的主染料进行拼色。
7.2 染Tactel纤维
染色曲线：
处方：
平平加O 1-2g/L
染浴宝C 1-2g/L Ciba
NaAc 1-2g/L
分散螯合剂 1g/L
用醋酸调节PH值到4.5-5.0
LANASEPA染料
Ciba兰钠撒脱PA稀土 0.1％-0.2％
A 固色剂CibaFix PAS 2-3％
B PH值4.5 醋酸调节
C 清洗
注意：
(1)40℃入染时，先加入助剂，10分钟后再加入染料，初步上染10分种，然后以1℃/min的速度缓慢升到95℃，保温浸染30分钟。然后以1.5℃/min的速度降到70℃进行清洗。
(2)初染时染浴PH值为6左右，染色中途加醋酸，使PH值降到4-5之间，利于匀染。浴液的PH值一定要保持在4.5-5.0之间，否则会增加经柳和横档及色差的产生，也会造成上染率和色牢度的下降；
(3)稀土此处的作用在于节约染化料的使用量，尤其是对于中性染料而言，能使产品色泽鲜艳度、染色牢度、手感和匀染性均有提高，染色废水减少；原因是稀土可以与中性染料、锦纶形成络合体，使染料的最大吸收波长向长波方向移动，从而提高了上染率; 而且，络合体的稳定性较高，从而使被染物的染色牢度和鲜艳度提高。此外，由于稀土离子的作用,锦纶分子间的作用力相对较弱，从而改善了纤维的柔性。
(4)为防止出现色花，在拼色时应注意选择上染速率相同的染料染色，避免竞染而造成色花；
(5)控制染色温度很重要，特别在70-95℃时，必须严格控制升温速度,一般1℃/min，但适当提高染色温度,可以提高纤维染着率；
(6)使用匀染性较差的染料时，保温时间可适当延长,有利于匀染。
8 拉幅：要选择亲水性的柔软剂，以保证其良好的吸湿排汗功能。或如果为高支高密的织物可进行Teflon后整理以获得抗污及防水的效果。
9 预缩：由于经向为棉纤维，故需要进行预缩整理。
10 数据：
染色后成品经品管中心实验室检测结果。
最后，归纳Tactel纤维系列面料织物的染整加工特点：
(1)由于Tactel纱由许多束超细纤维组成，所以其织物不耐强碱，前处理应采取低碱工艺，以利于保持良好的强力。
(2)加工Tactel与棉交织织物时，由于棉纤维的杂质较多，煮练时要采用轻煮重漂工艺。
(3)Tactel加工过程中定型温度要控制在180-190℃，以解决染色中的皱条问题。
(4)Tactel织物染色时优选染化料尤为重要，建议采用Ciba的兰纳洒脱染料，升温速度也要比一般尼龙慢，否则生产过程中容易染花。另外，在染色过程中加入了稀土作为中性染料上染Tactel~织物的提升剂，改善被染物的染色牢度、鲜艳度以及纤维的柔性。
(5)染色时要选择低张力设备，否则纤维易断裂，采取的是气流染色设备。
|
