(針織物一次準(zhǔn)確化染色工藝設(shè)計(jì)和技術(shù)管理探討)
面對激烈市場競爭的壓力和國內(nèi)外先進(jìn)染廠技術(shù)水平的快速提高,迫使針織染廠的染色加工必須改變傳統(tǒng)的管理方式,向一次準(zhǔn)確化方向發(fā)展。怎樣才能做到一次準(zhǔn)確化染色呢?針織物一次準(zhǔn)確化染色是一個復(fù)雜的系統(tǒng)工程,影響的因素很多,據(jù)統(tǒng)計(jì)多達(dá)100多個,作者在《針織工業(yè)》2008第三期。
“影響針織物染色質(zhì)量因素的分析與控制”一文中已做了分析,從大的方面分析有企業(yè)的綜合管理水平,漂染工程師的技術(shù)素質(zhì),試化驗(yàn)人員技術(shù)水平、設(shè)備、環(huán)境、染化料、工藝設(shè)計(jì)、擋車工水平、操作等因素,而工藝設(shè)計(jì)和技術(shù)管理工作則是關(guān)鍵因素??茖W(xué)的工藝設(shè)計(jì)和先進(jìn)的技術(shù)管理工作可以綜合各種因素,揚(yáng)長避短,建立一套嚴(yán)密完整的保證體系,確保一次準(zhǔn)確化生產(chǎn)。
下面就棉及其混紡、交織等針織物一次準(zhǔn)確化染色的工藝設(shè)計(jì)和技術(shù)管理工作進(jìn)行分析探討。
1染整加工定單的審查與總工藝設(shè)計(jì)
當(dāng)前的針織產(chǎn)品、纖維原料、紗支和織物組織的多樣化和復(fù)雜化給染整加工增加了難度。而客戶對染整加工的質(zhì)量要求,如色差、色牢度、布面光潔度、縮水率等質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)不斷提高,有的近于苛刻,更給染廠增加了新的困難。
為了準(zhǔn)確滿足客戶的質(zhì)量要求和交貨期,染廠在技術(shù)管理方面必須建立染整加工定單審查制和建立總工藝設(shè)計(jì)的管理規(guī)定,以從制度上把住一次準(zhǔn)確化染色的第一關(guān)。
為使染色工藝設(shè)計(jì)工作有的放矢,企業(yè)必須設(shè)立染整工藝設(shè)計(jì)的工程師對客戶的染整加工定單進(jìn)行逐項(xiàng)審查。通常將審查的全部項(xiàng)目列表,逐項(xiàng)填寫如坯布名稱、紗支、纖維成分、混紡或交織各纖維的比例、坯布組織、毛坯密度、干重、羅紋附料、橫機(jī)領(lǐng)附料。
染整加工所要求的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)主付料色差要求、一缸差標(biāo)準(zhǔn)、白度、色澤、各項(xiàng)染色牢度、染料、助劑環(huán)保要求、光坯密度、干重、縮水率、坯布漂染加工失重率、布面光潔度、以及特殊質(zhì)量要求和來樣標(biāo)準(zhǔn)、確認(rèn)樣時間、交貨時間等。只有對客戶加工坯布的各項(xiàng)質(zhì)量要求,交期等在加工協(xié)議中雙方確認(rèn),才能進(jìn)行漂染加工的工藝設(shè)計(jì)和小樣試驗(yàn),根據(jù)客戶定單的質(zhì)量要求和小樣試驗(yàn),中樣試驗(yàn)的數(shù)據(jù),設(shè)計(jì)從前處理、染色、一直到后整理的總工藝,使各道工序加工的工藝必須滿足最終產(chǎn)品的質(zhì)量要求。
2制定企業(yè)染色質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)
為對客戶負(fù)責(zé),提高企業(yè)的誠信,染色企業(yè)在根據(jù)國家染色產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)和國際上先進(jìn)國家的染色標(biāo)準(zhǔn)以及綜合各客戶的質(zhì)量要求,制定本企業(yè)的染色質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),用以對染色質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格企業(yè)內(nèi)部控制。
染廠染色產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)一般應(yīng)包括下列內(nèi)容:
1.各類坯布(紗線)各項(xiàng)染色牢度標(biāo)準(zhǔn)和檢測方法標(biāo)準(zhǔn);
2.染色產(chǎn)品同色號批與批之間(缸差)的色差標(biāo)準(zhǔn);(應(yīng)控制在4.5級)
3.染整加工坯布的縮水率、失重率、布面光潔度、平整度、清晰度、緯斜、布幅公差、手感以及吸濕性、彈性等項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn);
4.符合環(huán)保、安全、健康方面的標(biāo)準(zhǔn)要求;
5.特種加工方面的標(biāo)準(zhǔn)如阻燃、抗靜電、抗起毛起球、遠(yuǎn)紅外整理、吸附異味整理等方面的標(biāo)準(zhǔn);
6.達(dá)到客戶標(biāo)樣、確認(rèn)樣,顏色一致的標(biāo)準(zhǔn)要求。
制定企業(yè)內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn)后便于客戶確認(rèn)和企業(yè)內(nèi)部達(dá)到一次準(zhǔn)確化染色而進(jìn)行過程控制。企業(yè)只有建立高水平的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)并能在生產(chǎn)中嚴(yán)格執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn),才能吸引客戶的定單。為保證染色產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施還應(yīng)建立相關(guān)配套的一系列標(biāo)準(zhǔn)。如設(shè)備完好標(biāo)準(zhǔn)、計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)、染化料助劑檢測標(biāo)準(zhǔn)、漂染用水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、氧漂后半制品標(biāo)準(zhǔn)、染色操作標(biāo)準(zhǔn)、試驗(yàn)室工作標(biāo)準(zhǔn)、漂染車間染料庫等環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)等。
3染廠實(shí)驗(yàn)室的工作定位
染機(jī)未動,實(shí)驗(yàn)先行。打小樣等實(shí)驗(yàn)工作差之毫厘,大生產(chǎn)會謬以千里。應(yīng)將實(shí)驗(yàn)室、中試車間的工作定位,確保小樣與小樣,中樣、大樣之間的染色質(zhì)量的重現(xiàn)性是至關(guān)重要的,徹底改變不重視小樣、中樣試驗(yàn),而在大生產(chǎn)中不停的調(diào)色、修色等落后管理模式。
?、艑?shí)驗(yàn)室的工作定位,實(shí)驗(yàn)室的工作不是從實(shí)驗(yàn)室傳遞到大生產(chǎn),而是在實(shí)驗(yàn)室里模似大生產(chǎn),即大生產(chǎn)--實(shí)驗(yàn)室的高重現(xiàn)性,應(yīng)該做到,實(shí)驗(yàn)室→實(shí)驗(yàn)室打樣工作的重現(xiàn)性+染廠→染廠染色質(zhì)量的重現(xiàn)性=實(shí)驗(yàn)室→工藝的傳遞性。
實(shí)驗(yàn)室的工作定位如下:
3.1為客戶服務(wù)
染化料劑應(yīng)用性能檢測與分析試驗(yàn)篩選,前處理、染色、后處理、打樣分析,打樣要求一次準(zhǔn)確性、快速反應(yīng)。
3.2與大生產(chǎn)接口
3.2.1被染物成分的分析與檢測,定性定量分析、驗(yàn)證。被染物批號變化后的試驗(yàn)分析。
3.2.2試驗(yàn)各項(xiàng)工藝參數(shù)對染色質(zhì)量的影響,為中性鹽、固色堿、PH值、溫度、時間、浴比,為達(dá)到客戶染色質(zhì)量要求而篩選出的具體工藝參數(shù),擬定工藝配方,提供小樣、中樣到大樣的染色及質(zhì)量檢測的各種數(shù)據(jù),為制定一次準(zhǔn)確化染色的工藝提供真實(shí)可靠的數(shù)據(jù)。
3.2.3控制
前處理、染色中間環(huán)節(jié)的檢測,如氧漂的PH值,H2O2的分解百分率、染色時加鹽后染浴中鹽的濃度,加堿固色時染浴的PH值。
最終檢測染色各項(xiàng)質(zhì)量指標(biāo)的檢測。
4前處理工藝設(shè)計(jì)與要求
為保證染色質(zhì)量的重現(xiàn)性,首先要做到前處理質(zhì)量的重現(xiàn)性、針織坯布、紗線的前處理一般采用氧漂,氧漂的質(zhì)量必須做到勻、透、凈,且不損傷纖維強(qiáng)力,同時要做到簡、短、省。傳統(tǒng)的氧漂工藝采用燒堿易造成染疵的潛在因素很多,如被漂物易吸收堿液不均勻,漂后燒堿難以清洗干凈,氧漂時燒堿的作用易使被漂物降強(qiáng)、失重高、手感差、單面布易起折皺,還影響氨綸纖維的彈性強(qiáng)力,特別是由于操作加燒堿等操作不一樣,工藝質(zhì)量的重現(xiàn)性就差。為達(dá)到一次準(zhǔn)確化染色,前處理的工藝設(shè)計(jì)必須做到高度的重現(xiàn)性,如采用非燒堿的氧漂特效助劑+H2O2進(jìn)行高溫速漂或98℃氧漂等工藝的應(yīng)用。
4.1氧漂工藝設(shè)計(jì)
4.1.1被漂物
純棉、滌/棉、棉/氨綸、麻/棉、亞麻、大麻、棉/莫代爾、天絲/棉、竹纖維/棉、棉/大豆纖維、棉/甲殼素纖維等針織坯布、全成形針織內(nèi)衣、筒子紗。
4.1.2工藝流程
被漂物→氧漂→排液→{→酸洗→/→熱水洗→}→排液→酶脫氧→染色
4.1.3工藝處方:
氧漂特效助劑197:2.5~3g/L
H2O2(27.5%):5~7ml/L
浴比:1:6~1:12
溫度與時間:98℃~100℃,保溫40~45分鐘
或110℃,保溫15~20分鐘
或120℃,保溫10~15分鐘
或130℃,保溫3~5分鐘
4.1.4注意事項(xiàng):
棉與甲殼素纖維混紡產(chǎn)品,漂白溫度宜在75~80℃;
棉與氨綸交織產(chǎn)品,最高溫度不宜超過105℃,含有大豆纖維的產(chǎn)品漂白溫度不宜超過90℃;
酸洗:冰醋酸0.4~0.5%(o.w.f),50~60℃,10~15分鐘;
熱水洗:70℃,洗15分鐘;
酶脫氧:脫氧酶181,0.05ml/L~0.07ml/L,PH6~7,40℃,10分鐘;
若使用水質(zhì)硬度超過250ppm,且水管有銹蝕,宜加0.5~1%多價螯合劑130;
若被漂物上針織機(jī)油沾污嚴(yán)重,可加1%除油劑147;
5染色工藝設(shè)計(jì)與技術(shù)管理
為做到一次準(zhǔn)確化染色,染色工藝的設(shè)計(jì)和工藝技術(shù)管理是起決定作用的。染色工藝設(shè)計(jì)應(yīng)包括被染物纖維成分、紗支、捻度、坯布織物組織、幅寬、干重、密度、使用的染料、助劑、水質(zhì)、前處理坯布質(zhì)量情況、使用的染機(jī)種類、泵流量、揚(yáng)程、布轉(zhuǎn)速、被染物與染液之間的交換比、客戶對被染物的各種染色質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)等因素進(jìn)行定性、定量分析。擬定小樣試驗(yàn)工藝,對染色小樣、中樣準(zhǔn)確的試驗(yàn)與檢測,使這項(xiàng)工作建立一個科學(xué)的工作程序,按已制定的各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行全過程系統(tǒng)化統(tǒng)籌安排,做到在先進(jìn)的染整理論和科學(xué)的技術(shù)管理方法指導(dǎo)下分工合作的有效實(shí)踐。
5.1染色用水標(biāo)準(zhǔn)的制定與檢驗(yàn)控制管理
為做到一次準(zhǔn)確化染色,必須制定漂染用水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),并建立管理制度,天天檢測公布,要有效控制在標(biāo)準(zhǔn)之內(nèi)。水質(zhì)硬度高,氧漂時易產(chǎn)生鈣鎂沉淀物粘附被漂物上,手感粗硬,影響白度、手感,染色時使浮色染料的水溶性基因形成難溶于水的色淀,影響浮色的去除。另外硬水中的Ca2+、Mg2+離子與染料分子上的磺酸根離子反應(yīng),轉(zhuǎn)變?yōu)椴蝗苡谒幕撬徕}和磺酸鎂,減弱了染料的親水性,使染料不易溶角和擴(kuò)散,水洗時浮色不易洗凈,且硬水中的Ca2+、Mg2+離子反應(yīng)生成CaCo3、MgCo3等不溶性物質(zhì)與染料結(jié)合形成色淀沉積在織物表面,造成被染物手感粗糙,影響染色牢度。
由此可見,從前處理到染色,皂洗等濕處理全過程,必須使用合乎標(biāo)準(zhǔn)要求的水質(zhì),這是做到一次準(zhǔn)確化染色的必備條件之一。
5.2染料的選用與有效管理
棉纖維及其混紡,交織針織物大多采用活性染料染色,活性染料染色做到一次準(zhǔn)確化染色的難度也最大,現(xiàn)許多針織染廠設(shè)有對色(對板)的工程師,核對染畢的布與客戶確認(rèn)色樣之間的色差,寫出修色、套色處方,有時一缸布,要回修多次,造成了極大的浪費(fèi),所以必須改變這種被動的染色工藝設(shè)計(jì)與管理的現(xiàn)狀。由于活性染料的品種繁多,各廠生產(chǎn)的染料質(zhì)量相差很大,有時同批號的染料色光也有差別,所以正確選用符合染色質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的染料是一次準(zhǔn)確化染色的重要條件之一。
5.2.1選用活性染料的基本原則如下:
?、龠x用雙活性基和多活性基的染料料
均三嗪類活性染料與纖維素纖維反應(yīng)形成酯鍵、耐酸穩(wěn)定性差,乙烯砜類活性染料與纖維素纖維反應(yīng)以醚鍵結(jié)合耐堿性差,而雙活性基團(tuán)和多活性基團(tuán)的活性染料耐酸、耐堿的穩(wěn)定性提高,而且上染百分率和固色百分率比單活性基的要高近20%,在目前,能滿足染色質(zhì)量的要求。
?、谶x用直接性適宜的活性染料
活性染料的直接性太高,如乙烯砜基活性染料,則擴(kuò)散性能差,染料易聚集在被染物表面,不易向纖維內(nèi)部擴(kuò)散和轉(zhuǎn)移,易造成浮色多、難以清洗干凈,影響色牢度,但直接性也不能太低以影響固色率,所以活性染料的直接性以中等為好,直接性的大小可由染料供應(yīng)商提供的染料技術(shù)數(shù)據(jù)和從活性染料染色特征值SERF值及滲圈試驗(yàn)中測得。
③選用固色率高的染料
固色率高的染料浮色少,固色率>80%,染后浮色量相對較少,有利于去除浮色,固色率F<70%,最終上染率E-固色率F>15%的活性染料,其浮色很難清除,不適于染中深色。
?、苓x用提升力高的染料
染色工藝設(shè)計(jì),染料用量一般不宜超過染色飽和值的10%,過量的染料不能上染和固色,附在被染物表面,影響被染物的濕摩擦牢度,染深濃色務(wù)必選用高吸盡率,高固色率和高提升力的染料,如雙活性基和多活性基的染料。
5.2.2染料的有效管理
活性染料易吸濕水解,降低力份,造成得色量低影響缸差,為一次準(zhǔn)確化染色、染料的存放管理至關(guān)重要。南方夏季長、高溫高濕、宜建立恒溫恒濕庫房,開桶和沒開桶應(yīng)分開存放,化驗(yàn)室打樣用染料應(yīng)每天從庫房須取,存放時間應(yīng)明確規(guī)定,進(jìn)行入庫時間記錄。淺三元染料,應(yīng)建議染料供應(yīng)商提供1~5kg的小包裝?;蚍职b到大的磨口玻璃瓶內(nèi)存放。
5.2.3助劑的選用
?、賱蛉緷B透劑的選用
雖然活性染料勻染性較好,但為了增加勻染的安全系數(shù),特別是一些厚重緊密的被染物,還是應(yīng)加入滲透勻染劑,提高染液的擴(kuò)散性能和滲透性能,使染料離子更容易穿過擴(kuò)散邊界層進(jìn)入纖維內(nèi),避免染料分子過多聚集在被染物表面形成浮色,提高上染百分率,在染液中加入0.5~1g/L滲透勻染劑121,染料用量可減少5~10%,而染色深度相同,染色牢度好,這也是一次準(zhǔn)確化染色的工藝設(shè)計(jì)不可忽視的因素之一。
?、谠硐磩┑倪x用
去浮色好的皂洗劑,能有效地增加與未固著染料親和并形成膠束,降低未固著染料與被染物的親和力、增大未固著染料與水的接觸機(jī)會,形成內(nèi)核使染染料膠束穩(wěn)穩(wěn)地分散在皂洗液中。
中性螯合分散皂洗劑1546,分散性能A,去除浮色徹底且無泡沫,切勿選用堿性的皂洗劑易改變色光得色淺。
?、酃躺珓┑倪x用
優(yōu)良的無甲醛固色劑可提高活性染料染色織物濕摩擦牢度0.5~1級,固色劑是一種能成膜的高分子化合物,帶有-OH、-NH2的聚氨酯或有機(jī)硅、并有交聯(lián)劑與高分子聚合物交聯(lián),使其具有快速成膜和有耐久性能,不色變、不泛黃、不降低日曬牢度,并可使被染物手感滑爽、降低表面摩擦系數(shù),提高被染物的服用性能。
④柔軟劑的選用
陽離子柔軟劑雖然使被染物手感柔軟,但有些易改變色光,萬一需修色,很難清除干凈,造成修色極為困難,陰離子柔軟劑雖然價格高一些(相對陽離子),但不會改變色光而且無氣味,不影響被染物的吸水性,中、高檔的產(chǎn)品宜選用陰離子柔軟劑。
⑤中性電解質(zhì)、固色用純堿的質(zhì)量要求
要求元明粉,食鹽中不含Ca2+、Mg2+離子,電解質(zhì)質(zhì)量的檢測方法如下:配制90g/L的食鹽或元明粉的溶液(食鹽用25℃,元明粉40℃)加入20g/L純堿,如溶液混濁或產(chǎn)生沉淀,則表明Ca2+、Mg2+雜質(zhì)存在?;钚匀玖瞎躺脡A劑,純堿、磷酸三鈉或燒堿要合乎純凈的質(zhì)量要求。固色時加堿10分鐘后測染液PH值,PH值應(yīng)為10.8~11.0(冷卻至20℃測定),染色結(jié)束時,染浴的最終PH值應(yīng)為10.6~11.0。
5.4染機(jī)的選用
染機(jī)是一次準(zhǔn)確化染色的重要因素之一,目前國內(nèi)各廠使用的染機(jī)主要是溢流機(jī)和氣流機(jī),有單噴嘴和雙噴嘴及多噴嘴的,為進(jìn)一步保證一次準(zhǔn)確化染色,染機(jī)應(yīng)采用計(jì)算機(jī)控制和人機(jī)界面,觸摸屏操作等現(xiàn)代化控制技術(shù)。各項(xiàng)工藝參數(shù)能進(jìn)行在線檢測,控制和顯示,向智能化方向發(fā)展。
氣流染色機(jī)采用空氣動力學(xué)原理,用壓力空氣來優(yōu)化溢流染機(jī)的染色效果,采用較低的浴比,和常規(guī)染機(jī)相比可減少50%的耗水量,明顯減少染化料用量,節(jié)能降耗,坯布所受強(qiáng)力低,減少折痕,明顯改善勻染和織物手感,染色的一次準(zhǔn)確性和重現(xiàn)性好。
目前推出的“雙緩流”(TSF)染色機(jī),采用高流量,低壓力的蝸輪泵,噴嘴可達(dá)Ф140mm,壓力在0.18巴,布速280m/min,進(jìn)行柔和染色,被染物不會產(chǎn)生磨毛,起球,折痕,并減少強(qiáng)力拉伸,易勻染,該機(jī)裝有內(nèi)部全自動相互監(jiān)控(T.I.C)系統(tǒng),具有不停“自行思考”的功能,監(jiān)控工藝時間和水耗狀況,可以在坯布不停車的情況下進(jìn)行氧漂、染色、水洗和柔軟的全過程運(yùn)行,該機(jī)能滿足一次準(zhǔn)確化染色的工藝質(zhì)量要求。
5.5染色工藝條件的試驗(yàn)與優(yōu)選
為達(dá)到一次準(zhǔn)確化染色,必須在多次試驗(yàn)的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)染色工藝條件,如染色溫度、促染劑、勻染劑用量,固色劑用量和固色PH值、浴比、布速、泵流量、染色時間等等。
一般雙活性基或多活性基、及乙烯砜活性基的染料為達(dá)到一次準(zhǔn)確化染色宜選用常溫預(yù)加鹽堿工藝。
在30℃,將全部鹽和1/3純堿(約5g/L)加入染機(jī),循環(huán)10分鐘,使被染物吸勻鹽、堿后,再用10min,緩緩加入染料,運(yùn)轉(zhuǎn)10分鐘后,用1℃/min的速率升溫至50℃(乙烯砜染料)或60℃(雙活性基染料),保溫20min后進(jìn)行第二次加堿,剩余2/3純堿用10min加完,再保溫30min染色后排液、冷水洗。
染翠蘭G、黃4G等染料可在30℃將全部鹽、堿加入染機(jī),循環(huán)10min后,然后10min內(nèi)加入染料再用30min升至80℃,保溫60min。
采用鹽堿的工藝、勻染性好,得色量高,染色時間短,在常溫時將鹽和1/3純堿加入染機(jī)后,在沒有染料的情況下,被染物均勻吸附鹽和堿,消除纖維上的負(fù)電荷和使纖維中的部分羥基電離,然后緩緩加入染料,產(chǎn)生染料的吸附、擴(kuò)散、上染和鍵合固色,但由于溫度低,PH值低,所以初染率低,固色速率低,邊上染、邊固色、達(dá)到勻染的效果,通過升溫來提高上染百分率和固色百分率,但上染和固色有較大提高后,再第二次加堿固色,提高染浴的PH值,增加了固色百分率,整個染色過程分步升溫,分二次加堿,可減少染料的水解,增加得色量、對于用鹽、堿量大的濃深色產(chǎn)品使加鹽更為方便,便于工藝控制。
染后需立即洗除鹽、堿、助劑、未固色的浮色,水洗不及時,不凈,會產(chǎn)生色花和色牢度差等染疵。水洗時宜先用冷水,再用溫水,后用熱水洗凈鹽、堿后才可皂煮。
6結(jié)論:
針織物一次準(zhǔn)確化染色的工藝設(shè)計(jì)和技術(shù)管理是一項(xiàng)項(xiàng)綜合性的多因素的系統(tǒng)工程,這項(xiàng)工程是工藝研究和技術(shù)管理的有機(jī)結(jié)合,染色工作者和技術(shù)管理工作者、必須從漂染加工的全過程來分析研究、影響染色質(zhì)量的全部因素、建立一套完整的標(biāo)準(zhǔn)體系、接受新的漂染理論、大膽創(chuàng)新、不斷改革舊工藝,從前處理工藝設(shè)計(jì)做起,必須選用質(zhì)量可靠的染料助劑,簡化工藝、進(jìn)行過程控制和檢測不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn),設(shè)計(jì)制定出一套合理的工藝和標(biāo)準(zhǔn),真正做到一次準(zhǔn)確化染色。