Nylon je obchodný názov pre syntetické polyamidové vlákna. Nylon 6 a Nylon 66 sa najčastejšie používajú v textilných aplikáciách. Nylonová makromolekula primárne pozostáva z troch častí: hydrofóbneho metylénového segmentu, hydrofilných amidových skupín a koncových amino a karboxylových skupín. Napriek nízkemu obsahu aminokyselín má nylon vo svojom molekulovom reťazci množstvo metylénových skupín, ktoré sú schopné vytvárať van der Waalsove sily a vodíkové väzby s farbivami. V dôsledku toho môže byť nylon zafarbený nielen prostredníctvom iónovej väzby s aniónovými farbivami, ale aj prostredníctvom silných van der Waalsových interakcií s farbivami. Hoci nylon 6 a nylon 66 vykazujú menšie rozdiely v molekulárnej štruktúre a vlastnostiach farbenia, ich farbenie a dokončovacie procesy sú identické.
Vďaka vývoju trhu a pokrokom v technológii pradenia teraz väčšina nylonových tkanín obsahuje elastické vlákna (spandexová priadza) na zvýšenie odolnosti proti oderu a pružnosti, čo ešte viac komplikuje proces farbenia a konečnej úpravy nylonových tkanín.
1. Vodorovné pruhy
Analýza príčin:
Rozdiely v chemických alebo fyzikálnych vlastnostiach nylonových vlákien na tkanine:
Fyzikálne variácie priadze, vrátane rozdielov v počte priadze, počte vlákien na priadzu alebo jemnosti vlákna, ako aj variácie v zvlnení na koncoch jednotlivých vlákien alebo v zvlnení na koncoch viacerých vlákien v priadzi.
Chemické rozdiely vyplývajú z variácií v obsahu aminokyselín vo vlákne, ktoré môžu vzniknúť počas extrúzie zvlákňovacej trysky, tepelného ťahania alebo procesu krútenia. Príklady zahŕňajú makromolekulárne štrukturálne nehomogenity vyvinuté počas spracovania nylonového vlákna, ako sú rozdiely v kryštalinite, orientácii alebo štruktúre jadra -obalu.
Riešenia:
(1) Posilnite kontrolu greige tkaniny. Pre látky s variáciami ich vyberte pre svetlé farby, prírodnú bielu alebo žiarivo bielu.
(2) Vyberte farbivá s dobrými krycími a vyrovnávacími vlastnosťami. Disperzné farbivá ponúkajú vynikajúce pokrytie a vyrovnávanie v porovnaní s kyslými farbivami; zvážiť začlenenie časti disperzných farbív.
2. Farebné melírovanie spôsobené ponorným farbením
Analýza príčin:
Nylon obsahuje relatívne málo koncových aminoskupín a má nízku hodnotu nasýtenia. Keď sa pri kombinovanom farbení použijú dve alebo viac farbív, nastáva súťaž o farbenie miest-jav známy ako konkurenčné farbenie. Ak vybrané farbivá vykazujú významné rozdiely v rýchlosti vychytávania farbiva a afinite, výsledné odtiene vlákna sa budú značne líšiť počas rôznych časov farbenia. To vedie k farebným rozdielom medzi vzorkami a zlej reprodukovateľnosti.
Riešenie:
Vyberte sériu farbív s podobnými krivkami farbenia a afinitou, dobrou kompatibilitou a vhodnosťou pre výrobné stroje. Zvládnite farbiace vlastnosti rôznych farbív. Pri výbere farbiacich materiálov komplexne zvážte faktory, ako je rýchlosť absorpcie farbiva, krivka farbenia, egalizačné vlastnosti, stálofarebnosť a citlivosť na teplotu a egalizačné činidlá.
(1) Dôkladne zvážte kompatibilitu farbív
Pri miešaní viacerých farbív na farbenie vyberte vhodné farbivá a starostlivo kontrolujte ich množstvo. Vo všeobecnosti uprednostňujte farbivá z rovnakej série od rovnakého výrobcu. Ak je potrebné kombinovať farbivá od rôznych výrobcov, vyberte tie s podobnými krivkami farbenia, porovnateľnými počiatočnými teplotami farbenia a podobnou citlivosťou na teplotu a vyrovnávacie činidlá, aby sa minimalizovalo konkurenčné farbenie.
(2) Všimnite si rozdiely v konkurencii farbív medzi malými a veľkými-vzorkami
Niektoré farbivá vykazujú zanedbateľnú konkurenciu pri farbení v malom-meradle, no odhaľujú významné problémy pri-výrobe vo veľkom. Napríklad pri výrobe jazernej zelenej a pávie modrej môže kombinácia Acid Blue 10 s Acid Yellow 10 spôsobiť takéto problémy. K tomu dochádza, pretože Acid Blue 10 má väčšiu molekulárnu štruktúru, čo vedie k výrazne odlišnej krivke farbenia v porovnaní s Acid Yellow 10, čo vedie ku konkurenčnému farbeniu. Prechod na Acid Blue 10 v kombinácii s Acid Green 10 (ktorá má žltkastý odtieň) do značnej miery rieši problém konkurenčného farbenia.
3. Farebné melírovanie spôsobené podmienkami procesu
Farbenie nylonu vyžaduje mimoriadne presné riadenie procesu. Podmienky procesu významne ovplyvňujú farebný tón a jednotnosť farbenia farbených produktov, pričom faktory ako teplota a úroveň pH priamo ovplyvňujú kvalitu produktu.
Neoptimalizované procesy často vedú k problémom, ako je nerovnomerné farbenie, farebné melírovanie, farebné pruhy, farebné variácie a slabá farebná stálosť.
(1) Riadenie počiatočnej teploty farbenia a rýchlosti ohrevu
Nylon je termoplastické vlákno, takže rýchlosť jeho farbenia je výrazne ovplyvnená teplotou. Teplota farbenia musí prekročiť teplotu skleného prechodu vlákna (35–50 stupňov). Nylonové vlákna začínajú absorbovať farbivo pri 40 stupňoch. So zvyšujúcou sa teplotou sa absorpcia farbiva zrýchľuje, pričom proces je z veľkej časti ukončený o 100 stupňov. Hoci farbenie je v podstate ukončené pri 100 stupňoch, ďalšie zahrievanie uľahčuje migráciu farbiva, čím sa zvyšuje jednotnosť farieb. Nesprávna regulácia rýchlosti ohrevu však môže ľahko spôsobiť nerovnomerné vyfarbenie.
Vplyv teploty na rýchlosť príjmu farbiva sa tiež líši v závislosti od konkrétneho farbiva. Pri vyrovnávacích farbivách sa rýchlosť absorpcie postupne zvyšuje so zvyšujúcou sa teplotou. V prípade farbív odolných voči zmršťovaniu- sa miera absorpcie začne rýchlo zvyšovať, keď teplota stúpne nad 60 stupňov . Najmä v rozsahu 65 – 85 stupňov je pre úspešné farbenie nylonu kritická kontrola rýchlosti ohrevu. Nesprávna kontrola môže viesť k rýchlej absorpcii farby, nízkej odolnosti voči migrácii, nerovnomernému rozloženiu farieb a ťažkostiam pri oprave defektov. Pri farbení nylonu farbivami odolnými proti zrážaniu by mala byť počiatočná teplota farbenia izbová teplota. V rozsahu 65–85 stupňov prísne kontrolujte rýchlosť ohrevu na približne 1 stupeň/min, pridajte vyrovnávaciu látku a použite postupný spôsob ohrevu. Následne zvýšte teplotu na 95–98 stupňov a udržiavajte ju 45–60 minút.
Okrem toho sa farbiaci výkon tohto vlákna mení v závislosti od podmienok tepelného spracovania pred farbením. Rýchlosť absorpcie farbiva výrazne klesá na vláknach, ktoré prešli suchým tepelným vytvrdzovaním.
(2) Kontrola hladín pH
Počas farbenia nylonových vlákien, keď je pH farbiaceho kúpeľa relatívne vysoké, je príjem farbiva minimálny. Až potom, čo pH klesne na určitú hodnotu, začne sa vstrebávanie farbiva, ktoré rýchlo dosiahne nasýtenie. Ďalšie zníženie pH nevedie k žiadnemu významnému zvýšeniu absorpcie. Keď sa však pH zníži na 3, absorpcia farbiva sa prudko zvýši, čo naznačuje super-ekvivalentnú adsorpciu.
Nylonové vlákna farbené za podmienok extrémne nízkeho pH sú tiež náchylné na hydrolýzu. Najmä potom, čo dôjde k super{1}}ekvivalentnej adsorpcii, sa pH vnútri vlákna zníži ako pH roztoku, čím sa urýchli hydrolýza. Hydrolýza vytvára ďalšie aminoskupiny, čím sa zvyšuje prístupnosť vlákna a umožňuje mu adsorbovať viac farbiva, čím sa zvyšuje pravdepodobnosť nerovnomerného zafarbenia. Preto na základe skutočných podmienok môže vhodné zvýšenie pH znížiť farebné pruhy.
Pri farbení nylonu slabo kyslými farbivami: - V prípade svetlých odtieňov upravte pH na 6–7 (nastaviteľné pomocou stabilizátora farbenia M-215) a zvýšte dávkovanie vyrovnávacieho činidla, aby sa zvýšila rovnomernosť farbenia a zabránilo sa škvrnitosti. Vyhnite sa však príliš vysokému pH, aby ste predišli matným farebným tónom. Pri tmavých odtieňoch udržujte pH 4–6 (nastaviteľné stabilizátorom farbenia M-215). Počas fázy udržiavania tepla pridajte vhodné množstvo kyseliny octovej, aby ste znížili pH a podporili príjem farbiva.
(3) Venujte pozornosť výberu a dávkovaniu vyrovnávacích prostriedkov
Vzhľadom na slabé vyrovnávacie a krycie vlastnosti nylonu počas farbenia možno vyrovnávacie prostriedky použiť buď súčasne s farbivami vo farbiacom kúpeli, alebo ich použiť ako pred-úpravu nylonových vlákien. Aniónové vyrovnávacie činidlá disociujú na záporné ióny vo farbiacom kúpeli, prenikajú do vlákna, aby spočiatku obsadili obmedzené miesta farbenia na nylonových vláknach. Ako teplota počas farbenia stúpa, tieto ióny sú postupne nahradené molekulami farbiva, čím sa spomaľuje rýchlosť viazania farbiva-na vlákna a dosahuje sa rovnomerné farbenie. Neiónové vyrovnávacie činidlá vytvárajú vodíkové väzby s farbivami v kúpeli, potom sa počas farbenia postupne rozkladajú a uvoľňujú molekuly farbiva, ktoré sú adsorbované vláknom.
Pridanie vyrovnávacích činidiel výrazne zlepšuje rovnomernosť farbenia a schopnosť pretlače. Zvýšenie ich koncentrácie však znižuje rýchlosť absorpcie farbiva, čo vedie k rôznym stupňom zníženej miery vyčerpania. Preto by použitie vyrovnávacieho prostriedku nemalo byť nadmerné. Je to preto, že okrem podpory rovnomerného zafarbenia vykazujú vyrovnávacie prostriedky počas procesu aj efekty blokujúce farbivo-. Nadmerné používanie vyrovnávacích činidiel znižuje rýchlosť absorpcie farbiva kyslými farbivami, zvyšuje koncentráciu zvyškového roztoku farbiva a spôsobuje farebné rozdiely medzi vzorkami a zlú reprodukovateľnosť. Vo všeobecnosti sa pre svetlé farby používajú vyššie hladiny vyrovnávacích prostriedkov, zatiaľ čo pre tmavé farby postačujú nižšie množstvá.
(4) Žltnutie
Svetlé-nylonové tkaniny často vykazujú lokálne, mierne žltnutie počas skladovania a prepravy, čo ovplyvňuje vzhľad a kvalitu tkaniny.
Analýza príčin:
Kontaminanty na plastových obalových vreckách chemicky reagujú s BHT (butylovaný hydroxytoluén) v nylone, čo spôsobuje farebné zmeny a vedie k žltnutiu.
Použitie činidiel proti-fenolovému žltnutiu pri farbení alebo natieraní.
Záver
Stručne povedané, výsledky farbenia nylonových vlákien sú ovplyvnené mnohými faktormi. Preto je počas praktických operácií nevyhnutné vybrať vhodné farbivá, pomocné látky, pred-procesy nastavenia a optimálne podmienky farbenia-vrátane pH, teploty a trvania-na základe konkrétnych požiadaviek na farbenie. Jedine komplexným zvážením a vyvážením týchto faktorov možno dosiahnuť vynikajúcu jednotnosť farbenia.
