نایلون نام تجاری الیاف پلی آمید مصنوعی است. نایلون 6 و نایلون 66 بیشترین استفاده را در کاربردهای نساجی دارند. ماکرومولکول نایلونی عمدتاً از سه بخش تشکیل شده است: یک بخش متیلن آبگریز، گروه های آمید آبدوست و گروه های آمینه و کربوکسیل انتهایی. علیرغم محتوای کم آمینو، نایلون دارای گروه های متیلن متعددی در طول زنجیره مولکولی خود است که قادر به تشکیل نیروهای واندروالس و پیوندهای هیدروژنی با رنگ ها هستند. در نتیجه، نایلون را می توان نه تنها از طریق پیوند یونی با رنگ های آنیونی، بلکه از طریق برهمکنش های قوی واندروالسی با رنگ ها، رنگ آمیزی کرد. اگرچه نایلون 6 و نایلون 66 تفاوت های جزئی در ساختار مولکولی و خواص رنگرزی از خود نشان می دهند، فرآیندهای رنگرزی و تکمیل آنها یکسان است.
با توجه به توسعه بازار و پیشرفت در فناوری ریسندگی، اکثر پارچه های نایلونی در حال حاضر از الیاف الاستیک (نخ اسپندکس) برای افزایش مقاومت در برابر سایش و انعطاف پذیری استفاده می کنند که فرآیندهای رنگرزی و تکمیل پارچه های نایلونی را پیچیده تر می کند.
1. راه راه افقی
تجزیه و تحلیل علت:
تفاوت در خصوصیات شیمیایی یا فیزیکی الیاف نایلون روی پارچه:
تغییرات فیزیکی در نخ، از جمله تفاوت در تعداد نخ، تعداد الیاف در هر نخ، یا ظرافت الیاف، و همچنین تغییرات در چینخوردگی در انتهای الیاف جداگانه یا چینخوردگی در انتهای الیاف متعدد درون نخ.
تفاوت های شیمیایی ناشی از تغییرات در محتوای آمینو فیبر است که ممکن است در طی فرآیندهای اکستروژن اسپینر، کشش حرارتی یا پیچش ایجاد شود. مثالها شامل ناهمگونیهای ساختاری ماکرومولکولی است که در طی پردازش الیاف نایلون ایجاد شدهاند، مانند تفاوت در کریستالی، جهتگیری یا ساختار هسته-.
راه حل ها:
(1) بازرسی پارچه گریژ را تقویت کنید. برای پارچه هایی با تنوع، آنها را برای رنگ های روشن، سفید طبیعی یا سفید روشن انتخاب کنید.
(2) رنگ هایی را با خاصیت پوشش دهی و تراز خوب انتخاب کنید. رنگهای پراکنده پوشش و تراز بهتری نسبت به رنگهای اسیدی دارند. ترکیب بخشی از رنگ های پراکنده را در نظر بگیرید.
2. لکه های رنگی ناشی از رنگرزی غوطه وری
تجزیه و تحلیل علت:
نایلون حاوی نسبتاً کمی گروه های آمینه انتهایی است و ارزش اشباع کمی دارد. هنگامی که دو یا چند رنگ در رنگرزی ترکیبی استفاده می شود، رقابت برای مکان های رنگرزی-پدیده ای به نام رنگرزی رقابتی رخ می دهد. اگر رنگ های انتخاب شده تفاوت های قابل توجهی در میزان جذب رنگ و میل ترکیبی از خود نشان دهند، سایه های الیاف حاصل در طول زمان های مختلف رنگرزی به طور قابل توجهی متفاوت خواهد بود. این منجر به تفاوت رنگ بین نمونه ها و تکرارپذیری ضعیف می شود.
راه حل:
سری رنگ هایی با منحنی های رنگرزی و میل ترکیبی مشابه، سازگاری خوب و مناسب برای ماشین آلات تولیدی انتخاب کنید. تسلط بر خواص رنگرزی رنگ های مختلف. هنگام انتخاب مواد رنگزا، عواملی مانند سرعت جذب رنگ، منحنی رنگرزی، خواص تراز، عملکرد پایداری رنگ و حساسیت به دما و عوامل تراز کننده را به طور جامع در نظر بگیرید.
(1) سازگاری رنگ را کاملاً در نظر بگیرید
هنگام مخلوط کردن چندین رنگ برای رنگرزی، رنگ های مناسب را انتخاب کرده و مقدار آنها را به دقت کنترل کنید. به طور کلی، رنگ های یک سری توسط همان سازنده را در اولویت قرار دهید. اگر رنگهای تولیدکنندگان مختلف باید با هم ترکیب شوند، آنهایی را انتخاب کنید که منحنیهای رنگرزی مشابه، دمای رنگآمیزی اولیه قابل مقایسه، و حساسیت مشابه به دما و عوامل سطحکننده دارند تا رنگرزی رقابتی به حداقل برسد.
(2) به تفاوتها در رقابت رنگ بین نمونههای کوچک و بزرگ- توجه کنید
برخی از رنگها در هنگام رنگرزی در مقیاس کوچک رقابت ناچیزی از خود نشان می دهند، اما مشکلات قابل توجهی را در تولید-در مقیاس بزرگ نشان می دهند. به عنوان مثال، هنگام تولید سبز دریاچه ای و آبی طاووسی، ترکیب اسید آبی 10 با اسید زرد 10 می تواند چنین مسائلی را ایجاد کند. این به این دلیل است که اسید آبی 10 ساختار مولکولی بزرگ تری دارد و در نتیجه منحنی رنگرزی بسیار متفاوتی در مقایسه با اسید زرد 10 دارد که منجر به رنگرزی رقابتی می شود. تغییر رنگ اسید آبی 10 همراه با اسید سبز 10 (که رنگ مایل به زرد دارد) تا حد زیادی مشکل رنگرزی رقابتی را حل می کند.
3. لکه های رنگی ناشی از شرایط فرآیند
رنگرزی نایلون به کنترل فرآیند بسیار دقیق نیاز دارد. شرایط فرآیند به طور قابل توجهی بر تن رنگ و یکنواختی رنگرزی محصولات رنگ شده تأثیر می گذارد، با عواملی مانند دما و سطح pH که مستقیماً بر کیفیت محصول تأثیر می گذارد.
فرآیندهای بهینه نشده اغلب منجر به مشکلاتی مانند رنگرزی ناهموار، لکه های رنگی، رگه های رنگی، تنوع رنگ و ثبات رنگ ضعیف می شوند.
(1) کنترل دمای اولیه رنگرزی و نرخ گرمایش
نایلون یک الیاف ترموپلاستیک است، بنابراین میزان رنگرزی آن به طور قابل توجهی تحت تأثیر دما است. دمای رنگرزی باید از دمای انتقال شیشه فیبر (35 تا 50 درجه) بیشتر باشد. الیاف نایلون در دمای 40 درجه شروع به جذب رنگ می کنند. با افزایش دما، جذب رنگ تسریع میشود و فرآیند تا حد زیادی تا 100 درجه تکمیل میشود. اگرچه رنگرزی اساساً در 100 درجه به پایان می رسد، گرمایش بیشتر مهاجرت رنگ را تسهیل می کند و یکنواختی رنگ را افزایش می دهد. با این حال، کنترل نادرست نرخ گرمایش به راحتی می تواند باعث رنگرزی ناهموار شود.
تأثیر دما بر میزان جذب رنگ نیز بسته به رنگ خاص متفاوت است. برای رنگ های تراز کننده، سرعت جذب به تدریج با افزایش دما افزایش می یابد. برای رنگهای مقاوم در برابر انقباض، سرعت جذب تنها با بالا رفتن دما از 60 درجه به سرعت شروع به افزایش میکند. به ویژه در محدوده 65 تا 85 درجه، کنترل نرخ حرارت برای رنگرزی موفق نایلون بسیار مهم است. کنترل نادرست ممکن است منجر به جذب سریع رنگ، مقاومت ضعیف در برابر مهاجرت، توزیع ناهموار رنگ و مشکل در تعمیر عیوب شود. هنگام رنگرزی نایلون با رنگهای مقاوم در برابر انقباض{9}، دمای اولیه رنگرزی باید دمای اتاق باشد. در محدوده 65 تا 85 درجه، سرعت گرمایش را به شدت تا حدود 1 درجه در دقیقه کنترل کنید، یک عامل تراز کننده اضافه کنید و از روش گرمایش گام به گام استفاده کنید. سپس دما را به 95-98 درجه برسانید و برای 45-60 دقیقه نگه دارید.
علاوه بر این، عملکرد رنگرزی این الیاف بسته به شرایط عملیات حرارتی قبل از رنگرزی متفاوت است. نرخ جذب رنگ در الیافی که تحت حرارت خشک قرار گرفته اند به طور قابل توجهی کاهش می یابد.
(2) کنترل سطوح pH
در طول رنگرزی الیاف نایلون، زمانی که PH حمام رنگ نسبتاً بالا است، جذب رنگ حداقل است. تنها پس از کاهش pH به یک مقدار مشخص، جذب رنگ شروع می شود و به سرعت به حالت اشباع می رسد. کاهش بیشتر pH باعث افزایش قابل توجهی در جذب نمی شود. با این حال، هنگامی که PH به 3 کاهش می یابد، جذب رنگ به شدت افزایش می یابد، که نشان دهنده جذب فوق العاده-معادل است.
الیاف نایلونی که در شرایط pH بسیار کم رنگ می شوند نیز مستعد هیدرولیز هستند. به خصوص پس از جذب فوق{1} معادل، pH داخل فیبر کمتر از محلول می شود و هیدرولیز را تسریع می کند. هیدرولیز گروههای آمینه اضافی تولید میکند، دسترسی به فیبر را افزایش میدهد و به آن اجازه میدهد رنگ بیشتری را جذب کند، در نتیجه احتمال رنگرزی ناهموار را افزایش میدهد. بنابراین، بر اساس شرایط واقعی، افزایش مناسب pH می تواند رگه های رنگ را کاهش دهد.
هنگام رنگرزی نایلون با رنگهای اسیدی ضعیف: - برای سایههای روشن، pH را روی 6 تا 7 کنترل کنید (قابل تنظیم با تثبیتکننده رنگرزی M-215) و برای افزایش یکنواختی رنگ و جلوگیری از خالخالی، دوز عامل تراز کننده را افزایش دهید. با این حال، برای جلوگیری از رنگ های کدر، از PH بیش از حد بالا اجتناب کنید. برای سایه های تیره، pH 4-6 را حفظ کنید (قابل تنظیم با تثبیت کننده رنگرزی M-215). در مرحله حفظ حرارت، مقدار مناسبی اسید استیک برای کاهش pH و افزایش جذب رنگ اضافه کنید.
(3) به انتخاب و دوز مواد تراز کننده توجه کنید
با توجه به تسطیح و پوشش ضعیف نایلون در حین رنگرزی، عوامل تراز کننده را می توان همزمان با رنگ ها در حمام رنگ استفاده کرد یا به عنوان پیش{0}}درمان الیاف نایلون استفاده کرد. عوامل تسطیح آنیونی در حمام رنگ به یون های منفی تجزیه می شوند و به فیبر نفوذ می کنند تا در ابتدا مکان های رنگ محدود روی الیاف نایلونی را اشغال کنند. با افزایش دما در حین رنگرزی، این یون ها به تدریج با مولکول های رنگ جایگزین می شوند و سرعت اتصال الیاف رنگ را کاهش می دهند و به رنگرزی یکنواخت می رسند. عوامل تراز کننده غیر یونی با رنگ های موجود در حمام پیوندهای هیدروژنی ایجاد می کنند، سپس به تدریج در طول رنگرزی تجزیه می شوند تا مولکول های رنگ آزاد شوند که توسط فیبر جذب می شوند.
افزودن مواد تراز کننده به طور قابل توجهی یکنواختی رنگرزی و قابلیت چاپ روی آن را بهبود می بخشد. با این حال، افزایش غلظت آنها نرخ جذب رنگ را کاهش می دهد و منجر به درجات مختلفی از کاهش نرخ فرسودگی می شود. بنابراین، استفاده از عامل تسطیح نباید بیش از حد باشد. این به این دلیل است که علاوه بر ترویج رنگرزی یکنواخت، عوامل تراز کننده همچنین اثرات مسدودکننده رنگ را در طول فرآیند نشان میدهند. استفاده بیش از حد از مواد تراز کننده، سرعت جذب رنگ رنگهای اسیدی را کاهش می دهد، غلظت محلول رنگ باقیمانده را افزایش می دهد و باعث تفاوت رنگ بین نمونه ها و تکرارپذیری ضعیف می شود. به طور کلی، سطوح بالاتر از مواد تراز کننده برای رنگ های روشن استفاده می شود، در حالی که مقادیر کمتر برای رنگ های تیره کافی است.
(4) زرد شدن
پارچههای نایلونی با{0} رنگ روشن اغلب زردی موضعی و ملایم در طول نگهداری و حمل و نقل نشان میدهند که بر ظاهر و کیفیت پارچه تأثیر میگذارد.
تجزیه و تحلیل علت:
آلاینده های کیسه های بسته بندی پلاستیکی با BHT (هیدروکسی تولوئن بوتیله) موجود در نایلون واکنش شیمیایی می دهند و باعث تغییر رنگ و در نتیجه زرد شدن می شوند.
استفاده از عوامل ضد{0}} زرد کننده فنل در فرآیندهای رنگرزی یا لایه برداری.
نتیجه گیری
به طور خلاصه، نتایج رنگرزی الیاف نایلون تحت تأثیر عوامل متعددی است. بنابراین، در طول عملیات عملی، انتخاب رنگهای مناسب، مواد کمکی، فرآیندهای قبل از تنظیم و شرایط بهینه رنگرزی-شامل pH، دما و مدت- بر اساس الزامات خاص رنگرزی ضروری است. تنها با در نظر گرفتن همه جانبه و متعادل کردن این عوامل می توان به یکنواختی عالی رنگرزی دست یافت.
