論述腈綸凝膠染色纖維方法

摘要：腈綸凝膠染色概述、染料選擇、染色配方使用說(shuō)明，實(shí)驗(yàn)室配方制作、工藝生產(chǎn)

一、凝膠染色概述

全世界染色的腈綸纖維產(chǎn)量已經(jīng)達(dá)到了每年約250萬(wàn)噸，其中的大部分即約70%是用常規(guī)染色。其余的大約20%是用凝膠染色。這種染色方式已經(jīng)超越其它的染色方法，其原因是批量的靈活性、成本的有效性和染色過(guò)程的環(huán)境最佳化。

目前凝膠染色的最小批量為3—8噸，平均批量為10—20噸。

凝膠染色與傳統(tǒng)的染色方法不同的一種特殊方法在于它是在纖維制造過(guò)程中連續(xù)進(jìn)行的，因此這種工藝需要特殊的條件和染料。

二、凝膠染色工藝的簡(jiǎn)單描述

這種工藝是在紡絲生產(chǎn)線(xiàn)上纖維絲束在膨脹狀態(tài)下即凝膠狀態(tài)下進(jìn)行染色，在DMAC濕法兩步法紡絲過(guò)程中，纖維實(shí)際上是在凝固浴中形成，并且其初始狀態(tài)是水合的即凝膠狀態(tài)。

大分子低的取向度給予纖維一種開(kāi)放的、多孔結(jié)構(gòu)，并且有一個(gè)大的內(nèi)在的空間即比表面積，這種比表面積是在凝膠染色中極端重要的因素。

凝膠染色纖維生產(chǎn)特點(diǎn)

--------染色在幾秒中時(shí)間內(nèi)完成

--------最小的附加能源消耗

--------較快的顏色變更

--------根據(jù)批量提高成本的有效性

--------環(huán)境最佳化的染色程序

--------較少的成本及設(shè)備投資

這些優(yōu)勢(shì)保證了最佳的質(zhì)量、環(huán)境保護(hù)的兼容性和成本較少的投資。

三、染料的選擇

為了保證可靠的質(zhì)量，DMAC濕法兩步法紡絲選用液體陽(yáng)離子染料。

MAXILON液體染料已經(jīng)優(yōu)化以滿(mǎn)足凝膠染色的具體要求。不象粉末狀染料，MAXILON液體染料不會(huì)有致命數(shù)量的電解質(zhì)（即芒硝或普通鹽）作為還原劑。這就使其能夠較迅速地達(dá)到染色平衡和所要求的色澤。因?yàn)楸苊饬穗娊赓|(zhì)的沉積物在纖維上形成，使后處理效果更佳。

此外，MAXILON液體染料能滿(mǎn)足凝膠染色的某些具體要求；除了通常的標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量控制以外，還測(cè)定了下列性質(zhì)：

----------粘度

----------比重

----------PH穩(wěn)定性

----------起泡沫性

----------腐蝕性

----------稀釋性

----------miscibility可混溶性

因此陽(yáng)離子染料不能簡(jiǎn)單地彼此混合在一起，即使使用相同的染料，即相同的IC數(shù)，也不能保證它們有相同的染色和生態(tài)/毒性的性質(zhì)。

四、選用燃料特點(diǎn)

MAXILON液體染料是按照ISO-9001生產(chǎn)和測(cè)試的。

由Ciba特種化工產(chǎn)品公司開(kāi)發(fā)的一個(gè)特殊工藝合理地幫助其達(dá)到進(jìn)一步的質(zhì)量改進(jìn)和優(yōu)惠的產(chǎn)品成本。

每一種產(chǎn)品都有以EU指南為基礎(chǔ)的安全數(shù)據(jù)書(shū)并且包含國(guó)際上批準(zhǔn)的產(chǎn)品安全數(shù)據(jù)。

批與批之間合理的染料質(zhì)量是達(dá)到可重現(xiàn)性的最重要的要求之一和生產(chǎn)中收到降低成本的結(jié)果的要求。

MAXILON液體染料的最重要的性能特點(diǎn)：

-----純凈的溶液 無(wú)沉淀、沉降、絮凝。

-----5--25℃下的儲(chǔ)存穩(wěn)定性 至少12個(gè)月

-----在冰點(diǎn)以下溫度的穩(wěn)定性 在結(jié)冰（-20℃）后能夠使用且無(wú)不良影響

-----閃點(diǎn) ≥ 100℃

-----醋酸含量 ≤30%

-----無(wú)有機(jī)溶劑 無(wú)異味

-----氯化物含量 ≤300mg/kg，對(duì)V4A/V2A鋼無(wú)腐蝕

-----對(duì)微生物有抵抗力 無(wú)降解

-----金屬含量 痕量

-----稀溶液的穩(wěn)定性 至少五天（50g/L;25℃）

-----染料混合物 任何比例下均穩(wěn)定

-----起泡沫 在染液循環(huán)中最少起泡沫

-----穩(wěn)定性 粘度≤100mPas 良好的流動(dòng)性、標(biāo)準(zhǔn)化的、恒定的密度

-----色牢度 通過(guò)適當(dāng)?shù)娜玖线x擇對(duì)加工和使用能達(dá)到高色牢度

五、染色配方使用說(shuō)明：

物料衡算

計(jì)算批料的量和計(jì)量泵流速

1輸入纖維生產(chǎn)數(shù)據(jù)

顏色代碼、纖維類(lèi)型、客戶(hù)、最終用途、日期

生產(chǎn)纖維的總量

紡絲線(xiàn)能力

2實(shí)驗(yàn)室配方

輸入數(shù)據(jù)：

實(shí)驗(yàn)室配方

染料的產(chǎn)率

輸出數(shù)據(jù)

建議的f值

建議的染液流量值

染液的密度

3染液的分批制備

選取f值及每批染液的體積

輸入數(shù)據(jù)

實(shí)際的f值

每批制備的染液體積

輸出數(shù)據(jù)

染液的實(shí)際流量

批數(shù)

染料的量

染液流量的變化

通過(guò)增加或減少染液的流量改變顏色的深淺

當(dāng)流量變化時(shí)，計(jì)算出新的配方

2.1流量變化

輸入數(shù)據(jù)

新的流速

輸出數(shù)據(jù)

２.新的配方

校正顏色

輸入數(shù)據(jù)

剩余染液的體積

染液變化的百分比

輸出數(shù)據(jù)

所需加入染料的值

剩余染液中染料的量

總的染料的量

校正后的染色配方

新配方的貯存

如果校正后的配方所生產(chǎn)的產(chǎn)品合乎客戶(hù)的要求，那么將此配方貯存以用于下一次生產(chǎn)。

實(shí)驗(yàn)室中配方的制作

（一）根據(jù)生產(chǎn)客戶(hù)提供的染色纖維樣品制作客戶(hù)要求的染色纖維樣品。

顏色及染色機(jī)理

配方及樣品的概念

分光光度計(jì)使用及打印內(nèi)容

配方的微機(jī)程序

染料的外觀及染色

染浴的制備

樣品的染色（染箱、脫水、烘干）

樣品的制作、觀察和比較

在各種光線(xiàn)下觀察、比較樣品

（二）生產(chǎn)中配方的制作

顏色的獲得（配方和樣品）

分批制備的顏色數(shù)據(jù)庫(kù)

生產(chǎn)記錄（樣品及顏色觀察記錄）

（三）染料的分批制備

分批制備的染液計(jì)量加入紡絲線(xiàn)及生產(chǎn)期間對(duì)染液的調(diào)整。

批料的貯存

批料的混合

染料的類(lèi)型

（四）制備的染液計(jì)量加入到紡絲線(xiàn)

根據(jù)紡絲機(jī)產(chǎn)量加入染液并回收剩余染液。

向喂料罐中輸送染料

喂料罐的配制

批料的加入

剩余染液的使用方法

罐的清洗及廢水處理

（五）纖維的染色和顏色控制

在生產(chǎn)期間控制纖維的顏色

紡絲線(xiàn)的配置

絲束疵點(diǎn)的檢查

樣品制作和比較

小定型鍋

（六）染色纖維的定等

用于銷(xiāo)售的染色纖維的分批定等

安排絲束用于切斷或拉斷

生產(chǎn)記錄

樣品定等、貯存、分類(lèi)

六、凝膠染色紡絲生產(chǎn)

1、保證染料均勻的加入到紡絲線(xiàn)，G-723A/S出口PI0853/PI0854出口閥間加兩個(gè)逆止閥（每條線(xiàn)一個(gè)），否則由于加料管線(xiàn)過(guò)長(zhǎng)，導(dǎo)致纖維上色不均，而且必須考慮脫鹽水管線(xiàn)的清洗作用。

2、在D-716加脫鹽水管線(xiàn)上加一流量累加器FQIS，范圍0-2000kg，由于配料時(shí)需要排放一定量的水，而且按配料順序，脫鹽水為最后加入，因此不能排入D-716中，需加一支管排放，不易控制流量和溫度。

3、利用D-715計(jì)量所需的脫鹽水，只需增加一加熱和恒溫控制裝置，而上述的脫鹽水及S-701僅用于批次之間的清洗，這種方法精確度高，與外方工廠(chǎng)相似。

4、在染料間接DMAC管線(xiàn)并在D-717A/B罐口內(nèi)壁上加環(huán)型管，上面帶有小孔，用于清洗罐壁，以確保批次之間不發(fā)生混色現(xiàn)象。

5、在紡絲線(xiàn)附近增加消泡劑制備罐：

有效容積：1.5立米； 材 質(zhì)：ss304L;

循 環(huán) 泵：類(lèi)型為離心式； 循 環(huán) 量：2m3/h;

消泡劑名稱(chēng)：ANTISHIUMA IRGAPADOL

生產(chǎn)廠(chǎng)家ciba公司；

配制濃度：3.5%。

參考文獻(xiàn)：

1、《腈綸生產(chǎn)工藝及應(yīng)用》

2、《化學(xué)原理》

3、《吉林化纖集團(tuán)職工培訓(xùn)教材》

4、《化纖染料著色原理》