我國兔毛資源豐富,年收購量已突破萬噸,兔毛產(chǎn)量占世界產(chǎn)量的80%~90%[1],據(jù)統(tǒng)計(jì),80年代我國兔毛平均年產(chǎn)量為7450t,而出口量平均為4550t,占產(chǎn)量的61%[2],隨著國內(nèi)兔毛產(chǎn)品需求增加及生產(chǎn)工藝的不斷改進(jìn),在國內(nèi)加工的比例也在增加。近年來紡織部門開始把開發(fā)利用兔毛作為產(chǎn)品開發(fā)的重點(diǎn),新開發(fā)的兔毛產(chǎn)品系列多達(dá)100種,產(chǎn)品結(jié)構(gòu)已從過去主要生產(chǎn)粗紡?fù)妹?,發(fā)展到生產(chǎn)精紡?fù)妹?、精紡呢絨、毛毯、絨線、粗紡呢絨等。
由于兔毛纖維*的結(jié)構(gòu),其紡織染整加工工藝與羊毛不同。例如,在染色方面,由于纖維具有光澤,顏色天然潔白,表面臘質(zhì)多,容易氈合,且上染率低,染色時(shí)必須采取合適的助劑和相應(yīng)的染色工藝,才能使纖維染色均勻,顏色鮮艷,上染率提高,而又保持纖維天然的光澤與手感。多年來我們在兔毛染色及其制品開發(fā)方面做過試驗(yàn),特別是兔毛染色中勻染性差和上染率低等問題,進(jìn)行了分析比較,通過助劑篩選,找到*配方,使問題得到解決,并結(jié)合生產(chǎn)實(shí)踐找出了一條經(jīng)濟(jì)可行的工藝路線,下面進(jìn)行簡單總結(jié)。
1 染色試驗(yàn)
我們在現(xiàn)有的生產(chǎn)設(shè)備基礎(chǔ)上對染色工藝進(jìn)行改進(jìn),特別是對染色助劑進(jìn)行了篩選,從勻染性、染料上染率等指標(biāo)進(jìn)行了分析比較,找出了*的工藝路線。
染色設(shè)備:散毛染色機(jī);
試驗(yàn)用原料:國產(chǎn)二級兔毛;
試驗(yàn)用染料:媒介染料。
1.1 勻染性試驗(yàn)
1.1.1 影響勻染性的主要因素
A.染色設(shè)備 好的染色設(shè)備是染色勻染性的必要條件,如果設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)不佳,很難保證染色的均勻,兔毛的染色一般采用散毛染色,在散毛染色機(jī)中進(jìn)行。要保證纖維染色均勻,必須使染液充分和均勻的循環(huán),因此要求液泵有足夠的壓力,使染液流量符合勻染要求,通常的水流量應(yīng)不少于40L/min[3],如果初染染液流量過低,極易造成染色不勻,另外,染色浴比不宜過小,過小對染液充分循環(huán)不利。通常情況下,染色浴比不小于10∶1,否則易染色,特別是染色設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)狀況不佳時(shí),更是如此。
B.染色助劑 其中滲透劑是提高勻染性和去除“白斑”的關(guān)鍵。因?yàn)槔w維表面含有油脂,具有拒水性。一般在浴液中加入適量的滲透劑,提高纖維的臨界表面張力,在染色時(shí)就能使纖維充分潤濕,以利于勻染。另外,兔毛纖維和羊毛纖維相比,兔毛纖維細(xì),裝缸時(shí)纖維之間往往壓得過實(shí),染液循環(huán)困難,容易造成染色深淺不一,甚至出現(xiàn)白斑現(xiàn)象。此外,染色造成白斑現(xiàn)象是由于在裝缸時(shí)纖維帶進(jìn)大量的空氣,在染液中形成許多小氣泡滯留在密集的纖維間隙,阻礙了染液的正常循環(huán),加入滲透劑可以去除這些氣泡,提高勻染性??傊?,選擇合適的滲透劑,就能去除“白斑”現(xiàn)象。
1.1.2 滲透劑對勻染性的影響
在兔毛染色中,一般采用拉開粉等表面活性劑,提高染色的勻染性,但效果不理想。為此我們對多種滲透劑進(jìn)行了比較試驗(yàn),以便找到適合兔毛染色的滲透劑。試驗(yàn)結(jié)果如表1所示。
表1 不同滲透劑對勻染性的影響
從試驗(yàn)結(jié)果看出,加入滲透劑能提高勻染性,克服白斑現(xiàn)象。但是,不同的滲透劑對染色結(jié)果不一樣,在用量同為0.5%的情況下以汽巴滲透劑FFA的勻染效果為。
1.2 上染率試驗(yàn)
兔毛纖維的另一個(gè)特點(diǎn)是潔白而有光澤,但是染料的上染率低。一般來說,達(dá)到羊毛同樣的色度,染料的用量要比羊毛染色增加20~30%。增加染料的用量就意味著增加染色的成本,同時(shí)由于上染率低,污水的排放量增加,污水處理的成本也增加。因此提高上染率對降低兔毛染色的成本有著非常重要的意義。
1.2.1 影響上染率的主要因素
A.染色設(shè)備 設(shè)備狀況好,就能保證染液充分地循環(huán),不僅染色勻染性提高,在常規(guī)染色條件下,染料上染率也增加。
B.纖維含油率 兔毛的含油率約1%[2]。含油率越低,染色時(shí)染料更容易通過纖維表層進(jìn)入纖維內(nèi)部,使染色更透更勻,上染率提高。一般來說,含油率高于0.5%,染色上染困難,甚至造成色花,因此,在染色之前進(jìn)行洗滌,去除多余的油脂。
C.化學(xué)處理 兔毛纖維經(jīng)氧化處理適當(dāng)?shù)仄茐睦w維的鱗片層,上染率提高,但纖維的強(qiáng)力下降。另資料表明,兔毛纖維經(jīng)等離子體處理[4],纖維表面受創(chuàng)傷后,上染率也有適當(dāng)?shù)奶岣?,但由于設(shè)備復(fù)雜,難于應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)。
D.染色助劑 采用合適的染色助劑,如勻染劑和纖維膨化劑等能提高染料的上染量。兔毛纖維在染色助劑作用下能充分地吸附染料,色澤更加濃艷,投入較少的染料同樣能達(dá)到所需要的染色深度,而且不影響纖維天然光澤和手感,是一種實(shí)際可行的方法。
1.2.2 染色助劑與上染率的關(guān)系
通過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),不同的助劑對染色的上染率的影響不同。為了能對上染情況作比較,我們以染元青色為例,染料用媒介黑T和媒介綠GS分別染色,進(jìn)行單色試驗(yàn),用分光光度計(jì)分別測量加入助劑前后染色腳水,計(jì)算出染料的上染率。結(jié)果如表2所示。
表2 助劑對上染率(%)的影響
從試驗(yàn)結(jié)果看出,加入滲透劑FFA,不僅能提高勻染性,克服染色的白班現(xiàn)象,而且能提高染料的上染率。加入0.5%的FFA,上染率提高約2%。增加用量上染率不再提高。另外,在染浴中加入適量的勻染劑REN也能提高染料的上染率,用量為0.5%時(shí),效果較理想。單用滲透劑FFA,加入前后染料上染率媒介黑T和媒介綠GS分別提高了3.5%和4.35%;再加入勻染劑后,染料上染率進(jìn)一步提高,其數(shù)量分別為15.9%和16.3%。也就是說兔毛染色時(shí),加入助劑后染料的用量比原來少用一成到兩成,而不改變?nèi)玖系纳先玖浚挥绊懭旧墓鉂珊蜕疃?,從而和降低了生產(chǎn)成本。
加入滲透劑FFA能提高勻染性,是因?yàn)闈B透劑FFA能快速地潤濕纖維,并能有效地去除染液中纖維吸附的氣泡,可以幫助染料更好地吸附、擴(kuò)散、上染。勻染劑REN能提高媒介染料在兔毛纖維上的上染料,可能與其特殊的分子結(jié)構(gòu)有關(guān)[5],其結(jié)構(gòu)為:
勻染劑REN是一種兩性表面活性劑,在染色初期,與染料分子形成陰離子型的結(jié)合體,由于結(jié)合體的陰離子性,在染浴中對纖維具有親和力,使染料分子能快速地吸附于纖維表面,并向纖維內(nèi)部滲透和擴(kuò)散。隨著染色的進(jìn)行,結(jié)合體逐漸分離,以利于染料的上染,本身再與染料分子結(jié)合。如此不斷地循環(huán),直到達(dá)到平衡。因此是一種理想的染色助劑。
2 生產(chǎn)應(yīng)用情況
為了能應(yīng)用于批量生產(chǎn),我們先選擇具有代表性的顏色進(jìn)行大試,并且調(diào)整改進(jìn)了染色處方。為了便于生產(chǎn)管理,仍采用原生產(chǎn)設(shè)備和工藝。以元青色為例,處方如下:
媒介黑T10%,媒介綠GS分別為9.6%,滲透劑FFA0.5%,勻染劑REN0.5%,元明粉5%,硫酸2%,醋酸6%,紅礬2%,洗劑0.5%(去除浮色用)。
工藝見圖1。
改進(jìn)后的處方與原處方相比,100kg兔毛節(jié)約染料總量5kg左右,降低染色成本約150元,而且減少了污水處理量。從染色質(zhì)量看,染色后的纖維光澤、手感和纖維強(qiáng)度等指標(biāo)都令人滿意。
A—助劑;B—染料;C—醋酸;D—加醋酸調(diào)pH3.5~3.8;E—紅礬;F—沖洗
圖1 染色工藝曲線
生產(chǎn)大試之后進(jìn)行了批量生產(chǎn)。生產(chǎn)各種顏色的兔毛產(chǎn)品200多萬m,兔毛纖維約占300t,節(jié)省染料資金45萬元。同時(shí)大大降低了污水處理量。
3 結(jié)論
通過改進(jìn)生產(chǎn)工藝,選擇合適的染色助劑,大大提高了染料的利用率,降低了染色成本,給企業(yè)帶來了經(jīng)濟(jì)效益。我們廠經(jīng)過多年的生產(chǎn)實(shí)踐也充分證明了這一點(diǎn),值得推廣應(yīng)用。我國兔毛資源豐富,加工能力逐年提高,降低加工成本,提高經(jīng)濟(jì)效益,對振興我國紡織工業(yè)有十分重要的意義。
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