【收藏】涤纶重现性续论（关于涤纶纱线重现性）

本文为色郎文集编号NO019篇...

染者无疆网友zim先生在帖子“请教色郎先生~涤纶纱线染色重现性问题”中问出了7个问题

七个问题是：

1.车间染涤纶纱线,发现压力高低,流量大小,升温快慢影响色光深浅.不知啥道理.

2.染料房控制湿度用空调或除湿机,则要密封,但气味很浓重,员工工作环境太差.如何解决.

3.不同的染缸100度下测试温度与电脑显示温度比,是准确并相同的.但到130度测试,则与电脑显示温度不同并不同染缸也不同.如何方便又精确测试染缸电脑显示130度的可靠性.

4.每次染色后(后缸不同色号),都要清缸,则清缸的成本太高,效率太低.是否清缸有没有标准,有没有高效率的清缸方法

5.染料公司介绍,浅色扩散剂匀染剂要多放,深色要少放.与你所叙有不同.

6.ACE(龙盛)厂家介绍ph值稳定4~10,但我测试不放98%冰醋酸,0.25克/升,0.6克/升,其深浅变化大,色光有变化,那么如何理解厂家介绍的ph值稳定范围.

7.涤纶短纤纱线重现性尚可.但涤纶高强长丝线(皮革缝纫用)重现性很差.它们与"重现性"的注意点有啥不同

这些问的太好；其实我在纱之同时要谈涤纶的重现性问题,有特别申明只叙述纱不含布；

当然涤纶纱与布，重现性的重点几乎一致,只是“布”较“纱”有更多的因素。

当初没有考虑到纱线有高捻度的问题,这种问题与布的高密度组织布(组织防水布)/或超细纤维/或涤纶垃链布带‥‥有类似的升温速度的问题,升温速度会影响重现性。

兹将您的问题解答如下：

首先要说明涤纶的染色原理：

涤纶的纤维是〝多元脂高聚合物〞染色是借用提高温度让高聚合物的分子间隙膨胀,胀大到染料分子可以塞入最后卡紧在〝高聚合物的分子〞间隙内而达到染色的目的。

而染料在液中不停的运动,温度愈高运动愈快,(这是物理学的分子运动),而染料分子外形不是正圆,故刚初进入纤维间隙时并不是很吻合的卡紧,只是轻轻的卡着,因分子移动而卡紧有的会重回染液,再找可卡紧的位置、等到染色完毕,染料大部份都可找到卡紧的位置,剩下约2-4%残留在染液中而达到最后平衡的状态(残液%依浴比而有不同)。

用学术上的用语叫〝附着〞＞接着是〝渗透固着〞；

在关键时段(*备注)就是温度到达某个阶段,分子膨胀间隙大到染料可以卡到,这段时间叫〝关键时段〞。故所谓的刚初的卡到就〝附着〞接着后面的更高温且拖延时间,是让〝高聚合物的分子〞间隙更大且更好翻动染料分子卡紧在分子间隙里,卡不紧的就重回染液,再去找可卡紧的位置,这个卡紧固着过程就叫〝渗透固着〞它有均染和固定染料的作用。

(因此我在很多报告中建议,严格控制〝关键时间(时段)〞来防止染花,而不是加强恒温来弥补染花)

①其原理是染料在〝关键时段〞升温较慢,让高聚合物的分子间隙慢慢展开,

而染料不会大量快速疯狂完全染着于纱的表面,由于升温慢则染料流经纱的表面一部份吃到表纱,一部份染料在穿透入内部的过程中,没有被表面抢走,让纱的内部也有机会吃到染料这时所谓吃到染料就是〝附着〞。

②附着染料60-70%只是轻微的翻动,来不及飞出就卡紧在同一个分子间里。,

剩下40-30%飞出去找其它分子间隙做〝渗透固着〞

以下是你的叙述及问题点：

标准曲线是：直升90℃＞90℃×5分＞90-130℃1.2℃/分＝34分＞130℃×30(分)

使用染料B-79R-167O-30染中深色

1).缸内压力只有2-2.5㎏/㎝2正常是2.8㎏/㎝2颜色偏浅且偏红(黄)

2)蒸气不足延到10-50分才能将一缸染完成,所染出颜色会偏红

3).染缸流量大偏蓝流量小偏红

●依上面状况来推论B-79染中深色应130℃保温40-60分才能吸足（*备注1）

R-167染中深色应126-129℃保温40-60分才能吸足

*备注1：

●实际应在化验室做〝分段取样试验〞才能得到眞正数据,而〝130℃保温40-60分才能吸足〞；及〝126-129℃保温40-60分才能吸足〞只是推论

●请参考〝染料之染色曲线与液流染色机之间关系〞中的〝分段取样试验〞

以第1)的问题来解释：〝偏红而且偏浅〞

●缸内压力只有2-2.5㎏/㎝2正常是2.8㎏/㎝2颜色偏浅且偏红(黄)

漏气一旦发生压力下降,这时缸体主循环泵浦(Pump)发生〝空蚀现象〞即是空转,染液流量极低几乎循环泵浦染液全部气化充满了蒸气。

但供应蒸气够或外界空气加压足够时,泵浦又回复正常〝空蚀〞流速变得很慢几乎停止,所以温度探针附近温度仍然是正确(因温度感应探针通常设在蒸气交换器附近)实际上染缸内部温度已经下降到130℃以下,温度程控器仍然感应温度正常。

这个时候实际现像是：温控器染色的总时间没有改变,但在恒温的时段实际内部温度会像波浪状的漂浮,而外面温控器没法显示出来；漂浮的时候,应有低于

126℃的状态,

用数学表示如下：

①(温度在126-129℃)＋(确实到达130℃)的时间)=染R-167〝渗透固着〞的时间

②(确实达到130℃)的时间=染B-79〝渗透固着〞的时间

③正常染色(130℃)的标准时间=30分=标准的R-167时间或B-79〝渗透固着〞时间

故③的时间＞(大于)①染R-167〝渗透固着〞时间＞(大于)②染B-79〝渗透固着〞时间

偏红：因为R-167〝渗透固着〞的时间长于染B-79〝渗透固着〞的时间

偏浅：因为R-167或B-79都短于标准。

(应该在130℃恒温时间有低于126℃的状态所以R-167也会浅于标准状态的颜色)

以第2)蒸气不足延到10-50分才染完所染出颜色〝偏红〞

实际温度状况是：

a.在130℃之前发生蒸气不足时,温度很困难到达130℃,

●本来是1.2℃/分升温速度变成1.0℃/分或0.8℃/分甚至更慢,因此花很长的

时间来通过126-129℃(必定长于通过126-129℃标准曲线所需的时间)

●达到130℃恒温时间同于标准流程时间

b.在130℃到达之后才发生蒸气不足

●130℃恒温成漂浮状的曲线,温度下降微电脑温控器会自动停止计时,等到温度

达到130℃之后又会恢复计时‥‥不管如何总共停留在130℃之时间总合必

必定有30分钟；

●而有很多的时间徘徊滞留在126-129℃的状态,(也许更低于126℃)因此在这个染色流程里,恒温以前通过126-129℃的时间与标准流程相同,再加上前述130℃之后徘徊滞留在126-129℃的时间总计,当然超过标准流程

c.在130℃到达之前或达到130℃后两时毁发生蒸气不足(以下不再赘述仅作结论)

经计算‥‥总共停留在130℃之时间总合必必定有30分钟。

以及‥‥徘徊滞留在126-129℃的时间总计,必然超过标准流程。

不管是a/b或c的总结

徘徊滞留在126-129℃的时间总计,当然超过标准流程

而共停留在130℃之时间没有增减必定有30分钟；

①温度在126-129℃)＋(确实到达130℃)的时间=染R-167〝渗透固着〞的时间

②(确实达到130℃)的时间=染B-79〝渗透固着〞的时间

③正常染色(130℃)的时间=30分=标准R-167时间或B-79〝渗透固着〞的时间

正常的蓝光：染B-79〝渗透固着〞的时间同于标准之故。

吸收更多红色故偏红：因为R-167〝渗透固着〞的时间长于标准时间,况且时间

太短残液太高;因此长于标准时间更多残液中的染料仍然可以〝渗透固着〞

以第3)项解释.染缸流量大偏蓝流量小偏红

●以涤纶低弹性丝与加捻的纱线来做比喻：把纱放大来看〝涤纶低弹性丝〞有如未搓捻的麻绳很松散,染液很容易流经每一纤细单丝〝加捻的纱线〞就有如做完工的麻绳很紧密,染液很困难流经每一纤细单丝

把这两种缠绕在纱筒上你就可以比较出来两者染色的难易度,及问题所在。

●前述染色原理先是〝附着〞于纱线的外表,接着进入〝渗透固着〞约有60-70%在原间隙间翻动而固着,剩下约30-40%飞出去到另外间隙,其飞出去比例依染料分子量,及其几何形状而有所不同；染料分子量小,或愈趋近圆球状的几何外形愈易于脱离分子间隙,由您现像看出R-167分子量应较小于B-79虽然S-Type但较偏向SE-Type(均染型)。

配方中B-79分子量较大也是S-Type但偏向SF-Type；也可比喻说是B-79原地固着率68%转移到他处固着率32%

配方中R-167分子量较大也是S-Type但偏向SF-Type；也可比喻说是R-167原地固着率63%转移到他处固着率37%

(以上%百分比相对值仅作为解说用途)(眞正数值应经化验室测试才知)

●依你的染料染色曲线应为：B-79R-167O-30中深色我建议改变如下：

工厂自订标准曲线是(直升90℃)＞90℃×5分＞90-130℃1.2℃/分＝34分＞130℃×30分

改为曲线(直升90℃)＞90-110℃1.5℃/分＝14分＞110-130℃1.0℃/分=20分＞130℃×45分

以上两曲线时间只差10分钟均染率/吸尽率/再现性会更好,实际数据要分段取样试验(StepDyeing)

因为在〝关键时段〞升温太快,染料大部份染料在很短时间被吸收,因此染料

快速的往最近可以接触的纱表面〝附着〞及〝固着〞

依前述的〝加捻的纱线〞就有如做完工的麻绳很紧密,染液很困难流经每一纤细单丝

①染缸流量大,染液可以较充分的穿透入(如麻绳状)的内部,在B-79有32%可往内部〝附着〞及〝固着〞较浅地区均染；而37%R-167往内部地区均染。

②染缸流量小,染液困难穿透入如麻绳状的内部,B-79有32%及37%R-167?还是无奈选择在加捻纱的表面〝固着〞没办法有往内部地区均染。

比较①与②的结果

a.在①染缸流量大红光R-167从纱表面均染渗入加捻纱内部较B-79比例多故〝欠红〞

相对于②染缸流量小R-167及B-79并没法向内移染显示〝蓝光重〞。

b.在②染缸流量小与①染缸流量大,相对比较应该除了〝红光重〞之外我推论会有浓度〝较深〞之现像才对但您没有仔细述及。

修正方法:

a.改变你的纱篮

既然知道流量不一致,则改变它；改变的费用应不会很大,若需等待修改时间则事先采购一只新的,再来修改也不迟；

我倒建议你篮子上的筒纱支架原来用不锈钢管钻孔的方式(老式的做法太复杂且成本贵)改用三角形支柱方式,制造简单流量大又快速。

b.改升温速度及恒温时间：

看起来你升温曲线不正确,(90℃当成〝关键时段〞)你那个曲线染浅色还可？但染中深色〝关键时段〞不在那个地区,而且恒温〝渗透固着时间太短；如果你改变之后大流量纱篮重现性会很安定。至于如何决定染色曲线方法以分段取样试验(分杯法)我在〝染料之染色曲线与液流染色机之间关系〞中提及：

c.分段取样试验(分杯法)：

1).分散性染料分段取样法(StepDyeing)分杯法

●使用试验机:甘油式试色机或红外线试色机

●使用试布(纱):)(要用低弹性丝)没有加捻干扰试验问题

●使用染料:

三支染料的组合(即是想要测试的组合)

例如：中三原色配成近似中灰色O-0.8%R-0.8%B-0.8%

●试布量:5(g)(或10g)共24片(或更多):12片做染色吸收12片做残液吸收

●浴比:依工厂经常浴比1:(8-25)

●泡制染液数:共计12+1=13杯(要准备多一份)

●分杯法准备每一杯染液

I).一次就将13杯份准备好混在一个水桶里(当然助剂加入,PH值事先控制正确醋酸钠0.6g/l要添加．．)

II)液量依浴比算出数值,用天平称染液一杯完后再称下一杯共计12个杯子(最后的第13杯染液丢弃)

★注意：称量的过程随时搅动待称染液以防染料沉淀,而取到浓度不均液体

●染色曲线25℃(室温)×15分恒温＞室温25℃-130℃升温1.0℃/分＞130℃×60分＞降温

●取样时段①70℃②80℃③90℃④100℃⑤110℃⑥115℃⑦120℃⑧130℃

⑨130℃×20分⑩130℃×30分⑾130℃×45分⑿130℃×60分

注：115℃因为110-120℃第二次玻璃转换点的持殊时段,故取样较密。

★只要温度一到即取出缸杯同时做快速泠却＞取出色样(我们称吸收色样)

★残液不可丢弃再放入新的白布来吸收余留的染料＞待12杯准备完毕＞

放入试色机再染一次130℃×60分＞取12色样(我们称残液色样)

1)判定：〝基本恒温时间〞及〝关键时间(时段)〞

用吸收色样与残液色样交叉比对

●当残液色样趋于稳定而不再吸收之时,就是染料吸足不需再延长恒温,

〝基本恒温时间〞即可求得；(通常我们会多计5-10分钟以策安全)

●从吸收色样观查(或用电脑分光仪)将染料吸尽60%的时段,我们找出的时段就叫作

〝关键(时段)〞

2)规划〝关键时间(时段)〞曲线

这个重要时段染色者有经验数据如下(我们的计算是以此做基准)：

例如：升温〝关键时间(时段)〞90-120℃

基本恒温时间40分(130℃)

降温玻璃转换点(涤纶纱不必考虑降温问题)

计算升温速度=平常正常不会染色异常的升温速度(批注1)×染缸流量比(批注2)

(批注1):使用大流量纱篮经常的〝关键时间(时段)〞若是每分钟1.2℃;而且很少会出问题则

贵公司就以每分钟1.2℃做为所有标准不要改变(可慢但不可快)。

(批注2):流量愈大〝关键时间(时段)〞升温可以加快,反之则放慢；

流量成正比=相对流量口径的〝直径〞平方成正比举例

大流量口径是12公分小流量是10公分因此流量比为(10×10)：(12×12)=100：144

〝关键时间(时段)〞升温速度=1.2×(100：144)=1.2×0.694=0.833

规划升温关键时间(时段)90-110℃→安全起见变成85-125℃

升温关键时间(时段)1.2℃/每分→安全起见变成0.8℃/每分(计算为0.833)

曲线规划如下：(小口径)

20-85℃升温速度愈快愈好依染机升温能力3-4℃/每分

86-125℃升温关键时间(时段)0.8℃/每分

125-130℃升温时间(时段)2-3℃/每分

130恒温时间40+5=45分

130-80℃降温时段没限制

有关染料房控制湿度用空调

,染料房要密封,但气味很浓重,工作环境太差‥‥

应该不致于,在欧美/日本/韩国/台湾‥‥都是如此；有泠气戴口罩应没有问题

不知你有试过？还是推想会有反弹？？

有关(电脑)微处理温控器100℃准确而130℃就不准‥‥

●千万不可相信它是对的,我们不会100%相信温控器,只有经过自已校正才算数(才安心)一定要经人工测量校正后才可使用；你那可能是不好的(电脑)微处理温控器的现像,也许你用得很好的温控器也会.那就是使用不正确的温度探针。

探针有两种规格,日本的JIS及德国的DIN用错就会发生这个现像,(温控器内部也有切换扭可以修正)；好的温控器100或130℃只有相同的固定差(只要调整内部参数就解决)。

●全厂使用一支标准温度计做为标准,我建议用最好用美国制的〝子弹形微电脑温度曲线记忆器〞测量,做为修正标准。

●如果是修正参数的内部也有切换扭无法校正准确；只好温度曲线的高低增减来配合实际数值。

有关洗缸

●在所有报告中提及洗缸之事,可能写得不很清楚,意思是用这个方法鉴定你工厂目前的方法是否正确清洗完全。不管是化验室或车间。

●并非每换一次色就必须洗缸,(对不起在报告中并没有说明清楚),应该说中样缸颜色变化太快要要注意缸的干净程度,是否要洗缸完全要看下一缸颜色而定。

例如下面众所皆知可以接缸的安排：

宝蓝→丈青→墨绿浅红→鲜红→暗红黄→橘黄→骆黄→咖啡宝蓝→墨绿

以下则不可(暗红→红色丈青→宝蓝绿色→鲜绿‥‥‥)

有些色会介于要与不要洗缸的决择,那么必须靠经验的累积(及缸体的加工精致粗糙程度而定)。

●但连续染深色(如黑/丈青/大红)10-20缸则每6-10缸要洗缸一次较为妥当。

●洗缸的方式直升到130℃恒温20分共计约60分钟应该很少时间就完成;

使用洗缸剂+苛性碱+保险粉(注意保险粉的投入方法及如何保管使用才有药效)

有关均染及分(扩)散剂用量

分散剂目的是将染料分散于染液中,浅色因染料极少量不值得花一大堆分散剂；

深色染料多需大量分散剂将其分散于水中,故分散剂需用量大,而浅色很易发生均染的问题故放很多的均染剂,深色用多了均染剂会阻碍上色有〝消色〞的现象。

如果浅色两者都要放少,而深色两者要放入多量的话;市面上就不需要分散剂或均染剂,分开两个助剂,只要一个名称〝分散染料染色助剂〞就好啦

有关PH

任何使用的染料供货商仅作为参考,必须亲自试验才可知。

其试验的方法:

●布或纱5-10(g)(缸杯要确定完全清洁不会污染试验结果)

●染料(或一组染料)x%（*备注）

●浴比照正常方式

●使用分杯法准备染料;(但酸碱PH值先不要调整)共５杯。

(准备方式请参考〝染料之染色曲线与液流染色机之间关系分段取样试验)

●调整PH从4.04.55.05.56.0共5缸(记得先要放入醋酸钠做缓冲溶液)

注意

①酸要仔细小心慢慢放入(很花时间调整)所有PH值精度±0.1

②染后要记录染后PH值

●５杯同时放入一台试色机染色→后处理→烘干

判断：5片结果在那一个区域最安定就是我们要的PH值

*备注：通常都不会单色做试验以一组配色的方式才能明显看出来；(丈青/黑色是例外)

高强度纱再现性

●高强度(捻)纱与染超细纤维布或高密度组织(组织防水布)或垃链布带,都有相类似的问题,(纱与垃链另有泵浦(Pump)流量及扬程的影响因素),上述的高捻度纱‥高密度组织布或拉链布带‥的染色〝升温速度〞会影响再现性,先前很抱歉只提及太快会色花,并没有强调这个问题,主要纱线很少染高捻(组织很密)的产品。

●纱或布很密升温太快的话染料就往表面亲和,纱内部没有染透,则仅在表面大量染着,虽然有高温均染但效用有限。因此很困难控制再现性。

●大家可以在化验室染可以证实,将试布或纱选择较敏感色,用分杯法调好两杯分别一杯以0.8℃/min另一杯2℃/min升温上去(其它染色条件相同)染之后发现。（*备注）

*备注：这两个升温速度都是与现实染色不同,但为了凸显升温速度的影响,故意彰显问题点；

现埸约?1.0-1.5℃/min而己,;如果用1.0℃/min及1.5℃/min的话,肉眼较不显着。

●0.8℃/min色较浅,纱湶拆出解捻没有白点花纱现象。

2℃/min色较深湶拆出解捻有白点花纱现象(未拆出解捻色纱外观看起来仍然是均匀的。

●在上述2℃/min色较深乍看来似乎佳,可省染料,染色速度又快一举两得；

其实不然,化验室很困难做出吻合车间的配方(再现性不佳)既使是相同的升温速度,化验室究竟如何才可以渗透到纱的内部深层,是困难控制的,试色机以目前的转速与旋转半径,很困难正巧可以穿透到大货相同的内部深度,光是一组染料需花大量时间才能找到适合的参数,

况且染料组合太多,参数未必相同为此化验室必会忙得将所有工作会停顿下来；如果再加上车间每一台流量及扬程不同更难配合。

因此若用低升温速度,让染料不要急着抢表面的染色间隙,在那条伴下染料可以从容穿透到纱的内部而上色；车间也是相同而不致于表面染着,穿透到纱的深层上色；

如此这般化验室的配方,在不同试色机颜色会一致,而送到车间染出来也可一致。车间不同的流量及扬程的因素可以降低,

化验室与车间重现性则变得极佳；车间的内部重现性则变得极佳。

后记

●目前你的一般低弹性丝染色没多大的问题,应该为你高兴,因为你的问题不多,看起来只要解决升温速度上的问题大体上就完成了。换言之做出你的〝分段取样试验〞就豁然开朗矣！

●其它如：温度/PH/分散或均染剂‥‥等很快的解决；当然纱篮的问题是机构上的问题只要花钱就OK

●如果以上的方法仍不行,你要注意强捻纱在捻纱的时候有油剂的加入,油剂会影响染料渗入纱内部,如果试验结果仍然解捻有白点现像,则考虑精练流程,精练效果好坏仍要测试是否完善(以一滴渗透法可以快速看出好坏)請參考〝関於檢測助劑滲透性的具體標準〞

●另外纱线在化验室染色之前以80-100℃浸泡做预湿动作,染料才能很好的渗透功能,同时纱样放入染杯后能够用手用力摇荡也有很好的渗透功效。

●這篇論述由於本人對文詞表達不順暢,生澀難懂敬希見諒！必然很多地方不清楚請惠予指出是盼。

编辑后记：

本文整理日期2017年2月9日

本文中部分内容与之前叙述有重复所谓未做录入，相关内容可以参看文中色郎先生提到的相关帖子（大部分已经整理入微信版色郎文集，搜索并关注“染者无疆”或“RanZheWuJiang”微信并回复001可以看到）。

后面又许多网友跟帖讨论及色郎的解释和答复也未做整理，可详见原文。

原文：

http://www.dyebbs.com/bbs/forum.php?mod=viewthread&tid=3247

《请教色郎先生~涤纶纱线染色重现性问题》

http://www.dyebbs.com/bbs/forum.php?mod=viewthread&tid=3087

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