Nylon ialah nama dagangan untuk gentian poliamida sintetik. Nylon 6 dan Nylon 66 adalah yang paling biasa digunakan dalam aplikasi tekstil. Makromolekul nilon terutamanya terdiri daripada tiga bahagian: segmen metilena hidrofobik, kumpulan amida hidrofilik, dan kumpulan amino dan karboksil terminal. Walaupun kandungan aminonya rendah, nilon mempunyai banyak kumpulan metilena di sepanjang rantai molekulnya yang mampu membentuk daya van der Waals dan ikatan hidrogen dengan pewarna. Akibatnya, nilon boleh diwarnakan bukan sahaja melalui ikatan ionik dengan pewarna anionik tetapi juga melalui interaksi van der Waals yang kuat dengan pewarna. Walaupun nilon 6 dan nilon 66 mempamerkan perbezaan kecil dalam struktur molekul dan sifat pencelupan, proses pencelupan dan kemasannya adalah sama.
Disebabkan oleh pembangunan pasaran dan kemajuan dalam teknologi pemintalan, kebanyakan fabrik nilon kini menggabungkan gentian elastik (benang spandeks) untuk meningkatkan rintangan lelasan dan daya tahan, yang merumitkan lagi proses pencelupan dan kemasan fabrik nilon.
1. Jalur Mendatar
Analisis Punca:
Perbezaan dalam ciri kimia atau fizikal gentian nilon pada fabrik:
Variasi fizikal dalam benang, termasuk perbezaan dalam kiraan benang, bilangan gentian setiap benang, atau kehalusan gentian, serta variasi dalam kelim pada hujung gentian individu atau kelim pada hujung berbilang gentian dalam benang.
Perbezaan kimia berpunca daripada variasi dalam kandungan amino gentian, yang mungkin timbul semasa penyemperitan spinneret, lukisan haba atau proses memutar. Contohnya termasuk ketidakhomogenan struktur makromolekul yang dibangunkan semasa pemprosesan gentian nilon, seperti perbezaan dalam kehabluran, orientasi atau struktur cangkang-teras.
Penyelesaian:
(1) Kuatkan pemeriksaan fabrik greige. Untuk fabrik dengan variasi, pilih mereka untuk warna terang, putih asli atau putih terang.
(2) Pilih pewarna dengan sifat liputan dan perataan yang baik. Pewarna penyebaran menawarkan liputan dan perataan yang lebih baik berbanding pewarna asid; pertimbangkan untuk memasukkan sebahagian daripada pewarna berserakan.
2. Corak warna yang disebabkan oleh pencelupan rendaman
Analisis Punca:
Nilon mengandungi kumpulan amino terminal yang agak sedikit dan mempunyai nilai tepu yang rendah. Apabila dua atau lebih pewarna digunakan dalam pencelupan gabungan, persaingan berlaku untuk tapak pencelupan-fenomena yang dikenali sebagai pencelupan kompetitif. Jika pewarna yang dipilih menunjukkan perbezaan yang ketara dalam kadar pengambilan dan pertalian pewarna, warna gentian yang terhasil akan berbeza dengan ketara semasa masa pencelupan yang berbeza. Ini membawa kepada perbezaan warna antara sampel dan kebolehulangan yang lemah.
Penyelesaian:
Pilih siri pewarna dengan lengkung dan pertalian pencelupan yang serupa, keserasian yang baik dan kesesuaian untuk jentera pengeluaran. Menguasai sifat pencelupan pelbagai pewarna. Apabila memilih bahan pewarna, pertimbangkan secara menyeluruh faktor seperti kadar pengambilan pewarna, lengkung pencelupan, sifat perataan, prestasi luntur warna dan kepekaan terhadap suhu dan agen perataan.
(1) Pertimbangkan Keserasian Pewarna dengan teliti
Apabila mengadun berbilang pewarna untuk pencelupan, pilih pewarna yang sesuai dan berhati-hati mengawal kuantitinya. Umumnya, utamakan pewarna daripada siri yang sama oleh pengeluar yang sama. Jika pewarna daripada pengeluar yang berbeza mesti digabungkan, pilih pewarna yang mempunyai lengkung pencelupan yang serupa, suhu pencelupan awal yang setanding, dan kepekaan yang serupa terhadap suhu dan agen perataan untuk meminimumkan pencelupan kompetitif.
(2) Perhatikan perbezaan dalam persaingan pewarna antara sampel berskala kecil dan besar-
Sesetengah pewarna mempamerkan persaingan yang boleh diabaikan semasa pencelupan berskala kecil-tetapi mendedahkan isu penting dalam-pengeluaran berskala besar. Sebagai contoh, apabila menghasilkan tasik hijau dan biru merak, menggabungkan Asid Biru 10 dengan Asid Kuning 10 boleh menyebabkan masalah sedemikian. Ini berlaku kerana Asid Biru 10 mempunyai struktur molekul yang lebih besar, menghasilkan lengkung pencelupan yang berbeza dengan ketara berbanding dengan Asid Kuning 10, yang membawa kepada pencelupan kompetitif. Beralih kepada Acid Blue 10 digabungkan dengan Acid Green 10 (yang mempunyai warna kekuningan) sebahagian besarnya menyelesaikan masalah pencelupan kompetitif.
3. Berbintik-bintik warna disebabkan oleh keadaan proses
Pencelupan nilon memerlukan kawalan proses yang sangat tepat. Keadaan proses sangat mempengaruhi ton warna dan keseragaman pencelupan produk yang dicelup, dengan faktor seperti suhu dan tahap pH secara langsung mempengaruhi kualiti produk.
Proses yang tidak dioptimumkan selalunya mengakibatkan isu seperti pencelupan tidak sekata, bintik-bintik warna, coretan warna, variasi warna dan ketahanan warna yang lemah.
(1) Mengawal Suhu Pencelupan Awal dan Kadar Pemanasan
Nylon ialah gentian termoplastik, jadi kadar pencelupannya dipengaruhi oleh suhu dengan ketara. Suhu pencelupan mesti melebihi suhu peralihan kaca gentian (35–50 darjah ). Gentian nilon memulakan pengambilan pewarna pada 40 darjah. Apabila suhu meningkat, pengambilan pewarna dipercepatkan, dengan proses sebahagian besarnya selesai sebanyak 100 darjah . Walaupun pencelupan pada dasarnya selesai pada 100 darjah, pemanasan selanjutnya memudahkan penghijrahan pewarna, meningkatkan keseragaman warna. Walau bagaimanapun, kawalan kadar pemanasan yang tidak betul boleh menyebabkan pencelupan tidak sekata.
Kesan suhu pada kadar pengambilan pewarna juga berbeza-beza bergantung pada pewarna tertentu. Untuk meratakan pewarna, kadar serapan meningkat secara beransur-ansur dengan peningkatan suhu. Untuk pewarna tahan pengecutan-, kadar serapan hanya mula meningkat dengan cepat apabila suhu meningkat melebihi 60 darjah . Terutamanya dalam julat 65–85 darjah, mengawal kadar pemanasan adalah penting untuk mencelup nilon yang berjaya. Kawalan yang tidak betul boleh mengakibatkan pengambilan warna yang cepat, rintangan penghijrahan yang lemah, pengedaran warna yang tidak sekata dan kesukaran untuk membaiki kecacatan. Apabila mencelup nilon dengan pewarna tahan pengecutan-, suhu awal pencelupan hendaklah pada suhu bilik. Dalam julat 65–85 darjah, kawal kadar pemanasan dengan ketat kepada kira-kira 1 darjah/min, tambah agen perata dan gunakan kaedah pemanasan berperingkat. Selepas itu, naikkan suhu kepada 95–98 darjah dan kekalkan selama 45–60 minit.
Selain itu, prestasi pencelupan gentian ini berbeza-beza bergantung pada keadaan rawatan haba sebelum pencelupan. Kadar pengambilan pewarna berkurangan dengan ketara pada gentian yang telah mengalami penetapan haba kering.
(2) Mengawal Tahap pH
Semasa pencelupan gentian nilon, apabila pH mandian pewarna agak tinggi, penyerapan pewarna adalah minimum. Hanya selepas pH menurun kepada nilai tertentu, penyerapan pewarna bermula, dengan cepat mencapai ketepuan. Menurunkan pH selanjutnya tidak menghasilkan peningkatan yang ketara dalam pengambilan. Walau bagaimanapun, apabila pH dikurangkan kepada 3, pengambilan pewarna meningkat dengan mendadak, menunjukkan penjerapan super-setara.
Gentian nilon yang dicelup dalam keadaan pH yang sangat rendah juga terdedah kepada hidrolisis. Terutamanya selepas penjerapan super{1}}setara berlaku, pH di dalam gentian menjadi lebih rendah daripada larutan, mempercepatkan hidrolisis. Hidrolisis menjana kumpulan amino tambahan, meningkatkan kebolehcapaian gentian dan membolehkannya menyerap lebih banyak pewarna, dengan itu menjadikan pencelupan tidak sekata lebih berkemungkinan. Oleh itu, berdasarkan keadaan sebenar, menaikkan pH dengan sewajarnya boleh mengurangkan coretan warna.
Apabila mencelup nilon dengan pewarna berasid lemah: - Untuk warna terang, kawal pH pada 6–7 (boleh laras dengan penstabil pencelupan M-215) dan tingkatkan dos agen perataan untuk meningkatkan keseragaman pencelupan dan mengelakkan mot. Walau bagaimanapun, elakkan pH yang terlalu tinggi untuk mengelakkan ton warna kusam. Untuk warna gelap, kekalkan pH 4–6 (boleh laras dengan penstabil pencelupan M-215). Semasa fasa pengekalan haba, tambahkan jumlah asid asetik yang sesuai untuk menurunkan pH dan menggalakkan penyerapan pewarna.
(3) Beri perhatian kepada pemilihan dan dos agen perata
Memandangkan sifat meratakan dan liputan nilon yang lemah semasa pencelupan, agen perata boleh sama ada digunakan serentak dengan pewarna dalam mandi pewarna atau digunakan sebagai pra-rawatan gentian nilon. Ejen meratakan anionik terurai menjadi ion negatif dalam mandian pewarna, menembusi gentian untuk mula-mula menduduki tapak pewarna terhad pada gentian nilon. Apabila suhu meningkat semasa pencelupan, ion-ion ini digantikan secara beransur-ansur dengan molekul pewarna, memperlahankan-kadar pengikatan gentian pewarna dan mencapai pencelupan yang sekata. Agen perata bukan ionik membentuk ikatan hidrogen dengan pewarna di dalam tab mandi, kemudian secara beransur-ansur terurai semasa pencelupan untuk membebaskan molekul pewarna yang terserap oleh gentian.
Penambahan agen meratakan dengan ketara meningkatkan keseragaman pencelupan dan keupayaan pencetakan berlebihan. Walau bagaimanapun, meningkatkan kepekatan mereka mengurangkan kadar pengambilan pewarna, membawa kepada tahap penurunan kadar keletihan yang berbeza-beza. Oleh itu, penggunaan ejen meratakan tidak boleh berlebihan. Ini kerana, selain menggalakkan pencelupan seragam, agen perata juga mempamerkan kesan penyekatan-pewarna semasa proses. Penggunaan agen perataan yang berlebihan mengurangkan kadar pengambilan pewarna bagi pewarna asid, meningkatkan kepekatan larutan sisa pewarna, dan menyebabkan perbezaan warna antara sampel dan kebolehulangan yang lemah. Secara amnya, tahap ejen meratakan yang lebih tinggi digunakan untuk warna terang, manakala jumlah yang lebih rendah adalah mencukupi untuk warna gelap.
(4) Kekuningan
Fabrik nilon berwarna-cerah selalunya mempamerkan penyetempatan, kekuningan sederhana semasa penyimpanan dan pengangkutan, yang menjejaskan penampilan dan kualiti fabrik.
Analisis Punca:
Bahan cemar pada beg pembungkusan plastik bertindak balas secara kimia dengan BHT (butylated hydroxytoluene) dalam nilon, menyebabkan perubahan warna dan mengakibatkan kekuningan.
Penggunaan anti-agen kuning fenol dalam proses pencelupan atau pelapik.
Kesimpulan
Secara ringkasnya, hasil pencelupan gentian nilon dipengaruhi oleh pelbagai faktor. Oleh itu, semasa operasi praktikal, adalah penting untuk memilih pewarna, bahan bantu, proses pra{1}}pra, dan keadaan pencelupan yang optimum-termasuk pH, suhu dan tempoh-berdasarkan keperluan pencelupan tertentu. Hanya dengan mempertimbangkan secara menyeluruh dan mengimbangi faktor-faktor ini, keseragaman pencelupan yang sangat baik boleh dicapai.
