Nailon on sünteetiliste polüamiidkiudude kaubanimi. Nailon 6 ja nailon 66 on tekstiilirakendustes kõige sagedamini kasutatavad. Nailonist makromolekul koosneb peamiselt kolmest osast: hüdrofoobsest metüleensegmendist, hüdrofiilsetest amiidrühmadest ning terminaalsetest amino- ja karboksüülrühmadest. Vaatamata madalale aminosisaldusele sisaldab nailon oma molekulaarses ahelas arvukalt metüleenrühmi, mis on võimelised moodustama van der Waalsi jõude ja värvainetega vesiniksidemeid. Järelikult saab nailonit värvida mitte ainult ioonse sideme kaudu anioonsete värvainetega, vaid ka tugeva van der Waalsi koostoime kaudu värvainetega. Kuigi nailon 6 ja nailon 66 molekulaarstruktuuris ja värvimisomadustes on väikesed erinevused, on nende värvimis- ja viimistlusprotsessid identsed.
Turu arengu ja ketrustehnoloogia edusammude tõttu sisaldab enamik nailonkangaid nüüd elastseid kiude (spandekslõng), et suurendada kulumiskindlust ja vastupidavust, mis muudab nailonkangaste värvimis- ja viimistlusprotsessid veelgi keerulisemaks.
1. Horisontaalsed triibud
Põhjuste analüüs:
Erinevused kanga nailonkiudude keemilistes või füüsikalistes omadustes:
Lõnga füüsilised kõikumised, sealhulgas lõngade arvu, kiudude arvu lõnga kohta või kiu peenuse erinevused, samuti üksikute kiudude otste murdumise või lõnga mitme kiu otste murdumise erinevused.
Keemilised erinevused tulenevad kiudude aminosisalduse erinevustest, mis võivad tekkida ketruse ekstrusiooni, termilise tõmbamise või keerdumisprotsesside käigus. Näidete hulka kuuluvad nailonkiu töötlemise käigus tekkinud makromolekulaarsed struktuurilised ebahomogeensused, nagu erinevused kristallilisuses, orientatsioonis või südamiku{1}}kesta struktuuris.
Lahendused:
(1) Tugevdage greige kanga kontrolli. Variatsioonidega kangaste jaoks valige heledad värvid, naturaalne valge või säravvalge.
(2) Valige heade katte- ja tasandusomadustega värvained. Dispersioonvärvid pakuvad happevärvidega võrreldes paremat katvust ja ühtlustamist; kaaluge osa dispergeeritud värvainete lisamist.
2. Sukelvärvimisest põhjustatud värvilaigud
Põhjuste analüüs:
Nailon sisaldab suhteliselt vähe terminaalseid aminorühmi ja sellel on madal küllastusväärtus. Kui kombineeritud värvimisel kasutatakse kahte või enamat värvainet, tekib värvimiskohtade pärast konkurents -seda nähtust nimetatakse konkureerivaks värvimiseks. Kui valitud värvainetel on olulised erinevused värvi omastamise kiiruses ja afiinsuses, varieeruvad saadud kiu toonid erinevatel värvimisaegadel märkimisväärselt. See toob kaasa värvierinevused proovide vahel ja halva reprodutseeritavuse.
Lahendus:
Valige sarnase värvimiskõvera ja -afiinsusega värviseeria, hea ühilduvus ja sobivus tootmismasinatele. Õppige erinevate värvainete värvimisomadusi. Värvimaterjalide valimisel võtke põhjalikult arvesse selliseid tegureid nagu värvi omastamise kiirus, värvimiskõver, tasandusomadused, värvipüsivus ning tundlikkus temperatuuri ja tasandusainete suhtes.
(1) Kaaluge põhjalikult värvide ühilduvust
Kui segate värvimiseks mitut värvi, valige sobivad värvained ja kontrollige hoolikalt nende kogust. Üldiselt eelistage sama tootja sama seeria värvaineid. Kui tuleb kombineerida erinevate tootjate värvaineid, valige need, millel on sarnased värvimiskõverad, võrreldavad värvimise algtemperatuurid ning sarnane tundlikkus temperatuuri ja tasandusainete suhtes, et minimeerida konkureerivat värvimist.
(2) Pange tähele erinevusi värvikonkurentsis väikeste ja suurte proovide vahel
Mõnede värvainete konkurents on väikesemahulise{0}}värvimise ajal tühine, kuid see toob esile olulisi probleeme-suurtootmises. Näiteks järverohelise ja paabulinnusinise tootmisel võib Acid Blue 10 kombineerimine Acid Yellow 10-ga selliseid probleeme tekitada. Selle põhjuseks on asjaolu, et Acid Blue 10 molekulaarstruktuur on suurem, mille tulemuseks on oluliselt erinev värvimiskõver võrreldes Acid Yellow 10 värviga, mis toob kaasa konkureeriva värvimise. Üleminek Acid Blue 10-le koos Acid Green 10-ga (millel on kollakas toon) lahendab suuresti konkureeriva värvimise probleemi.
3. Protsessi tingimustest põhjustatud värvilaigud
Nailonvärvimine nõuab äärmiselt täpset protsessi juhtimist. Protsessi tingimused mõjutavad oluliselt värvitud toodete värvitooni ja värvimise ühtlust, kusjuures sellised tegurid nagu temperatuur ja pH tase mõjutavad otseselt toote kvaliteeti.
Optimeerimata protsessid põhjustavad sageli selliseid probleeme nagu ebaühtlane värvimine, värvilaigud, värvitriibud, värvimuutused ja halb värvikindlus.
(1) Algse värvimistemperatuuri ja kuumutamiskiiruse reguleerimine
Nailon on termoplastne kiud, mistõttu selle värvimiskiirust mõjutab oluliselt temperatuur. Värvimistemperatuur peab ületama kiu klaasistumistemperatuuri (35–50 kraadi). Nailonkiud hakkavad värvainet omastama 40 kraadi juures. Temperatuuri tõustes kiireneb värvi omastamine ja protsess on suures osas lõpule viidud 100 kraadi võrra. Kuigi värvimine lõpetatakse põhimõtteliselt 100 kraadi juures, hõlbustab edasine kuumutamine värvi migratsiooni, suurendades värvi ühtlust. Kuumutuskiiruse ebaõige reguleerimine võib aga kergesti põhjustada ebaühtlast värvimist.
Temperatuuri mõju värvaine omastamise kiirusele varieerub samuti sõltuvalt konkreetsest värvainest. Tasandusvärvide puhul suureneb neeldumiskiirus järk-järgult temperatuuri tõustes. Kokkutõmbumiskindlate-värvide puhul hakkab neeldumiskiirus kiiresti kasvama alles siis, kui temperatuur tõuseb üle 60 kraadi. Eelkõige vahemikus 65–85 kraadi on kuumutuskiiruse reguleerimine nailoni edukaks värvimiseks ülioluline. Vale juhtimine võib kaasa tuua kiire värvi omastamise, halva migratsioonikindluse, ebaühtlase värvijaotuse ja raskusi defektide parandamisel. Kui värvite nailonit kokkutõmbumiskindlate-värvidega, peaks värvimise algtemperatuur olema toatemperatuur. 65–85 kraadi piires reguleerige kuumutuskiirust rangelt umbes 1 kraadini minutis, lisage tasandusainet ja kasutage astmelist kuumutusmeetodit. Seejärel tõsta temperatuur 95–98 kraadini ja hoia 45–60 minutit.
Lisaks sellele varieerub selle kiu värvimisvõime sõltuvalt värvimiseelse kuumtöötluse tingimustest. Kuiva kuumuse läbinud kiudude puhul väheneb värvi omastamise kiirus oluliselt.
(2) pH taseme kontrollimine
Nailonkiu värvimise ajal, kui värvivanni pH on suhteliselt kõrge, on värvi omastamine minimaalne. Alles pärast seda, kui pH langeb teatud väärtuseni, algab värvaine omastamine, saavutades kiiresti küllastumise. PH edasine alandamine ei too kaasa olulist omastamise suurenemist. Kui aga pH langetatakse 3-ni, suureneb värvaine omastamine järsult, mis näitab super-ekvivalente adsorptsiooni.
Ülimadala pH tingimustes värvitud nailonkiud on samuti vastuvõtlikud hüdrolüüsile. Eriti pärast super-ekvivalentset adsorptsiooni muutub kiu sees pH madalamaks kui lahuse pH, mis kiirendab hüdrolüüsi. Hüdrolüüs tekitab täiendavaid aminorühmi, suurendades kiudude ligipääsetavust ja võimaldades sellel adsorbeerida rohkem värvaineid, muutes seeläbi ebaühtlase värvimise tõenäolisemaks. Seetõttu võib pH sobiv tõstmine tegelike tingimuste põhjal vähendada värvitriibutamist.
Nailonit nõrgalt happeliste värvidega värvides: - Heledate toonide puhul reguleerige pH 6–7 (reguleeritav värvistabilisaatoriga M-215) ja suurendage tasandusaine annust, et parandada värvimise ühtlust ja vältida laigude tekkimist. Vältige aga liiga kõrget pH-d, et vältida tuhmi värvitoone. Tumedate toonide puhul hoidke pH vahemikus 4–6 (reguleeritav värvistabilisaatoriga M-215). Soojuse säilitamise faasis lisage sobiv kogus äädikhapet, et alandada pH-d ja soodustada värvaine omastamist.
(3) Pöörake tähelepanu tasandusainete valikule ja doseerimisele
Võttes arvesse nailoni halbu tasandus- ja katvusomadusi värvimise ajal, saab tasandusaineid kasutada samaaegselt värvainetega värvivannis või kasutada nailonkiudude eeltöötluseks-. Anioonsed tasandusained dissotsieeruvad värvivannis negatiivseteks ioonideks, tungides läbi kiudude, et esialgu hõivata nailonkiudude piiratud värvimiskohad. Kui temperatuur värvimise ajal tõuseb, asenduvad need ioonid järk-järgult värvimolekulidega, aeglustades värvi-kiudude sidumise kiirust ja saavutades ühtlase värvimise. Mitteioonsed tasandusained moodustavad vannis värvainetega vesiniksidemeid, seejärel lagunevad värvimise ajal järk-järgult, vabastades värvimolekulid, mis on kiudude poolt adsorbeeritud.
Tasandusainete lisamine parandab oluliselt värvimise ühtlust ja ületrükkimise võimet. Kuid nende kontsentratsiooni suurendamine vähendab värvi omastamise kiirust, mis põhjustab erineval määral ammendumise vähenemist. Seetõttu ei tohiks tasandusaine kasutamine olla ülemäärane. Selle põhjuseks on asjaolu, et lisaks ühtlasele värvimisele avaldavad tasandusained protsessi ajal ka värvaineid{3}}blokeerivat toimet. Tasandusainete liigne kasutamine vähendab happevärvide värvi omastamise kiirust, suurendab jääkvärvilahuse kontsentratsiooni ning põhjustab proovide vahelisi värvierinevusi ja halba reprodutseeritavust. Üldjuhul kasutatakse heledate värvide puhul kõrgemat taset, tumedate värvide puhul piisab väiksematest kogustest.
(4) Kollastumine
Heledate nailonkangaste puhul ilmneb ladustamise ja transportimise ajal sageli lokaalne, kerge kollasus, mis mõjutab kanga välimust ja kvaliteeti.
Põhjuste analüüs:
Plastpakendi kottidel olevad saasteained reageerivad keemiliselt nailonis sisalduva BHT-ga (butüülitud hüdroksütolueen), põhjustades värvimuutusi ja kolletumist.
Fenoolkollastusvastaste ainete kasutamine värvimis- või polsterdamisprotsessides.
Järeldus
Kokkuvõttes mõjutavad nailonkiudude värvimistulemused mitmed tegurid. Seetõttu on praktiliste toimingute käigus oluline valida sobivad värvained, abiained, eelhäälestusprotsessid ja optimaalsed värvimistingimused,-sh pH, temperatuur ja kestus-, mis põhinevad konkreetsetel värvimisnõuetel. Ainult nende tegurite igakülgsel kaalumisel ja tasakaalustamisel on võimalik saavutada suurepärane värvimise ühtlus.
