Nylon è il nome commerciale delle fibre sintetiche di poliammide. Nylon 6 e Nylon 66 sono i più comunemente utilizzati nelle applicazioni tessili. La macromolecola di nylon è costituita principalmente da tre parti: un segmento metilenico idrofobo, gruppi ammidici idrofili e gruppi amminici e carbossilici terminali. Nonostante il suo basso contenuto di aminoacidi, il nylon possiede numerosi gruppi metilenici lungo la sua catena molecolare in grado di formare forze di van der Waals e legami idrogeno con i coloranti. Di conseguenza, il nylon può essere colorato non solo attraverso il legame ionico con coloranti anionici ma anche tramite forti interazioni di van der Waals con i coloranti. Sebbene il nylon 6 e il nylon 66 presentino piccole differenze nella struttura molecolare e nelle proprietà di tintura, i loro processi di tintura e finitura sono identici.
A causa dello sviluppo del mercato e dei progressi nella tecnologia di filatura, la maggior parte dei tessuti di nylon ora incorpora fibre elastiche (filato di spandex) per migliorare la resistenza all'abrasione e la resilienza, il che complica ulteriormente i processi di tintura e finitura dei tessuti di nylon.
1. Strisce orizzontali
Analisi delle cause:
Differenze nelle caratteristiche chimiche o fisiche delle fibre di nylon sul tessuto:
Variazioni fisiche nel filato, comprese differenze nel titolo del filato, nel numero di fibre per filato o nella finezza delle fibre, nonché variazioni nell'arricciatura alle estremità delle singole fibre o nell'arricciatura alle estremità di più fibre all'interno del filato.
Le differenze chimiche derivano dalle variazioni del contenuto amminico delle fibre, che possono verificarsi durante i processi di estrusione della filiera, trafilatura termica o torsione. Gli esempi includono disomogeneità strutturali macromolecolari sviluppate durante la lavorazione della fibra di nylon, come differenze nella cristallinità, nell'orientamento o nella struttura del nucleo-del guscio.
Soluzioni:
(1) Rafforzare l'ispezione del tessuto greggio. Per i tessuti con variazioni, selezionali per colori chiari, bianco naturale o bianco brillante.
(2) Selezionare coloranti con buona copertura e proprietà livellanti. I coloranti dispersi offrono una copertura e un livellamento superiori rispetto ai coloranti acidi; considerare di incorporare una parte di coloranti dispersi.
2. Macchie di colore causate dalla tintura per immersione
Analisi delle cause:
Il nylon contiene relativamente pochi gruppi amminici terminali e ha un basso valore di saturazione. Quando due o più coloranti vengono utilizzati in una tintura combinata, si verifica competizione per i siti di tintura-un fenomeno noto come tintura competitiva. Se i coloranti selezionati presentano differenze significative nella velocità di assorbimento e nell'affinità del colorante, le tonalità delle fibre risultanti varieranno considerevolmente durante i diversi tempi di tintura. Ciò porta a differenze di colore tra i campioni e scarsa riproducibilità.
Soluzione:
Selezionare serie di coloranti con curve di tintura e affinità simili, buona compatibilità e idoneità per i macchinari di produzione. Padroneggia le proprietà tintorie di vari coloranti. Quando si scelgono i materiali coloranti, considerare in modo esaustivo fattori quali il tasso di assorbimento del colorante, la curva di tintura, le proprietà livellanti, le prestazioni di solidità del colore e la sensibilità alla temperatura e agli agenti livellanti.
(1) Considerare attentamente la compatibilità dei coloranti
Quando si fondono più coloranti per la tintura, selezionare i coloranti adatti e controllarne attentamente le quantità. In generale, dai la priorità ai coloranti della stessa serie dello stesso produttore. Se è necessario combinare coloranti di diversi produttori, scegliere quelli con curve di tintura simili, temperature di tintura iniziali comparabili e sensibilità simile alla temperatura e agli agenti livellanti per ridurre al minimo la tintura competitiva.
(2) Notare le differenze nella competizione dei coloranti tra campioni su piccola e larga-scala
Alcuni coloranti mostrano una concorrenza trascurabile durante la tintura su piccola-scala, ma rivelano problemi significativi nella produzione su larga-scala. Ad esempio, quando si producono verde lago e blu pavone, la combinazione di Acid Blue 10 con Acid Yellow 10 può causare tali problemi. Ciò si verifica perché Acid Blue 10 ha una struttura molecolare più grande, che risulta in una curva di tintura significativamente diversa rispetto ad Acid Yellow 10, portando a una tintura competitiva. Passare all'Acid Blue 10 combinato con l'Acid Green 10 (che ha una tinta giallastra) risolve in gran parte il problema della tintura competitiva.
3. Macchie di colore causate dalle condizioni del processo
La tintura del nylon richiede un controllo del processo estremamente preciso. Le condizioni del processo influenzano in modo significativo la tonalità del colore e l'uniformità della tintura dei prodotti tinti, con fattori come la temperatura e il livello di pH che influiscono direttamente sulla qualità del prodotto.
I processi non ottimizzati spesso causano problemi come tinture non uniformi, chiazze di colore, striature di colore, variazioni di colore e scarsa solidità del colore.
(1) Controllo della temperatura di tintura iniziale e della velocità di riscaldamento
Il nylon è una fibra termoplastica, quindi la sua velocità di tintura è notevolmente influenzata dalla temperatura. La temperatura di tintura deve superare la temperatura di transizione vetrosa della fibra (35–50 gradi). Le fibre di nylon iniziano l'assorbimento del colorante a 40 gradi. All'aumentare della temperatura, l'assorbimento del colorante accelera, con il processo in gran parte completato entro 100 gradi. Sebbene la tintura venga essenzialmente terminata a 100 gradi, un ulteriore riscaldamento facilita la migrazione del colore, migliorando l'uniformità del colore. Tuttavia, un controllo improprio della velocità di riscaldamento può facilmente causare una tintura non uniforme.
Anche l'effetto della temperatura sui tassi di assorbimento del colorante varia a seconda del colorante specifico. Per i coloranti livellanti, la velocità di assorbimento aumenta gradualmente con l'aumento della temperatura. Per i coloranti resistenti al restringimento-, il tasso di assorbimento inizia ad aumentare rapidamente solo quando la temperatura supera i 60 gradi. In particolare nell'intervallo di 65-85 gradi, il controllo della velocità di riscaldamento è fondamentale per una tintura di nylon di successo. Un controllo improprio può comportare un rapido assorbimento del colore, una scarsa resistenza alla migrazione, una distribuzione non uniforme del colore e difficoltà nella riparazione dei difetti. Quando si tinge il nylon con coloranti resistenti al restringimento-, la temperatura di tintura iniziale dovrebbe essere la temperatura ambiente. Nell'intervallo di 65–85 gradi, controllare rigorosamente la velocità di riscaldamento a circa 1 grado/min, aggiungere un agente livellante e utilizzare un metodo di riscaldamento graduale. Successivamente aumentare la temperatura a 95–98 gradi e mantenerla per 45–60 minuti.
Inoltre, le prestazioni di tintura di questa fibra variano a seconda delle condizioni di trattamento termico prima della tintura. Il tasso di assorbimento del colorante diminuisce significativamente sulle fibre che sono state sottoposte a termofissaggio a secco.
(2) Controllo dei livelli di pH
Durante la tintura delle fibre di nylon, quando il pH del bagno di tintura è relativamente alto, l'assorbimento del colorante è minimo. Solo quando il pH scende ad un certo valore inizia l'assorbimento del colorante, raggiungendo rapidamente la saturazione. Un ulteriore abbassamento del pH non produce alcun aumento significativo nell’assorbimento. Tuttavia, quando il pH viene ridotto a 3, l'assorbimento del colorante aumenta notevolmente, indicando un adsorbimento super-equivalente.
Anche le fibre di nylon tinte in condizioni di pH estremamente basso sono suscettibili all'idrolisi. In particolare, dopo che si è verificato un adsorbimento super-equivalente, il pH all'interno della fibra diventa inferiore a quello della soluzione, accelerando l'idrolisi. L'idrolisi genera gruppi amminici aggiuntivi, aumentando l'accessibilità della fibra e consentendole di assorbire più colorante, rendendo così più probabile una tintura irregolare. Pertanto, in base alle condizioni reali, un aumento adeguato del pH può ridurre le striature di colore.
Quando si tinge il nylon con coloranti debolmente acidi: - Per le tonalità chiare, controllare il pH su 6–7 (regolabile con lo stabilizzatore di tintura M-215) e aumentare il dosaggio dell'agente livellante per migliorare l'uniformità della tintura ed evitare chiazze. Tuttavia, evitare un pH eccessivamente alto per evitare toni di colore opachi. Per le tonalità scure, mantenere un pH compreso tra 4 e 6 (regolabile con lo stabilizzatore di tintura M-215). Durante la fase di ritenzione del calore, aggiungere una quantità adeguata di acido acetico per abbassare il pH e favorire l'assorbimento del colorante.
(3) Prestare attenzione alla selezione e al dosaggio degli agenti livellanti
Date le scarse proprietà livellanti e coprenti del nylon durante la tintura, gli agenti livellanti possono essere utilizzati contemporaneamente ai coloranti nel bagno di tintura o applicati come pre-trattamento alle fibre di nylon. Gli agenti livellanti anionici si dissociano in ioni negativi nel bagno di tintura, penetrando nella fibra per occupare inizialmente i siti coloranti limitati sulle fibre di nylon. Quando la temperatura aumenta durante la tintura, questi ioni vengono gradualmente sostituiti da molecole di colorante, rallentando la velocità di legame delle fibre del colorante- e ottenendo una tintura uniforme. Gli agenti livellanti non ionici formano legami idrogeno con i coloranti nel bagno, quindi si decompongono gradualmente durante la tintura per rilasciare molecole di colorante che vengono adsorbite dalla fibra.
L'aggiunta di agenti livellanti migliora notevolmente l'uniformità di tintura e la capacità di sovrastampa. Tuttavia, l’aumento della loro concentrazione riduce i tassi di assorbimento del colorante, portando a vari gradi di diminuzione dei tassi di esaurimento. Pertanto, l'utilizzo dell'agente livellante non dovrebbe essere eccessivo. Questo perché, oltre a promuovere una tintura uniforme, gli agenti livellanti mostrano anche effetti bloccanti la tintura durante il processo. L'uso eccessivo di agenti livellanti riduce il tasso di assorbimento dei coloranti acidi, aumenta la concentrazione della soluzione colorante residua e provoca differenze di colore tra i campioni e scarsa riproducibilità. In genere, per i colori chiari si utilizzano livelli più elevati di agenti livellanti, mentre per i colori scuri sono sufficienti quantità inferiori.
(4) Ingiallimento
I tessuti di nylon di colore chiaro- spesso mostrano un leggero ingiallimento localizzato durante lo stoccaggio e il trasporto, che influisce sull'aspetto e sulla qualità del tessuto.
Analisi delle cause:
I contaminanti presenti sui sacchetti di plastica reagiscono chimicamente con il BHT (butilidrossitoluene) nel nylon, provocando cambiamenti di colore e con conseguente ingiallimento.
Utilizzo di agenti anti-ingiallinti fenolici nei processi di tintura o imbottitura.
Conclusione
In sintesi, i risultati della tintura delle fibre di nylon sono influenzati da numerosi fattori. Pertanto, durante le operazioni pratiche, è essenziale selezionare coloranti, ausiliari, processi di pre-impostazione e condizioni di tintura ottimali-compresi pH, temperatura e durata-in base ai requisiti di tintura specifici. Solo considerando e bilanciando in modo completo questi fattori è possibile ottenere un'eccellente uniformità di tintura.
