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Aufrufe: 11 Autor: Site-Editor Veröffentlichungszeit: 28.01.2026 Herkunft: Website
Acrylfasern werden aufgrund ihres weichen Griffs, der guten Wärmespeicherung und des wollähnlichen Aussehens häufig für Strickwaren, Pullover, Decken und Heimtextilien verwendet. Allerdings galt der Färbeprozess von Acrylfasern schon immer als einer der anspruchsvollsten unter den synthetischen Fasern. Der Färbeprozess ist äußerst empfindlich gegenüber der Wasserqualität, der Auswahl der Hilfsstoffe, der Temperaturkontrolle und der Färbeleistung. Kleinere Fehler können leicht zu Problemen wie ungleichmäßiger Farbgebung, Farbflecken und Farbabweichungen führen.
Derzeit sind kationische Farbstoffe nach wie vor die wichtigste und wirksamste Farbstoffart zum Färben von Acrylfasern. Um ein gutes Färbeniveau und eine stabile Färbequalität zu erreichen, ist ein systematisches Management über mehrere Stufen hinweg erforderlich, einschließlich Färbewasser, Vorbehandlung, Gestaltung der Färbeformulierung und Steuerung des Färbeprozesses. In diesem Artikel werden auf der Grundlage praktischer Produktionserfahrungen systematisch die wichtigsten Kontrollpunkte und Lösungen für häufige Probleme beim Färben von Acrylfasern vorgestellt und eine praktische Referenz für Färbebetriebe und Techniker bereitgestellt.
Da kationische Farbstoffe an stark sauren Gruppen adsorbieren, werden Acrylfasern leicht durch Metallionen wie Kalziumionen im Wasser angegriffen. Darüber hinaus sind einige kationische Farbstoffe auch anfällig für die Einwirkung von Metallionen. Wenn die Wasserqualität zum Färben ungeeignet ist, muss zunächst eine entsprechende Aufbereitung durchgeführt werden, um die negativen Auswirkungen des Wassers auf das Färben zu mildern.
Darüber hinaus muss Leitungswasser, das aktives Chlor enthält, vor der Verwendung entfernt werden.2. Scheuern
Bei Bedarf wird eine einfache Reinigung durchgeführt, um Spinnöle, Schlichtemittel aus früheren Prozessen und verschiedene Verunreinigungen von den Acrylfasern zu entfernen und so einen reibungslosen Ablauf nachfolgender Prozesse wie Färben und Veredeln sicherzustellen.
Für Acrylfasern kann folgende einfache Reinigungsmethode angewendet werden:
Nichtionisches Tensid 0,5 bis 1,0 g/L
Behandlungstemperatur 60℃
Behandlungszeit 20–40 Minuten.
Es sind viele Arten von Scheuerhilfsmitteln erhältlich; Die Auswahl kann aus einer breiten Palette von Produkten verschiedener Hersteller getroffen werden.
Der Weißgrad von Acrylfasern ist bereits recht hoch. Wenn ein noch höherer Weißgrad erforderlich ist, ist eine optische Aufhellungsbehandlung oder eine Kombination aus optischer Aufhellung und chemischem Bleichen erforderlich.
Die optimale Aufhellung mit optischen Aufhellern ist eine einfache und weit verbreitete Methode. Es gibt zwei Arten von optischen Aufhellern: kationische und dispergierte. Die Aufhellung erfolgt je nach Färbemethode für kationische oder dispergierte Farbstoffe. Häufiger werden dispergierte optische Aufheller eingesetzt, da diese bessere Verlaufseigenschaften bieten. Viele Hersteller stellen optische Aufheller her, so dass der Anwender die Wahl hat.
Die Färbeformel wird auf der Grundlage der praktischen Eigenschaften des Endprodukts wie Farbechtheit und der Art der Färbemaschine bestimmt. Im Allgemeinen kann die Formel in der folgenden Reihenfolge ermittelt werden:
a) Bereiten Sie eine kleine Farbstoffprobe vor, indem Sie den Farbstoff entsprechend der Probe entsprechend mischen. Mischen Sie die Farben wiederholt, bis Sie eine Farbe erhalten, die der Probe entspricht.
b) Sobald die gemischte Farbe mit der Probe übereinstimmt, bestimmen Sie die zu verwendende Farbstoffmenge. Wählen Sie gleichzeitig ein Verzögerungsmittel aus und berechnen Sie die optimale Dosierung mithilfe der in Kapitel 1 beschriebenen Methode zur Berechnung des DC-Werts.
c) Stellen Sie das Färbetemperaturprogramm ein. Für die oben genannten Schritte a) und b) ist es am besten, zunächst ein Tauchfärbeexperiment durchzuführen, um zu bestätigen, ob der Egalisierungseffekt den Anforderungen entspricht;
d) Bestätigen Sie mit einer kleinen Färbemaschine, ob die Farbechtheit den Anforderungen entspricht.
e) Wenn die Gleichmäßigkeit der Färbung und die Farbechtheit nicht den Anforderungen entsprechen, führen Sie den Versuch fort, bis die erforderliche Formel erreicht ist.
Neben Retardierungsmitteln gibt es auch eine andere Art von Tensid, die im Färbeprozess eine egalisierende Rolle spielt: ein Egalisiermittel vom Migrationstyp, beispielsweise das heimische Egalisiermittel XFM-2. Diese Art von Verlaufsmittel gehört zu den kationischen quartären Ammoniumverbindungen mit niedrigem Molekulargewicht und weist gute Migrationseigenschaften auf. Es kann zum Färben von kationischen Farbstoffen vom M-Typ sowie zum Färben und Farbkorrektur von Farbstoffen mit K=5 verwendet werden. Aufgrund seines niedrigen Molekulargewichts besetzt es im Allgemeinen nicht die Farbstoffstelle und hat keine Wirkung auf Sf.
Essigsäure ist das Haupthilfsmittel zum Färben von Acrylfasern mit kationischen Farbstoffen. Es liefert Wasserstoffionen im Färbebad, um die Haftung des Farbstoffs zu unterstützen. In den meisten Fällen bildet Essigsäure mit Natriumacetat eine Pufferlösung, um den pH-Wert des Färbebades zu stabilisieren. Essigsäure löst auch kationische Farbstoffe; Es wird zur Herstellung der Aufschlämmung beim Färben verwendet und anschließend in kochendem Wasser aufgelöst.
In vielen Fällen wird Harnstoff zugesetzt, um die Auflösung zu unterstützen. Dies liegt daran, dass die Acyldiaminogruppe im Harnstoffmolekül die intermolekularen Kräfte und Wasserstoffbrückenbindungen zwischen kationischen Farbstoffmolekülen aufbrechen kann, wodurch die Farbstoffaggregate schnell in unimolekulare Zustände dissoziieren. Eine ausreichende Farbstoffauflösung hilft, Farbflecken zu vermeiden. Da Harnstoff Aminogruppen enthält, ist sein Kationengehalt 2,5-mal so hoch wie der von Natrium, was zu besseren Egalisierungseffekten als Ammoniumsulfat führt.
Ammoniumsulfat ist ein Säure freisetzendes Mittel. Mit zunehmender Färbetemperatur wird nach und nach Ammoniakgas freigesetzt, wodurch Säure im Färbebad zurückbleibt, der pH-Wert sinkt und die Färbegeschwindigkeit verringert wird, was sich positiv auf die Erzielung einer gleichmäßigen Färbung auswirkt. Bei Farbstoffen, bei denen der Färbeprozess zu stark auf den Hochtemperaturbereich konzentriert ist, kann eine entsprechende Menge Ammoniumsulfat zugesetzt werden, um den Färbeprozess zu mildern.
Die Bewegung hochmolekularer Kettensegmente erfolgt erst oberhalb der Glasübergangstemperatur. Der durch diese Kettensegmentbewegung geschaffene Raum ermöglicht es den Farbstoffmolekülen, in die Faser einzudringen, zu diffundieren und sich darin zu fixieren, wodurch der Färbeprozess abgeschlossen wird.
Die Bewegung der Kettensegmente von Polymeren wird stark von der Temperatur beeinflusst. Oberhalb der Glasübergangstemperatur nimmt der Grad der Kettensegmentbewegung mit jedem Anstieg um 1 °C deutlich zu. Dies erklärt, warum oberhalb der Glasübergangstemperatur die Färberate mit zunehmender Temperatur stark ansteigt und bei jedem Anstieg um 1 °C sogar einen Anstieg von 30 % erreicht. Bei Acrylfasern sind es gerade die intensive Kettensegmentbewegung ihrer Polymere und die starken Coulomb-Kräfte zwischen den sauren Gruppen innerhalb der Moleküle und den kationischen Gruppen in den Farbstoffmolekülen, die innerhalb eines engen Temperaturbereichs eine große Menge an konzentrierter Färbung bewirken.
Die Steuerung der Färbetemperatur innerhalb dieses engen Temperaturbereichs gewährleistet ein gleichmäßiges Färben und kontrolliert den Temperaturanstieg und -abfall entsprechend den Prozessanforderungen mit minimalen Fehlern.
Im Allgemeinen kann ein vernünftiger Färbeprozess entwickelt werden. Zu den gängigen Färbemethoden gehören isothermes Schnellfärben, Sättigungsfärben und gewöhnliches Färben.
Bei der Schnellfärbemethode bei konstanter Temperatur wird mit dem Färben bei einer Temperatur oberhalb der Glasübergangstemperatur und unterhalb des Siedepunkts begonnen und 45–90 Minuten lang bei dieser Temperatur gehalten, um sicherzustellen, dass der größte Teil des Farbstoffs absorbiert wird. Anschließend wird die Temperatur zur Farbfixierung auf den Siedepunkt erhöht, wobei die Fixierungszeit relativ kurz ist. Abschließend wird die Temperatur langsam auf 50 °C gesenkt, das Kleidungsstück ausgespült und aus der Maschine genommen. Der Schlüssel zu dieser Methode liegt in der Wahl einer konstanten Färbetemperatur. Durch die Einführung von Verzögerungsmitteln der dritten Generation wurde der Sicherheitsfaktor dieser Methode deutlich erhöht. Darüber hinaus ist die Färbeformel für diese Methode relativ einfach. Die typische Zusammensetzung umfasst eine Pufferlösung aus Essigsäure und Natriumacetat, weniger als 0,2 % des Verzögerungsmittels A und 0,3–0,5 % des Egalisiermittels 1227. Wenn das Farbstoffvolumen hoch ist, werden 2,0–3,0 % Harnstoff zugesetzt. Das zu färbende Kleidungsstück wird in die Maschine geladen, Wasser hinzugefügt und die Temperatur auf 5 °C unter der eingestellten Temperatur erhöht. Alle Hilfsstoffe (außer chemische Hilfsstoffe) werden zugegeben und die Maschine 10-15 Minuten laufen gelassen. Anschließend wird die vollständig gelöste Farbstofflösung zugegeben und die Maschine auf die eingestellte Haltetemperatur gebracht.
Unter Sättigungsfärbung versteht man eine Färbemethode, bei der die Summe der Produkte aus den Farbstoff- und Verzögerermengen in der Färbeformel und ihren jeweiligen f-Werten dem Färbesättigungswert von Acrylfasern entspricht.
Der Schlüssel zum Sättigungsfärben liegt in der Kontrolle der Menge des Verzögerers der zweiten Generation, da sich die Menge direkt auf die Tiefe und den Farbton der resultierenden Farbe auswirkt.
Das herkömmliche Färben kombiniert die Vorteile der Temperaturkontrolle ohne Verzögerer und der Temperaturkontrolle mit Verzögerer und nutzt gleichzeitig die Eigenschaften des Verzögerers der dritten Generation, was es zu einer weit verbreiteten Färbemethode macht. Bei dieser Methode wirken Egalisiermittel 1227 und Verzögerer A in der Färbeformel synergistisch. Das Verlaufsmittel 1227 fungiert in erster Linie als Diffusions- und Waschmittel. Die Menge des Verzögerers in der Formel beträgt 0,02 %–0,4 % und die Menge des Verlaufsmittels 1227 beträgt 0,2 %–0,5 %.
Darüber hinaus wurden in den letzten Jahren mit der Entwicklung von Farbstoffen, die für Acrylfasern geeignet sind, auch kationische Färbeverfahren vom Migrationstyp und kationische Färbeverfahren vom Dispersionstyp entwickelt. Diese werden hier nicht besprochen.
Sollten bei der Verwendung von kationischen Farbstoffen Unstimmigkeiten zwischen dem Färbeprozess und der Probe festgestellt werden, gehen Sie bitte wie folgt vor: Senken Sie vor der Zugabe der kationischen Farbstofflösung die Färbebadtemperatur auf 80 °C. Halten Sie nach der Zugabe der Farbstofflösung die Temperatur bei 80 °C und rühren Sie 5 Minuten lang. Nach gründlichem Rühren erneut auf den Siedepunkt erhitzen, um die Farbe zu korrigieren. Am besten führen Sie vorher einen kleinen Test durch.
Wenn Farbflecken auftreten, behandeln Sie diese wie in Kapitel 1 beschrieben.
Wenn die Färbung bei der Verwendung kationischer Farbstoffe stark ungleichmäßig ist, ist eine Entfärbung erforderlich. Dabei wird der Farbstoff durch Chlorbleiche chemisch zersetzt und anschließend erneut gefärbt.
Trotz der oben genannten Korrekturmaßnahmen kann dies dennoch zu einer Beeinträchtigung der Färbequalität führen und sogar dem Ruf der Färberei schaden. Daher ist es wichtig, vor dem eigentlichen Färben sorgfältig kleine Tests, sogar Färbe- und Farbanpassungsexperimente durchzuführen, um Unfälle zu vermeiden und Verluste zu minimieren.
Um eine dunklere Färbefarbe zu erzielen, kann in der tatsächlichen Produktion durch entsprechende Maßnahmen sichergestellt werden, dass die funktionellen Gruppen auf der Faser vollständig mit dem Farbstoff reagieren. Zu den konkreten Maßnahmen gehören:
1) Erhöhung des pH-Wertes des Färbebades, damit die sauren funktionellen Gruppen der Faser vollständig ionisieren und sich an den Farbstoff binden können;
2) Zugabe einer kleinen Menge eines Trägers, wie z. B. β-Naphthol;
3) Reduzierung der Menge an kationischem Verzögerer der zweiten Generation;
4) Verlängern der Kochfärbezeit oder Hochtemperaturfärben über 100 °C.
Das gleichmäßige Färben von Acrylfasern wird hauptsächlich durch die Steuerung der Färbegeschwindigkeit erreicht. Verschiedene Marken von Acrylfasern weisen unterschiedliche Färberaten auf. Daher ist es notwendig, vor dem Färben die Eigenschaften der zu färbenden Acrylfaser zu verstehen. Anschließend kann ein geeigneter Farbstoff ausgewählt werden, um dieses Problem zu lösen.
Darüber hinaus kann der wichtigste Färbetemperaturbereich in der Färbeformel anhand der Färbegeschwindigkeitskurve identifiziert werden. Eine gleichmäßige Färbung kann erreicht werden, indem die Temperatur innerhalb dieses Bereichs gehalten oder die Heizrate verlangsamt wird.
Unabhängig von der verwendeten Farbe, Methode oder Maschine gibt es schließlich einige betriebliche Probleme, die häufig auftreten und besondere Aufmerksamkeit erfordern:
1) Chemische Zusatzstoffe: Einige Hilfsstoffe, wie z. B. Essigsäure, müssen beim Aufschluss zugesetzt werden;
2) Abkühlen: Da das Färben von Acrylfasern oberhalb ihrer Glasübergangstemperatur erfolgt, führt ein plötzliches Abkühlen aufgrund ungleichmäßiger Abkühlgeschwindigkeiten zu einer ungleichmäßigen Aushärtung der Fasern, was sich stark auf das Handgefühl auswirkt. Daher muss die Abkühlung langsam erfolgen;
3) Weichmachungsbehandlung: Kationische Hilfsstoffe werden üblicherweise zum Weichmachen von Acrylfasern verwendet.
Insgesamt hängt die Färbequalität von Acrylfasern nicht von einem einzelnen Faktor ab, sondern von der koordinierten Steuerung mehrerer Prozessschritte. Vom Wasserqualitätsmanagement über Reinigungs- und Aufhellungsbehandlungen bis hin zur rationalen Auswahl kationischer Farbstoffe, der wissenschaftlichen Kombination von Hilfsmitteln und der präzisen Steuerung des Färbetemperaturprogramms hat jedes Detail direkten Einfluss auf den endgültigen Färbeeffekt.
In der tatsächlichen Produktion ist die Steuerung der Färbegeschwindigkeit der Kern für eine gleichmäßige Färbung von Acrylfasern. Verschiedene Marken und Spezifikationen von Acrylfasern weisen erhebliche Unterschiede in der Färbeleistung auf; Daher ist die Durchführung gründlicher Versuche in kleinem Maßstab und die Beherrschung des wichtigsten Färbetemperaturbereichs vor der offiziellen Produktion von entscheidender Bedeutung. Durch eine rationelle Gestaltung des Färbeprozesses und die Stabilisierung der Betriebsbedingungen können nicht nur Färbeflecken und Farbunterschiede wirksam vermieden, sondern auch die Produktionseffizienz verbessert und das Risiko von Nacharbeit und Ausschuss verringert werden.
Durch die kontinuierliche Weiterentwicklung kationischer Farbstoffe und unterstützender Hilfsmittel wird auch der Färbeprozess von Acrylfasern kontinuierlich optimiert. Nur mit einem umfassenden Verständnis der Fasereigenschaften und Färbemechanismen können stabile, kontrollierbare und qualitativ hochwertige Färbeeffekte auf Acrylfasern erzielt werden.
