自上世紀八十年代中期以來,世界上合成纖維在紡織纖維中的比例不斷上升。從1995年至今,合成纖維的比例超過了天然纖維,成為用于紡織品和服裝的主要纖維源泉。從生產噸位看,雖然原棉從1992年的1799萬噸增長到2002年的1919.8萬噸,但由于原毛的產量在同一時期從171,9萬噸減少到127.1萬噸,兩者占紡織纖維的比例以2002年與1992年相比足足下降了11%,而在同樣10年時間內,合成纖維長絲紗和短纖維產量的顯著增長,分別上升了1.41倍和0.56倍,尤其是合成纖維長絲紗的發展給紡織設計師和制造商提供了開發具有創新的美學視覺和性能的新型織物更多的機會,使其產量的增長超過了合成纖維短纖維的1.5倍。在紡織品服裝用的合成纖維中又以聚對苯二甲酸乙二醇酯的聚酯纖維增長最快,從1992年到2002年的10年時間內產量增加了1429.2萬噸,使其在2002年占據合成纖維的比例達到了76%,比1992年提高了14%。
同期,聚酰胺纖維和聚丙烯腈纖維的產量雖然也增加了74.1萬噸和76.3萬噸,但它們在2002年占合成纖維的比例卻分別比1992年下降了9%和5%,其中聚酰胺纖維占14%,聚丙烯腈纖維只占10%。聚酯纖維生產能力和產量的高速增長使得染料制造者把開發的精力集中在用于聚酯纖維的分散染料上,這種情況與染料制造者在纖維素纖維用染料領域把開發的精力集中在棉用和其他纖維素纖維用活性染料的情況相類似。同時,彈性纖維(即嵌段聚氨基甲酸酯纖維)與聚酯纖維、聚酰胺纖維、棉以及其它纖維素纖維組成的混紡織物的發展,促使染料制造者和染色者等努力去解決這些新型混紡織物提出的染色性能和色牢度的要求。另外,現有分散染料的染色性能和色牢度也滿足不了新型聚酯纖維如聚乳酸纖維(PLA)和聚對苯二甲酸丙二醇酯(PIT)等的要求。這些都促進了改進合成纖維色牢度的新紡織化學品的研究和發展。
1改進聚酯纖維染色色牢度的新分散染料
首先是超細滌綸纖維特別是采用復合紡絲法制造的海島型超細滌綸纖維的發展,使得聚酯纖維制成的織物的服用性能有了很大的提高,由其制成的紡麂皮絨織物與天然麂皮非常相似,因此超細滌綸纖維的產量逐年增長。但這種纖維的超分子和形態結構發生了很大變化,比表面積很大,使得傳統的分散染料和早期的超細滌綸纖維用分散染料的上染速度、上染量、染料的顯色性、勻染性和牢度等在使用中都產生了新的問題。因此,改進和提高超細滌綸纖維用的分散染料的提升性和牢度成了當務之急。M.Dohmen公司開發的Lumacron MFB染料是新一代分散染料,它們的結構被設計得能滿足超細聚酯纖維所要求的高的牢度標準,它們不僅具有包括黃、橙、大紅、紅、紅玉、翠藍、藍、海軍藍和黑色等在內的全色譜,而且具有優異的提升性、相容性和濕牢度等。Lumacron MFB染料的這種優異的性能使它們對超細聚酯纖維具有廣泛的適應性,采用合適的染色助劑如1-2g/L,Dispertan MF與2g/L Doregal WMB和染色工藝相匹配,它們可用于海島絳類型和差別化復合類型等各種超細聚酯纖維的染色。為了避免雙面異色效應,該公司推薦使用對纖維染色性差異具有優異復蓋性的三原色Lumacmn MFB染料,即Lumacron Orange MFB,Lumacron RubineMFB和Lumacron Blue MFB或Lumacron NavyMFB。對于要求高光牢度的淺色的染色,M·Dohmen公司推薦使用Dorospers K型染料。此外,日本化藥公司的Kayalon Microester染料也是一種改進以往用于超細滌綸纖維的分散染料色牢度的新型分散染料,它有A、B、C、D四個系列,適于不同的應用要求,具有好的遮蓋性,優良的光牢度與濕牢度及升華牢度,易染成深色等,同樣可適用于海島型超細滌綸纖維和差別化復合超細聚酯纖維等的染色;還有Dystar公司的Dianix SF型染料、Dianix SPH和UPH染料也適用,其中DianixSPH染料特別適用于要求擴散速率快的場合。
近年來,聚酯纖維織物如運動服、休閑服、汽車內織物等用分散染料染色后為保證成品尺寸一致和穩定需進行熱定型處理。由于熱定型溫度較高,要超過140℃,纖維內部的分散染料就會發生與染色時逆向的熱遷移,部分染料會重新遷移至纖維表面,導致染色后經熱定型的織物的色牢度主要是洗滌牢度、汗漬牢度等下降且會沾染到相鄰貼襯上或污染環境,而過去分散染料制造商提供的分散染料洗滌牢度等都是滌綸織物用分散染料染色后經還原清洗但不進行熱定型處理的數據,因此反映不出分散染料的耐熱遷移性能。另外,經染色和還原清洗后的聚酯織物尤其是聚酯纖維和纖維素纖維組成的混紡織物,往往需進行柔軟、防水等后整理,市場上供應的不少柔軟劑和防水劑如氨基硅油柔軟劑等是用非離子表面活性劑制成的乳化劑進行乳化的,它們好似載體會溶介分散染料,使得已染色的分散染料不僅受熱作用發生熱遷移,還會因溶解在載體中而遷移至纖維表面,從而降低了洗滌牢度等。這種遷移即使在儲存和運輸過程中也會發生并沾污到相鄰的白色織物上。
實踐證明,在老的分散染料中有相當一部分品種的耐熱遷移性較差,會使染色聚酯織物經熱定型處理后或柔軟、防水等整理后的洗滌牢度變差,例如C.I.分散紅54、C.I.分散紅60、C.I.分散紅73、C.I.分散紅152、C.I.分散紅153、C.I.分散紅167、C.I.分散藍183以及用C.I.分散紫93:1、C.I.分散藍291:1和C.I.分散橙76組成的分散藍EX-SF300%與分散黑EX-SF300%等,都是這樣的分散染料。需要指出的是染色滌綸織物經柔軟和防水等整理后對洗滌牢度的影響與柔軟劑和防水劑的性質有關,也與用于染色的分散染料結構有關,例如用40克/升分散深藍H-GL進行染色的滌綸織物當選用甲基有機硅柔軟劑進行后整理會降低洗滌牢度且不能滿足要求,若選用脂肪酰胺類柔軟劑進行后整理提高了洗滌牢度且能滿足要求;當選用含氟丙烯酸鹽防水劑對染色滌綸織物進行防水后整理會降低洗滌牢度且不能滿足要求,若選用氟硅防水劑進行防水后整理提高了洗滌牢度且能滿足要求等。
為了提高分散染料的耐熱遷移性,Ciba精化公司先后開發了Terasil W型分散染料和Terasil WW型分散染料,特別是后者,它們是一類具有鄰苯二甲酰亞胺偶氮結構的第三代耐洗型分散染料,復蓋了全部色澤范圍,用其染色的織物經熱定型或柔軟等整理后具有極佳的洗滌牢度,即使在嚴格的洗滌條件(如60℃洗滌)下仍能滿足高的洗滌要求,它們比第一代和第二代耐洗型分散染料有了很大的提高和改進。例如第一代耐洗型分散染料C.I.分散紅111、C.I.分散藍284等,它們比C.I.分散紅167的耐洗滌性能有了改進,但對嚴格的洗滌試驗、對聚酯纖維與它纖維組成的混紡織物的洗滌和對深色織物的洗滌等的牢度很差;此后開發的第二代耐洗型分散染料如C.I.分散紅356雖有極佳的洗滌牢度(即使在很嚴厲的條件下),但它的染色性能不夠滿意,特別是提升性的重現性能很差,對染色溫度等染色條件的敏感性高且很難染得深色等。第三代耐洗型分散染料不僅改進了上述二代染料的洗滌牢度,還提高了其它染色性能,如表一所示:
Lumacron MFB染料也呈現優異的耐熱遷移性,例如在60℃儲存5周的對比試驗表明它們對白色聚酯纖維的沾污很小,即使使用Lumacron Black MFB染色,染色織物經柔軟后整理后儲存時也是如此。Dystar公司的Dianix XF型染料和Dianix SF型染料也是具有優異洗滌牢度的新染料,如Dianix Bfill.Scarlet XF等,還有Dianix Red SE-3B、Dianix Royal Blue SE-R和Dianix Yellow SE-GBN,它們組成具有高耐熱遷移性,高洗滌牢度,高力份和高提升性的三原色分散染料,用其染色的滌綸織物經熱定型處理或柔軟等整理后不僅具有優異的洗滌牢度,而且能用來取代由分散紅3B、分散藍2BLN和分散黃RGFL(分散黃RGFL是禁用染料)組成的低能型-中能型的三原色分散染料。
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