滌錦復(fù)合超細(xì)絲織物染色的難點(diǎn)與對(duì)策
摘要：滌錦復(fù)合超細(xì)絲織物由于纖維直徑小，比表面積大，其染毛性能不同于普通織物。℃中就其勻染性、同色性、顯色性和色牢度均較差等難點(diǎn)問題進(jìn)行了詳細(xì)分析，并提出了解決問題的措施，即根據(jù)不同的織物結(jié)構(gòu)，選用合適的染料、助劑及染色工藝。關(guān)鍵詞：染色 染色性能 超細(xì)纖維 聚對(duì)苯二甲酸乙二酯纖維 聚酰胺纖維
1、前言滌錦復(fù)合超細(xì)絲，是指在一根單絲中，按一定規(guī)律排列著滌錦兩種纖維組分。這種纖維,通常是用剝離型或海島型纖維先織成織物，再經(jīng)化學(xué)或機(jī)械開纖處理，使織物呈現(xiàn)超細(xì)纖維特征。詼纖維線密度特別低。纖維直徑一般在5 um以下，而比表面積很大，通常為常規(guī)纖維的數(shù)倍甚至數(shù)十倍，因而，其染色性諶如顯色性、勻染性、色牢度等，與常規(guī)纖維有很大不同,給染色造成一定困難。
2、染色難點(diǎn)滌錦復(fù)合超細(xì)纖維的染色性能與普通纖維不同，主要表現(xiàn)在：
2. 1顯色性差超細(xì)纖維的染色提升性高于常規(guī)纖維。所謂提升性，是指隨著染液濃度提高，纖維上染料濃度相應(yīng)遞增的程度。超細(xì)纖維的染色提升性好，當(dāng)染液達(dá)到一定濃度時(shí)，上染的染料濃度值明顯高于常規(guī)纖維，即超細(xì)纖維的飽和吸色量比常規(guī)纖維大。這是因?yàn)槌?xì)纖維的比表面積大，吸附染料的能力比常規(guī)纖維強(qiáng)，在同一條件下，可以吸附更多的染料。同時(shí)這與超細(xì)纖維截面半徑小也有一定關(guān)系，染料在纖維中擴(kuò)散半徑短，容易染透。值得注意的是，對(duì)同種纖維而言，纖維上的染料濃度越高,纖維表觀顏色深度相應(yīng)越深。然而,當(dāng)同種纖維的線密度不同時(shí)，情況則發(fā)生變化。即纖維越細(xì)，比表面積越大，吸收染料越多，纖維染色提升性越好，顯色性越差。所謂顯色性，是指不同纖維含有相同染料濃度時(shí)，所表現(xiàn)出來的表觀色澤的深淺度。顯色性差，即表觀顏色淺。超細(xì)纖維顯色性差的主要原因是纖維比表面積大，對(duì)入射臼光的反射和漫反射性強(qiáng)，導(dǎo)致進(jìn)入纖維內(nèi)部被纖維(染料)選擇吸收的光減少，使纖維的透射光(著色光)顯著變?nèi)酢?duì)比
2.2勻染性差生產(chǎn)實(shí)踐證明，超細(xì)纖維的勻染性比常規(guī)纖維明顯差,無論打小樣或大生產(chǎn)，極易產(chǎn)生色澤不勻。分析其原因，主要有以下幾點(diǎn)：● 纖維細(xì)，比表面積大，染色時(shí)對(duì)染料的吸附速度快，容易造成吸附不勻；● 超細(xì)纖維截面大多為不規(guī)則狀，而且表面比較粗糙，因而加劇纖維表面對(duì)染料吸附的不均勻性;● 超細(xì)纖維對(duì)染前濕熱加工中的物理和化學(xué)作用比常規(guī)纖維更敏感，如開纖、定形等，一旦受熱，受力或化學(xué)品作用不均勻，便會(huì)產(chǎn)生染色不勻；● 滌錦兩相在復(fù)合絲中分布不勻，特別是染前開纖程度不充分、不均勻j因其染色性能差異很大，故對(duì)勻染性影響更突出。2.3色牢度差由于超細(xì)纖維在線密度、截面形狀、表面特征以及結(jié)晶度、取向度和纖維結(jié)構(gòu)等方面，與常規(guī)纖維有很大差異，導(dǎo)致它們的染色性能以及染料在纖維上的分布與結(jié)合狀態(tài)具有明顯差異，因其染色牢度也大不相同。對(duì)比測(cè)試表明，滌錦復(fù)合超細(xì)纖維的染色牢度明顯低于常規(guī)纖維。
2.3.1皂洗與摩擦牢度皂洗和摩擦牢度差的原因主要為：● 滌錦超細(xì)纖維的比表面積大，吸附染料能力強(qiáng)，染色時(shí)大量染料吸附在纖維表層。這些表層染料部分與纖維分子鏈直接結(jié)合，并有一定的擴(kuò)散深度，結(jié)合力較大，不易脫落；而另一部分染料，則在纖維表面形成多層重疊吸附。彼此結(jié)合力弱，容易脫落。在去除浮色時(shí)，由于錦綸上的分散染料。經(jīng)不起還原剝色處理，只能皂洗處理，再加之分散染料水溶性差，因而即使經(jīng)過皂洗，吸附在纖維表面的這些染料也難以洗凈，測(cè)試?yán)味葧r(shí)便會(huì)落下。● 分散染料與錦綸纖維的染著結(jié)合力比滌綸低得多，再加上錦綸玻璃化溫度低，并且纖維線密度小、截面半徑小，尤其是染較深色澤時(shí)，在皂洗測(cè)試條件下，染著在纖維內(nèi)部的部分染料，容易從纖維
2.3.2日曬牢度差對(duì)比試驗(yàn)與生產(chǎn)實(shí)踐都證明，超細(xì)纖維時(shí)日曬牢度比常規(guī)纖維差。其影響因素有:● 超細(xì)纖維的比表面積大，暴露在大氣與日光下的面積也大，因此會(huì)吸收大量的紫外線；● 纖維細(xì)、截面半徑小，與常規(guī)纖維相比,光容易透射, 內(nèi)部染料容易受到光的破壞；● 纖維細(xì)、比表面積大，纖維表層染料多，可以吸收更多的光，導(dǎo)致染料褪色更快；● 分散染料在120度染滌綸纖維，日曬牢度良好，而在同條件下染錦綸，日曬牢度則普遍下降(見表1)，而且錦綸纖維線密度越小，錦綸所占比例越多，日曬牢度越差.
染料 | 日曬牢度(級(jí)) | |
滌綸 | 錦綸 | |
分散紅GS | 5-6 | 4 |
分散紅 SE-3B | 5 | 4 |
分散紅玉 S-SBL | 6 | 4 |
分散金黃 SE-3R | 6 | 5 |
分散藍(lán) E-4R | 6 | 5 |
分散深藍(lán) HGL | 5 | 2 |
分散黑 EX-SF | 4 | 2 |
分散藍(lán) EX-SF | 4 | 2 |
分散紫 HFRL | 6 | 4 |
分散大紅 S-BWFL | 5-6 | 3-4 |
表1分散染料在常規(guī)滌綸和錦綸上的日曬牢度比較
注染料1. 5％（OWF)，PH：5-5. 5，120℃×30 min 。值得注意的是,通常纖維上染料越多，色澤越深，日曬牢度越好；而對(duì)超
2.3.3耐升華牢度差超細(xì)纖維由干比表面積大，纖維表層染料多，因此可以吸收更多熱能，纖維溫度升高;再加上些表層染料與纖維結(jié)合力弱，在高溫干熱條件下，很容易氣化升華，沾污測(cè)試白布。因此，超細(xì)纖維與常規(guī)纖維相比，耐升華牢度差，一般要低1~2級(jí)。
2. 4滌錦復(fù)合纖維同色性差滌錦復(fù)合纖維缺乏同色性，在相同條件下用分散染料染色，滌錦兩相得色量，色光甚至色相不盡相同，出現(xiàn)夾花、閃色現(xiàn)象，布面色光不勻。2. 4.1染色深淺不同滌綸和錦綸雖然同屬疏水性纖維，均可用分散染料染色，但它們的初始上染溫度相差甚遠(yuǎn)，錦綸一般在40 – 50度開始明顯上染，染溫達(dá)到100度后保溫適當(dāng)時(shí)間，便可達(dá)到最大吸色量。而滌綸要在80 ~85℃以上才開始上染，染溫達(dá)到130℃左右保溫適當(dāng)時(shí)間才能達(dá)到最大吸色量，因此，滌錦復(fù)合絲織物用分散染料在120℃染色時(shí)，兩相的上色同步性很差，滌綸遠(yuǎn)遠(yuǎn)滯后于錦綸。需要注意的是，分散染料對(duì)滌綸和錦綸的上染性能隨染色溫度不同而不同。沸溫以下，分散染料對(duì)錦綸的上染能力大干滌綸，主要是上染錦綸;沸溫以上，分散染料對(duì)滌綸的上染能力，隨著染溫提高而提高，而對(duì)錦綸的上染能力反而有所下降因此，在沸溫以上高溫染色時(shí)，已染著在錦綸上的分散染料，內(nèi)干結(jié)合力下降會(huì)發(fā)牛解吸，重新回到染液中，繼而轉(zhuǎn)移到滌綸上。實(shí)踐表明，滌錦復(fù)合纖維在高溫條件下染色時(shí)，這種移染基本上是定向的，而且這種定向移染的程度(移染速率、移染量)，除了與染色溫度、保溫時(shí)間，使用助劑有關(guān)外，與染料結(jié)構(gòu)、染色深度也密切相關(guān)。生產(chǎn)實(shí)踐證明，滌錦復(fù)合超細(xì)絲織物用分散染料在120度染中淺色時(shí)，由于分散染料具有一定的定向移染作用(色澤較淺，移染作用相對(duì)較小)，大部分染料的染色結(jié)果是滌綸深于錦綸，如分散紅3B、分散嫩黃SE一4GL、分散紅SE一FB、分散翠藍(lán)S一GL、分散灰S
染料 | 染色色光 | |
滌綸 | 錦綸 | |
分散金黃 SE-3R | 金黃色 | 金黃色 |
分散大紅S一BWFL | 大紅色 | 棗紅色 |
分散紅玉S一5 BL | 紅玉色 | 紅玉色 |
分散紅FRL | 大紅色 | 紫紅色 |
分散紅 SE-GS | 桔紅色 | 棗紅色 |
分散黑EX一SF | 深灰色 | 咖啡色 |
分散藍(lán)EX一 | 寶藍(lán)色 | 暗藍(lán)色 |
分散藍(lán)E一4 R | 艷藍(lán)色 | 暗藍(lán)色 |
分散紅E一4B | 粉紅色 | 桃紅色 |
分散紫HFRL | 紅蓮色 | 紫蓮色 |
分散紅SE一FB | 桃紅色 | 暗紅色 |
分散深藍(lán)HGL | 深藍(lán)色 | 深藍(lán)色 |
表2分散染料在滌綸和錦綸上的得色色光比較
注染料1 %（OWF）120 度*30 min 。(2)分散染料染滌錦對(duì)染浴PH值敏感性不同分散染料高溫染滌綸，染浴必須控制在弱酸性，因?yàn)榻^大部分分散染料在弱酸性浴中染色，能獲得最深艷的色澤，重現(xiàn)性最好。然而，分散染料染錦綸，無論是沸溫常壓染色,還是高溫120度染色，染浴呈弱酸性時(shí)，許多分散染料的色光會(huì)發(fā)生異變，甚至色相都會(huì)發(fā)生變化，從而導(dǎo)致滌錦同色性差異更加嚴(yán)重(表3)。
染料名稱 | 染浴PH值對(duì)錦綸色光的影響 | |
PH:5-6 | PH：7 | |
分散紅S E一GS 分散金黃SE一3R 分散藍(lán)E -4R 分散灰SE一N 分散紅SE一B* 分散紅玉S一2 GFL* 分散大紅S –BWFL* 分散紅FRL* 分散紅 BD 分散紅 SE一4RB 分散紅 SE一3 B | 藍(lán)光紅色 略淺金黃色 紅光寶藍(lán)色 紅光灰色 醬紅色 大紅色 桔紅色 黃光紅色 艷醬紅色 艷棗紅色 玫瑰紅色 | 黃光紅色 深艷金黃色 藍(lán)光艷藍(lán)色 黃光灰色 紅蓮色 棗紅色 棗紅色 棗紅色 艷醬紅色 艷棗紅色 玫瑰紅色 |
表3分散染料染浴pH值對(duì)錦綸色光的影響
注染料0. 5％( OWF) ,100度 *30 min；*一色相不同。
3、 對(duì)策措施
3.1染料選擇
如前所述，由于滌錦復(fù)合超細(xì)纖維的染色性能與常規(guī)纖維相差較大，因而染常規(guī)纖維的分散染料并非都適用于染滌錦復(fù)合超細(xì)纖維。生產(chǎn)實(shí)踐表明，適合滌錦超細(xì)纖維染色的分散染料，必須具有以下特:
3. 1. 1勻染性好
由于滌錦復(fù)合超細(xì)纖維的比表面積大，表層又較粗糙，所以，對(duì)染料的吸附速率高，吸附均勻性差，再加上纖維染前濕熱處理并非完全均勻一致，從而使纖維勻染性更差。因此，要求所甩染料應(yīng)具有溫和吸附、快速擴(kuò)散、移染力強(qiáng)的特點(diǎn)。而且，染料顆粒在水中的聚集傾向要小，在整個(gè)染色過程中，要有良好的分散穩(wěn)定性，這對(duì)染料的均勻吸附至關(guān)重要。
3. 1.2染深性好
所謂染深性好，是指隨著染液濃度增加，纖維表觀顏色明顯增深，在纖維吸色達(dá)到飽和以前，纖維表觀色澤容易達(dá)到深濃程度。
滌錦復(fù)合超細(xì)纖維染色時(shí)具有表觀顯色性差的缺點(diǎn)，即使用同樣多的染料也達(dá)不到常規(guī)纖維相同的表觀深度，尤其是染深濃色澤更加困難。因而，要求染料力分強(qiáng)度高，染深性好。
3. 1.3色牢度好
滌錦復(fù)合超細(xì)纖維染色后的皂洗、摩擦、升華牢度和日曬牢度比常規(guī)纖維至少低0.5 -1級(jí)。因此，要求分散染料要有較好的濕牢度，并日，熱遷移性要小、耐升華性要好、抗紫外光分解能力強(qiáng)。
3. 1.4同色性好
滌錦復(fù)合絲織物用分散染料高溫染色后，常出現(xiàn)色光不勻和夾花現(xiàn)象。為此，用分散染料染滌錦復(fù)，合纖維時(shí)，必須選用對(duì)滌錦同色性相對(duì)較好的染料(可參考表2、3 )。
目前，專門用于滌錦復(fù)合超細(xì)纖維染色的分散染料尚未形成系列，主要是從常規(guī)滌綸
3. 2助劑選擇
實(shí)踐表明，滌錦復(fù)合超細(xì)絲織物，必須借助于具有分散效果和勻染效果好的助劑。
分散染料在水中的溶解度很低，染料t要以微顆粒狀態(tài)分散在水中。這些染料微粒，隨著染溫的升高，熱運(yùn)動(dòng)的加劇，相互碰撞而聚集，由小的染料微粒逐漸變?yōu)榇蟮娜玖暇奂w，在高溫染液中穩(wěn)定性很差，極易在纖維表面形成重疊式堆積，使勻染性和色牢度嚴(yán)重下降，甚至還會(huì)與纖維的低聚物、毛屑等雜質(zhì)結(jié)合成焦油狀物，沾污纖維，造成難以修復(fù)的色漬疵點(diǎn)。滌錦復(fù)合超細(xì)纖維對(duì)染料的吸附比常規(guī)纖維快得多，因此，染料的聚集對(duì)勻染性和色牢度的影響更嚴(yán)重。加入效果好的分散勻染助劑，可以顯著提高染液的分散穩(wěn)定性，從而改善勻染效果和染色牢度。
(1) 陰離子型分散劑
分散劑NNO、MF、CNF、CMN (木質(zhì)素磺酸鈉)等均屬陰離子型表面活性劑，常用于分散染料竭染。其中，分散劑NNO、MF、CNF在水中會(huì)包圍分散染料微粒，形成分散劑一染料膠粒。這種膠粒由于外層帶負(fù)電荷，彼此之間相互排斥，不會(huì)因相互碰撞而聚集，可有效提高染液分散穩(wěn)定性。但是，這些分散劑與染料微粒之間的結(jié)合能較低，隨著染溫提高，熱運(yùn)動(dòng)加劇，使初始階段形成的分散劑一染料膠粒逐漸破裂，游離出來的染料微粒很容易聚集，破壞染液分散穩(wěn)定性。實(shí)踐證明，這類分散劑在70℃以下使用，分散效果良好，不適宜高溫竭染。
木質(zhì)素磺酸鈉類分散劑如CMN等，在水中與分散染料的結(jié)合力相對(duì)較強(qiáng)，所形成的分散劑、染料膠粒，在高溫條件下比較穩(wěn)定，不易破裂。這類分散劑的耐熱穩(wěn)定性較好，在較高溫度下依然具有良好的分散作用。但是，這類陰離子型分散劑不能使染料緩慢上染，對(duì)界面移染和全程移染缺乏促進(jìn)作用，即分散效果好，勻染效果較差。
(2) 非離子型分散劑
一些
但是，非離子型表面活性劑達(dá)到濁點(diǎn)溫度時(shí)，不僅完全失去了對(duì)染料微粒的分散保護(hù)作用，而且由于析出的油粒具有疏水性，會(huì)與染料微粒結(jié)合成焦油狀聚集體，嚴(yán)重沾污缸體和織物。因此，非離子型表面活性劑對(duì)分散染料一方面具有較好的緩染、移染功能，但其高溫分散穩(wěn)定作用卻很差。
(3) 陰/非離子分散劑的復(fù)配使用
滌錦復(fù)合超細(xì)纖維對(duì)染色助劑的要求比常規(guī)纖維更高，適用的助劑不僅對(duì)染液要有良好的濰定作用，而且還需有良好的緩染移染功能，起泡性低，對(duì)上染率的影響要小。顯然，采用單一結(jié)構(gòu)的助劑，不能達(dá)到既分散又勻染的要求。
實(shí)踐表明，陰離子型表面活性劑與非離子型表面活,~劑按一定比例配合使用，可以發(fā)揮協(xié)同效應(yīng)，具有較好的效果。
目前，市場(chǎng)上供應(yīng)的一些高溫分散勻染劑產(chǎn)品，大多屬于陰/非離子型表面活性劑復(fù)配物。其。陰離子組分主要作為染液的高溫分散劑，以提高染液的分散穩(wěn)定性.非離子組分則主要作為染料的緩染移染劑，以提高勻染效果。
陰/非離子型表面活性劑配合使用，還可以提高非離子型表面活性劑的濁點(diǎn),改善其耐熱性能。此外，由于兩者可以形成帶雙電層的混合膠束，對(duì)染料微粒的保護(hù)作用更強(qiáng)，分散液更穩(wěn)定，且起泡，性較低，對(duì)上染率影響較小。
這些陰/非離子型系列產(chǎn)品很多，實(shí)用效果有所不同。常規(guī)纖維高溫染色對(duì)助劑要求相對(duì)較低，實(shí)際應(yīng)用效果尚奸；伹滌錦復(fù)合超
3. 3工藝選擇
滌錦復(fù)合纖維中，滌錦組分比例不同。剝離型復(fù)合纖維錦綸含量較少，為15％一20％；海島型復(fù)合纖維，錦綸占比例較多，為40％一50％。分散染料在錦綸上的各項(xiàng)染色牢度普遍較低，而且染深性又差。因此，錦綸含屠/護(hù)著一可耍田敞公散凄料染色；錦綸含量較多者，分散染料只能染淺色。 對(duì)于較深色擇必須采用分散/酸性或分散/中性染料染色。
商品名稱 | 供應(yīng)單位 |
(超細(xì)旦)強(qiáng)力勻染劑SFD 高溫勻染劑T一150、HTP一425 超細(xì)纖維滲透勻染LT一525 (超細(xì)旦)分散勻染劑PEL 高溫分散劑RPL一509、RPL一254 高溫高壓勻染劑S一1 高溫高壓勻染劑DA – RM 高溫勻染劑M一2104 超細(xì)旦勻染劑Ⅲ一802、YL5 高溫勻染劑TF一205， 德美勻1011 超細(xì)纖維勻染劑HTEH 高溫勻染劑BOF 高溫分散劑DPL 高溫分散勻染劑DA一RM 低泡高溫勻染劑601 高效分散勻染劑RAP | 南通斯恩特化學(xué)品廠 上海大樣化學(xué)工業(yè)公司 上海龍騰化工公司 上海德桑精細(xì)化工公司 上海安諾其紡織化工公司 寧波興華化學(xué)公司 杭州合群精細(xì)化工公司 杭州美高華頤化工公司 浙江宏達(dá)化學(xué)制品公司 杭州傳化化學(xué)制品公司 廣東德美精細(xì)化工公司 杭州合樣精細(xì)化工公司 浙江上虞第二化劑廠 汽巴公司 卜內(nèi)門公司 丹雜叵星精細(xì)化工公司 常州化工研究所 |
表4國(guó)產(chǎn)部分高溫分散勻染劑商品名稱
3. 3. 1單分散染料染色(1) 滌錦復(fù)合超細(xì)纖維采用單分散染料染色時(shí)，其工藝關(guān)鍵是必須確保染液具有良好的高溫分散穩(wěn)定性和良好的緩染、移染性。大量生產(chǎn)實(shí)踐認(rèn)為，在機(jī)械、染料、助劑一定的條件下，染液溫度越高，升溫越，快，分散穩(wěn)定性越差。這是因?yàn)槿玖稀⒎稚┪⒛z粒動(dòng)能提高，使其結(jié)合力減弱，染料解吸出來相互碰撞的幾率增大，染料容易凝集。滌錦復(fù)合
3.3.2分中性(酸性)染料染色主要用于海島型滌錦復(fù)合超細(xì)纖維染中深色澤。海島型復(fù)合超細(xì)纖維的錦綸組分含量較多，用分散染料染色，不僅提升性差，滌錦組分的深度差異也較大，難以調(diào)整，而且染色牢度也差。采用分散/中性或分散/酸性染料一浴一步法染色，可以較好地改善上述問題，尤其是滌錦組分的同色性(色光、深淺)比較容易調(diào)整和控制，染色布面色光效果好。分散染料和中性染料對(duì)一浴一步法具有良好的相容性。在沸溫以下階段，主要是中性染料上染錦綸，分散染料對(duì)錦滌上色較少。這是因?yàn)橹行匀玖蠈?duì)錦綸的親和力比分散染料高得多，在沸溫以下的升溫保溫階段，便會(huì)最大限度地?fù)屜壬先惧\綸，而分散染料被排斥在后。在沸溫以上階段，主要是分散染料上染滌綸。此時(shí)已沾染在錦綸上的一些分散染料，由于對(duì)錦綸的結(jié)合力較弱，隨著溫度的升高，會(huì)向滌綸上轉(zhuǎn)移；而染著在錦綸上的中性染料，由于染色牢度好，對(duì)滌綸又無親和力，所以落色很少。染色結(jié)果顯示，錦綸上的的主色調(diào)為中性染料，分散染料沾染較少.必須注意，由于滌錦復(fù)合超細(xì)纖維對(duì)染料的吸附速率快，再加上中性染料對(duì)錦綸的親和力高、移染性小，所以錦綸組分的勻染性顯得很差。為此，染色時(shí)除了控制升溫速度，并采取階梯式保溫以外，必須在加人高溫分散勻染劑的同時(shí)，再加入適量錦綸勻染劑，以減緩中性染料的上染速度，這對(duì)提高勻染效果，改善染色牢度比較有效。具體染色工藝可參照3.3.1節(jié)滌錦復(fù)合超細(xì)絲織物單分散染料染色工藝曲線。(2)分
4、結(jié)語滌錦復(fù)合超細(xì)絲織物由于滌錦兩相纖維結(jié)構(gòu)不同，在染色性能上存在著勻染性差、同色性差、顯色性差、色牢度差等難點(diǎn)。在實(shí)際生產(chǎn)中，需根據(jù)織物中滌錦比例、染色濃度的要求，選擇染料、助劑和染色工藝，多方面采取對(duì)應(yīng)的措施，才能獲得較好的染色效果。參考文獻(xiàn)[1]朱心遠(yuǎn)主編，新合纖染整[M] .北京：中國(guó)紡織出版社，1997
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