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超细涤/锦织物染色的难点与应对措施

提示:

涤/锦复合超细纤维的直径一般在5μm以下,比表面积很大,通常为常规纤维的数倍甚至数十倍,因而其染色性能如显色性、匀染性、色牢度等与常规纤维有很大不同,给染色造成一定困难。 1.染色难点(1)显色性差。超细纤维的染色提升性高于常规纤维。所谓提升性是指随着染液浓度的提高,纤维上染料浓度相应递增的程度。当染液达


    涤/锦复合超细纤维的直径一般在5μm以下,比表面积很大,通常为常规纤维的数倍甚至数十倍,因而其染色性能如显色性、匀染性、色牢度等与常规纤维有很大不同,给染色造成一定困难。

    1.染色难点

    (1)显色性差。超细纤维的染色提升性高于常规纤维。所谓提升性是指随着染液浓度的提高,纤维上染料浓度相应递增的程度。当染液达到一定浓度时,超细纤维上的染料浓度明显高于常规纤维,即超细纤维的饱和吸色量比常规纤维大。这是因为超细纤维的比表面积大,吸附染料的能力比常规纤维强,在同一条件下可以吸附更多的染料。同时这与超细纤维截面半径小也有一定关系,染料在纤维中扩散半径短,容易染透。

    值得注意的是,对同种纤维而言,纤维上的染料浓度越高,纤维表观颜色深度相应越深。然而,当同种纤维的线密度不同时.情况则发生变化。即纤维越细,比表面积越大,吸收染料越多,纤维染色提升性越好,显色性越差。所谓显色性,是指不同纤维含有相同染料浓度时所表现出来的表观色泽的深浅度。显色性差,即表观颜色浅。

    超细纤维显色性差的主要原因是纤维比表面积大,对入射白光的反射和漫反射性强,导致进入纤维内部被纤维(染料)选择吸收的光减少,使纤维的透射光(着色光)显著变弱。

    (2)匀染性差。超细纤维的匀染性比常规纤维差,无论打小样或大生产,极易产生色泽不匀。其原因主要有以下几点:

    ①纤维细,比表面积大,染色时对染料的吸附速度快,容易造成吸附不匀。

    ②超细纤维截面大多为不规则状,而且表面比较粗糙,因而加剧了纤维表面对染料吸附的不均匀性。

    ③超细纤维对染前湿热加工中的物理和化学作用比常规纤维更敏感,如开纤、定形等,一旦受热、受力或化学品作用不均匀,便会产生染色不匀。

    ④涤、锦两相在复合丝中分布不匀.特别是染前开纤程度不充分、不均匀,因其染色性能差异很大,故对匀染性影响更突出。

    (3)色牢度差。由于超细纤维在线密度、截面形状、表面特征以及结晶度、取向度和纤维结构等方面与常规纤维有很大差异,导致它们的染色性能以及染料在纤维上的分布与结合状态具有明显差异,因此其染色牢度也大不相同。对比测试表明,涤/锦复合超细纤维的染色牢度明显低于常规纤维。

    ①皂洗与摩擦牢度差。皂洗和摩擦牢度差的原因主要为:

    a·涤/锦超细纤维的比表面积大,吸附染料能力强,染色时大量染料吸附在纤维表层。这些表层染料部分与纤维分子链直接结合,并有一定的扩散深度,结合力较大,不易脱落;而另一部分染料则在纤维表面形成多层重叠吸附,彼此结合力弱,容易脱落。在去除浮色时,由于锦纶上的分散染料经不起还原剥色处理,只能皂洗处理,再加之分散染料水溶性差,因而即使经过皂洗,吸附在纤维表面的这些染料也难以洗净,测试牢度时便会落下。

    b.分散染料与锦纶的染着结合力比涤纶低得多,再加上锦纶玻璃化温度低,且纤维线密度小、截面半径小,尤其是染较深色泽时,在皂洗测试条件下,染着在纤维内部的部分染料容易从纤维内部迁移到纤维表面,甚至解吸到测试液中,造成皂洗牢度和摩擦牢度低。因此,锦纶组分的存在是造成涤/锦复合超细丝织物皂洗牢度和摩擦牢度差的重要因素。

    c·涤/锦复合超细丝织物染后通常要经过高温干热后整理。在高温干热处理过程中,涤/锦纤维内部的分散染料会在高温纤维膨胀时,从纤维内部向纤维表层迁移,形成二次浮色,从而使皂洗、摩擦牢度显著下降。

    分散染料的这种热迁移性与热升华性有某种关联,但绝不是同一个概念。染料的热迁移程度(热迁移速率、热迁移量)除了与染料结构、染色深度、热处理温度和时间、纤维上附着的助剂类别及数量等有关外,纤维线密度的高低对其影响也很大。纤维越细,染料的热迁移程度越大,对色牢度的影响越严重。显然,这与纤维的比表面积大、截面半径小,染料由内向外迁移途径短有关。

    ②日晒牢度差。对比试验与生产实践都证明,超细纤维的日晒牢度比常规纤维差。其影响因素有:

    a·超细纤维的比表面积大,暴露在大气与日光下的面积也大,因此会吸收大量的紫外线。

    b.纤维细、截面半径小,与常规纤维相比,光容易透射,内部染料容易受到光的破坏。

    c·纤维细、比表面积大,纤维表层染料多,可以吸收更多的光,导致染料褪色更快。

    d.分散染料在120℃染涤纶,日晒牢度良好,而在同条件下染锦纶,日晒牢度则普遍下降(参见表3 -17),而且锦纶线密度越小,锦纶所占比例越多,日晒牢度越差。

    ③耐升华牢度差。超细纤维由于比表面积大,纤维表层染料多,因此可以吸收更多的热能,使纤维温度升高。再加上这些表层染料与纤维结合力弱,在高温干热条件下,很容易气化升华,沾污测试白布。因此,超细纤维与常规纤维相比耐升华牢度差,一般要低12级。

    (4)同色性差。常用分散染料染涤/锦复合超细纤维,和染普通涤、锦纤维一样,显著缺乏同色性。在涤、锦两相上的得色量,色光甚至色相都不尽相同(4 - 57)

4 -57分散染料高温高压(120)染涤、锦得色色光的比较

 表4 -57分散染料高温高压(120℃)染涤、锦得色色光的比较

    2.应对措施

    (1)染料选择。如前所述,由于涤/锦复合超细纤维的染色性能与常规纤维相差较大,因而染常规纤维的分散染料并非都适用于染涤/锦复合超细纤维。生产实践表明,适合涤/锦超细纤维染色的分散染料必须具有以下特点:

    ①匀染性好。由于涤/锦复合超细纤维的比表面积大,表层又较粗糙,所以对染料的吸附速率高,吸附均匀性差,再加上纤维染前湿热处理并非完全均匀一致,从而使纤维匀染性更差。因此,要求所用染料应具有温和吸附、快速扩散、移染力强的特点。而且,染料颗粒在水中的聚集倾向要小,在整个染色过程中要有良好的分散稳定性,这对染料的均匀吸附至关重要。

    ②染深性好。所谓染深性好是指随着染液浓度的增加,纤维表观颜色明显增深,在纤维吸色达到饱和以前,纤维表观色泽容易达到深浓程度。

    涤/锦复合超细纤维染色时具有表观显色性差的缺点,即使用同样多的染料也达不到常规纤维相同的表观深度,尤其是染深浓色泽更加困难。因而,要求染料力份高,染深性好。

    ③色牢度好。涤/锦复合超细纤维染色后的皂洗牢度、摩擦牢度、升华牢度和日晒牢度比常规纤维至少低0.51级。因此,要求分散染料要有较好的湿处理牢度,并且热迁移性要小、耐升华性要好、抗紫外光分解能力要强。

    ④同色性好。涤/锦复合纤维织物用分散染料高温染色后,常出现色光不匀和夹花现象。为此,用分散染料染涤/锦复合纤维时,必须选用对涤、锦同色性相对较好的染料。

    目前市场上已有专门用于超细纤维染色的染料供应。如浙江龙盛集团公司的AC-E型分散染料、UN-SE型分散染料,浙江杭州吉华公司的HACE型分散染料,上海安诺其纺化公司的ERD型分散染料等。这些染料在合适的工艺、助剂配合下染涤纶超细纤维,可以获得匀染性、重现性、提升性、色牢度等皆优的效果。而用于涤/锦超细丝织物染色,在涤、锦两相间深浅的适合性、色光的一致性以及锦纶色牢度的优劣性等方面效果并非都如人意。因此,必须从中予以选择。

    (2)助剂选择。实践表明,涤/锦复合超细纤维织物必须借助于具有分散效果和匀染效果好的助剂。

    分散染料在水中的溶解度很低,染料主要以微颗粒状态分散在水中。随着染温的升高,热运动的加剧,这些染料微粒相互碰撞而聚集,由小的染料微粒逐渐变为大的染料聚集体,在高温染液中稳定性很差,极易在纤维表面形成重叠式堆积,使匀染性和色牢度严重下降,甚至还会与纤维的低聚物、毛屑等杂质结合成焦油状物,沾污纤维,造成难以修复的色渍疵点。涤/锦复合超细纤维对染料的吸附比常规纤维快得多,因此染料的聚集对匀染性和色牢度的影响更严重。加入效果好的分散匀染助剂可以显著提高染液的分散稳定性,从而改善匀染效果和染色牢度。

    涤/锦复合超细纤维对染色助剂的要求比常规纤维更高,适用的助剂不仅对染液要有良好的高温稳定作用,而且还需有良好的缓染移染功能、起泡性低、对上染率的影响要小。显然,采用单一结构的助剂不能达到既分散又匀染的要求。

    实践表明,阴离子型表面活性剂与非离子型表面活性剂按一定比例配合使用,可以发挥协同效应,具有较好的效果。

    目前,市场上供应的一些高温分散匀染剂产品大多属于阴/非离子型表面活性剂复配物。其中,阴离子组分主要作为染液的高温分散剂,以提高染液的分散稳定性;非离子组分则主要作为染料的缓染移染剂,以提高匀染效果。

    阴/非离子型表面活性剂配合使用还可以提高非离子型表面活性剂的浊点,改善其耐热性能。此外,由于两者可以形成带双电层的混合胶束,对染料微粒的保护作用更强,分散液更稳定,且起泡性较低,对上染率影响较小。

    这些阴/非离子型系列产品很多,实用效果有所不同。常规纤维高温染色对助剂要求相对较低,实际应用效果尚好;但涤/锦复合超细纤维高温染色时对助剂的要求较高,其实用效果,尤其是缓染性、移染性和匀染效果大多还不能令人满意,必须加以选择。

    (3)工艺选择。涤/锦复合纤维中涤、锦组分比例不同。剥离型复合纤维锦纶含量较少,为15%20%,海岛型复合纤维锦纶所占比例较多,为40%50%。分散染料在锦纶上的各项染色牢度普遍较低,而且染深性又差。因此,锦纶含量少者可采用单分散染料染色,锦纶含量较多者用分散染料只能染浅色。对于较深色泽,必须采用分散/中性或分散/酸性染料染色。


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