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涤纶/改性涤纶混纺织物的异色花灰染色

2021-04-26王美佳 何 金 杨爱民
                                       涤纶/改性涤纶混纺织物的异色花灰染色

互太(番禺)纺织印染有限公司  王美佳  

广州弘禹环保科技有限公司  杨爱民

摘要:涤纶/改性涤纶混纺弹力针织物异色花灰染色,采用分散染料和阳离子染料同浴染色时存在颜色稳定性差、上染不匀和色点等问题,生产中希望通过加入防沉淀剂S、阳离子染料匀染剂等助剂,以解决两种染料同浴时存在的问题。结果表明:加入0.lg/L分散染料匀染剂C,1.5g/L 防沉淀剂S,0.7g/L阳离子染料匀染剂OD,可提高染色的匀染性;pH值控制在3.5~4.5,分散染料染色温度为80~130阳离子染料染色温度为90~120升温速率控制在0.5℃/min大生产结果表明,染色产品的质量可以满足客户的要求。

关键词:染色  分散染料  阳离子染料  涤纶/改性涤纶混纺  弹力针织物  一浴两步染色工艺

0 前言

    涤纶/改性涤纶混纺弹力针织物具有手感柔软、吸湿透气、较好的悬垂性等特点,颇受市场欢迎。涤纶/改性涤纶混纺弹力针织物经过分散染料和阳离子染料染色后,能获得全染异色花灰的效果,视觉新颖,已成为一个崭新的针织产品种类。

    涤纶/改性涤纶混纺弹力针织物的异色花灰效果是通过用分散染料染涤纶、阳离子染料染改性涤纶而获得的。两种性质不同的染料同浴时会产生一定的问题,因此生产上采用两浴两步法染色,但工艺能耗水耗高,不符合节能减排的要求,且生产效率低,颜色稳定性差,难以达到客户的预期效果。

    为了提高涤纶/改性涤纶混纺织物的染色生产效率,笔者进行了涤纶/改性涤纶混纺弹力针织物一浴两步法染色工艺的研究,对染色助剂的种类和用量进行优选,以消除两种染料同浴染色时存在的问题。实践表明,通过控制染色升温速率和染浴pH值可以提高染色效果,优化的一浴两步染色工艺可以解决两种染料同浴时产生的颜色稳定性差、上染不均、色点等问题,提高了生产效率。

1 涤纶/改性涤纶混纺弹力针织物常规染色工艺

    涤纶/改性涤纶混纺弹力针织物要获得异色花灰的效果,需要使用两种不同的染料进行染色,即分散染料染涤纶纤维,阳离子染料染改性涤纶纤维。染色工艺中存在以下问题:

(1) 由于使用的染料类型不同,两种纤维的染色温度不同。分散染料染涤纶需在130℃进行。为了提高阳离子染料的上染率,阳离子染料染改性涤纶时选择120℃。

    (2) 分散染料与阳离子染料一浴法染色时,由于分散染料含有阴离子分散剂,阳离子染料带有正电荷,同一染浴中染料会发生沉淀,产生色点。

    (3) 随着染色温度的升高,分散染料和阳离子染料易出现上染不均的情况,造成布面染花。

    为了避免两种染料同浴染色时存在的问题染厂常选择两浴两步法染色工艺工艺曲线如下所示:

 

由上述工艺曲线可知,两浴两步染色工艺存在着能耗高、水耗大和生产时间长等问题。为克服两浴两步染色工艺的不足,试验就一浴两步染色工艺进行了研究。

2 一浴两步染色工艺
   2.1 织物、染化料与仪器

    织物:涤纶/改性涤纶混纺弹力针织物(43%改性涤纶+44%涤纶+13%氨纶)。

   染化料:阳离子黄GLB、阳离子红FBL、阳离子蓝XBL、阳离子黑FDL、分散黄WXF、分散红DW、分散藏青WXF、分散染料匀染剂C、防沉淀剂S、阳离子染料匀染剂OD、98%冰醋酸、醋酸钠、烧碱、保险粉、柠檬酸(均为市售)。

    仪器:AK溢流染色机(台湾亚矶股份有限公司)、Datacolor SF 600X分光光度计(美国Datacolor 公司)。

2.2 染色工艺

2.2.1  染色工艺曲线

    一浴两步染色工艺曲线如下:

 

一浴两步法染色工艺由于减少了排水的次数,从而减少了染色所用的水耗,缩短了生产时间。

2.2.2 染色配方及条件

一浴两步法染黑/烟灰色的处方:

(1) 分散染料染色:

分散黄WXF/%               0.45

    分散红DW/%                0.24

    分散藏青WXF/%             0.69

    染色温度/℃              130

    保温时间/min              25

    浴比                      1:6

(2) 阳离子染料染色:

阳离子黄GLB/%             1.20

    阳离子红FBL/%             0.56

    阳离子蓝XBL/%             1.50

    阳离子黑FDL/%             1.32

    染色温度/℃               120

    保温时间/min              40

    浴比                      1:6

2.3 测试方法

2.3.1 颜色稳定性

Datacolor SF 600X分光光度计测定头缸和跟缸的色差值△E,连续测试3个批次,以判断成品的颜色稳定性。

2.3.2 色牢度

    耐摩擦色牢度:参照AATCC Test Method 8-2003《摩擦色牢度测试方法》测定。

    耐皂洗色牢度:参照AATCC Test Method 61-2004《皂洗色牢度测试方法》测定。

    耐汗渍色牢度:参照AATCC Test Method 15-2009《汗渍色牢度测试方法》测定。

    耐光照色牢度:参照AATCC Test Method 16E (10h) -2008《耐光色牢度》测定。

2.4 染色助剂的优选

2.4.1 分散染料匀染剂C

在一浴两步法染色工艺中第一步是分散染料染色为了防止分散染料在高温条件下聚集产生色点,可加入一定的分散染料匀染剂C。分散染料匀染剂C用量不同时的染色效果如表1所示。

  1 分散染料匀染剂C的用量对染色效果的影响

分散料匀染剂C

质量浓度(/g.L-1)

0

0.05

0.10

0.15

0.20

布面效果

有色点

有色点

无色点

无色点

无色点

从表1可见,匀染剂C的加入有利于改善布面的质量。考虑到布面效果和经济成本,分散染料匀染剂C的质量浓度为0.lg/L。

2.4.2 防沉淀剂S

在一浴两步法染色工艺中分散染料染色后再加入阳离子染料虽然分散染料上染率较高有部分残留尤其是分散染料中阴离子型分散剂会残留在染浴中阳离子染料溶于水带正电荷其缓染剂一般也为阳离子型因此加入阳离子染料后会发生阴阳离子相互作用产生沉淀造成布面色点。为避免这一情况,可在阳离子染料加入前添加非离子性防沉淀剂S。防沉淀剂S对染色效果的影响如表2所示。

2 防沉淀剂S对染色效果的影响

防沉淀剂S

质量浓度(/g.L-1)

0

 

0.5

 

1.0

 

1.5

 

2.0

 

布面效果

严重色点

有色点

少量色点

无色点

无色点

    从表2可见,加入防沉淀剂S能够明显改善布面的染色质量。考虑到布面效果和经济成本,防沉淀剂S的质量浓度为1.5g/L。

2.4.3 阳离子染料匀染剂OD

    阳离子染料移染性低极易在染色过程中造成染色不均可加入阴离子型匀染剂OD进行改善

    匀染剂OD与阳离子染料以离子键结合,并随着温度的变化逐渐释放出离子态的阳离子染料,达到缓染目的,降低染花风险3是加入阳离子染料匀染剂OD的染色结果

3 阳离子染料匀染剂OD对染色效果的影响

阳离子染料匀染剂

OD质量浓度(/gL-1

0

0.2

0.4

 

0.6

 

0.7

 

0.8

 

布面效果

染花

染花

染花

轻微染花

无染花

无染花

从表3可见匀染剂OD可以改善产品的布面效果综合考虑阳离子染料匀染剂OD质量浓度为0.7g/L。

2.5 pH值

    染浴的pH值是染色的关键因素之一pH>5时会使涤纶纤维强力降低并影响分散染料染色pH<3时会导致分散染料色光萎暗大部分阳离子染料在pH值3~5范围内较为稳定如果超出这个范围阳离子染料就开始发生变色甚至沉淀考虑到两只染料对酸碱度的影响情况选择醋酸-醋酸钠缓冲溶液控制染浴pH值当醋酸0.8g/L醋酸钠0.4g/L时染浴pH值在3.5~4.5范围内,可以满足两种染料的上染要求。

2.6 染色升温速率

    涤纶和改性涤纶纤维的染色均是在高温高压条件下进行,分散染料的上染率曲线见图1。


 

1  分散染料的上染率曲线

从图1可见当染色温度低于80℃时分散染料对涤纶纤维的上染率很低且上染速率较慢超过80℃以后上染速率随温度的升高迅速增加因此分散染料低于80℃时宜采用1℃/min升温速率,超过80℃后的升温速率宜为0.5℃/min。

    阳离子染料的上染率曲线见图2。

 

2 阳离子染料的上染率曲线

由图2可见染色温度低于90℃时阳离子染料上染速率慢90℃以上时阳离子染料的上染速率随着温度的升高而加快因此低于90℃时阳离子染料升温速率控制在1℃/min高于90℃时,升温速率选择0.5℃/min。

2.7 染色结果

2.7.1 颜色稳定性

Datacolor SF 600X分光光度计对染色后的成品进行色差检验,结果见表4。

4 染色成品的色差

色差

△L

△C

△H

△E

第一缸(头缸)

0.21

-0.15

0.34

0.42

第二缸(跟缸1)

0.15

-0.28

0.14

0.35

第三缸(跟缸2)

0.15

-0.07

0.21

0.27

4表明,各批次产品的色差在可接受范围内。

2.7.2 色牢度

对染色混纺织物进行色牢度测试,结果见表5。

5 染色成品的色牢度

耐光色牢度/级

耐摩擦色牢度/级

耐皂洗色牢度/级

耐汗渍色牢度/级

褪色

湿

湿

湿

4.5

4

3.5

5

4.5

4.5

4

5表明涤纶/改性涤纶混纺织物经优化后的一步两步法染色各项色牢度在3.5级以上可满足客户的要求。

3 小结

1)选用分散染料和阳离子染料对涤纶/改性涤纶混纺弹力织物染色以获得异色花灰的染色效果但是两种染料同浴染色时存在一定的问题加入防沉淀剂S阳离子染料匀染剂等助剂可以解决两种染料同浴时存在的问题。

(2) 涤纶/改性涤纶混纺弹力织物一浴两步法染色需要控制pH值和升温速率。试验得到的优化工艺为pH值控制在3.5~4.5分散染料染色温度为80~130℃阳离子染料染色温度为90~120℃,升温速率控制在0.5℃/min,此时染色效果较好。

    (3)大生产结果表明运用一浴两步法染色工艺涤纶/改性涤纶混纺弹力针织物的色牢度均在3.5级以上,能达到客户的要求。

参考文献:

    [1] 张贵.基于气流缸低浴比阳离子染CDP织物实践[J].针织工业,2014 (8):33.

    [2] 赵涛.染整工艺与原理(下册)[M].北京;中国纺织出版社,2009: 201-203. 

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