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超细锦纶织物染色工艺探讨

来源:印染在线 发布时间:2011年07月28日

超细锦纶纤维的结晶度和取向度比较高,分子主链上含有酰胺基(一CONH一),分子链中不含有支链和体积较大的苯环,是一种热塑性纤维。超细锦纶纤维比普通锦纶纤维的比表面积大,且表面形态呈凹凸状,更增加了纤维表面的吸附能力,因此吸附染料快。此外,纤维的半径小,染料扩散进纤维的路程短,扩散时间短。从而使超细锦纶织物染色较普通锦纶织物上染速率快、匀染性差,染色提升性好、显色性很差,染色牢度差,染色较难控制,即对染色工艺要求较高。本文从影响超细锦纶纤维染色的温度,pH值等主要工艺因素人手,希望能探索出较为合理的染色工艺条件。
  1 实验部分
  1.1 材料与仪器
  试样织物为锦纶超细机织物。试剂:弱酸性蓝AR,弱酸性红A-2BF,弱酸性黄PA(浙江龙盛染料化工厂)等,阴离子型匀染剂RS(分析纯),醋酸铵,醋酸(天津市化学试剂三厂)均为分析纯。
  仪器有电子恒温不锈钢水浴锅HHS-2S(上海光迪仪器设备有限公司),V571B摩擦牢度测试仪(温州纺织仪器厂), SF300测色配色仪(思维士颜色科技有限公司),VIS-7200分光光度计(山东天美科学仪器设备有限公司)。
  1.2 超细锦纶织物染色工艺
  染色处方:染料2%(owf);醋酸及醋酸铵(调pH值=5.5);匀染剂2% (0wf );浴比1:50。
  工艺流程:3O℃入染一O.5℃/min升温至4O℃一保温1O min--0.5℃/min升温至50℃一保温10 min—O.5~1℃/min 升温至100℃一保温50 min一水洗一固色。
  1.3 测试方法
  (1)上染百分率用VIS-7200型分光光度计在最大吸收波长处测定染液的吸光度,根据式(1)计算上染百分率:



  式中,A1 为染后残液稀释a倍后的吸光度;A。为空白染液稀释b倍后的吸光度; n=a/b ,即染后残液稀释倍数与空白染液稀释倍数之比。
  (2)匀染性任意取

织物上8点,在SF300型电脑测色配色仪上测定最大吸收波长处的表观染色深度K/S值,然后求其平均值,计算各点K/S值对平均值的偏差即相对不匀度,按式(2) 计算:



  (3)移染性取1/2染色工艺(不加助剂)染出的布样,与相同规格相同质量的锦纶白布缝合在一起,放人不含染料的移染液中,按染色工艺移染,分别测定被移染原布和移染布的K/S 值,移染率按式(3)计算:



  式中,(K/S)1 、(K/S)2分别代表移染后原色布、白织物的K/S值。
  (4)牢度摩擦牢度按GB3920-1997纺织品耐摩擦牢度试验方法测定;皂洗牢度按GB3921—1997纺织品耐洗色牢度试验方法测试。
  2 结果与讨论
  2.1 染料选择
  选用不同酸性染料染色结果见表1。
  从表1可看出,弱酸性染料的上染率和牢度相对酸性染料略好。弱酸性染料用于锦纶染色,染色饱和值往往超过氨基的含量。这是因为染料在与纤维发生离子键结合的同时,氢键和范德华力起着不可低估的作用。染深色效果比较好。所以,从染料的上染率、染色牢度、匀染性等因素考虑,应选择弱酸性类染料进行染色。



  2.2 染料浓度
  从表2可看出,随着染料浓度的增加,K/S值有增大趋势;但染料浓度达到3%时,K/S值趋于缓和,增加缓慢,染料的上染百分率趋于下降。这说明染料上染织物的染座达到饱和。


  2.3 染色温度
  在阴离子型表面活性剂浓度2%(owf ),浴比1:50,用醋酸及醋酸铵调节染浴pH值=5.5,按最终保温温度5o、60、100、 105℃测定上染百分率和K/S值,其结果见表3。



  由表3可知,染料在50~100℃时,染料的上染百分率增加很快,这个阶段的升温速率需要很好地控制。比较100、105℃ 的染色情况,染料的上染百分率和K/S值变化很小,且从节约能源的角度考虑,应选100℃的保温温度较好。
  2.4 染色时间
  按升温曲线升到1

00℃后,分别保温2O、3O、40、5O、60 min,测定锦纶超细织物的上染百分率和K/S值,结果如表4所示。
  从表4可看出,随着染色保温时间的延长,染料的上染百分率和K/S值都逐渐增大,染色速率增加,染料的移染性和遮盖性也提高;但超过50 min后,变化不大,延长染色时间意义不大。超过50 min后,K/S值降低的原因是在长时间高温下,锦纶超细织物也会在弱酸性条件下发生一定的水解,织物结构变化,染料依附点减少,织物上结合不牢的染料又重新进入染液。
  所以染色保温时间以50 min为宜。



  2.5 染浴pH值
  用醋酸及醋酸铵调pH值为3.5、4.O、4.5、5.0、5.5、6.O,测定锦纶超细织物的上染百分率和K/S值,结果如表5、表6所示。



  由表5、表6可看出,pH值越低,表观色泽越深,上染率高,但匀染性、透染性变差。同时在pH值过低时,锦纶纤维的水解程度加剧,织物的强力下降。用弱酸性染料染色,染色的饱和值往往超过氨基的量,因为在染料与纤维发生离子键结合的同时,氢键和范德华力起着不可低估的作用。但pH值过高,染料的上染率下降。因此,综合考虑,应选用pH值为5.5最好。
  2.6 匀染剂
  在匀染剂浓度为1.O%、1.5%、2.0% 、2.5% 、3.O %,测定锦纶超细织物的上染百分率和K/S值,结果如表7所示。
匀染剂用量不同,对超细纤维基布外观色泽和染透性影响显著。从表7可看出,当匀染剂浓度提到2% 后,上染百分率有明显提升。弱酸性蓝AR和弱酸性嫩黄在匀染剂的浓度高于 2.5% 后,上染率有所下降。这是匀染剂同锦纶超细织物、染料间发生作用的结果,织物上的染座被匀染剂占据,酸性染料不易上染。故匀染剂浓度2.0% 为宜。
  2.7 助剂匀染性和移染性
  助剂匀染性和移染性测试结果见表8。


  移染性显著增加,可提高在最终染色阶段织物上染料的移染性和遮盖性,使染料更好地

扩散进入纤维内部及增加在纤维上的移染性。匀染度越小,匀染性越好,从表8结果看,2.0% 匀染剂浓度的效果相比之下要好些。由锦纶织物结构的差异而造成的染料上染差异和条花能在很大程度上得到遮盖。但不能遮盖因氨基差异引起的染料上染量差异和条花。
  3 结论
  (1)弱酸性染料应用于锦纶超细织物染色,得色较深,对染料上染量的差异和条花遮盖性较好。
  (2)酸性染料与阴离子型助剂有较好相容性,阴离子型助剂在染浴中扩散力强,易进入纤维,缓染作用强,匀染效果较好。
  (3)锦纶超细织物对温度的变化比较敏感,染色时应严格按照工艺要求进行;对亲和力高的染料,尤其要注意升温速率的控制。
  (4)锦纶超细织物染色后的色牢度普遍偏低,应在染色后进行固色处理。
  (5)确定的较为理想的染色工艺为浴比1:50,醋酸及醋酸铵调pH值=5.5,染料用量为2%,匀染剂用量为2% ,染色温度达到100℃时保温50 min。


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