涤锦复合超细丝织物染色的难点与对策

摘要：涤锦复合超细丝织物由于纤维直径小，比表面积大，其染毛性能不同于普通织物。℃中就其匀染性、同色性、显色性和色牢度均较差等难点问题进行了详细分析，并提出了解决问题的措施，即根据不同的织物结构，选用合适的染料、助剂及染色工艺。关键词：染色 染色性能 超细纤维 聚对苯二甲酸乙二酯纤维 聚酰胺纤维

1、前言涤锦复合超细丝，是指在一根单丝中，按一定规律排列着涤锦两种纤维组分。这种纤维,通常是用剥离型或海岛型纤维先织成织物，再经化学或机械开纤处理，使织物呈现超细纤维特征。诙纤维线密度特别低。纤维直径一般在5 um以下，而比表面积很大，通常为常规纤维的数倍甚至数十倍，因而，其染色性谌如显色性、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。

2、染色难点涤锦复合超细纤维的染色性能与普通纤维不同，主要表现在：

2. 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，是指随着染液浓度提高，纤维上染料浓度相应递增的程度。超细纤维的染色提升性好，当染液达到一定浓度时，上染的染料浓度值明显高于常规纤维，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，对入射臼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。对比

2.2匀染性差生产实践证明，超细纤维的匀染性比常规纤维明显差,无论打小样或大生产，极易产生色泽不匀。分析其原因，主要有以下几点：● 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；● 超细纤维截面大多为不规则状，而且表面比较粗糙，因而加剧纤维表面对染料吸附的不均匀性;● 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；● 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j因其染色性能差异很大，故对匀染性影响更突出。2.3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。

2.3.1皂洗与摩擦牢度皂洗和摩擦牢度差的原因主要为：● 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。● 分散染料与锦纶纤维的染着结合力比涤纶低得多，再加上锦纶玻璃化温度低，并且纤维线密度小、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

2.3.2日晒牢度差对比试验与生产实践都证明，超细纤维时日晒牢度比常规纤维差。其影响因素有:● 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；● 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；● 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；● 分散染料在120度染涤纶纤维，日晒牢度良好，而在同条件下染锦纶，日晒牢度则普遍下降(见表1)，而且锦纶纤维线密度越小，锦纶所占比例越多，日晒牢度越差.

表1分散染料在常规涤纶和锦纶上的日晒牢度比较

注染料1. 5％（OWF)，PH：5-5. 5，120℃×30 min 。值得注意的是,通常纤维上染料越多，色泽越深，日晒牢度越好；而对超

2.3.3耐升华牢度差超细纤维由干比表面积大，纤维表层染料多，因此可以吸收更多热能，纤维温度升高;再加上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1~2级。

2. 4涤锦复合纤维同色性差涤锦复合纤维缺乏同色性，在相同条件下用分散染料染色，涤锦两相得色量，色光甚至色相不尽相同，出现夹花、闪色现象，布面色光不匀。2. 4.1染色深浅不同涤纶和锦纶虽然同属疏水性纤维，均可用分散染料染色，但它们的初始上染温度相差甚远，锦纶一般在40 – 50度开始明显上染，染温达到100度后保温适当时间，便可达到最大吸色量。而涤纶要在80 ~85℃以上才开始上染，染温达到130℃左右保温适当时间才能达到最大吸色量，因此，涤锦复合丝织物用分散染料在120℃染色时，两相的上色同步性很差，涤纶远远滞后于锦纶。需要注意的是，分散染料对涤纶和锦纶的上染性能随染色温度不同而不同。沸温以下，分散染料对锦纶的上染能力大干涤纶，主要是上染锦纶;沸温以上，分散染料对涤纶的上染能力，随着染温提高而提高，而对锦纶的上染能力反而有所下降因此，在沸温以上高温染色时，已染着在锦纶上的分散染料，内干结合力下降会发牛解吸，重新回到染液中，继而转移到涤纶上。实践表明，涤锦复合纤维在高温条件下染色时，这种移染基本上是定向的，而且这种定向移染的程度(移染速率、移染量)，除了与染色温度、保温时间，使用助剂有关外，与染料结构、染色深度也密切相关。生产实践证明，涤锦复合超细丝织物用分散染料在120度染中浅色时，由于分散染料具有一定的定向移染作用(色泽较浅，移染作用相对较小)，大部分染料的染色结果是涤纶深于锦纶，如分散红3B、分散嫩黄SE一4GL、分散红SE一FB、分散翠蓝S一GL、分散灰S

表2分散染料在涤纶和锦纶上的得色色光比较

注染料1 %（OWF）120 度*30 min 。(2)分散染料染涤锦对染浴PH值敏感性不同分散染料高温染涤纶，染浴必须控制在弱酸性，因为绝大部分分散染料在弱酸性浴中染色，能获得最深艳的色泽，重现性最好。然而，分散染料染锦纶，无论是沸温常压染色,还是高温120度染色，染浴呈弱酸性时，许多分散染料的色光会发生异变，甚至色相都会发生变化，从而导致涤锦同色性差异更加严重(表3)。

表3分散染料染浴pH值对锦纶色光的影响

注染料0. 5％( OWF) ,100度 *30 min；*一色相不同。

3、 对策措施

3.1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:

3. 1. 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，要求所甩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。

3. 1.2染深性好

所谓染深性好，是指随着染液浓度增加，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，要求染料力分强度高，染深性好。

3. 1.3色牢度好

涤锦复合超细纤维染色后的皂洗、摩擦、升华牢度和日晒牢度比常规纤维至少低0.5 -1级。因此，要求分散染料要有较好的湿牢度，并日，热迁移性要小、耐升华性要好、抗紫外光分解能力强。

3. 1.4同色性好

涤锦复合丝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(可参考表2、3 )。

目前，专门用于涤锦复合超细纤维染色的分散染料尚未形成系列，主要是从常规涤纶

3. 2助剂选择

实践表明，涤锦复合超细丝织物，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t要以微颗粒状态分散在水中。这些染料微粒，随着染温的升高，热运动的加剧，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。

(1) 阴离子型分散剂

分散剂NNO、MF、CNF、CMN (木质素磺酸钠)等均属阴离子型表面活性剂，常用于分散染料竭染。其中，分散剂NNO、MF、CNF在水中会包围分散染料微粒，形成分散剂一染料胶粒。这种胶粒由于外层带负电荷，彼此之间相互排斥，不会因相互碰撞而聚集，可有效提高染液分散稳定性。但是，这些分散剂与染料微粒之间的结合能较低，随着染温提高，热运动加剧，使初始阶段形成的分散剂一染料胶粒逐渐破裂，游离出来的染料微粒很容易聚集，破坏染液分散稳定性。实践证明，这类分散剂在70℃以下使用，分散效果良好，不适宜高温竭染。

木质素磺酸钠类分散剂如CMN等，在水中与分散染料的结合力相对较强，所形成的分散剂、染料胶粒，在高温条件下比较稳定，不易破裂。这类分散剂的耐热稳定性较好，在较高温度下依然具有良好的分散作用。但是，这类阴离子型分散剂不能使染料缓慢上染，对界面移染和全程移染缺乏促进作用，即分散效果好，匀染效果较差。

(2) 非离子型分散剂

一些

但是，非离子型表面活性剂达到浊点温度时，不仅完全失去了对染料微粒的分散保护作用，而且由于析出的油粒具有疏水性，会与染料微粒结合成焦油状聚集体，严重沾污缸体和织物。因此，非离子型表面活性剂对分散染料一方面具有较好的缓染、移染功能，但其高温分散稳定作用却很差。

(3) 阴/非离子分散剂的复配使用

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潍定作用，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,~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。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，实际应用效果尚奸；伹涤锦复合超

3. 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％一20％；海岛型复合纤维，锦纶占比例较多，为40％一50％。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，锦纶含屠/护著一可耍田敞公散凄料染色；锦纶含量较多者，分散染料只能染浅色。 对于较深色择必须采用分散/酸性或分散/中性染料染色。

表4国产部分高温分散匀染剂商品名称

3. 3. 1单分散染料染色(1) 涤锦复合超细纤维采用单分散染料染色时，其工艺关键是必须确保染液具有良好的高温分散稳定性和良好的缓染、移染性。大量生产实践认为，在机械、染料、助剂一定的条件下，染液温度越高，升温越，快，分散稳定性越差。这是因为染料、分散剂微胶粒动能提高，使其结合力减弱，染料解吸出来相互碰撞的几率增大，染料容易凝集。涤锦复合

3.3.2分中性(酸性)染料染色主要用于海岛型涤锦复合超细纤维染中深色泽。海岛型复合超细纤维的锦纶组分含量较多，用分散染料染色，不仅提升性差，涤锦组分的深度差异也较大，难以调整，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，可以较好地改善上述问题，尤其是涤锦组分的同色性(色光、深浅)比较容易调整和控制，染色布面色光效果好。分散染料和中性染料对一浴一步法具有良好的相容性。在沸温以下阶段，主要是中性染料上染锦纶，分散染料对锦涤上色较少。这是因为中性染料对锦纶的亲和力比分散染料高得多，在沸温以下的升温保温阶段，便会最大限度地抢先上染锦纶，而分散染料被排斥在后。在沸温以上阶段，主要是分散染料上染涤纶。此时已沾染在锦纶上的一些分散染料，由于对锦纶的结合力较弱，随着温度的升高，会向涤纶上转移；而染着在锦纶上的中性染料，由于染色牢度好，对涤纶又无亲和力，所以落色很少。染色结果显示，锦纶上的的主色调为中性染料，分散染料沾染较少.必须注意，由于涤锦复合超细纤维对染料的吸附速率快，再加上中性染料对锦纶的亲和力高、移染性小，所以锦纶组分的匀染性显得很差。为此，染色时除了控制升温速度，并采取阶梯式保温以外，必须在加人高温分散匀染剂的同时，再加入适量锦纶匀染剂，以减缓中性染料的上染速度，这对提高匀染效果，改善染色牢度比较有效。具体染色工艺可参照3.3.1节涤锦复合超细丝织物单分散染料染色工艺曲线。(2)分

4、结语涤锦复合超细丝织物由于涤锦两相纤维结构不同，在染色性能上存在着匀染性差、同色性差、显色性差、色牢度差等难点。在实际生产中，需根据织物中涤锦比例、染色浓度的要求，选择染料、助剂和染色工艺，多方面采取对应的措施，才能获得较好的染色效果。参考文献[1]朱心远主编，新合纤染整[M] .北京：中国纺织出版社，1997

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