超细纤维染色以及解决方案.doc

For personal use only in study and research; not for commercial use作者：缪融一）聚酯类和其混纺和交织二）尼龙类和其混纺和交织一）聚酯类和其混纺和交织聚酯类以PET为代表的长丝和短纤已被使用了数十年（聚对苯二甲酸乙二酯）.长丝主要用于纯聚酯类和与其它纤维交织，短纤主要用于与其它纤维进行混纺。随着PET细旦和超细旦及功能性的异型丝的相继面市，PET纤维在纺织面料用途进入了新领域。九十年代聚酯PTT纤维商品化后，给予聚酯纤维全新的用途。PET纤维是采用分散染料进行染色，与其它纤维染色过程一样（湿法浸染一一高温高压和载体染色法）当然，分散染料也可采用干热熔方法染PET纤维，但此染色工艺很少被用于纯PET纤维，PET纤维与纤维素纤维混纺类机织物和纯 PET纤维安全和背包带等有部分在用热熔方法染色。纯PET纤维在印染加工中主要采用高温高压工艺进行染色。分散染料在染液中首先依靠染液流动向PET纤维表面扩散，然后靠自身的热运动进入扩散边界层，当染料与纤维表面很近时，染料依靠与纤维之间的亲和力，很快吸附于纤维表面（吸附速度取决于纤维和染 料的结构和性能），最后在以定温度的作用下，此时，纤维表面与纤维内部之间存在染料浓度差，即浓度 梯度差，纤维表面染料浓度远大于纤维内部，染料开始从纤维表面向纤维内部扩散，直到纤维表面和纤维 内部之间的染料浓度差为零，即达成平衡。扩散速度取决于纤维表面和纤维内部之间的染料浓度差值和此 时的染色温度，还与染料分子结构、纤维的化学和物理结构有关。温度对染料扩散速度起到致关重要的作 用，温度越高，扩散速度越快。但即使在这样条件下也只有溶解在水中的单分子分散染料才能被吸附到纤 维表面并向结构紧密的纤维内部扩散。分散染料是一类非离子染料，在水中溶解度较小，商品化的分散染料已加入大量分散剂，分散剂使分 散染料以细小晶体均匀地分散在染液中，形成稳定的悬浮液，此外在分散剂的临界胶束浓度以上的部分染 料被溶解在胶束中。结构紧密的疏水性PET纤维必须用在水中溶解度较小的非离子分散染料进行染色，若分散染料溶解度过小，染料上染PET纤维相当慢，但染料溶解度过大，将导致染料于水的作用力增大，而与纤维的亲和力降低，使染料上染速率和上染百分率下降。所以染料的溶解度对染色的均匀性、染色所需 时间和上染百分率有很大影响。有必要知道分散染料在染液中的状态，一般分散染料在染浴中以染料聚集体（晶体）、溶解在水中的单分 子染料和溶解在分散剂胶束中的染料三种状态同时存在，并且染料的溶解度随温度升高而提高。在一定的 温度下，分散染料在染浴中所存在的这三种状态总是处于平衡一一平衡被破坏一一再平衡的相互转化过程。 当染色时只有体积较小的单分子分散染料首先吸附到纤维表面，然后向纤维内部扩散。随着单分子分散染 料扩散到纤维内部后，染浴中各种状态的分散染料平衡被破坏，从而蕴藏在分散剂胶束中的染料或染浴中 染料聚集体（晶体）可以很快释放岀单分子分散染料，继续上染纤维，并不断地向纤维内部扩散，直到再 平衡达到为止。分散染料上染PET纤维，温度控制是很关键的，温度控制分三个阶段：首先是染色升温阶段，此阶段应保 证染料均匀的被吸附与纤维上，尤其在70C以上，染料上染速率很快（色花敏感区），须严格控制升温速率，升温速率应控制每分钟多少度与这些因素有关：染料类型、染料的用量、染料相配的组份；纤维类型、 纤维细度和表面积；织物在染机内运行的速度有关。往往纤维上染速率是比较难知晓的，现有较简易的定 性测试方法。接着是染色保温阶段，此阶段染料向纤维内部扩散，并增进染料移染，使纤维起到匀染和透 染，保温时间长短由染料扩散系数和染料用量及染料移染性所决定。扩散系数低、染料用量高、移染性差的染料保温时间应相应延长。最后阶段是降温阶段，降温应注意在玻璃化温度以上，降温速率应慢些，玻 璃化温度以可加速降温，防止产生折皱。PET纤维高温高压染色一般温度控制在120-135 'C之间，此时染液中含有分散染料、分散剂、匀染剂、PH调节剂等。由于高温高压染色湿态温度较高，染料很易出现晶型转变现象，若温度控制不当，易出现晶体增大现象，同时在高温下，PTE纤维会析出大量的低聚物，在织物表面将出现焦油状色斑。这种现象在PET细旦和超细旦纤维及进过强碱减量处理的面料出现的机会会更频繁，建议在染浴加入低聚物防止剂。1)PET 细旦和超细旦纤维PET细旦和超细旦纤维中国市场起源上世纪八十年代中后期的PET长丝碱减量仿真丝.接着细旦纤维仿桃皮绒、涤/锦细旦摩丝等服装用布。到九十年代PET海岛超细纤维仿麂皮绒面料才在国内开发。本世纪初PET海岛仿麂皮绒面料才有较大量地用于服装和时装。到2004年后，由于，PET海岛超细纤维仿麂皮绒面料独特的风格和手感，大量地受到家纺和 鞋用面料商地青睐，深收消费者的喜爱。但同时对PET海岛超细纤维仿麂皮绒的色牢度提出了更高要求(日晒、干和湿摩擦和水洗等牢度)。PET细旦和超细旦纤维在印染加工会遇到很多麻烦的问题(以PET海岛超细纤维仿麂皮绒品种为例) ：a) 染深性差 b) 色牢度差 c) 色差控制难 d) 匀染性差a) 染深性差PET海岛超细纤维仿麂皮绒由于其纤维表面积要大于常规PET许多倍，造成纤维表面反射光很大，而被染织物色深浅度与纤维表面反射光及由纤维内部重新返回到外部的折射光有关。所以具有很大表面反射光的 海岛超细纤维，与常规的 PET相比，在染料用量相同情况下，其色泽深度要浅很多。纤维线密度越小，则 表面反射光越大，该纤维染深性就越差。另外，染深性还与纤维截面形状和消光程度有关。b) 色牢度差PET纤维色牢度差与分散染料用量的多少直接有关，染料用量越高，与之相应的色牢度就越差。由于PET细旦和超细旦纤维其表面积要大于常规PET许多倍，在染料用量相同的情况下，则单位面积的染料量要低许多倍，如要达到相同的表观深度，染料也应按同样比例增加，致使分散染料用量成倍增长，色牢度普遍 明显下降。PET海岛超细纤维仿麂皮绒这种现相更为严重。在一般情况下，PET细旦和超细旦纤维日晒牢度要比常规PET纤维低2级，有些分散染料日晒牢度下降 2级以上。并且，随着染料用量的增加，相应的日晒牢度随之下降，这与常规PET纤维是相反的。日晒牢度是与分散染料的结构有关。在前面已提到细旦和超细旦纤维的染深性差，这就要求选择染深性和提升性优 异的分散染料，同时染料细度和细度均匀度也是很重要的指标，否则会降低染料的透染性，增加纤维表面 的堆积量，会降低日晒牢度。在此还须提出不同分散染料被用于细旦和超细旦纤维，其日晒牢度降低程度差异也很大，有些在常规 PET纤维上日晒牢度很优秀，但在细旦和超细旦纤维上却很差；有些在常规PET纤维上日晒牢度中等，但在细旦和超细旦纤维上却不差。细旦和超细旦纤维其表面积要大，纤维表面浮色堆积量大较难洗净，湿处理牢度要比常规PET纤维低1-2级，海岛超细纤维要低近 2级，所以，PET海岛超细纤维仿麂皮绒染色后，清洗效果极其重要。往往有人 提出，清洗前后色泽会差异较大。实际上，这还与染料细度和细度均匀度有关，细度和细度均匀度优秀的 染料透染性好，纤维表面的堆积量少；同时，也与所用染料的饱和值有关，当配方中某染料达过饱和状态， 其染料会大量堆积在纤维表面和残留在染浴，并会阻挠其它品种染料上染纤维。在染后的清洗中，大量堆 积在纤维表面的染料会随之被清洗掉，造成清洗前后色泽差异较大。另外细旦和超细旦纤维受热时纤维内 的染料比常规聚酯纤维更易于向纤维表面迁移或升华， 同时，这些情况也会引起面料差的摩擦和储藏牢度。 所以，在选择染料和染后热定形温度等要引起高度重视。c) 色差控制难PET海岛超细纤维仿麂皮绒色差很难控制，一般出现的色差有缸差、管差、左右差、前后差等，其中以缸 差为普遍。在排除 PET海岛超细纤维仿麂皮绒前处理所造成的因素外(如：碱减量开纤、摩毛或抓毛和剪毛等均匀度），左右差、前后差也是匀染性不好的一种表现，主要是没有正确控制分散染料上染敏感区的 升温速度及布在染机内循环一周所需的正确时间，当然，正确地选择适合的分散染料组也是很重要。 在这里重点分析缸差、管差造成的主要因素。 PET 海岛超细纤维仿麂皮绒是由二种纤维细度差异很大的聚 酯纤维组成，正面是维细 0。03-0。07DPET海岛超细纤维（碱减量开纤后的细度），反面是 2-5D的PET常 规纤维。这二种细度的纤维对分散染料的上染情况是截然不同的，PET海岛超细纤维仿麂皮绒面料染色时，在温度较低的情况下，分散染料先上染正面的海岛超细纤维，此时，反面的常规纤维几乎没上染；当温度 达到90 C以上时，分散染料継续上染正面的海岛超细纤维，反面的常规纤维分散染料开始上染；当温度达 到120 C左右时，海岛超细纤维和常规纤维的深度几乎一致，但海岛超细纤维上的染料浓度是常规纤维的 3-4 倍，这些原因在前面已说明。接着随着温度进一步的上升，常规纤维分散染料上染能力大有提高，当 温度达130-135 'C时，常规纤维分散染料上染能力达到了最高，大量的分散染料会上染常规纤维，在这进 一步升温过程中，由于，海岛超细纤维上的染料浓度要高于常规纤维的3-4 倍，具有很大的浓度梯度差，分散染料会大量地从海岛超细纤维上移染到常规纤维上，致使常规纤维深度提高，海岛超细纤维深度会明 显下降， 如移染到常规纤维的染料量和染料组份比例不一致， 正面的海岛超细纤维色泽和深度也随之而变。 一般情况下，染色的时间能较精确地被控制，但染机内的实际真实的温度很难被精确控制，那么分散染料 发生移染的程度也无法知晓。PET 海岛超细纤维仿麂皮绒面料染色时，面料与染液存在三个平衡点即：正面海岛超细纤维与染液； 反面的常规纤维与染液；正面的海岛超细纤维与反面的常规纤维的平衡，只要这三个平衡点中有一点还没 有达到平衡状态，色差就始终无法改善。当然面料与染液之间三个平衡是同时达成的，这三个平衡点中海 岛超细纤维与反面的常规纤维的平衡所需时间最久。如何使这三个平衡点处于稳定状态，我认为提高染色 温度至135C，虽正面的海岛超细纤维深度会下降，但是，一旦反面的常规纤维上染达到饱和状态，这之 间的平衡随之达成，这在实际的应用中得到了证实。另外，在较高温度的情况下，会增强分散染料的透染 性，各项湿处理牢度也得到改善。当然，分散染料须选用同步移染好的组合和产品。管差就是同一染机，不同染管之间的色泽差异，这主要是织物与染液交换次数差异过大所致，造成这种差 异是管与管之间容布量有差异；管与管之间布运行速度有差异这也是造成缸差原因之一（缸与缸之间工艺 参数不一致）。这就要求除了注重染料的选用，还要加强生产工艺管理。d）匀染性差分散染料上染速率与纤维的半径和表面积有关， 超细和细旦纤维由于线密度小， 表面积大染料吸附速率快， 容易产生染色不匀现象，因此，超细和细旦纤维初染温度要比常规PET纤维相比要低15-20 C,在染料上染敏感区，与常规 PET纤维相比染色升温速率应尽量慢。具体数据因根据工厂实际情况而定。匀染性除了 与染料配伍性、同步移染性等因素有关，还与设备有关，即染液循环能力、织物运行顺畅程度、织物运行 的速度有关。染料配伍性、同步移染性好；染液循环能力强、染液流量大、织物运行顺畅、织物运行的速 度快，匀染性效果就好。在此期间，国外染料公司相继推荐部分适合 PET海岛超细纤维仿麂皮绒的分散染料产品。国内，以上海安 诺其纺织化工股份公司为代表，推出了 PET超细纤维系列专用产品。在该市场取得相当好的效果，充分满 足当前市场要求（如安诺可隆 ERD DRD HRD WHR等系列产品）。海岛超细纤维开纤前 海岛超细纤维开纤后 PET 细旦和超细旦纤维面料在印染加工中，主要存在的头痛问题就是染深性和色牢度，但染深性与色牢度 有这直接地关联。同样的高力份染料与低力份染料相比，虽会降低染料的用量，但PET细旦和超细旦纤维不光是提高染料力份强度就能达到一个所需深度。 关键与分散染料细度及均匀度和该染料上染饱和值有关。 分散染料细度及均匀度越好，染料染透性越好，染料残液吸尽就会提高，该染料上染饱和值也会提高。色 牢度均有不同程度地改善。当然，在 PET细旦和超细旦纤维面料在印染加工选用分散染料，须具备：1 ）高力份。 2）高提升性和染深性。 3）一定的细度和均匀度 4）同步移染性。但是，用于 PET 细旦和超细旦纤维面料的分散染料并不是只具备这些条件就可。往往在很多情况下，分散 染料用量已达过饱和状态，色泽的深度还没有达到要求。在这种情况下，我们应采用分散染料深度叠加机 理，来解决深度问题即加入第四色。采用该深度叠加效果，染料的总用量可降低30-40%，同时，色牢度也有较大改观（“七拼八凑的配方也许更合理”）。上海安诺其纺织化工股份公司有很多成功的案例和 解决方案。PET海岛超细纤维仿麂皮绒面料，已在中国市场生产了近10年。祘得上是寿星级产品。为什么该产品能有这么久的生命力？它的生命力有多久？在过去的近10年中，就是因为PET海岛超细纤维仿麂皮绒面料的品质和风格不断地提高。麂皮绒面料的用途从原用于服装到后来的鞋材，到再后来的家纺沙发用材等。每一 次品质和风格都上一个档次，无论是外观品质，还是内在质都满足了客户的要求。我认为PET海岛超细纤维仿麂皮绒面料在常规服装和鞋材方面耗用量，将会有较大地下降。家纺及沙发用材还会持续相当时间， 有高色牢度要求的产品将会有较明显地增长。特别是汽车内饰用材将有一定增长（主要是：高日晒，高水 洗，高摩擦，高汗渍和水渍。往往这些要求是同时须满足的）。仅供个人用于学习、研究；不得用于商业用途For personal use only in study and research; not for commercial use.Nur f u r den pers?nlichen f u r Studien, Forschung, zu kommerziellen Zwecken verwendet werden.Pour l ' e tude et la recherche uniquementa des fins personnelles; pasa des fins commerciales.to员bko gA.nrogeHKO TOpMenob3ymm0ai6yHeHuac egoB u HHue肉go 员冶hbiUCnO 员 B30BaTbCEb KOMMepqeckuxue 贝 ex.以下无正文