超细纤维的染色

超细纤维的染色

1.前言

有关超细纤维的分类，国际上尚无统一公认的标准，目前有两种纤度单位，其定义如下：

美国单位为旦尼尔（Denier,d）定义为g/9000m

欧洲单位为分特(Decitex,dtex) 定义为g/1000m

两者的换算关系为1 dtex=0.9 d

通常纺织品纤维的细度为1～9 dtex，而以1.7～7dtex为主，细纤维的纤度范围为0.4～1 dtex，我国常用旦（d）来定义纤度，并将0.7d以下的纤维统称为超细纤维[1]。

2.超细纤维的特点

超细纤维是以纤度小而著名，因此它具有手感柔软、透气吸湿、穿着舒适、挺括、悬垂、免烫性好等优点，但超细纤维由于纤度小，在染色工艺上会出现很多问题，如不易染得深色、易产生色差，染色不够均匀、染色各项牢度不易达到要求等。影响超细纤维染色深度的原因很多，但主要来自于纤度小，比表面积大的特点。在以3.0 d和0.3 d的不同纤度织物做对比染色实验时，为达到相同的染色深度，后者的染料用量约为前者的3倍。超细纤维表面积增加，纤度小，导致光线容易导入，入射光曝晒面积增加，染料受破坏的几率也增大，因此耐光牢度容易下降。此外，在受热的情况下，染料分子容易从纤维内部扩散到表面，因此，升华牢度也会降低[2]。

3.涤纶的染色

在各种合纤超细纤维中，以涤纶纤维居于主流，并把在形状上的由超细纤维、异形截面丝、异收缩混纤丝等复合或组合的的感性原料称为新合纤。涤纶超细纤维的染色特性为表面积大大增大、表面染色深度低、上染速度快、染色牢度差。

3.1涤纶超细纤维用染料

涤纶超细纤维染色，应该选用染色饱和值高、提升率高、发色强度高和染色牢度好的分散染料染色。一般认为, 偶氮类分散染料的发色强度较蒽醌类分散染料高。而蒽醌类分散染料的分子量较大, 染色速度较低, 有利于匀染。从推荐

的专用染料分子结构分析, 大多在偶氮染料的重氮组份内重氮基邻位和偶合组份取代氨基含有氰基, 由于氰基的存在提高了染料的深色效应和浓色效应。而且含有氰基的分散染料, 在聚酯纤维中溶解度增加, 提高分散染料对涤纶的染色性能, 染深性也借以提高。在偶氮染料的重氮组份和偶合组份内含有氰基, 它们的升华牢度和日晒牢度均有大幅度的提高,一般升华牢度可达4～5级, 日晒牢度可达7级。因此, 采用含有氰基的单偶氮结构的分散染料,有利于提高染深性和染色牢度。例如，CI分散黄119、CI分散红135、CI分散红343、CI分散蓝79、CI分散蓝165、CI分散蓝257等都是超细纤维适用的分散染料。但CI分散红343和CI分散蓝165对比3.0 d和0.3 d涤纶纤维上的耐洗牢度有明显的下降[3][4]。

多组份分散染料的牢度性能和应用性能均优于单一组份分散染料, 这种能提高牢度和应用性能的作用, 称为增效作用。多组份分散染料是指色相接近、化学结构大体相同的分散染料混合物, 组份之间有一定的比例。分散染料上染涤纶时, 符合物质在两种溶剂之间的分配定律, 即在染色介质中的染料和进入纤维的染料之间存在着平衡关系。从分配定律可知, 两种或两种以上结构相似的染料对涤纶上染饱和值有一定的加和性, 将它们混和在一起进行染色, 可使上染的染料总量增加, 因此可以得到较深的色泽, 从而提高染料的固色率和提升率。由于两种物质按特定比例混和后, 可以改变其熔点和蒸汽压, 这样就可以按人们要求, 改善染料的升华牢度和热转移性能。例如，兹举Bayer公司的Resolin K 型。C.I.分散黄241、C.I.分散红177、Resolin 蓝 K-FBL。Dianix UPH为中深色三原色，也是多组分复配型染料, 具有良好的重现性和匀染性。它是以C.I. 分散橙30分散橙S一4RL, 黄棕2RFL,C.I. 分散红73分散红玉GFL一SE及C.I.分散蓝79分散深蓝S一3BG, 藏青H2GL为主体的复配型分散染料[5]。

4. 超细纤维用助剂

为改善超细纤维的染色性能，助剂也有着十分重要的作用。超细纤维用的助剂有下列三类。前处理剂主要有精炼剂、螯合分散剂、碱减量助剂等；染色用助剂主要有匀染剂、消泡剂、PH稳定剂、增深剂等；后整理剂主要有柔软整理剂、抗静电剂、抗紫外线剂等。由于超细纤维纤度小，染色初始阶段上染速率快，易产生条花，不易得到均匀的染色结果，因此在考虑超细纤维的染色助剂时，匀染剂显得尤为重要[6]。

涤纶超细纤维采用高温高压法染色, 匀染剂比涤纶常规纤维的匀染剂的要求更高, 性能的关键是优异的匀染性, 良好的染料分散性和极低的起泡性。

(1) 匀染性

匀染剂在染色初期发挥其缓染性, 减少染料的瞬染性。染色升温时, 促使染料均匀吸收, 具有良好的移染性和渗透性, 以保持匀染。

(2) 分散性

防止分散染料在高温受热时的凝聚。通过喷射的机械剪切作用保持染料的分散状态。使染料增溶于匀染剂中, 并使涤纶齐聚物乳化分散于染浴中,防止设备受污染。

(3) 低泡性

确保循环泵的流量, 不使布速下降。即使是薄布也不会发生上浮引起的染色不匀。

(4) 不降低上染率, 使染深色时保持良好和染料利用率, 无消色现象, 具有良好的染色重演性[7]。

超细纤维用高温高压匀染剂比常规纤维匀染剂的要求高。一般均为特殊非离子和阴离子表面活性剂的复配物。国外几乎所有大助剂生产厂都开发了涤纶超细纤维匀染剂, 并且都声称具有以上性能[8]。它们的商品例如: Tinegal NT (Ciba) , Lyogen DFTI ( San2doz) , Levegal MSF , HTC (Bayer ) , Eganol PSA( Hoechst ) , Palegal SFD (BASF) . Nikka SunsaltSN - 130 , LM - 30 , LM - 7 (日华) , Disper SG-75 , SG- 80 (明成化学) , Coloursol ACE - 91 (日本第一制药) 等[9][10]。

邻苯二甲酸二丁酯难溶于水(水中溶解度为0.43 %) , 它在染浴中以微小颗粒存在, 染料可以溶解于这些颗粒之中, 所以提高染料溶解度特别明显。染料溶解度高, 加快染料从纤维表面解吸到溶液中, 有利于移染, 因而提高匀染作用。邻苯二甲酸二丁酯类似于载体法染色中的载体水杨酸甲酯(冬青油) , 具有增塑作用。在高温下, 由于它的分子量小, 将染料和水同时带入纤维内部, 使纤维分子之间增大距离, 从而使纤维结构松驰和空隙增大; 同时把染料带到纤维表面, 增加表面浓度, 由此增强了染料分子的扩散力, 加快染料从纤维内部扩散到纤维表面和重新扩散到纤维内部, 增进了移染效果[11][12]。