CDP/NYLON混纺织物花灰效果染色工艺优化
2022-06-09
黄至薪，张贵，王思捷
［互太（番禺）纺织印染有限工司，广东广州５１１４６２］
【摘要】ＣＤＰ/ＮＹＬＯＮ混纺织物采用一浴法染色存在颜色稳定性差、织物易产生染花和色点等问题。通过加入１ｇ/Ｌ防沉淀剂Ｓ、１ｇ/Ｌ酸性匀染剂Ｐ、１ｇ/Ｌ非离子匀染剂Ｏ，并选用１２０℃保温，控制８０～１２０℃之间的升温速率０．５℃/ｍｉｎ，可使一浴法达到与两浴法同样的布面质量、颜色稳定性及色牢度。
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关键词 阳离子染料；酸性染料；染色；花灰效果；改性涤纶纤维；聚酰胺纤维
Doi:10.3969/j.issn.2095-0101.2015.04.004
中图分类号：TS193．846文献标识码：A文章编号：2095-0101（2015）04-0012-04
１ＣＤＰ/ＮＹＬＯＮ混纺织物花灰效果染色难点
ＣＤＰ/ＮＹＬＯＮ混纺织物服用性能优良、色泽光亮、手感柔软滑爽和具有良好的耐磨性，是一种高档的织物。改性涤纶是通过共聚、接枝等方法在常规涤纶纤维（ＰＥＴ）分子链上添加其它单体制成；改性后的涤纶纤维（ＣＤＰ）结构变得松弛，分子链柔软性增加，改善了常规涤纶的透气吸湿性、抗静电性和抗起毛起球性能，克服了常规涤纶不易染色的缺点。
改性涤纶通常采用阳离子染料染色；锦纶可采用酸性、中性、直接和活性染料染色，也可采用分散染料染色。目前染ＣＤＰ/ＮＹＬＯＮ混纺织物主要用两浴两步法染色，但是两浴两步法耗时长，用水量用电高，已不符当前提倡节能降耗的要求，本公司欲用一浴法代替两浴法，但一浴法又存在颜色稳定性差、织物易产生染花、色点等问题，而且一旦产生问题就很难回修。经过大量的实验及改进工艺，终于查明影响染色的问题原因为：染色助剂选用及配比不当；阳离子染料的化料方法不当；染色工艺曲线不当等。查明产生原因后，制定出一套完整的酸性、阳离子染料一浴法染色工艺，对锦纶丝与阳离子可染改性涤纶丝交织物进行染色加工，染色正品率达９５％以上，投入市场后，产品深受客户青睐。
２染色原理
２．１阳离子改性涤纶染色
阳离子改性涤纶，是在常规涤纶纤维的二单元体基础上，添加少量第三单体，如常用３，５－二（β－羟乙氧羧基）苯磺酸钠或３，５－二甲酸二甲酯苯磺酸钠，然后经共聚而得［１］。ＣＤＰ纤维大分子链上带负电荷的磺酸盐基团的引入，使其可用阳离子染料染色，但其纤维超分子结构仍与涤沦相似，其玻璃化温度也较高（干态时为１１０℃左右），故其一般在高温高压下染色。在常用染料中，阳离子染料作为ＣＤＰ纤维染色的专用染料，阳离子染料的力份最高、得色最鲜艳。ＣＤＰ阳离子染料染色通常的染色温度为１２０℃
２．２锦纶纤维染色
锦纶纤维，由于其分子结构中，含有大量极性酰胺基，所以，它的亲水性要比涤纶好。在湿热条件下，锦纶容易发生溶胀，结构变松弛，使染化料的可及性显著提高，所以锦纶的玻璃化温度很低（４０～５０℃），实验证明，在水中锦纶的玻璃化温度甚至可以降至常温，即在常温条件下，染料对锦纶有上染能力，染色温度在５０℃以后，上色明显加快，染色温度达到９５℃并保温一定时间，染色可达到最大上染率而上染纤维。
３实验
３．１材料与仪器
织物：ＣＤＰ/ＮYLON混纺织物（３７％ＣＤＰ＋５０％ＮＹＬＯＮ＋３％ＳＰＡＮＤＥＸ）１６０ｃｍ。
染料：阳离子黄ＧＬＢ、阳离子红ＦＢＬ、阳离子蓝ＸＢＬ、酸性紅Ｆ５Ｂ、酸性红Ｍ３ＢＮ、酸性蓝ＳＲ（均为市售）。
助剂：防皱剂ＣＮ、吸水软油ＴＭ、防沉淀剂Ｓ、阳离子匀染剂Ｏ、酸性染料匀染剂Ｐ、释酸剂ＶＳ、冰醋酸（９８％）、醋酸钠、固色剂Ｍ（均为市售）。
设备：Ｄａｔａｃｏｌｏｒ型计算机测色配色系统（ＤＣＺ公司）、亚叽水流染机。
３．２染色工艺
图１为一浴法染色工艺曲线，图２为固色工艺图。
３．３染色配方
一浴法染色配方（ｇ/Ｌ）
阳离子黄ＧＬＢ（％） ０．００１２
阳离子红ＦＢＬ（％） ０．０２１
阳离子蓝ＸＢＬ（％） ０．０３６
酸性紅Ｆ５Ｂ（％） ０．３
酸性红Ｍ３ＢＮ（％） ０．１１
酸性蓝ＳＲ（％） ０．６５
阳离子匀染剂Ｏ ０．７
防皱剂ＣＮ ０．４
吸水软油 ＴＭ２．０
酸性染料匀染剂 Ｐ１．５
释酸剂ＶＳ ０．３
防沉淀剂Ｓ １．０
冰醋酸 １．２
固色剂Ｍ（％） ５．０
染色温度（℃） １２０
保温时间ｍｉｎ ４０
浴比 １∶１３
３．４测试
３．４．１上染率［２］
用分光光度计测定染色前后染液的吸光度。
上染率（％）＝（１－ｎＡ１/ｍＡ０）×１００％
式中：ｍ/ｎ——染色前/后的染液稀释倍数；
Ａ０/Ａ１——染色前/后染液稀释ｍ/ｎ倍后吸光度。
３．４．２色差ΔＥ
将染样折迭４层，采用ｄａｔａｃｏｌｏｒ型测配色系统在大孔径和光源Ｄ６５条件下，每个试样取５个点计算平均值，测定色差ΔＥ（２∶１）。
３．４．３全缸匹差测试
染色布整缸布从第一匹到最后一匹，每匹布布头１０ｃｍ处取样第一块样板为１，依次２、３、４、、、２０，取样完后，以中间板１０为标准，用电脑测色配色仪测５５５。
３．４．４牢度测试
耐水洗牢度：按ＡＡＴＣＣＴｅｓｔＭｅｔｈｏｄ１０７—２００９《ＣｏｌｏｒｆａｓｔｎｅｓｓｔｏＷａｔｅｒ》《耐水洗色牢度》标准。
耐光牢度：按ＡＡＴＣＣＴｅｓｔＭｅｔｈｏｄ１６Ｅ－２００８《耐光色牢度》标准，测试条件１０ｈ。
４染色
酸性/阳离子染料一浴法染色过程中，首先加入染色助剂，然后常温下加入酸性染料并升温，待温度升至８０℃再调节ｐＨ值到４，使酸性染料先上染锦纶纤维再让阳离子上染ＣＤＰ改性涤纶纤维。待锦纶保温阳离子染料上染染色完成后再降温，然后洗去浮色，加入固色剂固色，使酸性染料固着在锦纶上。
４．１防沉淀剂
加入防沉淀剂可改善色点和染花。酸性染料一般都是芳香族的磺酸钠盐，在水中离解为染料阴离子和金属钠离子，而阳离子染料在水中离解为染料阳离子和配偶阴离子。同浴染色时，两类染料离子会结合生成一种溶解度很低的聚集物沉淀于织物上，使织物的外表面出现大片花斑导致回修。一浴法染色工艺所用到的助剂性质尽量选用阳离子型或者非离子型。为了防止各种染料、助剂在反应过程中分解出来的阴离子与阳离子染料产生反应，工艺必须选用好的沉淀防止剂，并且沉淀防止剂必须在加入阳离子染料之前加入，阳离子染料在一浴法染色过程中所加的助剂种类和用量越少越好。阳离子染料的化料方法不当也会产生色点，正确的化料方法应该是先将阳离子染料用稀释后的温热醋酸调成浆状，再用沸水充分化匀，搅拌过滤后待使用，在开稀阳离子染料的过程中也需要加入１/３的沉淀剂以防止产生色点。经过试验，阳离子染料开始上染改性涤纶的温度是８０℃，所以阳离子染料加入的时间最好是快到８０℃的时候。表１为加入防沉淀剂对染色效果的影响。
４．２分散剂
分散剂改善染花、色点。由于酸性染料、阳离子染料同浴染色时容易产生聚集物沉淀造成色花疵病，染色时必须加入匀染剂才能正常染色。阴离子匀染剂（如匀染剂Ｐ）可与阳离子染料形成复合物，使阳离子染料暂时失去电荷性，非离子匀染剂（如匀染剂Ｏ）可防止复合物沉淀，复合物随温度的升高分离出阳离子染料上染到ＣＤＰ纤维上，酸性染料上染到锦纶纤维上。当阴离子匀染剂用量不足时，不能使阳离子染料的电荷全部消失，此时阳离子染料容易和酸性染料结合沉淀，而非离子分散剂还不能有效防止聚集物沉淀于织物表面上，容易产生色花；当阴离子扩散剂用量过多时，对阳离子染料的上染不利。表２为分散剂用量对布面质量的影响测试结果。
从表２可以看出当酸性匀染剂Ｐ、阳离子匀染剂Ｏ份量大于１．０后，布面质量可较好，考虑到成本因素，实际大货生产用酸性匀染剂和阳离子匀染剂各１.0ｇ/Ｌ比较适宜。
４．３染色温度和升温速率的选择
染色温度升高可以增加染料分子在染浴中和纤维上的动能，降低染浴中染料分子的集聚现象，同时促使纤维膨化，有利于染料分子进入纤维内部，达到染色匀透的目的。图３为不同温度下的上染率。
图３中可知，酸性料在５０℃以后就开始上色，随着温度升高上染率提高，染料上染率在１００℃以上左右基本平衡。经过试验，阳离子染料开始上染改性涤纶的温度是８０℃，所以阳离子染料加入的时间最好是快到８０℃的时候，上染率随着温度升高而升高，当温度达到１２０℃以后上染率基本平衡。综上所述，ＣＤＰ/ＮＹＬＯＮ混纺织物一浴法染色适用１２０℃染色，８０～１２０℃之间上染率太快，用０．５℃/ｍｉｎ缓慢升温可有效控制上染率。
５批量生产染色结果
对优化工艺进行大生产的成品染色效果进行跟踪。
５．１颜色稳定性
与传统两浴法染色比较，工艺优化后的一浴法染色稳定性可以达到两浴法的效果，颜色稳定性见表３。
５．２匹差表现
用Ｄａｔａｃｏｌｏｒ型测配色系统对卡其色匹差测５５５分色，结果见表4。
从表４的数据可见，大生产成品的色差均小于７，染色效果理想。
５．３牢度
对比传统工艺和一浴法染色各项牢度测试见表５。
从表５可知，经过改善工艺后的ＣＤＰ/ＮＹＬＯＮ混纺织物一浴法各项牢度都在４级以上。
６结语
６．１ＣＤＰ/ＮＹＬＯＮ混纺织物一浴法染色加入１.0ｇ/Ｌ防沉淀剂Ｓ可有效改善因阴、阳离子结合而产生的色点。
６．２选用１２０℃染色保温，并控制缓慢升温（在８０～１２０℃之间以０．５℃/ｍｉｎ升温）染色效果较好。
６．３酸性匀染剂Ｐ选用１.0ｇ/Ｌ，非离子匀染剂Ｏ选用１.0ｇ/Ｌ，染色质量较好。
６．４大生产跟进结果表明，ＣＤＰ/ＮＹＬＯＮ混纺织物一浴法染色颜色稳定性可达到传统两浴法的效果，各项牢度均在４级以上，染色效果比较理想。
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参考文献
［１］赵涛．染整工艺与原理［Ｍ］北京：中国纺织出版社，２００９．
［２］贾维妮，徐永键．大豆纤维的Ｓｕｍｆｉｘ－ＨＦ活性染色工艺［Ｊ］．印染，２００６，３２（２０）：２５－２６．