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PARSTER/锦纶混纺织物一浴一步法深染工艺探讨2014-05-26东华大学生态纺织教育部重点实验室 王 俊 蔡再生
摘要:通过对PARSTER/锦纶混纺织物染色性能的研究,选用X型阳离子染料,得出混纺织物的适宜深染工艺条件。同一浴两步法相比,PARSTER/锦纶混纺织物经一浴一步法染色后K/S值有所提高,较适合染深色。与此同时,研究了一浴一步法染色中,不同阳离子黑的浓度配比、温度、元明粉用量等因素对混纺织物表观色深的影响。 关键字:PARSTER 锦纶 深染 混纺织物 PARSTER纤维是由东华大学原创,与上海联吉合纤有限公司产学研合作开发,具有自主知识产权的一种新型超柔软深染共聚酯产品。其在聚合纺丝时,摒弃了现有阳离子可染改性聚酯(CDP)、常压沸染型阳离子染料可染改性聚醋(ECDP)和高改性阳离子染料可染改性涤纶(HCDP)所采用的常规技术,加入新型第四单体,具有超柔软、深染、短纤维制品具有抗起毛起球性、无需减碱量处理的特点。在常压沸染条件下可用阳离子染料染成深色,色泽艳丽,色谱广泛。 针对PARSTER纤维的超柔软和常压易染深染性,目前已制成手感柔软的高弹性织物。但由于PARSTER纤维的结晶度较低,在具有超柔软优良性能的同时,也存在断裂强度和耐磨性不高的缺点。为了能使PARSTER纤维投入市场应用,早日实现工业化大生产,现已开发研究了其与聚酰胺纤维的混纺交织物。根据PARSTER纤维特点,对PARSTER/锦纶混纺针织物的深染工艺进行探讨和研究。 1 实验 1.1 实验材料 织物:PARSTER/锦纶混纺针织物, 规格:纬平针组织,克重l02g/m2;PARSTER/锦纶混纺机织物-l,规格:平纹,克重107 g/m2;PARSTER/锦纶混纺机织物-2,规格:平纹,克重161 g/m2。 仪器:DataColor SF600PLUS电子测色配色仪、ALl40梅特勒-托利多分析天平、H-12高温高压染色小样机。 1.2 实验方法 选用弱酸性黑对锦纶纤维进行上染,阳离子黑X-0和X-RL对PARSTER纤维进行上染,染色工艺采用一浴两步法 一浴一步法工艺,将酸性染料和阳离子染料同浴进行染色,因染料之间的相互作用,特别是静电作用,容易造成染料沉淀,故加入分散剂IW。染色工艺曲线如图2。
PARSTER纤维与锦纶混纺织物的深黑色染色工艺中,PARSTER纤维采用阳离子黑X-0和阳离子黑X1-RL复配拼色,力份分别为300%和100%,可达到较好的深染效果,锦纶采用弱酸性黑染色。加入适量的元明粉使染色顺利进行,为保证不产生色淀还需加入防沉淀剂IW。 染色处方:阳离子染料浓度6%(o.w.f),弱酸性染料浓度2%,浴比l:20,pH=4~5。染料浓度配比按照表l进行复配。采用的染色工艺曲线如图2。对染出的样品进行K/S值的测定,做出变化曲线,选择最佳的复配浓度。 表1 两种阳离子黑染料的配比 1.3 测试方法 染色试样的表观色深度K/S值在DataColor电子测色仪上测定,测色光源为D65光源,10视角。每个试样测定8次,取8点的平均值。 根据GB/T3921.1-1997标准测试,在DataColor电子测色配色仪上评级。 根据GB/T5713-1997标准测试,在DataColor 电子测色配色仪上评级。 2 实验结果与讨论 2.1 阳离子染料/酸性染料一浴法染色对比 酸性染料是在酸性浴中对锦纶纤维染色,阳离子染料也是在酸性浴中对PARSTER纤维染色,这为两类染料在同浴条件下对PARSTER锦纶混纺织物的染色提供了方便。与两浴法染色相比,一浴法染色优点显著。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予和金属钠离子,而阳离子染料在水中离解为染料阳离子和配偶阴离子。一浴染色时,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,使织物的染色性能和手感受到影响。所以,在一浴法染色中选用分散剂IW防止产生不溶性色淀。并将阳离子染料/酸性染料一浴一步法染色和一浴两步法染色进行了对比,最终确定染色工艺流程。 一浴两步法的优点在于不容易产生染料的不溶性色淀,因此也不需要加入分散剂防沉淀,但是缺点在于一浴两步法过程繁琐,成本也就相对有所提高。相比于一浴两步法来说,一浴一步法更省时间,但是带来了阳离子染料和酸性染料同浴产生色淀的问题,加工难度大,因此需要加入分散剂来防止色淀的产生。一般选用分散剂IW。 测定不同染色工艺下三种混纺织物染色样的K/S值。 可以看出,三种混纺织物一步法的表观色深K/S值都要大于两步法,说明从染色深度来说一步法的效果比较好,混纺针织物表观色深K/S值大于两外两种混纺机织物:且一步法染色的染色时间也较两步法短,除了需要加入分散剂之外,不需要加入其他助剂,因此最终选定三种织物的最佳染色工艺为一浴一步法染色工艺。 2.2 不同阳离子黑浓度配比对表观色深的影响 染色处方:阳离子染料浓度6%o.w.f,弱酸性黑2%o.w.f,浴比1:20,pH=4~5。染料浓度配比按照表l进行复配。测定三种织物染色样品表观色深K/S值, 测定结果 可以看出PARSTER/锦纶针织物最佳浓度配比为4:2,而两种机织物的表观色深在浓度配比为3:3时达到最大值,在D65光源下用肉眼观察比较可得到相同结果,在最佳浓度配比下染色织物黑色色光最纯。 2.3 温度对表观色深的影响 测定酸性和阳离子染料在 染色工艺: 可知随着温度的升高,三种混纺织物的表观色深K/S值呈上升的趋势,这说明随着温度的升高,织物的深染性能也随之提高。但在高温状态下,酸性染料易水解而导致锦纶得色量不高,出现色疵。而且PARSTER纤维对温度敏感,在高温条件下,失去了纤维的超柔软性,试样手感粗糙,因此不建议ll0℃高温染色,根据阳离子改型涤纶染色的经验,建议采用l00℃染色。 2.4 元明粉用量对表观色深的影响 为了研究电解质浓度对PARSTER混纺织物染色性能的影响,通过调节元明粉用量,测定三种混纺织物表观色深K/S值,如图4所示。 染色条件:阳离子黑6%o.w.f(最佳配比),弱酸性黑2%o.w.f,pH=4~5。浴比为l:20,温度
加入元明粉可以减少PARSTER纤维酸性基团的电离,降低染料的吸尽速度,提高匀染性;同时还可改善纤维高温状态下的强力下降。PARSTER纤维不如常规PET纤维结构紧密,强力低。在酸性染浴中,经受湿热高温长时间处理,易造成PARSTER纤维的过度水解。实践证明,染液中加入适量的元明粉有利于染色。 从图4可以看出,随着元明粉用量的增加,三种混纺织物表观色深K/S值提高,这是因为电解质的加入能够对纤维上所带的负电荷和染浴中染料所带的负电荷起到屏蔽作用,大大降低酸性染料上染纤维的障碍。但当电解质的用量超过4%时,K/S值下降,这是因为电解质的浓度过高,染料在染浴中发生了聚集的缘故,因此选择4%为最佳电解质浓度。 2.5 牢度测定
可以看出PARSTER锦纶混纺织物的各项牢度均达到了很高等级,摩擦牢度用于摩擦头的棉布基本不出现沾色,水洗用沾色样布也没有出现沾色现象,说明本实验使用的染色工艺曲线染出的布样色牢度达到一定的标准。 3 结论 (1) PARSTER/锦纶混纺织物应选用一浴一步法染色工艺,并加入分散剂IW防止产生不溶性色淀。染色温度建议采用l (2) PARSTER/锦纶混纺织物深染工艺条件为:PARSTER/锦纶混纺针织物阳离子染料最佳浓度配比为2:1;PARSTER/锦纶混纺机织物最佳浓度配比为1:1(总染料量为6%),弱酸性黑为2%o.w.f,元明粉用量为4%o.w.f,pH=4~5。浴比为l:20,温度 参考文献 [1] 蔡再生.派丝特纤维织物染色理论与技术.超柔软易染聚酯纤维开发应用研讨会,201 1:中国上海:2011.33-39 [2]杨洪祥、孙玉.阳离子改性共聚酯纤维结构与性能的研究[J].天津工业大学学报.2010.(04):1-4. [3]吕小芳.阳离子可染聚酯纤维的染色[J].印染.2006,(20):23.24. [4]陈小诚、杨艳、刘金云.PARSTER纤维的染色性能[J].印染.2012.(12):1 3.16. [5]吴建华.阳离子染料常压可染型纤维(ECDP)的染色性能研究[J].合成纤维.l995.(02):21-24.
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