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涤/锦/腈交织物同浴染色同色性及牢度提升研究

2018-08-20广东德美高新材料有限公司 严涌 邓东海 曹永恒等

摘要:采用分散染料、酸性染料、阳离子染料同浴的方式,对涤锦腈交织物进行染色,研究了染料配比、染色温度、和助剂等因素对染色效果的影响。通过调节染色配方、工艺参数等使三种纤维达到同色性,开发了适合涤锦腈交织物同浴染色的染整工艺。并对所染织物进行清洗和固色处理,研究了不同处理方式对织物各项色牢度的影响,开发了适合涤锦腈交织物的色牢度提升方案。

关键词:涤锦腈交织物 同浴同色性 色牢度

涤锦腈交织物是使用涤纶、锦纶、腈纶纱线,分别作为经纱或纬纱而织成的织物,具有特殊的面料风格和服用性能。此种面料既具有涤纶的高强度和耐热性又具有锦纶的吸湿性和舒适性,还具有腈纶的柔软性和保暖性,能够较好的满足人们对服装和各项纺织用品的高性能要求。由于含有三种纤维,涤锦腈交织物染色加工难度很大,行业一般采用三步三浴的染色工艺,但存在染色时间长,耗高互相沾色和色牢度差等问题。考虑到涤纶、锦纶和腈纶单纤维织物的染色条件相似,均在酸性条件下进行。为此,本文研究了不同染料在酸性条件下对不同纤维织物的上染情况,通过调节染色配方和工艺,以及合理使用染色助剂,实现了涤锦腈交织物的同浴同色染色。

1 试验

1.1 试剂及仪器

   试剂:冰醋酸、环保载体DM-2308、防沉淀分散剂DM-2480(德美高新材料有限公司)。

   仪器:Rapid染色小样机(瑞比精密机械有限公司)实验室pH计(瑞士Mettler-Toledo公司)UltraScan VIS分光测色仪、101A-3型电热鼓风干燥机、Rapid H-24CF型高温甘油染色机。

1.2 染色配方及工艺

    染色配方:

    染料:                     X% (o.w.f)

    DM-2308                  Y g/L

DM-2480                  Z g/L   

冰醋酸:                   0.3mL/L

浴比                   1:10

2/min升温至设定温度,保45min,再以3/min降温至80,取出布样,冷水洗净,烘干,评价染色效果。

1.3 还原清洗配方及工艺

还原清洗配方:

    还原清洗剂DM-1559:         4% (o.w.f)

pH                         4.0

   浴比                    1:10

2/mln升温至80℃,保温20 min,取出布样,冷水洗净,烘干,待固色。

1.4 酸性固色配方及工艺

    酸性同色配方:

    酸性同色剂DM-2539G:        3% (o.w.f)

pH                         4.0

浴比                   110

2℃/min升温至80℃,保温20 min取出布样冷水洗净烘干评价色牢度

1.5 效果评价

1.5.1 (40%)(30%)(30%)织物同浴染色

    将涤纶、锦纶和腈纶单纤维织物按质量比433于红外小样染色机中,按1.2染色配方和工艺同浴染色,以模拟涤(40%)(30%)(30%)织物染色,评定三种织物的得色效果。

1.5.2 表观得色量K/S及色差dE的测定

    将染色后的织物折四层,以涤纶织物为标样,UltraScan VIS分光测色仪上测量K/S值和色差dE,评价染色效果。

1.5.3 高温分散性的测定

    参照方法GB/T5541-2007测试。

1.6 测试

    颜色特征值(K/S值和色差dE):在UltraScan VIS分光测色仪上测定。

    色牢度:耐洗色牢度按GB/T 3921.3-2008进行测试,摩擦牢度按GB/T 3920-2008进行测试,耐水渍色牢度按GB/T 5713-2013进行测试,耐汗碱色牢度按GB/T 3922-2013进行测试。

2 结果与讨论

2.1 不同染料条件下的涤锦腈纤维织物同浴染色

2.1.1 涤锦腈单纤维织物分散染料染色

    分散染料属于疏水性染料,对涤纶锦纶腈纶均具有亲和性但是由于三种纤维织物的化学成分和结构不同分散染料上染三种纤维存在差异因此本试验选用2. 090分散红玉S-2GFL分散红FB、分散深蓝HGL、分散蓝2BLN、分散E-3G分散黑EX-SF1.5.1方法在98℃条件下染色,结果见表1

1 分散染料染涤锦腈

2% 98 ×45min

分散红玉

(150%) S-2GFL

KS

7. 591

13. 277

4. 495

dE

 

10. 36

10. 80

色差描述

 

暗些少红蓝些

亮些少红,蓝些

分散红(200%)

FB

 

 

K/S

7. 698

3. 269

1. 888

dE

 

20. 81

19. 83

色差描述

 

亮些少红蓝些

亮些少红蓝些

分散深蓝

(200cYo) HGL

K/S

5. 36

9. 552

2. 67

dE

 

6. 56

9. 15

色差描述

 

暗些绿些蓝些

亮些少绿少蓝

分散蓝

(100%) 2BLN

K/S

14446

18. 992

5. 646

dE

 

4. 01

11. 66

色差描述

 

暗些少红少蓝

亮些少红少蓝

分散黑(300%)

EX-SF

K/S

8. 928

10. 568

3. 264

dE

 

2.4

20.5

色差描述

 

暗些绿些蓝些

亮些少绿少蓝

由表l可知,98℃染色时,所选5只分散染料均能上染三种纤维织物。分散染料对涤纶和锦纶的上色深度较高,但锦纶色光比涤纶稍暗,色调差别较大。可能是锦纶的玻璃化温度较低,极性较大,造成分散染料在锦纶中的聚集体较大,影响织物明同时锦纶的极性可能影响染料的共轭发色体系引起色调的变化分散染料对腈纶的上色率较低比涤纶明度高,色调相近。

2.1.2 涤锦腈单纤维织物酸性染料染色

    酸性染料属于水溶性阴离子染料,一般存酸性条件下上染锦纶、羊毛等显正电性的纤维,本试验选用天龙红FRL酸性红2009酸性黄1006、天龙蓝BRL、酸性蓝304L、酸性黑MBX等按1.5.1方法在98℃条件下染色,结果见表2

2 酸性染料染涤锦腈的K/S

染料

天龙红FRL

O488

23. 724

0. 735

酸性红2009

0. 511

26. 769

0. 738

酸性黄N-R

0. 502

19. 069

0. 981

酸性黄1006

0. 474

20. 283

0. 694

天龙蓝BRL

O733

26. 887

0. 808

酸性蓝304L

O479

24. 616

0. 729

酸性黑MBX

O531

25. 669

0. 761

    由表2可知,98℃同浴染色时,酸性染料主要上染锦纶纤维对涤纶和腈纶的沾色较少几乎不沾色。

2.1.3 涤锦腈单纤维织物阳离子染料染色

    阳离子染料主要用于腈纶纤维染色本试验选1. 0%分散阳离子红SD-5GL、分散阳离子蓝SD- BL、阳离子红X-GGL、阳离子蓝X-GL、阳离子黄X-GL阳离子黑X-2RL等,按1.5.1方法在98℃条件下染色,结果见表3

3 阳离子染料染涤锦腈K/S

染料

分散阳离子红SD-5GL

O517

1. 562

27. 682

分散阳离子蓝SD-BL

O496

1. 602

31. 367

阳离子红X-GGL

O515

1. 459

44. 663

阳离子蓝X-GL

0. 593

1. 574

50. 297

阳离子黄X-GL

O488

1. 398

45. 476

阳离子黑X-2RL

O511

1. 472

33. 409

由表3可知,98℃同浴染色时,阳离子染料主要上染腈纶纤维,对锦纶的沾色较少,对涤纶几乎不沾色。

    由表1-3可知,不同类型的染料对不同纤维的上染情况不同,分散染料主要上染涤纶和锦纶,少量上染腈。酸性染料主要上染锦纶,阳离子染料主要上染腈纶。因此,分散染料可作为涤锦腈交织物同浴染色的主要染料,酸性染料对涤纶和腈纶的沾色较轻,适合调节锦纶的色光;阳离子染料对涤纶和锦纶的沾色较轻,适合调节腈纶的色光。

2.2 载体对涤锦腈纤维织物分散染料同浴染色的影响

     染色温度较低时,载体能塑化涤纶纤维,增溶染料,促进分散染料对涤纶纤维的上染,提高染料利用率。本试验选用3. 0% (owf)环保型载体DM-2308,按1.5.1方法选用分散红玉S-2GFL、分散红FB、分散深蓝HGL、分散蓝2BLN分散黑EX SF,在98℃条件下进行染色。

    可知,98℃染色时,DM-2308能显著提高分散染料对涤纶的上染,降低分散染料对锦纶和腈纶的上染,显著改善分散染料上染锦纶时,色光萎暗和色调差异的问题有利于涤锦腈同浴染色时同色性的控制。因此,在染色时可根据具体情况,加入适量的DM-2308调节同色性,提高分散染料利用率。

2.3 温度对涤锦腈纤维织物分散染料同浴染色的影响

    温度是染色中影响分散染料上染涤纶纤维的重要因素,温度越高,纤维分子链段运动越剧烈,越有利于分散染料进入纤维间隙,上染纤维。本试验选用2. 0%分散红玉S-2GFL、分散红FB、分散深蓝HGL、分散蓝2BLN和分散黑EX-SF,按1.5.1方法(不加载体)分别在不同温度下进行染色

   知,随着温度的提高,分散染料对涤纶的上染显著提高对锦纶的上染变化较小对腈纶的上染变化不大。温度越高分散染料对涤纶的上染越高,分散染料的利用率越高,但温度过高对锦纶和腈纶的强力有影响甚至造成纤“纸化”。因此涤锦腈同浴染色时,最高宜采用110℃染色。

2.4 涤锦腈单纤维织物同浴染色同色性试验

在前期研究工作的基础上,根据各种染料对三种纤维的上染情况,采用分散+酸性+阳离子染料同浴的方式,按1.5.1方法在110℃温度条件下对涤锦腈纤维织物同浴染色,通过调节染色配方和工艺调节或使用染色助剂,使三种纤维织物达到同色性。锦纶和腈纶相对于涤纶的色差见表4

4 单纤织物同浴染色色差

色泽

染料配方

大红

 

2.0%分散红玉S-2GFL+0.3%天龙红FRL+O.05%酸性黄N-R

+0.3 5%阳离子红X-GGL+O.001%分散阳离子蓝SD-BL

4. 73

 

 

4. 41

 

 

玫红

 

2.0%分散红FB+0.4%酸性红2009+0.4%天龙红FRL

+1.2%分散阳离子红SD-5GL+O.001%分散阳离子蓝SD-BL

5. 78

 

2. 75

 

深蓝

 

2O%分散深蓝HGL+0.2%天龙蓝BRL+O.02%酸性黑MBX

+0.3%阳离子蓝XGL+O.2%阳离子黑X-2RL

2. 13

 

4. 82

 

艳兰

 

2.0%分散蓝2BLN+0.5%酸性蓝3041+0.15%酸性红009

+0.4%阳离子蓝X-CL+O.01%阳离子红X-GGL

2. 76

 

5.00

 

黄色

 

1.0%分散黄E-3G+0.1%酸性黄1006+0.02%性黄-R

+0.02%阳离子黄X-GL

17. 38

 

20.2

 

黑色

 

3.0%分散黑EX-SF+0.6%酸性黑MBX

+2O%阳离子黑X-2RL+O.02%阳离子蓝X-GL

2. 59

 

3. 21

 

注:大红加入3.Og/L DM-2308

    4可知,110℃时,采用分散+酸性+离子同浴的方式对涤锦腈纤维同浴染色,通过调节酸性染料和阳离子染料的用量,或加入DM-2308可使涤锦腈三种纤维织物的色光非常接近。除黄色外(目测黄色在三种单纤维织物上的颜色非常接近),所有颜色在三种纤维织物上的色差均小于或接近5,基本达到同色性。

2.5 分散+酸性+阳离子染料同浴高温分散性试验

分散染料难溶于水,在水中一般为0. 2-2.0 um 的染料颗粒,酸性染料一般是芳香族的磺酸钠盐,在水中解离为染料阴离子和金属钠盐,阳离子染料在水中解离为染料阳离子和配偶阴离子。分散染+酸性染料+阳离子染料染浴中,酸性染料容易与阳离子染料结合生成一种溶解度很低的聚集物,影响整个染液体系的稳定性,造成染料凝聚沉淀,引起织物色花。防沉淀分散剂DM-2480是多种表面活性剂的互配物,可防止染料聚集物进一步增大,将染料均匀分散于染浴中,提高染液的稳定性。因此,本试验在前期研究工作的基础上,根据2.4优化好的染料配方和工艺条件配两份染液,一份加2.0 g/L防沉淀分散剂DM-2480,一份不加,按1.5.3方法测试染液的高温分散性,结果见表5  

5 高温分散性

 

大红

黑色

艳蓝

黄色

玫红

DM-2480 2.Og/L

4

4

4

4.5

3

空白

2.5

2

1

2

2

由表5可知,防沉淀分散剂DM-2480可显著改善染液的高温分散性防止染料凝聚产生沉淀避免织物染疵和色花。

2.6 (40%)(30%)(30%)交织物同浴染色同色性试验

    在前期研究工作的基础上将前期优化好的染色配方和工艺应用于涤(40%)(30%)(30%)织物同浴染色

    可知,对优化好的配方和工艺进行微调,可使涤(40%)(30%)(30%)交织物同浴染色基本达到同色性,而且布面得色均匀,无色花。

2.7 (40%)(30%)(30%)交织物牢度提升

    已染色的涤锦腈交织物上同时存在分散染料、性染料和阳离子染料。一般情况下阳离子染料上腈纶的牢度较好,但分散染料上染涤纶和酸性染上染锦纶时的牢度差,需对其进行固色处理。染后还原清洗可以显著改善分散染料在涤纶上的各牢度,酸性固色能明显提升酸性染料在锦纶上的各项牢度。考虑到碱性还原清洗对酸性染料牢度不利,因此本试验先按1.3方法对涤锦腈交织物进行酸性还原清洗,再按1.4方法进行酸性固色,以提高织物各项牢度。并按1.6方法进行测试,结果见6-9

6 摩擦牢度

正面

 

大红

玫红

深蓝

艳蓝

干摩

湿摩

干摩

湿摩

干摩

湿摩

干摩

湿摩

空白

4

34+

34

34

34

34

4

3 4

DM-1559 4.Og/L

DM-2539G 3.Og/L

4

 

4-

 

4

 

4-

 

4

 

4-

 

4

 

4-

 

反面

大红

玫红

深蓝

艳蓝

干摩

湿摩

干摩

湿摩

干摩

湿摩

干摩

湿摩

空白

23

34

1-

3-

1

3-

34

34

DM-1559 4.Og/L

DM-2539G 3.Og/L

3-4

 

3

 

1+

 

3

 

34-

 

3

 

4-

 

4-

 

    织物正面主要是锦纶纤维,由表6中数据可知,干摩擦牢度4级以上,湿摩擦牢度3级以上。织物反面主要是涤纶纤维艳蓝色上干摩擦和湿摩3-4大红/玫红/深蓝色上干摩擦牢度较差1-2湿摩擦牢度3级左右经还原清洗和固色织物正反面的摩擦牢度均有不同程度的提升

7 耐洗色牢度/级

 

醋酯沾色

沾色

龙沾

纶沾

纶沾

羊毛沾色

 

大红

 

 

  空白

1-2

2 3

1

2+

3-4

1

 DM-1559 4. Og/L

DM-2539G 3. Og/L

3

4

3

34+

 

 

4+

 

 

3-4

 

 

 

攻红

 

 

 

  空白

12

23

1

2+

34+

1

DM-1559 4. Og/L

DM-2539G 3. Og/L

2

 

3+

 

3-

 

23-

 

4

 

3

 

 

深蓝

 

 

  空白

12

23

1

2+

34

1

DM-1559  4. Og/L

DM-2539G 3. Og/L

3

4

3

34+

4

34

 

艳兰

 

  空白

12

23

l

2+

34+

12

DM-1559  4. Og/L

DM-2539G 3. Og/L

2+

34-

3+

23-

 

4

 

23+

    由表7中数据可知涤锦腈交织物耐洗色牢度差可能是锦纶纤维为亲水性纤维玻璃化温度较低当皂洗液温度升高时分散染料容易从锦纶上洗落纤维经还原清洗和酸性固色后牢度整体提升明显,约1-2级。

8 耐水渍色牢度/级

 

醋脂沾色

 

棉沾色

 

尼龙沾色

涤纶沾色

纶沾色

羊毛沾色

 

大红

 

空白

l

3

12

3+

3-

23

DM-1559 4. Og/L

DM-2539G 3. Og/L

34

 

4-

 

3

 

34+

 

4+

 

4

 

 

玫红

 

空白

12

12

1

2

3-

23-

DM-1559 4. Og/L

DM-2539G 3. Og/L

4-

 

4+

 

34+

 

4+

 

45-

 

4

 

 

深蓝

 

空白

2

3

2+

3+

3-4+

3 4

DM-1559 4. Og/L

DM-2539G 3. Og/L

4

 

4-

 

3+

 

3-4-

 

4

 

4+

 

 

艳兰

 

空白

2

3

2+

3+

3-4+

3 4

DM-15 59 4. Og/L

DM-2539G 3. Og/L

4-

 

4-

 

4-

 

4

 

4+

 

4+

 

    由表8中数据可知涤锦腈交织物耐水渍色牢度较差可能是锦纶纤维为亲水性纤维水分子容易进入纤维内部造成分散染料从锦纶上脱落经还原清洗和酸性固色牢度提升明显红色达3级以上,蓝色达3-4级以上。

9 耐汗碱色牢度/级

 

酯沾

 

棉沾色

 

龙沾

纶沾

纶沾

 

羊毛沾

 

 

大红

 

空白

2

34

23-

3-4

23+

23

DM-1559 4. Og/L

DM-2539G 3. Og/L

2

3

23

3

3-

3-

 

玫红

空白

1-2

1-2

1-2

3+

2

2-3-

DM-15 59 4. Og/L

DM-2539G 3. Og/L

3

 

34

 

34+

 

4+

 

4

 

45

 

 

深蓝

 

空白

1-2+

3

12+

34

4

3+

DM-1559 4. Og/L

DM-2539G 3. Og/L

3+

 

34

 

34+

 

34

 

34

 

45-

 

 

艳兰

 

空白

3

34

3

4

4+

34+

DM-1559 4. Og/L

DM-2539G 3. Og/L

3-

 

3

3-

 

3

 

3

 

4+

 

由表9可知涤锦腈交织物耐汗碱色牢度一般,经还原清洗和酸性固色,玫红和深蓝色牢度提升明显,约12级,大红色上稍有提升约半级,艳蓝色上提升效果稍差。

3 结论

   (1) 分散染料为主,搭配酸性染料(调节锦纶色光)和阳离子染料(调节腈纶色光)同浴的方式,加人防沉淀分散剂DM-2480和载体DM-2308,以2℃/min升温至在110×45min条件下,可实现涤锦腈交织物同浴染色。

   (2) 由于纤维结构和极性的差异,采用分散染+酸性染料+阳离子染料同浴对涤锦腈交织物染色时,分散染料上染锦纶纤维时的色光较萎暗。载DM-2308能显著提高分散染料对涤纶的上染率(提高染料利用率),降低分散染料对锦纶的上染率,提高锦纶纤维的鲜艳度,再通过调节染料配比,使涤锦腈交织物基本达到同色性。

   (3) 涤锦腈交织物分散染料+酸性染料+阳离子染料同浴染色织物各项牢度较差。经DM-1559性还原清洗后,再经DM-2539G固色,各项色牢度提升明显,基本满足牢度要求。

参考文献:

[1] 梅士英,唐人成.新型多组分纤维纺织品及染整关键技术[C].高技术纤维及其面料开发应用论坛.2010.

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