超細(xì)纖維染色以及解決方案

1、作者： 繆融一)聚酯類和其混紡和交織二)尼龍類和其混紡和交織一)聚酯類和其混紡和交織聚酯類以PET為代表的長(zhǎng)絲和短纖已被使用了數(shù)十年（聚對(duì)苯二甲酸乙二酯）.長(zhǎng)絲主要用于純聚酯類和與其它纖維交織，短纖主要用于與其它纖維進(jìn)行混紡。隨著PET細(xì)旦和超細(xì)旦及功能性的異型絲的相繼面市，PET纖維在紡織面料用途進(jìn)入了新領(lǐng)域。九十年代聚酯PTT纖維商品化后,給予聚酯纖維全新的用途。PET纖維是采用分散染料進(jìn)行染色，與其它纖維染色過(guò)程一樣（濕法浸染高溫高壓和載體染色法），當(dāng)然，分散染料也可采用干熱熔方法染PET纖維，但此染色工藝很少被用于純PET纖維，PET纖維與纖維素纖維混紡類機(jī)織物和純PET纖維安全和背包

2、帶等有部分在用熱熔方法染色。純PET纖維在印染加工中主要采用高溫高壓工藝進(jìn)行染色。分散染料在染液中首先依靠染液流動(dòng)向PET纖維表面擴(kuò)散，然后靠自身的熱運(yùn)動(dòng)進(jìn)入擴(kuò)散邊界層，當(dāng)染料與纖維表面很近時(shí)，染料依靠與纖維之間的親和力，很快吸附于纖維表面（吸附速度取決于纖維和染料的結(jié)構(gòu)和性能），最后在以定溫度的作用下，此時(shí)，纖維表面與纖維內(nèi)部之間存在染料濃度差，即濃度梯度差，纖維表面染料濃度遠(yuǎn)大于纖維內(nèi)部，染料開(kāi)始從纖維表面向纖維內(nèi)部擴(kuò)散，直到纖維表面和纖維內(nèi)部之間的染料濃度差為零，即達(dá)成平衡。擴(kuò)散速度取決于纖維表面和纖維內(nèi)部之間的染料濃度差值和此時(shí)的染色溫度，還與染料分子結(jié)構(gòu)、纖維的化學(xué)和物理結(jié)構(gòu)有關(guān)。溫

3、度對(duì)染料擴(kuò)散速度起到致關(guān)重要的作用，溫度越高，擴(kuò)散速度越快。但即使在這樣條件下也只有溶解在水中的單分子分散染料才能被吸附到纖維表面并向結(jié)構(gòu)緊密的纖維內(nèi)部擴(kuò)散。分散染料是一類非離子染料，在水中溶解度較小，商品化的分散染料已加入大量分散劑，分散劑使分散染料以細(xì)小晶體均勻地分散在染液中，形成穩(wěn)定的懸浮液，此外在分散劑的臨界膠束濃度以上的部分染料被溶解在膠束中。結(jié)構(gòu)緊密的疏水性PET纖維必須用在水中溶解度較小的非離子分散染料進(jìn)行染色，若分散染料溶解度過(guò)小，染料上染PET纖維相當(dāng)慢，但染料溶解度過(guò)大，將導(dǎo)致染料于水的作用力增大，而與纖維的親和力降低，使染料上染速率和上染百分率下降。所以染料的溶解度對(duì)染色

4、的均勻性、染色所需時(shí)間和上染百分率有很大影響。有必要知道分散染料在染液中的狀態(tài)，一般分散染料在染浴中以染料聚集體（晶體）、溶解在水中的單分子染料和溶解在分散劑膠束中的染料三種狀態(tài)同時(shí)存在，并且染料的溶解度隨溫度升高而提高。在一定的溫度下，分散染料在染浴中所存在的這三種狀態(tài)總是處于平衡平衡被破壞再平衡的相互轉(zhuǎn)化過(guò)程。當(dāng)染色時(shí)只有體積較小的單分子分散染料首先吸附到纖維表面，然后向纖維內(nèi)部擴(kuò)散。隨著單分子分散染料擴(kuò)散到纖維內(nèi)部后，染浴中各種狀態(tài)的分散染料平衡被破壞，從而蘊(yùn)藏在分散劑膠束中的染料或染浴中染料聚集體（晶體）可以很快釋放出單分子分散染料，繼續(xù)上染纖維，并不斷地向纖維內(nèi)部擴(kuò)散，直到再平衡達(dá)到

5、為止。分散染料上染PET纖維，溫度控制是很關(guān)鍵的，溫度控制分三個(gè)階段：首先是染色升溫階段，此階段應(yīng)保證染料均勻的被吸附與纖維上，尤其在70以上，染料上染速率很快（色花敏感區(qū)），須嚴(yán)格控制升溫速率，升溫速率應(yīng)控制每分鐘多少度與這些因素有關(guān)：染料類型、染料的用量、染料相配的組份；纖維類型、纖維細(xì)度和表面積；織物在染機(jī)內(nèi)運(yùn)行的速度有關(guān)。往往纖維上染速率是比較難知曉的，現(xiàn)有較簡(jiǎn)易的定性測(cè)試方法。接著是染色保溫階段，此階段染料向纖維內(nèi)部擴(kuò)散，并增進(jìn)染料移染，使纖維起到勻染和透染，保溫時(shí)間長(zhǎng)短由染料擴(kuò)散系數(shù)和染料用量及染料移染性所決定。擴(kuò)散系數(shù)低、染料用量高、移染性差的染料保溫時(shí)間應(yīng)相應(yīng)延長(zhǎng)。最后階段是降

6、溫階段，降溫應(yīng)注意在玻璃化溫度以上，降溫速率應(yīng)慢些，玻璃化溫度以可加速降溫，防止產(chǎn)生折皺。PET纖維高溫高壓染色一般溫度控制在120-135之間，此時(shí)染液中含有分散染料、分散劑、勻染劑、PH調(diào)節(jié)劑等。由于高溫高壓染色濕態(tài)溫度較高，染料很易出現(xiàn)晶型轉(zhuǎn)變現(xiàn)象，若溫度控制不當(dāng)，易出現(xiàn)晶體增大現(xiàn)象，同時(shí)在高溫下，PTE纖維會(huì)析出大量的低聚物，在織物表面將出現(xiàn)焦油狀色斑。這種現(xiàn)象在PET細(xì)旦和超細(xì)旦纖維及進(jìn)過(guò)強(qiáng)堿減量處理的面料出現(xiàn)的機(jī)會(huì)會(huì)更頻繁，建議在染浴加入低聚物防止劑。1)        PET細(xì)旦和超細(xì)旦纖維PET細(xì)旦和超細(xì)旦纖

7、維中國(guó)市場(chǎng)起源上世紀(jì)八十年代中后期的PET長(zhǎng)絲堿減量仿真絲.接著細(xì)旦纖維仿桃皮絨、滌/錦細(xì)旦摩絲等服裝用布。到九十年代PET海島超細(xì)纖維仿麂皮絨面料才在國(guó)內(nèi)開(kāi)發(fā)。本世紀(jì)初PET海島仿麂皮絨面料才有較大量地用于服裝和時(shí)裝。到2004年后，由于，PET海島超細(xì)纖維仿麂皮絨面料獨(dú)特的風(fēng)格和手感，大量地受到家紡和鞋用面料商地青睞，深收消費(fèi)者的喜愛(ài)。但同時(shí)對(duì)PET海島超細(xì)纖維仿麂皮絨的色牢度提出了更高要求（日曬、干和濕摩擦和水洗等牢度）。PET細(xì)旦和超細(xì)旦纖維在印染加工會(huì)遇到很多麻煩的問(wèn)題（以PET海島超細(xì)纖維仿麂皮絨品種為例）：a)染深性差  b)色牢度差  c)色差控制難

8、0; d)勻染性差a)染深性差PET海島超細(xì)纖維仿麂皮絨由于其纖維表面積要大于常規(guī)PET許多倍，造成纖維表面反射光很大，而被染織物色深淺度與纖維表面反射光及由纖維內(nèi)部重新返回到外部的折射光有關(guān)。所以具有很大表面反射光的海島超細(xì)纖維，與常規(guī)的PET相比，在染料用量相同情況下，其色澤深度要淺很多。纖維線密度越小，則表面反射光越大，該纖維染深性就越差。另外，染深性還與纖維截面形狀和消光程度有關(guān)。b)色牢度差PET纖維色牢度差與分散染料用量的多少直接有關(guān)，染料用量越高，與之相應(yīng)的色牢度就越差。由于PET細(xì)旦和超細(xì)旦纖維其表面積要大于常規(guī)PET許多倍，在染料用量相同的情況下，則單位面積的染料量要低許多倍

9、，如要達(dá)到相同的表觀深度，染料也應(yīng)按同樣比例增加，致使分散染料用量成倍增長(zhǎng)，色牢度普遍明顯下降。PET海島超細(xì)纖維仿麂皮絨這種現(xiàn)相更為嚴(yán)重。在一般情況下，PET細(xì)旦和超細(xì)旦纖維日曬牢度要比常規(guī)PET纖維低2級(jí)，有些分散染料日曬牢度下降2級(jí)以上。并且，隨著染料用量的增加，相應(yīng)的日曬牢度隨之下降，這與常規(guī)PET纖維是相反的。日曬牢度是與分散染料的結(jié)構(gòu)有關(guān)。在前面已提到細(xì)旦和超細(xì)旦纖維的染深性差，這就要求選擇染深性和提升性優(yōu)異的分散染料，同時(shí)染料細(xì)度和細(xì)度均勻度也是很重要的指標(biāo)，否則會(huì)降低染料的透染性，增加纖維表面的堆積量，會(huì)降低日曬牢度。在此還須提出不同分散染料被用于細(xì)旦和超細(xì)旦纖維，其日曬牢度降

10、低程度差異也很大，有些在常規(guī)PET纖維上日曬牢度很優(yōu)秀，但在細(xì)旦和超細(xì)旦纖維上卻很差；有些在常規(guī)PET纖維上日曬牢度中等，但在細(xì)旦和超細(xì)旦纖維上卻不差。細(xì)旦和超細(xì)旦纖維其表面積要大，纖維表面浮色堆積量大較難洗凈，濕處理牢度要比常規(guī)PET纖維低1-2級(jí)，海島超細(xì)纖維要低近2級(jí)，所以，PET海島超細(xì)纖維仿麂皮絨染色后，清洗效果極其重要。往往有人提出，清洗前后色澤會(huì)差異較大。實(shí)際上，這還與染料細(xì)度和細(xì)度均勻度有關(guān)，細(xì)度和細(xì)度均勻度優(yōu)秀的染料透染性好，纖維表面的堆積量少；同時(shí)，也與所用染料的飽和值有關(guān)，當(dāng)配方中某染料達(dá)過(guò)飽和狀態(tài)，其染料會(huì)大量堆積在纖維表面和殘留在染浴，并會(huì)阻撓其它品種染料上染纖維。在

11、染后的清洗中，大量堆積在纖維表面的染料會(huì)隨之被清洗掉，造成清洗前后色澤差異較大。另外細(xì)旦和超細(xì)旦纖維受熱時(shí)纖維內(nèi)的染料比常規(guī)聚酯纖維更易于向纖維表面遷移或升華，同時(shí)，這些情況也會(huì)引起面料差的摩擦和儲(chǔ)藏牢度。所以，在選擇染料和染后熱定形溫度等要引起高度重視。c)色差控制難PET海島超細(xì)纖維仿麂皮絨色差很難控制，一般出現(xiàn)的色差有缸差、管差、左右差、前后差等，其中以缸差為普遍。在排除PET海島超細(xì)纖維仿麂皮絨前處理所造成的因素外（如：堿減量開(kāi)纖、摩毛或抓毛和剪毛等均勻度），左右差、前后差也是勻染性不好的一種表現(xiàn)，主要是沒(méi)有正確控制分散染料上染敏感區(qū)的升溫速度及布在染機(jī)內(nèi)循環(huán)一周所需的正確時(shí)間，當(dāng)然，

12、正確地選擇適合的分散染料組也是很重要。在這里重點(diǎn)分析缸差、管差造成的主要因素。PET海島超細(xì)纖維仿麂皮絨是由二種纖維細(xì)度差異很大的聚酯纖維組成，正面是維細(xì)0。03-0。07DPET海島超細(xì)纖維（堿減量開(kāi)纖后的細(xì)度），反面是2-5D的PET常規(guī)纖維。這二種細(xì)度的纖維對(duì)分散染料的上染情況是截然不同的，PET海島超細(xì)纖維仿麂皮絨面料染色時(shí)，在溫度較低的情況下，分散染料先上染正面的海島超細(xì)纖維，此時(shí)，反面的常規(guī)纖維幾乎沒(méi)上染；當(dāng)溫度達(dá)到90以上時(shí)，分散染料継續(xù)上染正面的海島超細(xì)纖維，反面的常規(guī)纖維分散染料開(kāi)始上染；當(dāng)溫度達(dá)到120左右時(shí)，海島超細(xì)纖維和常規(guī)纖維的深度幾乎一致，但海島超細(xì)纖維上的染料濃度

13、是常規(guī)纖維的3-4倍，這些原因在前面已說(shuō)明。接著隨著溫度進(jìn)一步的上升，常規(guī)纖維分散染料上染能力大有提高，當(dāng)溫度達(dá)130-135時(shí)，常規(guī)纖維分散染料上染能力達(dá)到了最高，大量的分散染料會(huì)上染常規(guī)纖維，在這進(jìn)一步升溫過(guò)程中，由于，海島超細(xì)纖維上的染料濃度要高于常規(guī)纖維的3-4倍，具有很大的濃度梯度差，分散染料會(huì)大量地從海島超細(xì)纖維上移染到常規(guī)纖維上，致使常規(guī)纖維深度提高，海島超細(xì)纖維深度會(huì)明顯下降，如移染到常規(guī)纖維的染料量和染料組份比例不一致，正面的海島超細(xì)纖維色澤和深度也隨之而變。一般情況下，染色的時(shí)間能較精確地被控制，但染機(jī)內(nèi)的實(shí)際真實(shí)的溫度很難被精確控制，那么分散染料發(fā)生移染的程度也無(wú)法知曉。

14、PET海島超細(xì)纖維仿麂皮絨面料染色時(shí)，面料與染液存在三個(gè)平衡點(diǎn)即：正面海島超細(xì)纖維與染液；反面的常規(guī)纖維與染液；正面的海島超細(xì)纖維與反面的常規(guī)纖維的平衡，只要這三個(gè)平衡點(diǎn)中有一點(diǎn)還沒(méi)有達(dá)到平衡狀態(tài)，色差就始終無(wú)法改善。當(dāng)然面料與染液之間三個(gè)平衡是同時(shí)達(dá)成的，這三個(gè)平衡點(diǎn)中海島超細(xì)纖維與反面的常規(guī)纖維的平衡所需時(shí)間最久。如何使這三個(gè)平衡點(diǎn)處于穩(wěn)定狀態(tài)，我認(rèn)為提高染色溫度至135，雖正面的海島超細(xì)纖維深度會(huì)下降，但是，一旦反面的常規(guī)纖維上染達(dá)到飽和狀態(tài)，這之間的平衡隨之達(dá)成，這在實(shí)際的應(yīng)用中得到了證實(shí)。另外，在較高溫度的情況下，會(huì)增強(qiáng)分散染料的透染性，各項(xiàng)濕處理牢度也得到改善。當(dāng)然，分散染料須選用

15、同步移染好的組合和產(chǎn)品。管差就是同一染機(jī)，不同染管之間的色澤差異，這主要是織物與染液交換次數(shù)差異過(guò)大所致，造成這種差異是管與管之間容布量有差異；管與管之間布運(yùn)行速度有差異這也是造成缸差原因之一（缸與缸之間工藝參數(shù)不一致）。這就要求除了注重染料的選用，還要加強(qiáng)生產(chǎn)工藝管理。d)勻染性差分散染料上染速率與纖維的半徑和表面積有關(guān)，超細(xì)和細(xì)旦纖維由于線密度小，表面積大染料吸附速率快，容易產(chǎn)生染色不勻現(xiàn)象，因此，超細(xì)和細(xì)旦纖維初染溫度要比常規(guī)PET纖維相比要低15-20，在染料上染敏感區(qū)，與常規(guī)PET纖維相比染色升溫速率應(yīng)盡量慢。具體數(shù)據(jù)因根據(jù)工廠實(shí)際情況而定。勻染性除了與染料配伍性、同步移染性等因素有

16、關(guān)，還與設(shè)備有關(guān)，即染液循環(huán)能力、織物運(yùn)行順暢程度、織物運(yùn)行的速度有關(guān)。染料配伍性、同步移染性好；染液循環(huán)能力強(qiáng)、染液流量大、織物運(yùn)行順暢、織物運(yùn)行的速度快，勻染性效果就好。在此期間，國(guó)外染料公司相繼推薦部分適合PET海島超細(xì)纖維仿麂皮絨的分散染料產(chǎn)品。國(guó)內(nèi)，以上海安諾其紡織化工股份公司為代表，推出了PET超細(xì)纖維系列專用產(chǎn)品。在該市場(chǎng)取得相當(dāng)好的效果，充分滿足當(dāng)前市場(chǎng)要求（如安諾可隆ERD、DRD、HRD、WHRD等系列產(chǎn)品）。海島超細(xì)纖維開(kāi)纖前海島超細(xì)纖維開(kāi)纖后PET細(xì)旦和超細(xì)旦纖維面料在印染加工中，主要存在的頭痛問(wèn)題就是染深性和色牢度，但染深性與色牢度有這直接地關(guān)聯(lián)。同樣的高力份染料與低

17、力份染料相比，雖會(huì)降低染料的用量，但PET細(xì)旦和超細(xì)旦纖維不光是提高染料力份強(qiáng)度就能達(dá)到一個(gè)所需深度。關(guān)鍵與分散染料細(xì)度及均勻度和該染料上染飽和值有關(guān)。分散染料細(xì)度及均勻度越好，染料染透性越好，染料殘液吸盡就會(huì)提高，該染料上染飽和值也會(huì)提高。色牢度均有不同程度地改善。當(dāng)然，在PET細(xì)旦和超細(xì)旦纖維面料在印染加工選用分散染料，須具備：1）高力份。2）高提升性和染深性。3）一定的細(xì)度和均勻度4）同步移染性。但是，用于PET細(xì)旦和超細(xì)旦纖維面料的分散染料并不是只具備這些條件就可。往往在很多情況下，分散染料用量已達(dá)過(guò)飽和狀態(tài)，色澤的深度還沒(méi)有達(dá)到要求。在這種情況下，我們應(yīng)采用分散染料深度疊加機(jī)理，來(lái)解決深度問(wèn)題即加入第四色。采用該深度疊加效果，染料的總用量可降低30-40%，同時(shí)，色牢度也有較大改觀（“七拼八湊的配方也許更合理”）。上海安諾其紡織化工股份公司有很多成功的案例和解決方案。PET海島超細(xì)纖維仿麂皮絨面料，已在中國(guó)市場(chǎng)生產(chǎn)了近10年。祘得上是