滌綸織物分散染料免沖洗染色工藝技術(shù)

滌綸織物分散染料免沖洗染色工藝技術(shù)

0滌綸織物分散染料染色工藝改進高溫高壓染色和熱溶染色通常用于紡織織物的染色。染色后，為了去除織物表面的浮色，應(yīng)進行還原和清洗，以去除織物表面的浮色。還原清洗過程不僅產(chǎn)生大量的染色廢水,增加水體COD和BOD負荷,而且后道的烘干過程又增加了能源消耗?？梢?常規(guī)的滌綸分散染料染色能耗水耗大,排污嚴(yán)重。涂料染色借助于高分子黏合劑的成膜作用,將對纖維不具親和力的顏料粒子粘著于纖維表面。涂料染色無需水洗,能耗水耗低,具有顯著的節(jié)能減排優(yōu)勢。然而,高色牢度的涂料染色通常需應(yīng)用較高的黏合劑用量,繼而導(dǎo)致產(chǎn)品手感和生產(chǎn)成本等一系列問題。本試驗針對常規(guī)滌綸織物分散染料染色和涂料染色方法的不足,開發(fā)分散染料加固劑法染色技術(shù)。該技術(shù)結(jié)合分散染料熱溶染色和涂料染色的優(yōu)點,通過在分散染料染色液中加入少量加固劑(黏合劑)的方法,并配之優(yōu)化的工藝條件,使分散染料主要通過自身的親和力與纖維結(jié)合,而少量浮色則由加固劑粘合固著在織物上,在保證滌綸織物高色牢度(高摩擦色牢度、高水洗色牢度)和高得色率的前提下,免除還原清洗工序,并獲得良好手感,達到高效、便捷和節(jié)水節(jié)能的效果。1試驗部分1.1a黏合劑、儀器和測試儀器織物100%純滌綸織帶織物試劑9122黏合劑(杭州銀圣化工),TF-320黏合劑、TF-321A黏合劑(浙江傳化股份有限公司)著色劑分散染料、涂料色漿(均為商品級)儀器軋車(廈門瑞比精密機械有限公司),熱定形機(杭州三錦科技有限公司),耐摩擦測試儀(山東萊州電子儀器有限公司),DatacolorSpectrum600型測色配色儀(美國Datacolor公司)1.2工藝、配置和條件著色劑(分散染料或涂料色漿)/%0.5黏合劑/%x工藝流程配置工作液→浸軋(室溫,二浸二軋,軋液率80%)→預(yù)烘→焙烘1.3性能試驗1.3.1紡織物表面的深度為k/s采用DataColor測配色儀,在D1.3.2抗摩擦涂層按GB/T3920—2008《紡織品色牢度試驗?zāi)湍Σ辽味取愤M行測定和評級。2結(jié)果與討論2.1黏合劑用量對色牢度的影響滌綸織物分散染料加固劑法免水洗染色技術(shù)的設(shè)計思想是:選用分散染料作為著色劑,利用分散染料對滌綸纖維的親和力,使染料在焙烘過程中充分?jǐn)U散并上染滌綸纖維;對于少量未上染的分散染料則通過加固劑(黏合劑)的成膜包覆作用加以固著。為獲得高色牢度的滌綸免水洗產(chǎn)品,黏合劑的性能和用量是關(guān)鍵。本試驗選用三種常用市售黏合劑,在工廠常規(guī)預(yù)烘(120℃,7min)和焙烘(220℃,4min)條件下,研究黏合劑種類和用量對產(chǎn)品耐摩擦色牢度和表面顏色深度的影響,見圖1和表1。由圖1可知,當(dāng)黏合劑用量較低時,涂料染色織物的色牢度極低,甚至低于未經(jīng)還原清洗的分散染料熱溶染色織物。隨著黏合劑用量的增加,無論是分散染料免水洗染色還是涂料染色織物的摩擦色牢度等級均呈上升趨勢。這是因為提高黏合劑用量,使成膜厚度增加,增強了黏合劑膜對染料或者顏料的包覆性,因此織物的摩擦色牢度隨之提高。對于染料免水洗染色織物,當(dāng)黏合劑用量達到8%時,染色織物的耐摩擦色牢度已達4級以上,進一步提高黏合劑用量,對染色織物的耐摩擦色牢度提升不明顯;而對于涂料染色織物,在黏合劑用量為8%時,其耐摩擦色牢度僅為3級或3~4級,即使增加黏合劑用量至10%,耐摩擦色牢度也不足4級。從表1知,在黏合劑用量為8%,免水洗染色織物與涂料染色織物的表面顏色深度(K/S值)相仿。上述兩種染色產(chǎn)品在耐摩擦色牢度方面不同的原因主要是:分散染料主要是靠自身對滌綸纖維的親和力擴散和上染纖維的,且在纖維表面的染料分子/染料聚集體的粒徑遠小于涂料中的顏料顆粒,當(dāng)黏合劑用量達到8%時,黏合劑的成膜厚度已足以包覆附著于纖維表面的浮色染料,使染色織物具有較高的色牢度。而涂料染色時,顏料顆粒完全依賴黏合劑的成膜包覆作用固著在纖維上,當(dāng)黏合劑用量不足時,黏合劑膜不足以包覆顏料顆?；蝾伭项w粒的聚集體,在摩擦過程中未被包覆或未被完全包覆的顏料粒子就易摩擦下來,造成摩擦牢度差。增大黏合劑用量,雖然摩擦牢度會提高,但織物的手感變硬。比較三種黏合劑TF-320,TF-321A和9122的作用,無論是涂料染色織物還是分散染料免水洗染色織物,TF-320作為黏合劑的染色牢度明顯高于TF-321A和9122。分析原因可能有兩個方面:其一,黏合劑TF-320本身的成膜牢度和膜對色料的黏著力好,有利于TF-320膜將色料牢固地粘著,從而提高了染色織物的耐摩擦色牢度;其二,對于分散染料免水洗染色,黏合劑TF-320具有相對較高的成膜溫度,相對滯后的成膜時間能防止因黏合劑過早成膜而影響分散染料向纖維內(nèi)部的擴散和上染。因此,TF-320更適合用于分散染料免水洗染色。當(dāng)其用量達到6%時,免水洗染色滌綸織物的摩擦色牢度達到4級,已能滿足應(yīng)用要求。2.2預(yù)烘條件對染色織物耐色牢度的影響預(yù)烘是為了防止織物在焙烘過程中因受熱不勻而造成的染料從織物內(nèi)部向表面的泳移現(xiàn)象。由于溫度對預(yù)烘過程中水分蒸發(fā)速度有較大影響,本試驗優(yōu)選了織物烘干時所需的溫度和時間參數(shù),在固定的焙烘(220℃,4min)條件下,研究預(yù)烘條件對染色織物耐摩擦色牢度的影響,結(jié)果見圖2。由圖2可知,TF-320黏合劑對染色牢度的提升有明顯作用,在不同的預(yù)烘條件下,干摩擦牢度均高于4級。而9122和TF-321A兩種黏合劑,在改變預(yù)烘條件時色牢度變化不大,基本保持在2~3級。此外,對同一黏合劑,隨著預(yù)烘溫度的提高,耐摩擦色牢度提高。這可能是因為溫度較高的預(yù)烘條件可能已使纖維發(fā)生一定的膨化,有利于染料向纖維內(nèi)部擴散,從而減少了織物表面浮色量,提高了耐摩擦色牢度。預(yù)烘條件在110℃,8min和120℃,7min時,織物的耐摩擦色牢度差異不明顯,均有較好的色牢度,因此在實際生產(chǎn)中,可根據(jù)具體情況選擇合適的預(yù)烘條件。2.3焙烘溫度和時間對織物色牢度的影響在固定的預(yù)烘(120℃,7min)條件下,研究焙烘溫度和時間對分散染料免水洗染色織物耐摩擦色牢度的影響,同時比較了9122、TF-320、TF-321A三種黏合劑對提高產(chǎn)品耐摩擦色牢度的作用,結(jié)果如圖3。由圖3可知,隨著焙烘溫度提高,選用不同黏合劑免水洗染色織物的耐摩擦色牢度均有不同程度的提高。這是由于提高焙烘溫度有利于染料對纖維的上染,從而減少了纖維表面的染料浮色量。對比三種黏合劑可見,使用9122和TF-320黏合劑的織物,其耐摩擦色牢度均隨著焙烘溫度的升高而提高,但使用TF-320的織物耐摩擦色牢度均比使用9122的織物高出1~1.5級。如前所述,TF-320優(yōu)異的加固作用歸因于其對染料較好的黏著力以及較高的成膜溫度。對于TF-321A,在低于220℃焙烘溫度時,其織物的摩擦色牢度與9122接近,但當(dāng)溫度達到230℃時,其耐摩擦色牢度卻下降了1個等級。分析原因可能是TF-321A的成膜溫度低于其它兩種黏合劑,230℃的焙烘條件使TF-321A過早成膜,束縛了染料分子向纖維內(nèi)部擴散,以致纖維表面浮色增加,織物的耐摩擦色牢度有所下降。根據(jù)三種黏合劑在不同焙烘溫度下織物的耐摩擦色牢度變化趨勢,選擇220℃作為分散染料免水洗染色的焙烘溫度。此時,應(yīng)用TF-320黏合劑染色織物的耐摩擦色牢度已達到4~5級,而應(yīng)用TF-321A和9122黏合劑所染織物的耐摩擦色牢度約為3級。焙烘時間與焙烘溫度、織物厚度和緊密度、設(shè)備的加熱效率等因素相關(guān)。由于本研究采用較厚的滌綸織帶,故應(yīng)適當(dāng)延長焙烘時間,以保證分散染料充分上染和獲得較好的耐摩擦色牢度。焙烘時間對不同黏合劑染色體系染色織物耐摩擦色牢度的影響見圖4。預(yù)烘:120℃,7min;焙烘:220℃由圖4可知,隨著焙烘時間的增加,選用不同黏合劑免水洗染色織物的耐摩擦色牢度均有不同程度的提高。顯然,這是由于提高焙烘時間有利于染料充分?jǐn)U散到纖維內(nèi)部,從而減少了纖維表面的染料浮色量。對比三種黏合劑發(fā)現(xiàn),使用TF-320和TF-321A黏合劑的織物,當(dāng)焙烘時間達到4min時,其織物耐摩擦色牢度分別可達4.5級和4級。繼續(xù)延長焙烘時間,織物的耐摩擦色牢度無顯著提升。對于9122黏合劑,焙烘時間對染色織物的耐摩擦色牢度提升不明顯,焙烘時間達到4min后,其耐摩擦色牢度也僅為3.5級。根據(jù)三種黏合劑在不同焙烘時間下織物的耐摩擦色牢度變化趨勢,選擇4min作為分散染料免水洗染色的焙烘時間。3免水洗染色工藝優(yōu)化(1)滌綸織物分散染料免水洗染色技術(shù)結(jié)合了涂料染色與熱溶染色的優(yōu)點,實現(xiàn)了低能耗、低排放、短流程、高色牢度的滌綸織物