提高锦纶染色匀染效果的途径

游侠江风

l 前言<br /><br />锦纶纤维属于缩聚物纤维，主要品种有锦纶6和锦纶66。作为一种热塑性纤维，制造和加工过程中的温度差异对锦纶的物理性质和染色性能有很大影响，特殊的纤维性能和加工处理过程都将影响最终的匀染效果。<br /><br />2 影响锦纶匀染性的因素<br /><br />2．1 织物与纤维结构的影响<br /><br />从整个染整过程来看，影响锦纶染色均匀性的最直接原因是织物的经纬向密度不均匀、纱线支数不等以及用在织物上的锦纶纤维的生产批次不同等，这些因素都可能影响锦纶的染色性能，从而产生染色不匀现象。<br />从纤维角度考虑，锦纶纤维的化学结构是聚酰胺，纤维分子链的末端有一定量的氨基，锦纶的染色特性受纤维的化学和物理差异的影响，这些差异可能产生于纤维的制造过程或加工过程，它们直接影响染料的染色性能。化学差异来源于纤维氨基含量的不同，这种差异可能是在喷丝过程、热牵伸过程，或者并丝过程中产生的。氨基含量的不同会导致上染速率特别是阴离子染料的最终吸附量不同，这种差异只能通过生产过程的小心控制来降至最低。纱线中物理结构的差异主要包括两方面：一方面来自纱线的总体物理差异，包括纱线支数、纱线中纤维的根数或纤维的纤度不同，纱线中单根纤维的末端卷曲或多根纤维末端卷曲之间的差异；另一方面来自于锦纶纤维在处理过程中产生的超分子结构的不均一性，如纤维中的结晶度、取向度的差异或皮 — 芯结构的不均一等。当用化学或物理上有差异的锦纶纤维做成的织物染色时，一种特征性的纬向色条便容易产生。<br /><br />2．2 前处理条件的影响<br /><br />锦纶织物进行前处理时条件选用不当，也是造成染色不匀的一个重要因素。织物前处理不当主要包括：织物处理不匀，使纤维的吸附性能产生很大差异，造成染色发花；用卷染机前处理过程中急速升温而使锦纶丝骤然收缩，或者热定型时温度的不均一，都会使锦纶纤维产生结构上的差异，在染色过程中便会出现染色不匀现象。<br /><br />2．3 染色条件的影响<br /><br />2．3．1 温度的影响<br />锦纶是一种热塑性纤维。因此纤维的染色速率与温度有很大关系，染色温度必须高于纤维的玻璃化温度(35～5O℃ )。锦纶纤维在40℃时开始吸附染料，随着温度升高，上染速率加快，到100℃时基本可以完成上染过程，尽管当温度为100℃时，染色可基本完成，但是继续升温有助于染料的迁移，从而使匀染性提高。有研究者认为酸性染料染锦纶纤维的上染率就与温度有关。当温度高于玻璃化温度时，纤维中大分子链的移动性增强，纤维张开，允许染料渗入纤维并与端基氨基正离子发生反应，但是升温速率如果控制不好，容易产生染色不匀现象。<br /><br />2．3．2 pH值的影响<br />锦纶纤维染色时，当染液pH值比较高的时候，染料很少上染；当染液pH值降到一定数值后，染料才开始上染，很快便达到饱和，继续降低染夜pH值，上染无显著增加；但是，当pH值进一步降至3时，染料的上染量又急剧增加，发生了超当量吸附。锦纶纤维在pH值很低的条件下染色时，还会遭到水解，特别是发生超当量吸附后，纤维内的pH值比溶液中的低，水解加快，水解后产生更多的氨基，纤维的可及度增加，可吸附更多的染料，从而更容易产生染色不匀现象。所以可根据实际情况，可适光调高pH值可减少色花的现象。<br /><br />2．3．3 助剂的影响<br />锦纶纤维多用酸性染料染色，而酸性染料的匀染剂主要有阴离子型、阳离子型和非离子型三类。阴离子型匀染剂在酸性介质中对纤维有一定的亲和力，和染料阴离子对纤维发生竞染作用，其亲和力比染料阴离子低 但扩散速率比染料阴离子快。染色开始时，阴离子匀染剂与染料争夺染座，由于扩散速率快，它们先于染料阴离子上染纤维，与纤维上的一NH， 相结合，随后又逐渐被与纤维亲和力大的染料阴离子置换下来，这样降低了染料的初染速率，达到匀染作用。阳离子型和非离子型匀染剂是通过与染料阴离子结合，降低染料阴离子的有效浓度，在上染过程中逐渐释放出染料阴离子而起匀染作用。另外，染色时间、染料相容性、染液浓度、浴比以及染液循环速率等因素同样也会影响锦纶染色时的匀染效果。<br /><br />3 提高锦纶染色匀染性的途径<br /><br />3．1 染料的选择<br />首先，正确选择染料是提高锦纶匀染性的一个关键性因素。可用来上染锦纶纤维的染料的范围很广，其中适于锦纶纤维染色的许多种染料中分散染料、阴离子染料如酸性染料、1：2金属络合染料，和优选出来的直接染料是最重要的。分子结构简单的分散染料因其非离子性质和低分子量而能覆盖锦纶纤维中物理和化学差异，但此染料只能获得中等的色牢度。结构较复杂的分散染料染锦纶纤维时能有较好的湿牢度，但是由于高分子量的原因，它们只能覆盖化学差异而不能覆盖物理差异。优选的直接染料给锦纶染色带来优越的湿处理牢度，且对生产深色产品而言很经济，与分散染料相比，用最鲜艳的染料染色能获得相对而言更鲜艳的染色产品(色光比分散染料好)。酸性染料常用于锦纶染色，它最大优点是易上色，可得到较深的色泽，染色程序和要求较简单，染品湿牢度较好，但匀染性较分散染料差。各种染料对锦纶纤维的匀染能力一般为：分散染料&gt;酸性染料&gt;活性染料&gt; 中性染料&gt;直接染料。目前，染色效果较好而且染色牢度较高的锦纶用染料有Tectilon、Erionyl A、LanaSet等酸性染料及低温型分散染料等。<br /><br />3．2 预定型工艺的选择<br />要提高匀染性，对锦纶纤维或织物的预处理、染色和热定型等加工过程，都必须严格要求。在实际生产中，可以在前处理前进行拉幅预定型，一般控制在140～150℃ x30s，并且要有适度的超喂。尤其是锦纶长丝织物在染色等高温处理时容易形成折皱，一旦形成就难以消除，从而会出现染色不匀并影响外观。所以，在染色前进行定型，可以固定织物形态、稳定尺寸、防止在整个加工过程中产生疵病。<br /><br />3．3 染色条件的选择<br /><br />3．3．1 pH值选择<br />控制好染色的pH值也是提高匀染性的关键。如前所述，锦纶纤维的染色效果好坏与染浴pH值有很大关系。虽然pH值较低时，有利于染料上染，但上染速度越快，匀染性也相应下降。因此，务必将染浴pH值控制好。一般酸性染料染锦纶时，染浴的pH值有强、弱或中性之分，如下表1。<br /><br />3．3．2 助剂选择<br />染色助剂的选择往往会关系到染色成败。经染整专家研究，当用酸性染料染锦纶时，阴离子型助剂的匀染效果最佳，其作用在于封锁末端氨基，从而控制始染。目前，匀染效果较好的助剂有BASF Uniperol FR-K 、平平加O等。近年来，稀土和尿素在锦纶染色中的应用也逐渐发展起来。<br /><br />3．3．3 温度选择<br />染浴温度高低与酸性染料上染速率成正比，温度越高，上染速率越快，特别是温度达到80℃以上时，染料上染速率会更快，极易产生色花。为了尽可能得到均匀的染色效果，有专家提出染锦纶时可采用逐步升温染色工艺。染色从40℃开始，然后逐步升温至沸(约45min)，续染45min。温度低时上染速率较慢，超过80℃，上染速率迅速加快，需缓慢升温。另外，控制好染色浴比、染液循环速率、染液浓度等因素，也有利于提高锦纶的匀染效果。<br /><br />3．3．4其它条件的选择<br />染色前加料顺序的选择。由于锦纶在40℃时（接近常温）就可上染，所以在加入染料前应尽可能使染液温度低。染色前对加料顺序也有一定的要求。一般加料顺序为：入布和水后，调好浴比，加匀染剂后走匀，最后才加入染料，而且建议染料分多次加入，由于染料刚加入浴中时的上染速率是最快的，所以加入染料后不要急于升温，而应常温下保温15分钟后，再按工艺升温。<br />修色的影响，由于染后颜色不对，需要修色时，建议放水重新染一次。因为染色完毕后染液还是有一定的温度（一般有60度左右），而这个温度很容易使染料上染，所以在补料时，可能就会产生色花。<br /><br />4 结语<br />综上所述，锦纶纤维的染色效果受很多因素的影响，因此，在实际操作时要根据具体染色要求，选择合适的染料、助剂、预定型工艺以及最佳的pH值、温度、时间等染色条件，只有综合了这些因素，才能得到良好的匀染效果

冬冬

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