新型紡織纖維染色
上海市印染技木研究所 蔡秀平
摘要：時代進(jìn)步，人們對生活提出了更高要求。為了滿足市場需求，新纖維不斷產(chǎn)生。本文著重介紹新型合成纖維：定島型海島超細(xì)纖維，聚乳酸纖維( PLA)、，Lyocell纖維染色工藝及染料選擇注意點，有利于新纖維發(fā)揮更大的市場價值。1、前言近年世界紡織市場上出現(xiàn)了許多新型紡織纖維，發(fā)展最快的化學(xué)纖維，其重點是具有特殊性能與高附加值的綠色纖維和向超細(xì)、差別化。為能化方向發(fā)展的新型合成纖維和傳統(tǒng)纖維相比，新纖維結(jié)晶度和取向度比較高，纖維比較細(xì)，因此，對染整加工及染料和助劑提出了新的要求。下面介紹幾中纖維的染色工藝控制及染料助劑選用進(jìn)行介紹和討論。2、新合成纖維紡象品染色新合纖發(fā)展大致分四個階段，第一階段以新高聚物。例如，聚酰胺和聚酯為原料仿制蠶絲等天然纖維，第二階段是模仿天然纖維的形態(tài)結(jié)構(gòu)(截面外表)，第三階段則是模仿天然產(chǎn)品，例如桃皮絨和鹿皮絨，第四階段結(jié)合紡絲技術(shù)與染整加工相結(jié)合以獲得最好性能，甚至超過了天然產(chǎn)品的紡織品。新合纖發(fā)展很快，種類很多，目前最重要是大力開發(fā)的主要由超細(xì)纖維，聚乳酸(pLA )纖維，聚對苯二甲酸二醇酯(ptt)纖維，聚氨酯纖維和異型纖維等等。2.1定島型超細(xì)海島纖維超細(xì)滌綸纖維顧名思義都是指纖維度很細(xì)，一般在0. 3旦以下的滌綸纖維.如合成纖維講覽所生產(chǎn)定島型海島短纖維，海組份可溶性30 -40％聚酯，島組份采用70%一60%聚酯胺或聚酯。定島海島復(fù)合纖維堿溶后的島纖維密度非常低，表面積很大，其織物柔軟，光滑平整、絨毛均勻，懸垂?fàn)畹摹⑴蛩伞⑼笟馕鼭癫⑶矣辛己脮鴮懶?yīng)。纖維廣泛用于針劑、水劑人選皮革基布、仿皮革、桃皮絨織物、滑水、滑雪茄克、泳衣各種高檔面料，高檔過濾材料，防塵罩，擦鏡布等，簽于過這種新纖維超分子和形態(tài)結(jié)構(gòu)發(fā)生了很大的變化，比表面積很大，使染料的上染速度和上染量、染料的得色性，深色性和染色牢度等均較差
名稱 | 海島纖維 | ||
原料 | Copet/Nylons (滌棉) | Copet/PET (滌滌) | |
目錄 | 量綱 | 數(shù)值 | 數(shù)值 |
纖度 | Dtex | 3.5一5 | 2. 5一4 |
強(qiáng)力 | CN/ dtex | >=3 | >=3 |
伸長 | ％ | >=20 | >=20 |
名義長度 | Mm | 38.5or51 | 38or51 |
卷曲數(shù) | Numbers/ | >=14 | >=11 |
比電阻 | ∩. cm | <=1010 | <=1010 |
表2.定島型海島短纖維加工新產(chǎn)品堿處理參考條件
Copet/PET(滌滌) | Copet/PA 滌棉基布后堿 | |
NaoH 濃度(%) | 1.5 | 10 |
時間（分） | 40 | 20 |
溫度（度） | 90 | 95 |
以上數(shù)據(jù)僅供參考2.1.1 影響染色的主要因素2.1.2 纖維的影響：由于超纖革中尼龍纖維的細(xì)度只有0.04~0.06D，對染料的吸附速度非?？?，勻染性差，纖維越細(xì)，勻染性越差。同時，纖維越細(xì)，比表面積越大，顯色性越差，纖維內(nèi)的染料越容易向纖維表面遷移，染色牢度越差同時纖維所用的染料越多，其水洗牢度和摩擦牢度就越差，因此，超細(xì)纖維人工革的染色成為一個世界性的難題。2.1.3 無紡布的影響：如果在超纖革中無紡布厚度不勻、纖維分布不勻，也會影響染色效果。2.1.4 PU樹脂的影響:如果在超纖革中PU樹脂的分布不勻，同樣會影響染色效果，同時，不同樹脂的著色性能，也會影響染色效果。2.1.5 染料、助劑和染色技術(shù)的影響:不同的染料，助劑和染色工藝控制都影響染色效果。
2.2 染色機(jī)理尼龍纖維的染色機(jī)理：尼龍纖維含兩性纖維，即可吸附染液中的氫離子而帶正電荷，又可吸附染液中氫氧根離子而帶負(fù)電荷，故可用離子型染料進(jìn)行染色。比如：酸性染料，中性染料、堿性染料都可以用。2.2.2 PU樹脂的染色：聚氨酯中的大分子含有酰胺基團(tuán)可以和酸性、中性染料結(jié)合而滿足染色要求。2.3 染色工藝由于海島超纖人工革是極超細(xì)尼龍纖維和聚胺酯組成,而極超細(xì)尼龍纖維上染速度快、勻染性差
2.5 實驗結(jié)論:海島超細(xì)纖維人工革，上染速度快，勻染，性差，染深性差，耗染料量大，染色牢度低。因此選擇染料必須提升性好，上染率高、容易染成深色、勻染性好，重現(xiàn)性優(yōu)良、移染性好，遮蓋性優(yōu)良，配伍相容性好，耐日光、升華牢度好熱遷移性小。海島超細(xì)纖維人工革是一種高技術(shù)含量，高附加值的產(chǎn)品，在染整加工中，技術(shù)難度很大。嚴(yán)格控制下面幾個方面：“纖維細(xì)度均勻”、“開纖得當(dāng)”、
3.1 定島型海島復(fù)合纖維(滌/滌)紡織品 定島型海島復(fù)合纖維(滌/滌)紡織品。第一步加工是堿處理，將海組份去除海組份去除工藝非常關(guān)鍵要掌握堿濃度、處理時溫度、時間控制得當(dāng)?shù)葞讉€方面。否則，引起染色不勻，強(qiáng)力損傷等。
燒堿（固堿）g/l | 7.5 | 5 | 2.5 |
溫度（度） | 90 | 90 | 90 |
時間（分） | 40 | 40 | 40 |
失重（g） | 1.488 | 0.95 | 0.75 |
勻染性 | 很好 | 好 | 好 |
手感 | 極好 | 很好 | 好 |
強(qiáng)力損傷 | 大 | 中 | 小 |
3.1.1 海組份去除工藝處方3.1.2 海島纖維染料選擇選用的分散染料應(yīng)滿足得色量高、提升性好、易染成深色。勻染性好、重現(xiàn)性優(yōu)良、光牢度、升華牢度和濕牢度優(yōu)良，移染性和遮蓋性好，相容性好等條件。例如：Dysetar淺色大愛尼克司AC一E，中深色大愛尼克司MF，高日曬牢度染料Dianix ETD，其染料特點勻染性好，PH穩(wěn)定性良好，具有良好的提升力，易染的深色。3.1.3 海島型超細(xì)滌綸纖維染色時注意點染色采用高溫高壓法，染色溫度的控制:開始染色溫度應(yīng)低干50度，以降低瞬染現(xiàn)象提高染色的均勻性。由于分散染料在低溫時的界面移染率較低，因此升溫速度應(yīng)盡量慢，可采用1度/分速度，染液循環(huán)速度也應(yīng)快，這樣才能保證良好的勻染效果。當(dāng)溫度升到85℃左右，由于已接近纖維的玻璃化轉(zhuǎn)變溫的染料充分移染。溫度升至玻璃化轉(zhuǎn)變溫度以上后，升溫速度應(yīng)控制在0. 5度/分，當(dāng)溫度升到110度，再保溫10一15分鐘，使染料充分地擴(kuò)散至纖維內(nèi)，這樣有利于勻染，以后以約1度/分的速度升溫至120-130
3.2 實驗結(jié)論超細(xì)纖維染色，染料適用，大多數(shù)品種均不夠理想，為了改善染色效果，應(yīng)配套開發(fā)染色的助劑,特別是具有勻染、分散、潤滑、增深和減少低聚物的高效多功能助劑。
4 聚乳酸( PLA)。聚乳酸( PLA)纖維的化學(xué)結(jié)構(gòu)上屬脂肪族聚酯，是一種綠色纖維，聚乳酸纖維是以玉米，小麥等淀粉原料經(jīng)發(fā)酵聚合，抽絲而制成，因為被稱為玉米纖維。玉米纖維有長絲、短絲，復(fù)合絲、單絲。其性能優(yōu)越，穿著舒適，有彈性、懸垂性、吸濕性、透氣性，耐熱性以及具有抗紫外線功能.玉米纖維之所以受到關(guān)注，并顯示出越來越強(qiáng)大的生命力，關(guān)鍵在于他具有很好的生物降解性，被譽(yù)為新代環(huán)保型聚酯合成纖維。
4.1 聚乳酸( PLA)纖維性能聚乳酸PLA纖維的化學(xué)結(jié)構(gòu)(略)聚乳酸PLA纖維側(cè)面及橫截面的顯微鏡的照片圖1.圖2。表1 PLA纖維支聚酯和聚酰胺纖維性能比較：
性能 | PLA | 聚酯 | 聚酰胺 |
比重 | 1.27 | 1.38 | 1.14 |
折射率18/cm2 | 1.4 | 1.58 | 1.57 |
溶點（度） | 175 | 265 | 215 |
TG（度） | 57 | 70 | 40 |
吸溫率% | 0.6 | 0.4 | 4.5 |
燃燒熱kj.g-1 | 18.8 | 23 | 30.9 |
強(qiáng)力cn/qtex | 4-4.5 | 4-4.8 | |
g/a | 4.5-5.5 | 4.5-5.5 | 4.5-6 |
伸長率% | 25-35 | 30-40 | 40 |
4.2 聚乳酸( PLA)纖維紡織品染色聚乳酸纖維適用干分散染料染色，但由于纖維組成結(jié)構(gòu)不同于PET纖維，染色性能差別很大，上染溫度低，難染深，牢度較差，對堿和溫度有敏感。4.2.1 染色溫度選擇105一110度為好，若溫度過高雖然分散染料的吸盡率高，但會使纖維的強(qiáng)度和延伸性受到損傷。4.2.2 染色溫度低
4.3 染料選用玉米纖維用分散染料：如汽巴Terasil W-EL 系列Yellow W-EL Red W-EL，Blue W - EL Blue Roy01 W-EL Blue W-EL Golden yellow W-3R這套染料經(jīng)過染色后，提升率好，鮮艷度好，能染得漂亮藍(lán)色和黑色。
4.4 實驗部份主題Terasii W一EL染色玉米纖維染織物玉米纖維針織布工藝流程工藝處方A:0. 5 g/1 滲透促進(jìn)劑 汽包福綠CIR 1. 0 g/1 分散勻等劑 尤利華丁DPL 3 .0 g/1 還原防止劑 汽巴特斯AR0-1.0 g/1 擴(kuò)散促進(jìn)劑 尤利華丁PB newB : X% 分散染料 Terasil W-EL
4.5 實驗結(jié)論pla 實驗結(jié)果表明:在以上條件下，纖維降僻較小，對強(qiáng)力的影響也較小。同時可以獲得較理想的染色深度,及純正漂亮色彩，各項堅牢度達(dá)標(biāo)。
5 Lyocell 纖維紡織品5.1 lyocell纖維的性能和
項目 纖維名稱 | 干強(qiáng)度（cn/dtex） | 干拉伸率% | 濕強(qiáng)度(cn/dtex) | 濕拉伸率% | 濕干強(qiáng)度% | 原纖化等 | 水膨經(jīng)向度% | 結(jié)晶度% |
Tencel(天絲) | 4-4.2 | 15-17 | 2.5-3.4 | 13-19 | 85 | 4 | 67 | 40 |
Modal(莫代爾) | 3.2-3.4 | 13-15 | 3.4-3.6 | 14-16 | 60 | 1 | 78 | 25 |
Viscose(粘膠) | 2.2-2.6 | 22-23 | 1.9-2.1 | 18-24 | 60 | 1 | 90 | 25 |
Cotoon(棉) | 1.8-3.1 | 3-10 | 2.2-4 | 25-30 | 115 | 2 | 45 | ~ |
從以上表結(jié)果看Tencel纖維，各項指標(biāo)與其它纖維都比較接近原纖化等級高點，Tencel纖維引起人們關(guān)注的另一個重要原因是它本身杰出的使用功能，Tencel纖維本身是一種纖維素纖維，它除了具有普通的纖維素纖維的舒適性能以外，還具有許多普通纖維纖維素不具備的特殊功能。Teneel纖維，干濕強(qiáng)度二者都很高，它的強(qiáng)度明顯的大于其它包括棉在內(nèi)的纖維素纖維,并接近滌綸的強(qiáng)度。Tencel纖維有一種中特殊性質(zhì)，在濕態(tài)下面通過繩狀成衣加工，可以使織物表面產(chǎn)生特殊的桃皮絨效果,賦予服裝優(yōu)良的手感和外觀。另外原纖化維具有兩重性，對不需要桃皮絨外觀的織物，通常會使織物的顏色發(fā)灰，不夠鮮艷，即要進(jìn)行合適的樹酯整理加工。Tencel具有比棉還高的膨潤性，由于一般粘膠纖維的濕模量很低，在濕態(tài)時粘膠織物會失去它的體積(膨松性)，這會降低在纖維之間空隙的體積并導(dǎo)致吸水能力降低，Tencel纖維的高濕模量使它能抵消這種濕態(tài)致密作用，從而提高吸水能力o Tencel纖維織成的織物具有獨特的懸垂性和動態(tài)。這種效果是通過前處理，染色及整理加工，在織物內(nèi)部產(chǎn)生了更大空間而形成的. Tencel纖維具有獨特的風(fēng)格，在2 1世紀(jì)將成為主要的綠氣纖維品
5.2 tancel纖維紡織染色5.2.1 實驗部份纖維來源上海里奧化纖有限公司Lyocell纖維染料選擇Lyocell纖維雖然同屬纖維素纖維，它聚合度,結(jié)晶度，和取向度高，容易原纖化，故在染色加工帶來許多問題，既有很大差異，所以選用了混合型雙活性基的活性染料進(jìn)行浸染法染色。根據(jù)Lyocell特性，首選用直接性較高的雙活性基的活性染料，進(jìn)行染色，而雙活性染料MAT/VS，MAT/VS、MFY/ MFY、MCT/MCT和VS/VS、等等。其在Lyoc出纖維上的相對上染百分率見表。
表2各種活性染料的相對上染百分率
染料類型 | Lyocell | 粘膠 |
MCT/MCT | 65.53 | 62.89 |
MEF/MFT | 60.87 | 55.9 |
MCT/VS | 51.62 | 49.82 |
MFT/VS | 30.64 | 28.82 |
VS/VS | 12.10 | 7.59 |
里奧公司的lyocell纖維，我們選擇了MCT/VS雙活性基活性燃料。5.2.2 Lyocell纖維染色得色景高LyoceU纖維屬原纖化和高溶漲性能，選擇適當(dāng)?shù)没钚匀玖掀淙旧阅艹^其它纖維素纖維，特別是染色給色量高，如以棉纖維末絲光得色量為標(biāo)準(zhǔn)( 100%)其Lyocell纖維得色量最高。
表3各種纖維素纖維得色量
染料纖維 | 拉力 | 莫代爾 | 粘膠 | Lyocell |
活性染料 | 100 | 111 | 161 | 185 |
直接染料 | 100 | 130 | 162 | 172 |
5.2.4里奧公司的Lyocell纖維染色提升率高用混合型雙活性基的活性大紅B -3G按3%、4％、5％、7％、8％(0.w.f)溫度60度時間45min進(jìn)行染色，具體染色處方如下：
染色用方法%（o.w.f） | 3 | 4 | 5 | 7 | 8 | 9 |
元明粉 克/升 | 30 | 40 | 50 | 50 | 60 | 60 |
純堿 克/升 | 5 | 10 | 15 | 15 | 20 | 20 |
加完堿后固色（分鐘） | 30 | 40 | 50 | 50 | 60 | 60 |
皂洗劑 克/升 | 1 | 1 | 1 | 2 | 2 | 2 |
表觀給色量 | 9% | >8% | >7% | >5% | >4% | >3% |
Lyocell纖維的染色提升率高。5.2.5
項目 | 活性大紅B | 活性淺藍(lán)B-RU | ||
皂洗牢度 | 褪色 | 4-5 | 4 | |
沾色 | 粘膠 | 4-5 | 4-5- | |
羊毛 | 4-5 | 4-5- | ||
磨擦牢度 | 干 | 3-4 | 3-4+ | |
濕 | 3 | 3 |
5.2.6 實驗結(jié)論：5.2.7 Lyocell纖維經(jīng)染色應(yīng)用實驗?？芍狶yocell纖維染色選擇適當(dāng)?shù)娜玖?，各項染色性能完全能達(dá)到常規(guī)標(biāo)準(zhǔn)，其得色量高，提升率好，染色后色澤鮮艷，選人合理的工藝能改善勻染性能，各項染色牢度符合常規(guī)標(biāo)準(zhǔn)。結(jié)語:新型紡織纖維種類很多，除了上述外，還有Tencel系列纖維、木棉纖維、PE纖維、蠶蛹蛋臼纖維、牛，奶纖維等等，它們的染色與染料選擇工藝條件，助劑配套都有待于探討，要正確合理的應(yīng)用染整技術(shù)，才倉髢使這些新型纖維發(fā)揮更大的作用，占領(lǐng)國際市場.主要參考文獻(xiàn)1. 宋心遠(yuǎn)海島超細(xì). PLi、蠶蛋白和竹纖維的染色2. 章杰新型紡織纖維染色與染料選擇注意點3. 徐維敬第三屆合成革論壇.超細(xì)染色技術(shù)
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