1　前言 

　　超細(xì)纖維在賦予織物優(yōu)異服用性能的同時,其在染整加工技術(shù)方面面臨著合成纖維所未遇到的新問題,突出表現(xiàn)為勻染性差、色澤淺和色牢度低等。本文針對超細(xì)滌綸針織物所用染料在染色性能方面進行研究,通過篩選提出了適合于超細(xì)纖維染色的染料及其染整加工的最佳工藝,對生產(chǎn)實踐具有指導(dǎo)意義。 
　 
　　2　超細(xì)滌綸針織物的染色特征 

　　超細(xì)滌綸的染色性能既與一般滌綸的染色性能有共同性,又有其特殊性。一般滌綸或是超細(xì)滌綸,結(jié)構(gòu)都很緊密,都缺乏極性基團,而且染色困難。在用分散染料染色時,兩者的染色機理都是:分散染料在染浴中分散;染料溶解;吸附到纖維表面上;染料擴散進入纖維內(nèi)部。 
　　 
　　2.1　超細(xì)滌綸織物的染色特殊性表現(xiàn) 
　　2.1.1　表觀深度 
　　超細(xì)纖維和普通纖維相比,不易染深,要獲得相同顏色深度,超細(xì)纖維染色所需染料濃度要高得多。這是因為隨著纖維旦數(shù)的減少,其表面積大大增加,且截面為不規(guī)則狀,從而增加了纖維表面不規(guī)則的漫反射,降低了染色品的表觀深度。不同纖度纖維染色要獲得相同顏色深度,纖維旦數(shù)與使用染料濃度之間的關(guān)系為: 
　　


　　式中　 
　?。?—Ｄ1旦數(shù)的染料用量 
　　Ｃ2—Ｄ2旦數(shù)的染料用量 
　　2.1.2　上染速率 
　　超細(xì)纖維的表面積大,吸附染料的速度就很快,且纖維細(xì)度越細(xì),上染速度越快,纖維半徑與上染速率的關(guān)系,在初始染色階段符合克蘭克(Ｃｒａｎｋ)關(guān)系式: 
　　


　　式中　 
　?。茫?mdash;ｔ時間時的上染量 
　?。?infin;—染色平衡時的上染量 
　?。?mdash;擴散系數(shù) 
　?。?mdash;纖維半徑 
　?。茫?Ｃ∞—上染速率 
　?。?mdash;染色時間 
　　2.1.3　勻染性 
　　纖維的表面積大,表現(xiàn)為與染料接觸機會多、初染率高、上染速率快,這是超細(xì)纖維比普通纖維勻染性差的主要原因。超細(xì)旦和新合纖染色,應(yīng)選用在染色初期就有良好移染性的染料和勻染劑,嚴(yán)格按特定要求控制溫度、延長染色時間,就可獲得良好的勻染性和染色重現(xiàn)性。 
　　2.1.4　染色牢度 
　　由于超細(xì)纖維的表面積大,上染的染料量多,加之它本身表面不夠光滑,未固著的染料和染料沾色難以洗凈,且在后整理熱處理時,上染到纖維內(nèi)部的部分染料易泳移到纖維表面,從而造成濕處理牢度和磨擦牢度降低。超細(xì)纖維纖度細(xì)將使光線易于透入,受熱面大,故其日曬和升華牢度比普通纖維要低。根據(jù)上述特性,故染色要注意下列幾點: 
　?。?使用上染率高的染料(特別是深色染色); 
　?。?使用各種堅牢度高的染料(特別是深色染色); 
　　ｃ.注意勻染性(特別在染淺色時); 
　?。?注意熱定型色相變化; 
　?。?染色后充分洗凈附著的染料(特別在染深色后)。 
　　2.2 超細(xì)滌綸針織物用分散染料的篩選 
　　超細(xì)滌綸纖維通常具有顯色性低,染色牢度差,提升性較高和上染速率快等特點,因此應(yīng)對分散染料進行篩選,這是保證織物染整效果的重要環(huán)節(jié)。由于分散染料結(jié)構(gòu)不同,其染料的提升性、勻染性、上染速率等,都會有不同的效果,因此在選擇時必須符合以下特點。 
　　2.2.1　所用分散染料應(yīng)具備的特點 
　　·具有高的顏色強度; 
　　·具有高的染色牢度; 
　　·具有較好的移染性; 
　　·具有較穩(wěn)定的高溫分散性; 
　　·具有良好的提升性、勻染性和相容性。 
　　2.2.2　分散染料的篩選 
　　分散染料上染滌綸時,符合物質(zhì)在兩種溶劑之間的分配定律,即在染色介質(zhì)中的染料和進入纖維的染料之間存在著平衡關(guān)系,而且,不同結(jié)構(gòu)染料混合染色時的染色行為和單獨染色時相似,將兩種或兩種以上結(jié)構(gòu)不同的染料混合形成多組分混合染料,對滌綸上染有一定的加和性,即將它們混合在一起進行染色可使上染的染料總量增加,從而,可得到較深的色澤,提高染料的得色率和提升性。這類染料叫快速分散染料,它可在短時間內(nèi)達到勻染效果。 
從結(jié)構(gòu)上來說,偶氮分散染料的混合增效作用較為顯著,近來也出現(xiàn)了蒽醌型與偶氮型分散染料的混合增效染料。從應(yīng)用類別來說,ＳＥ型分散染料中多組分混合染料居多,ＳＥ型染料具有色澤鮮艷,發(fā)色強度高,提升性和最終上染率高,染料用量少、利用率高,且勻染性、移染性、牢度等都較好的特點,為此,我們選擇ＳＥ型分散染料。 
　　例1:分散藍ＳＥ-ＢＲ是由下列兩只結(jié)構(gòu)不同的藍色染料拼混而成。 
　　例2:分散黃ＳＥ-ＮＧＬ是由兩只結(jié)構(gòu)不同的黃色染料拼混而成: 
　　例3:分散紅玉ＳＥ-ＧＦＬ是由三種結(jié)構(gòu)不同的染料拼混而成: 
　　


　　這種由兩個或兩個以上的化學(xué)結(jié)構(gòu)不同的組分混合在一起合成制得的多組分混合染料,混合后牢度得到改善,顏色增深,上染率增加,提升性提高,產(chǎn)生了混合增效作用,使染色性能得到改善。 
　　2.3　染色條件對織物染色性能的影響 
　　染色工藝條件是影響織物染色效果的一個重要因素,為此,我們將經(jīng)過預(yù)定型后的超細(xì)滌綸纖維仿絲綢針織物用ＳＥ型分散染料進行染色,并通過染色條件(ｐＨ值、浴比、時間)對織物染色性能的正交試驗及極差值計算分析,得出最佳工藝條件。染色條件(ｐＨ值、時間、浴比)對染色性能的正交實驗如表1所示: 
　　


　　由表1來看,設(shè)定試樣1的結(jié)果為標(biāo)樣,比較Ｋ/Ｓ值,試樣3、5、6的紅色效果較好;試樣5、6、9的黃色效果較好;試樣2、5、6的藍色效果較好。綜合三原色效果,試樣5、6可以作為所選工藝。極差是在同一因素不同水平條件下最大值與最小值之差,一般來講,極差大者影響因素較大,反之較小。正交試驗后的極值分析表(見表2),表2數(shù)據(jù)可直接判斷染色條件對織物染色性能影響大小。 
　　極差大者影響因素較大。從表2可看出:ｐＨ為5時,極差值最大,時間為40ｍｉｎ,極差值最大;浴比為1∶40時,極差值最大。綜合表1、表2以及實際生產(chǎn)因素,最后確定最佳工藝條件為: 
　　


　　ｐＨ為5、時間40ｍｉｎ、浴比1∶40。分析:合理制定和控制染色工藝,可以在一定程度上改善染色性,大大提高織物的勻染效果。ａ.　當(dāng)ｐＨ為5時,染料在染浴中比較穩(wěn)定。堿性強了,除了影響染料以外,還會引起滌綸的水解。酸性強了,染料也容易被水解。通常用醋酸、磷酸二氫銨調(diào)節(jié)ｐＨ值。在此條件染色,超細(xì)纖維織物可以獲得較好的染色深度和均勻性。 
　?。?當(dāng)染色保溫時間為40ｍｉｎ時,可獲得較好的移染和勻染效果。當(dāng)染色溫度高于纖維玻璃化溫度后,特別是當(dāng)上染百分率已達很高時,染料在向內(nèi)部擴散(染透)的同時,較多的染料也會從內(nèi)擴散出來,可見,染料移染主要發(fā)生在高溫區(qū)。并且,利用停留時間的移染性能,可消除吸附過程中發(fā)生的染色不勻。所以當(dāng)達到最高染色溫度后,適當(dāng)保溫一定時間,可大大提高透染和勻染效果[4]。溫度高,時間長效果明顯。但時間過長,勻染程度不會進一步提高反而會因染料水解或還原,降低上染率,甚至變色。 
　　ｃ.當(dāng)浴比為1∶40時,可獲得較好的染色效果。當(dāng)浴比小時,相對染料濃度大,上染速率快,染色初期易引起吸附不勻,故要注意控制浴比。此外,在染色過程中,還要合理控制升溫和保溫的溫度、時間以及升溫和降溫的速度,使染料在不同溫區(qū)能充分移染。 

　　3　大樣實例 
　　3.1　工藝流程 
　　配鍋→接頭→前處理→染色→水洗→脫水→理布→縫頭→烘干、定型→檢驗→打卷、包裝→入庫。 
　　3.2　染色處方 
　　染色處方:消泡劑0.25% 
　　勻染劑ＳＳ-972.5% 
　　防皺劑1%ＮＮＯ0.5% 
　　ＨＡｃ適量(調(diào)節(jié)ｐＨ值至5) 
　　分散紅ＳＥ-ＧＦＬ0.04% 
　　還原清洗處方: 
　　氫氧化鈉2～3ｇ/Ｌ 
　　保險粉4ｇ/Ｌ工藝升溫曲線見圖1。 
　　


　　以超細(xì)纖維染色在低溫區(qū)就應(yīng)該嚴(yán)格控制升溫速率和溫差,始染溫度應(yīng)比常規(guī)纖維低10～20℃,經(jīng)實驗,我們將始染溫度控制在40～60℃。 
　?。?合理控制升溫、保溫的溫度和時間,使染料在不同溫區(qū)能充分移染。實驗證明,采用二段式升溫和保溫方法,超細(xì)滌綸織物在96～98℃之間上染速度很快,為防止上染速度增加過快,以利于纖維界面移染,提高勻染效果和上染率,故在96℃左右時應(yīng)保溫20ｍｉｎ;滌綸在125～130℃時上染率最高,故以0.5℃/ｍｉｎ的升溫速度升溫至125～130℃,并保溫40ｍｉｎ,使染料充分?jǐn)U散到纖維內(nèi)部,有利于提高染色牢度。 
　?。?減慢升溫速度。移染的方式有兩種,一種是恒溫移染,另一種是在升溫的過程中達到移染。延長升溫時間,就可以使染料在上染的同時,也進行移染。 
　　3.3　工藝措施 
　　3.3.1　控制勻染性 
　?。?采用了多組分混合分散染料ＳＥ型,它對滌綸的上染具有加和性,混合后牢度得到改善,顏色增深,上染率增加,提升性提高,對超細(xì)纖維具有較好的相容性和勻染性。 
　?。?降低始染溫度。超細(xì)纖維因比表面積大等原因,上染率從40℃開始就有較快的增加,所因此減慢升溫速率,一方面可達到均勻吸附,另一方面也加強了移染。最終我們選擇升溫速度為0.5℃/ｍｉｎ。 
　　ｅ.加入勻染劑ＳＳ-97。高溫分散勻染劑ＳＳ-97對分散染料有較好的增容和勻染能力,具有較好的高溫分散性,移染性強,在細(xì)旦滌綸織物上具有良好的勻染效果,并有較高的上染率和滿意的染色牢度。 
　?。?調(diào)節(jié)染液ｐＨ值為5,在此條件下,染料在染浴中比較穩(wěn)定。 
　?。?高溫保溫一段時間后,以1℃/ｍｉｎ的降溫速度降溫至70℃,然后開蓋對色樣,排液水洗,還原清洗,以保證染色的均勻性和染色牢度。 
　　3.3.2　防止折痕疵點 
　　超細(xì)滌綸仿絲綢針織面料,纖維單絲纖度細(xì),織物較柔軟,染色中極易出現(xiàn)折痕,因此,必須采取相應(yīng)措施,以保證產(chǎn)品質(zhì)量。采取的工藝措施如下: 
　?。?降溫出機沖洗階段,降溫不能太快,以1℃/ｍｉｎ的速度降溫。 
　?。?加入防皺劑。 
　　3.3.3　染色后還原清洗 
　　在染色后要進行還原清洗,以提高超細(xì)滌綸纖維仿絲綢針織物的摩擦牢度和染色牢度。 
　　3.3.4　脫水設(shè)備 
　　脫水設(shè)備采用真空脫水機,可防止織物擦傷。 
　　3.3.5　設(shè)備 
　　根據(jù)織物特點,染色設(shè)備采用溢流染色機。在溢流染色時,要求張力低,速度由低到高,運行穩(wěn)定,布在機中要均勻停留。要加一些消泡劑以減少空氣作用,防止氣泡形成和染物漂浮于液面。