改性CD滌綸陽離子染料染色工藝研究

何建平

（互太紡織印染有限公司，廣東廣州 511462）

本項目針對改性CD 滌綸陽離子染料染色工藝進行深入研究，并通過實驗驗證，旨在詮釋改性滌綸高效的染色方法，以利于指導生產實踐。

1 滌綸織物的論述

滌綸織物自身強度較高，其中高強力纖維的含量為2.6～5.7 cN/dtex，干態強度與濕態強度幾乎沒有差異，耐沖擊強度是一般織物的四倍以上。滌綸織物耐熱性好，屬于熱塑性纖維，本身熔點較高，導熱率以及比熱容都比較小，是各種合成纖維當中耐熱性能相當好的纖維。加入氨綸的滌綸由于彈性好，人們穿在身上比較寬松、舒適，同時成衣抗皺能力比一般的織物好很多，不易褶皺且耐臟易洗快干。滌綸織物在兼具這些優點的同時具有以下缺點：（1）吸濕性差，面料做成的服飾吸濕透氣性不好；[1]（2）滌綸面料的衣物容易產生靜電，尤其在春秋兩季，空氣干燥，產生靜電的頻率也大幅提高；（3）滌綸織物的染色性較差，主要由于滌綸分子鏈上沒有特定的染色基因，染色比較困難，染料的小分子與纖維織物很難結合。為了改善這些缺點，采取化學和物理改性的方法可使滌綸性能進一步提升，變缺點為優點。

2 改性CD滌綸

和普通滌綸相比，CD滌綸增加了纖維微孔，提高了上染率、透氣性、吸濕性，從而進一步適應聚酯纖維的仿真絲化。通過仿真絲化可使織物柔軟透氣、舒適、抗靜電、易上染。織物紋理清晰，分子排布整齊，在經向位常常使用陽離子絲，緯向位常常使用普通的滌綸絲，在布料染色時，滌綸絲通常使用普通分散染料，而陽離子絲則采用陽離子染料。面料經絲采用DTY100D+陽離子DTY100D，而緯絲則采用滌綸DTY100D交織而成。對經向而言，往往遵循二絲分組排列的原則，這主要是由于滌綸面料中的纖維分子不同，在染色時，深淺度也有所差別，當面料著色后，極易形成直條狀[2]。通過陽離子染料可染改性的方法是將滌綸與染色改性劑聚合到一起，磺酸基團進入到滌綸分子鏈當中，使之具有較高的染料吸盡率。經過改性的滌綸面料拼色染色時，染料相容性好，耐光牢度和各項色牢度優異，面料色調鮮明，受到廣大消費者的喜愛。

3 染色前處理

在染色之前，首先對織物表面進行預處理，去除織物表面的油跡與污漬，除油效果的好壞對后續染色工藝流程起到至關重要的作用。

3.1 預定形流程

為了防止滌綸面料的回縮，確保布面質量滿足標準要求，在染色之前，必須對滌綸織物進行預定形，因為滌綸大分子鏈上增加了新的基團，原有纖維的結構發生改變，纖維的熔點、結晶度以及玻璃化溫度均有大幅下降。滌綸面料在預定形階段極易發生氧化黃變現象，為了防止織物表面變黃，可浸軋抗氧化劑。

3.2 染料的選擇

陽離子改性滌綸應采取陽離子染料，這一類染料由帶有陰離子的封閉劑與陽離子染料相結合，進而形成分散型的陽離子染料，染料的著色度好，具有較好的穩定性。在染色過程中，染料分子能夠均勻地分布在織物表面，避免陰離子與陽離子發生反應時產生沉淀現象。染色的效果會更加明顯，色澤較為鮮明[3]。

3.3 合理選擇助劑

由于改性滌綸纖維在染色時的受力不均，受熱不勻，將給染色效果帶來諸多不利影響。因此，在進行染色時，必須借助助劑的調合作用，才能使染料均勻分布。通過添加助劑的方法，也能夠消除布面色點現象，對提升布料的品質起到積極的作用。

4 染色實驗部分

4.1 材料與儀器

織物：94.0%CD POLYESTER 6.0%LYCRA，克重85.0 g/m2。

陽離子染料：Red FBL、Yellow GL-B、Black FDL。

助劑：工業醋酸、醋酸鈉、勻染劑OT。

4.2 生產設備

SYNERGY 150型染色機（立信染整有限公司），SW-24A型耐洗色牢度實驗機（常州第一紡織設備有限公司），721可見分光亮度計，pH計等。

4.3 染色配方(黑）

陽離子紅 FBL 0.36（%，omf），陽離子黃 GL-B 0.32（%，omf），陽離子黑 FDL 2.85（%，omf）。

4.4 工藝曲線圖

4.4.1 染色工藝曲線圖

陽離子染料染CD POLY，深色工藝：1.0%＜染料份量≤4.0% ，染色工藝曲線見圖1。

圖1 染色工藝曲線圖

4.4.2 染色后處理工藝曲線圖

在陽離子料染CD POLY后處理工藝中，染料份量相當于100% CD POLY，深色和特深色Dyes＞ 1.0%，染色后處理工藝曲線見圖2。

圖2 染色后處理工藝曲線圖

4.5 測試方法

4.5.1 上染率

染料的上染率可以直接地表現染色效果。在染色過程中，染料處于最大吸收波長下，測定染液的吸光度采用721可見分光光度計，稀釋滿足標準要求的倍數，使染液的吸光度介于0.2～0.8，根據這一數值計算上染率E，上染率的計算公式為：

式中，E—上染率、a—原液的稀釋倍數、A1—染色后的殘液吸光度、b—殘液稀釋倍數、A0—染色前的染液吸光度。

4.5.2 色牢度測試

耐水洗色牢度按照AATCC Test Method 61—2008《耐家用及商用洗滌色牢度》測試。

耐汗漬色牢度按照AATCC Test Method 107—2008《耐汗漬色牢度》測試。

耐摩擦色牢度按照AATCC Test Method 8—2003《耐摩擦色牢度》測試。

4.6 染色方案與步驟探討

CD滌綸織物染色過程中，通過實驗設定多種對比條件來選取最優染色效果。所需的染色工藝條件如，浴比1∶10～1∶15、染色溫度60℃～130℃、染色保溫時間10～60 min、染液pH2～7。操作時，化料必須充分溶解，攪拌均勻，在投放染料時，應遵照標準工序進行，避免發生陽離子染料凝結現象。在染色時，初始的染色溫度應控制在較低范圍內，染色前調和好助劑和pH，當溫度升至50℃時，投入陽離子染料。升溫期間，注意觀察升溫速率，留意保溫節點，采用慢升溫在各階段保溫10 min，此時慢升溫可以保持較好的上染率，在勻染劑作用下也可以控制布面的色點、色不均現象。直至溫度升至120℃～130℃，再進行染色保溫，之后溫度降到70℃，方可排出液體。染色后再進行后處理皂洗，去除面料表面的浮色以及沾染的其他顏色。通過皂洗，能夠提高面料色澤穩定性及良好的色牢度[4]。

5 實驗結果與討論

5.1 染色pH對CD滌綸上染率的影響

在同等條件下，選取6個不同pH的染液，觀察染料上染率的變化，判斷不同pH對上染率的影響，見表1。

表1 不同染色pH對CD滌綸上染率的影響

通過表1可知，在酸性區間，上染率逐漸上升，當pH達到5時，上染率達到最大值，隨后，上染率逐漸回落，由此可知，最佳的染色pH應為4～5。

5.2 染色溫度對CD滌綸上染率的影響

在實驗中，選擇60℃、80℃、90℃、100℃、110℃、120℃、130℃七個不同的溫度值，設定其他條件相同， 染色溫度對CD滌綸上染率的影響見表2。

由表2數據可看出，隨著溫度的升高，上染率也在逐步升高，當溫度達到110℃時，上升速度逐漸減弱，在120℃達到穩定。因此，我們選擇120℃為最佳染色溫度。

5.3 染色時間對CD滌綸上染率的影響

選取的染色時間為10 min、20 min、30 min、40 min、50 min、60 min，同等浴比、染色溫度條件下，在這6個不同的時間下對上染率進行測試，染色時間與上染率的關系見表3。

從表3可以看出, 到40 min以后，上染率穩定，若超過此時間點會造成能源浪費。由此可見，選擇40 min為染色保溫時間，染色效果達到最佳。

5.4 色牢度表現

實驗得出，最優染色條件進行染色生產，再按圖2工藝進行后處理浮色清洗，經測試，各項色牢度均達到4.5級，可滿足消費者對布料色牢度的要求。

6 結語

在CD滌綸實際生產中，當染浴的pH為4～5、染色溫度120℃、染色保溫時間 40 min時，CD滌綸面料能夠收到理想的染色效果。同時，布料品質在大批量生產中可得到穩定高效的保障，減少因回修帶來的成本浪費。此方法可為人們提供更優質的改性滌綸布料。