1　前言 

　　超細纖維在賦予織物優(yōu)異服用性能的同時,其在染整加工技術方面面臨著合成纖維所未遇到的新問題,突出表現為勻染性差、色澤淺和色牢度低等。本文針對超細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纖維染色的染料及其染整加工的最佳工藝,對生產實踐具有指導意義。 
　 
　　2　超細滌綸針織物的染色特征 

　　超細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。一般滌綸或是超細滌綸,結構都很緊密,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部。 
　　 
　　2.1　超細滌綸織物的染色特殊性表現 
　　2.1.1　表觀深度 
　　超細纖維和普通纖維相比,不易染深,要獲得相同顏色深度,超細纖維染色所需染料濃度要高得多。這是因為隨著纖維旦數的減少,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,纖維旦數與使用染料濃度之間的關系為: 
　　


　　式中　 
　　Ｃ1—Ｄ1旦數的染料用量 
　　Ｃ2—Ｄ2旦數的染料用量 
　　2.1.2　上染速率 
　　超細纖維的表面積大,吸附染料的速度就很快,且纖維細度越細,上染速度越快,纖維半徑與上染速率的關系,在初始染色階段符合克蘭克(Ｃｒａｎｋ)關系式: 
　　


　　式中　 
　　Ｃｔ—ｔ時間時的上染量 
　　Ｃ∞—染色平衡時的上染量 
　　Ｄ—擴散系數 
　　ｒ—纖維半徑 
　　Ｃｔ/Ｃ∞—上染速率 
　　ｔ—染色時間 
　　2.1.3　勻染性 
　　纖維的表面積大,表現為與染料接觸機會多、初染率高、上染速率快,這是超細纖維比普通纖維勻染性差的主要原因。超細旦和新合纖染色,應選用在染色初期就有良好移染性的染料和勻染劑,嚴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性。 
　　2.1.4　染色牢度 
　　由于超細纖維的表面積大,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。超細纖維纖度細將使光線易于透入,受熱面大,故其日曬和升華牢度比普通纖維要低。根據上述特性,故染色要注意下列幾點: 
　　ａ.使用上染率高的染料(特別是深色染色); 
　　ｂ.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); 
　　ｄ.注意熱定型色相變化; 
　　ｅ.染色后充分洗凈附著的染料(特別在染深色后)。 
　　2.2 超細滌綸針織物用分散染料的篩選 
　　超細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)。由于分散染料結構不同,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,符合物質在兩種溶劑之間的分配定律,即在染色介質中的染料和進入纖維的染料之間存在著平衡關系,而且,不同結構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構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,它可在短時間內達到勻染效果。 
從結構上來說,偶氮分散染料的混合增效作用較為顯著,近來也出現了蒽醌型與偶氮型分散染料的混合增效染料。從應用類別來說,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是由下列兩只結構不同的藍色染料拼混而成。 
　　例2:分散黃ＳＥ-ＮＧＬ是由兩只結構不同的黃色染料拼混而成: 
　　例3:分散紅玉ＳＥ-ＧＦＬ是由三種結構不同的染料拼混而成: 
　　


　　這種由兩個或兩個以上的化學結構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,我們將經過預定型后的超細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,設定試樣1的結果為標樣,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數據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、磷酸二氫銨調節(jié)ｐＨ值。在此條件染色,超細纖維織物可以獲得較好的染色深度和均勻性。 
　　ｂ.當染色保溫時間為40ｍｉｎ時,可獲得較好的移染和勻染效果。當染色溫度高于纖維玻璃化溫度后,特別是當上染百分率已達很高時,染料在向內部擴散(染透)的同時,較多的染料也會從內擴散出來,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。所以當達到最高染色溫度后,適當保溫一定時間,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.當浴比為1∶40時,可獲得較好的染色效果。當浴比小時,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。 
　　


　　以超細纖維染色在低溫區(qū)就應該嚴格控制升溫速率和溫差,始染溫度應比常規(guī)纖維低10～20℃,經實驗,我們將始染溫度控制在40～60℃。 
　　ｃ.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,使染料充分擴散到纖維內部,有利于提高染色牢度。 
　　ｄ.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 
　　ａ.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,對超細纖維具有較好的相容性和勻染性。 
　　ｂ.降低始染溫度。超細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。 
　　ｆ.調節(jié)染液ｐＨ值為5,在此條件下,染料在染浴中比較穩(wěn)定。 
　　ｇ.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 
　　超細滌綸仿絲綢針織面料,纖維單絲纖度細,織物較柔軟,染色中極易出現折痕,因此,必須采取相應措施,以保證產品質量。采取的工藝措施如下: 
　　ａ.降溫出機沖洗階段,降溫不能太快,以1℃/ｍｉｎ的速度降溫。 
　　ｂ.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　脫水設備 
　　脫水設備采用真空脫水機,可防止織物擦傷。 
　　3.3.5　設備 
　　根據織物特點,染色設備采用溢流染色機。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。