熱定形對超亮光滌綸長絲染整加工的影響

孫向東

(武漢紡織大學化學與化工學院，湖北武漢430200)

熱定形對超亮光滌綸長絲染整加工的影響

孫向東

(武漢紡織大學化學與化工學院，湖北武漢430200)

在超亮光滌綸染整加工過程中，探討了熱定形溫度和時間對4種不同截面形狀的超亮光滌綸長絲熱收縮性能和染色性能的影響。結果表明:在熱定形溫度120～220℃，熱定形時間45～90 s條件下，經熱定形后，4種纖維的臨界溶解時間均顯著增加，熱收縮率大幅度降低，纖維表面光澤變化不大，上染率提高;經200℃熱定形后，相比圓形和扁平形纖維，三角形和三葉形纖維的上染率提高更為顯著。

聚對苯二甲酸乙二酯纖維 超亮光滌綸 熱定形 染整加工

超亮光滌綸長絲(俗稱亮絲隆)具有優良的光學特性，光澤鮮亮，斷裂強度高，斷裂伸長率低，具有普通滌綸的高模量、高彈性及保形性好、不易起皺等優點，同時抗起毛起球、吸濕性和抗靜電性等也有所改善［1］。超亮光滌綸織物在染整加工中要經過熱定形，而熱定形對其染整加工會造成一定的影響，特別是對于異形超亮光滌綸。作者對超亮光滌綸進行熱定形處理，分析了熱定形溫度和時間對熱定形效果的影響，探討了經熱定形后纖維表面光澤的變化和對上染效果的影響。

1 實驗

1.1 原料

超亮光滌綸長絲:1#試樣截面為圓形，73 dtex/192f;2#試樣截面為扁平形，61 dtex/12f;3#試樣截面為三角形，53 dtex/36 f;4#試樣截面為三葉形，55 dtex/36 f，江蘇恒力化纖有限公司生產。

1.2 染料與試劑

分散藍SE-2R:際華新四五印染公司產;苯酚:分析純，武漢銀嘉化工有限公司產;平平加O:化學純，上海申江化工有限公司產;碳酸鈉:化學純，天津德華化工產;醋酸:化學純，開封東大化工產;N，N-二甲基甲酰胺:化學純，天津市凱通化學試劑有限公司產。

1.3 儀器

DSBD-1數顯式白度儀:浙江溫州鹿東儀器廠制;LA2002高溫高壓試色機:臺灣瑞比染色試劑有限公司制;722N可見光分光光度計:上海精科實業有限公司制;SP60積分球式分光光度儀:愛色麗(上海)色彩儀器商貿有限公司制;Maths DHe實驗室熱定形機:奧地利Maths公司制。

1.4 方法

1.4.1 前處理方法

在印染加工中，一般在染色前要對纖維進行前處理，將不同溫度定形后的纖維，置于60℃的前處理液中處理60 min，前處理液的組成為0.5 g/L Na2CO3，1 g/L 平平加 O，浴比1∶100。

1.4.2 熱定形方法

使用熱定形小樣機進行熱定形實驗，將熱定形機的定形架改造后，進行熱定形。用繞線機將紗線繞成長度為30 cm的線圈，將線圈一端固定，另一端掛在彈簧上，彈簧則固定在定形架的另一邊，調節定形架螺桿，給予紗線適當的張力。將4種不同類型的纖維試樣分別固定在定形架上，分別在120～220℃的溫度下定型45，90 s。

1.4.3 染色方法

采用蒸餾水配制質量分數為1%的分散藍SE-2R染液，用醋酸調節染浴pH值為4～5，將染浴倒入不銹鋼染杯中，將潤濕的滌綸織物擠干后置于紗架上，將紗架放入染杯中，浴比為1∶100。將染杯放入染色機中開始染色。染浴以2℃/min速率升溫，升溫至125℃染30 min，染色完畢后取出試樣，經水洗，皂洗，水洗，烘干后待用。

1.5 測試

熱定形效果:采用臨界溶解時間法(CDT)測定［2］。以臨界溶解時間(t)來表征熱定型效果。

熱收縮率(S):將熱定形后的纖維試樣于松弛懸掛狀態下，置于190℃的烘箱內，無張力熱處理2 min，參照GB/T 6506—2001合成纖維長絲熱收縮率試驗方法進行測試。

纖維表面光澤:參照GB/T 17644—2008紡織纖維白度色度試驗方法測試。以未定形的纖維為基準，使用P60積分球式分光光度儀測定纖維定形后的色度變化值，即△L，△a，△b值。

上染率(R):按照文獻［3］中的方法，采用可見光分光光度計測定染色前后最大吸收波長下的吸光度(A0，A1)，按式(1)計算各試樣的R:

2 結果與討論

2.1 熱定形效果

由于當熱定形溫度達到220℃后，已無法測試t，因此表1中僅列出最高溫度為200℃時的t。由表1可知，纖維試樣的t隨熱定形溫度的升高而明顯增加;當熱定形溫度達180℃后，t有較大的增加，當定形溫度較低時，熱定形時間對定形效果也有一定的影響，而當熱定形溫度較高時，這種影響更加顯著;t還與纖維的線密度有關，線密度越大，t越大。實驗表明，t與纖維的截面形狀也有一定的關系，由于3#和4#試樣的截面形狀分別為三角形和三葉形，其比表面較圓形和扁平形截面的纖維大，因而其t較小。

表1 熱定形溫度和時間對試樣t的影響Tab.1 Effect of heat setting temperature and time on t for samples

2.2 熱收縮性能

由表2可知，隨著熱定形溫度的增加，各纖維試樣的S均有明顯的降低，當熱定形溫度達到200℃時，纖維的S基本降至最低值，此時纖維的熱穩定性有很大的提高。熱定形時間延長，有利于提高纖維的熱穩定性。4種不同規格和截面的纖維經一定溫度定形后，其S接近，表明在相同的熱定形溫度下，纖維的截面及線密度對纖維的熱穩定性影響較小。

表2 熱定形溫度和時間對試樣S的影響Tab.2 Effect of heat setting temperature and time on S for samples

2.3 纖維表面光澤

對于超亮光滌綸長絲，其光澤性是該類纖維最突出的特性，而纖維在熱定形時，若因溫度過高造成色澤變黃，則影響超亮光滌綸長絲的光澤性。

由表3可知，熱定形溫度對纖維的白度影響較小。這表明在較短的時間內對超亮光滌綸長絲進行高溫熱定形處理，不會降低纖維的白度。

表3 熱定形溫度對纖維白度的影響Tab.3 Effect of heat setting temperature on fiber brightness

由表4可知，4種纖維經熱定形處理后，色度與未定形纖維比較均發生一定程度的變化，其中變化較大的有1#和4#試樣，熱定形后的△L都大于1，表明這兩種纖維定形后顏色變淺，即纖維的反射性增強。4種纖維經熱定形后，△a無明顯變化，△b有明顯的差異，且為正值，表明4種纖維熱定形后顏色偏黃［4］。

表4 熱定形對處理后纖維的色度變化Tab.4 Fiber chroma change after heat setting treatment

2.5 染色性能

由表5可知:4種纖維經熱定形后，隨著熱定形溫度的增加，其R最初略微下降，但當熱定形溫度達200℃后，R有了明顯的提高;3#，4#試樣的R有較大的提高，1#和2#試樣R變化不大。在熱定形過程中，當熱定形溫度較低時，主要形成一些尺寸較小的結晶，超過一定溫度后，纖維中結晶尺寸突然增大，因此在晶區之間形成較多的裂縫，從而有利于染料分子的擴散［5］。

表5 熱定形溫度對纖維染色性能的影響Tab.5 Effect of heat setting temperature on dyeing property of fibers

3 結論

a.熱定形溫度和時間對熱定形效果有很大的影響。隨著熱定形溫度的增加，t迅速增加。溫度較高時，熱定形時間對t的影響顯著增加。

b.熱定形后的超亮光滌綸長絲在干熱空氣中的尺寸穩定性有較大的提高，其S隨熱定形溫度的提高而顯著降低;在相同的熱定形溫度下，增加熱定形時間有利于S降低。

c.經120～220℃，90 s熱定形，超亮光滌綸長絲的表面光澤無明顯影響。

d.熱定形后的超亮光滌綸長絲的R隨纖維的截面形狀不同而有較大的區別。其中圓形和扁平形截面的R的影響較小，而三角形和三葉形截面的纖維經220℃熱定形后，其R有較大的提高。

［1］吳新姿，夏建明.大有光滌綸毛毯的印花［J］.印染，2009(13):29－32.

［2］金咸穰.染整工藝實驗［M］.北京:紡織工業出版社，1986:194－195.

［3］李勇，朱泉.聚酯超細纖維分散染料染色性能的研究［J］.印染，2005(7):5－7.

［4］劉武輝，胡更生，王琪，等.印刷色彩學［M］.北京:化學工業出版社，2004:145－150.

［5］閻克路.染整工藝與原理［M］.上冊.北京:中國紡織出版社，2009:118－122.

Effect of heat setting treatment on dyeing and finishing of super-bright polyester filament

Sun Xiangdong
(School of Chemistry and Chemical Engineering，Wuhan Textile University，Wuhan 430200)

The effects of heat setting temperature and time on the thermal shrinkage properties and dyeing property of superbright polyester filaments with four different cross section shape were discussed during the dyeing and finishing process.The results showed that the critical dissolution time was profoundly increased，the thermal shrinkage was considerably decreased，the surface brightness changed little and the dye up-take was improved as these four filaments was subjected to heat setting treatment at 120－220℃ for 45－90 s;as compared with circular and flat filaments，the triangle and trilobal filaments had the dye up-take improved more considerably after heat setting at 200℃.

polyethylene terephthalate fiber;super-bright polyester filament;heat setting;dyeing and finishing

TQ342.21

A

1001-0041(2012)03-0021-03

2011-09-27;修改稿收到日期:2012-04-20。

孫向東(1960—)，男，副教授，研究方向為現代染整工藝及理論。E-mail:eastsun@vip.163.com。