滌綸織物少水染色工藝研究

王雪梅，馬建偉，陳邵娟，苗大剛

（青島大學紡織服裝學院，山東青島 266000）

常規(guī)的滌綸織物染色常用高溫高壓染色法，染色過程中需要加入大量助劑，染色后需要還原清洗提高色牢度[1]，水洗后還需要烘干，消耗了大量的水、能源和化學品，并帶來了嚴重的環(huán)境問題。

對于滌綸織物的熱熔染色，陳娟等[2]研究了黏合劑對于滌綸連續(xù)熱熔染色性能的影響，欒永波等[3]研究了滌綸織帶產(chǎn)品的熱熔染色工藝，趙濤[4]發(fā)明了一種分散染料對滌綸織物的免水洗染色方法。針對分散染料熱熔染色的不足，在染色溶液中添加防泳移劑減少染料的泳移[5]，添加黏合劑提高染料與織物的結合力[6-7]，從而達到免水洗的效果。這些方法提升了滌綸染色工藝的研究水平[8]，取得了較好的效果。但是這些方法有的需要還原清洗，有的染色溶液中助劑種類過多，工藝較為復雜[9]，在實際應用中有一定的困難。

本實驗選用分散染料作為著色劑[10]，利用分散染料對滌綸纖維的親和力，使染料在焙烘過程中充分擴散并上染滌綸纖維[11]；對于少量未上染的分散染料則通過黏合劑的成膜包覆作用加以固著，起到免水洗的效果。

本實驗用分散染料、黏合劑、防泳移劑組成染色溶液，采用熱熔染色工藝，研究黏合劑的種類、用量及染色工藝對織物K/S值和色牢度的影響，探索出最佳染色工藝，最終實現(xiàn)分散染料的少水染色。

1 實驗

1.1 材料和儀器

織物：100%純滌綸織物（山東玉馬遮陽技術有限公司）。染料：分散紅玉S-5BL。試劑：黏合劑EPD、黏合劑PU、黏合劑FH-8、防泳移劑AM（上海邢州化工有限公司）。

儀器：Y-571B型摩擦牢度儀（江蘇南通紡織儀器廠），X-Rite SP64型測色配色儀（美國愛色麗股份有限公司），SW-20B耐水洗色牢度儀（泉州市美邦儀器有限公司），Phenom Pro飛納臺式掃描電子顯微鏡（美國FEI公司）。

1.2 工藝配方和流程

工藝配方：分散紅玉S-5BL 1%，防泳移劑用量x，黏合劑用量y。

工藝流程：配制染色溶液→浸軋（一浸一軋，軋液率90%）→預烘→焙烘→成品。

1.3 性能測試

1.3.1 SEM

剪取一小塊織物試樣，粘貼在有導電膠的測試基片上。在涂層表面進行噴金處理后，采用飛納臺式掃描電子顯微鏡觀察織物的表面形貌。

1.3.2 表觀顏色深度

表觀顏色深度以K/S值表征，采用測色配色儀，在D65和10°條件下于不同部位測4次，取其平均值。

1.3.3 耐摩擦色牢度

按GB/T 3920—2008《紡織品 色牢度試驗 耐摩擦色牢度》進行測定和評級。

1.3.4 耐皂洗色牢度

按GB/T 3921—2008《紡織品色牢度試驗耐皂洗色牢度》進行測定和評級。

2 結果與討論

2.1 表面形貌

由圖1可以看出，浸軋染色結束后，滌綸纖維表面未見明顯異常，纖維之間的縫隙未被黏合劑完全封閉，織物的透氣性不會受到影響。在高放大倍數(shù)的纖維表面圖片中，會發(fā)現(xiàn)一部分均勻的顆粒，這些顆粒應為烘干后殘留在纖維表面的黏合劑和各種助劑。

圖1 掃描電鏡照片

2.2 黏合劑用量與種類對染色性能的影響

選用3種黏合劑，在預烘（120℃，7min），焙烘（180℃，4.0min），防泳移劑AM用量1%的條件下，研究黏合劑種類和用量對織物色牢度和K/S值的影響，結果見表1。

表1 黏合劑用量與種類對織物染色性能的影響

由表1可知，黏合劑用量對于染色織物色牢度的影響很大。隨著黏合劑用量的提高，織物的色牢度也呈上升趨勢。因為提高黏合劑用量，成膜厚度增加，增加了黏合劑膜對染料的包覆性，進而提高了織物的色牢度。黏合劑EPD的染色牢度明顯高于黏合劑PU和黏合劑FH-8，可能是因為黏合劑EPD成膜溫度較高，成膜牢度較好，有利于EPD膜將染料牢固地固著在纖維表面。當黏合劑用量達到6%時，耐摩擦色牢度和耐皂洗色牢度都已經(jīng)達到4級，再增加黏合劑的用量，也不能提升滌綸染色織物的色牢度。黏合劑用量為4%時，滌綸織物的K/S值較高，此時再增加黏合劑的用量，K/S值呈下降趨勢，可能原因是黏合劑用量增加，一部分分散染料不在纖維表面發(fā)色，而在黏合劑上發(fā)色，兩者發(fā)色的效果不同，進而導致K/S值下降。黏合劑EPD的K/S值下降趨勢比黏合劑PU和FH-8大，說明黏合劑EPD對織物色深的影響更大[12]。

因此，分散染料免水洗染色可采用黏合劑EPD，用量為6%，此時耐摩擦色牢度達到4級以上，K/S值接近15。

2.3 預烘條件對染色性能的影響

固定黏合劑用量6%，防泳移劑AM用量1%，焙烘條件（180℃，4.0min），研究不同預烘條件下3種黏合劑對染色織物色牢度和K/S值的影響，結果見表2。

表2 預烘條件對不同黏合劑染色織物染色性能的影響

由表2可知，改變預烘條件，應用黏合劑EPD的耐干/濕摩擦色牢度和耐皂洗色牢度基本都保持在4級以上，而應用黏合劑FH-8和PU的織物耐摩擦色牢度大多在3～4級。對于同一種黏合劑，隨著預烘溫度的升高，織物的耐摩擦色牢度提高。這可能是因為較高的預烘溫度使纖維內部發(fā)生膨化，有利于染料向纖維內部擴散。預烘條件的變化對于織物K/S值的影響不大。應用黏合劑EPD織物的K/S值遠大于應用黏合劑PU和FH-8的織物。

因此，分散染料免水洗染色的預烘條件可以為120℃，7min，此時耐摩擦色牢度和耐皂洗色牢度均達到4級以上，K/S值達到17。

2.4 焙烘溫度對染色性能的影響

固定黏合劑用量6%，防泳移劑AM用量1%，預烘條件（120℃，7min），研究不同焙烘溫度下3種黏合劑對染色織物色牢度和K/S值的影響，結果見表3。

表3 焙烘溫度對不同黏合劑染色織物染色性能的影響

由表3可知，隨著焙烘溫度的升高，織物的耐摩擦色牢度和耐皂洗色牢度也有所提高，使用黏合劑EPD的色牢度能提高到4～5級，使用黏合劑FH-8和黏合劑PU的織物色牢度能提高到3～4級。這是因為升高焙烘溫度能加速染料向纖維內部擴散，減少織物表面的浮色量。滌綸織物的K/S值隨焙烘溫度的升高而逐漸增加。對于黏合劑EPD，焙烘溫度升至180℃以后，K/S值呈下降趨勢，這可能是因為其成膜溫度較低，溫度過高導致染料升華。而對于黏合劑FH-8和PU，升高溫度對K/S值影響不大。

因此，選用180℃作為分散染料免水洗染色的焙烘溫度，此時應用黏合劑EPD的染色織物耐干摩擦色牢度達到4～5級，K/S值達到17，應用黏合劑FH-8和PU的織物耐摩擦色牢度達到3級或以上，K/S值達到12。

2.5 焙烘時間對染色性能的影響

固定黏合劑用量6%，防泳移劑AM用量1%，預烘條件（120℃，7min），焙烘溫度180℃，研究不同焙烘時間下3種黏合劑對染色織物色牢度和K/S值的影響，結果見表4。

表4 焙烘時間對不同黏合劑染色織物染色性能的影響

由表4可知，隨著焙烘時間的延長，選用不同黏合劑染色織物的耐干/濕摩擦色牢度和耐皂洗色牢度都有不同程度的提高，這是因為延長焙烘時間，能讓染料充分進入到纖維內部，進而減少表面浮色量。焙烘時間達到4.0min時，使用黏合劑EPD和PU的染色織物耐摩擦色牢度能提高2級，而使用黏合劑FH-8染色織物的耐摩擦色牢度提升不明顯。隨著焙烘時間逐漸延長，織物的K/S值逐漸增加，超過3.5min后，K/S值變化不明顯，而選用黏合劑FH-8和PU的染色織物K/S值還有下降趨勢，這可能是因為焙烘時間延長，一部分染料升華。

綜合以上，當焙烘時間為4.0min時，應用黏合劑EPD的染色織物耐干摩擦色牢度和耐皂洗色牢度都達到4～5級，K/S值達到16.68。

2.6 防泳移劑用量對染色性能的影響

固定黏合劑用量6%，預烘條件（120℃，7min），焙烘條件（180℃，4.0min），研究不同防泳移劑用量條件下3種黏合劑對染色織物色牢度和K/S值的影響，結果見表5。

由表5可知，防泳移劑用量對染色織物耐干/濕摩擦色牢度和耐皂洗色牢度的影響均較小。應用黏合劑EPD的染色織物耐干/濕摩擦色牢度和耐皂洗色牢度都保持在4級以上，當防泳移劑用量達到1.0%時，再增加防泳移劑用量，織物的耐干/濕摩擦色牢度和耐皂洗色牢度變化不大。防泳移劑用量對織物K/S值的影響很大。隨著防泳移劑用量的增加，織物的K/S值逐漸下降，應用黏合劑EPD的染色織物K/S值下降最多。

表5 焙烘時間對不同黏合劑染色織物染色性能的影響

綜上，當防泳移劑用量為1%時，應用黏合劑EPD的織物耐干/濕摩擦色牢度和耐皂洗色牢度都達到4級以上，K/S值達到14.54。

3 結論

（1）滌綸分散染料少水熱熔染色工藝為：染料用量1%，黏合劑EPD用量6%，防泳移劑AM用量1%，預烘條件120℃、7min，焙烘條件180℃、4.0min。滌綸織物的K/S值達到14以上，耐摩擦色牢度和耐皂洗色牢度均能達到4～5級。

（2）滌綸分散染料少水熱熔染色，結合了熱熔染色與涂料染色的優(yōu)點，縮短了工藝流程，減少了能源消耗，對節(jié)能減排有重要意義。