没有登录 用户中心
您的当前位置:机械工程 > Acrylic/CDP混纺织物染色同色性探讨

Acrylic/CDP混纺织物染色同色性探讨

刘姗,张贵,王思捷

(互太纺织印染有限公司,广东广州511462)

【摘要】采用常用的阳离子染料分别对Acrylic/CDP混纺织物进行一浴法染色,测试染色织物K/S值,同色平衡值K及色差△E,筛选出染Acrylic/CDP混纺织物同色性好的三原色染料,即TR阳离子黄、TR阳离子红和TR阳离子蓝。将筛选出的三原色在不同温度下进行染色,找出Acrylic/CDP混纺织物染色同色性好的温度。结果显示:在105~110℃之间,Acrylic/CDP混纺织物的染色同色性好;另外,匀染剂M的使用也可以有效地提高其Acrylic/CDP混纺织物染色同色性。

教育期刊网 http://www.jyqkw.com
关键词 染色;阳离子染料;同色性;混纺织物;Acrylic纤维;CDP纤维

Doi:10.3969/j.issn.2095-0101.2015.04.013

中图分类号:TS193.5文献标识码:A文章编号:2095-0101(2015)04-0042-04

0引言

Acrylic纤维具有优异的耐日晒、耐气候性及优良的防霉、耐菌能力,手感柔软,弹性好,有“合成羊毛”之称。但其无明显的结晶区和无定型区,只有不同的测序度区。对热较敏感,耐酸碱性较差,属于易燃纤维[1]。

CDP即改性涤纶,涤纶其强度高,在合成纤维中其耐热性最好,具有良好的弹性回复性能和耐磨性,耐光性能好,耐蛀、耐酸不耐碱,对氧化剂还原剂的稳定性高,吸湿性低。由于涤纶分子链紧密,无特定的染色基团,极性较小,缺乏亲水性,在水中的膨化程度低。涤纶曲折的长链分子间没有可适当容纳染料分子的空隙,因此其染色困难,易染性极差[2]。为改善涤纶的染色性能,通过将涤纶纤维改性以改变染色条件,添加少量第三单体以改善分子链的柔顺性和分子链段的运动能力,以实现高压下阳离子染料对改性涤纶的染色。

Acrylic/CDP纤维虽然具有各自的优点,但同时也存在着缺点,而Acrylic/CDP混纺织物综合了单组份纤维的优点。Acrylic/CDP混纺织物具有出色的保暖性,手感柔软,吸湿透气、快干、抗菌和抗静电等特点,深受广大消费者喜爱,在市场上有着广阔的应用前景。而Acrylic所织平纹面做面,CDP所织毛圈面做底的混纺织物在染色过程中,得色率不一致,极易产生底面色差,从而引发一系列品质问题。同时其底面毛圈面粗糙发生漫反射,而正面光滑,容易发生镜面发色,因此即使是相同的颜色,在人眼看来也存在色差,因此在染色过程中使Acrylic/CDP混纺织物获得较好的同色性显得尤为重要。

采用常用的阳离子染料分别对Acrylil/CDP混纺织物进行一浴法染色,测试染色织物K/S值、同色平衡值K及色差△E,筛选出染Acrylic/CDP混纺织物同色性好的三原色染料,将筛选出的三原色在不同温度下进行染色,找出Acrylic/CDP混纺织物染色时同色性好的温度、时间;同时对不加匀染剂与加入匀染剂M、匀染剂TAN及不同分量进行对比,找出改善Acrylic/CDP混纺织物染色同色性最佳匀染剂含量。

1试验部分

1.1材料

织物和纤维:Acrylic/CDP混纺织物(40%CDP+56%Acrylic+4%Spandex)、单组分的Acrylic、单组份CDP。

染料:MAXILO阳离子染料、TR阳离子染料。

助剂:分散剂K(深圳先进化工)、匀染剂M(日本化药)、匀染剂TAN(日本化药)、元明粉、醋酸、醋酸钠(以上均为工业级)。

设备和仪器:高温染色打样机(中国台湾瑞比染色试机有限公司)、DatacolorSF600X型测色仪、UV-2550型分光光度计、电热恒温鼓风干燥箱(上海精密仪器实验设备有限公司)。

1.2试验配方

MAXILO阳离子染料:2.0%(owf);

TR阳离子染料:2.0%(owf)、0.5%(owf);

匀染剂M:0.5%(owf)、1.0%(0wf)、1.5%(owf)、2.0(owf);

匀染剂TAN:0.5%(owf)、1.0%(owf)、1.5%(owf)、2.0(owf);

元明粉:5.0g/L;

醋酸:1.0g/L;

浴比:1∶4.5。

1.3试验工艺

试验工艺见图1。染色保温时间视颜色深浅而定。

1.4后处理工艺

分散剂K:3g/L,70℃×20′2次;

醋酸:0.2g/L,45℃×6′。

1.5测试

1.5.1染色同色性

将染样折叠4层,在采用DatacolorSF600X型测色仪在大孔径和光源D65条件下,每个式样取4个点,计算平均值,测试色差ΔE(2∶1),并利用Kubelka-Munk函数计算最大吸收波长处的染色深度K/S值。按式(1)计算同色平均值K:

K=(K/S)Acr/(K/S)CDP(1)

式中:(K/S)CDP指CPP织物的K/S值,(K/S)Acr指Acrylic织物的K/S值。

当K=1时,表示Acrylic与CDP同色,当K>1时,Acrylic织物比CDP织物颜色深,当K<1时,Acrylic织物比CDP织物颜色浅。因此,当k值越接近1同色性越好。

1.5.2上染率[3]

用分光光度计测定染色前后染液的吸光度,按式(2)计算上染率:

上染率=(1-nA1/mA0x)×100%(2)

式中:m/n指染色前/后的染液稀释倍数,A0/A1指染色前/后染液稀释m/n倍后吸光度。

2条件的筛择

2.1染料的选择

为了使Acrylic/CDP混纺织物获得良好的同色性,首先要选择合适的阳离子染料。本试验分别选用不同的阳离子组合染料对Acrylic/CDP混纺织物进行染色,通过分析其表观深度K/S值与色差K/S值,筛选出同浴染色同色性较好的三原色染料,试验结果见表1。

从表1中可以知道:

2种组合染料在Acrylic/CDP混纺织物上的同色平衡值K为0.462~0.815,且色差ΔE>3.0,可认为这两组染料染Acrylic/CDP的同色性均不太好,染色差异大,且Acrylic均浅于CDP;

其中TR阳离子黄、红、蓝的K值均大于MAXILO阳离子,更接近1,说明其TR阳离子染料染Acrylic/CDP混纺织物的同色性较MAXILO阳离子黄、红、蓝好;

TR阳离子黄、红、蓝的ΔE分别为3.10、3.08和3.38,均小于MAXILO阳离子黄、红和蓝,可见TR阳离子黄、红、蓝染Acrylic/CDP混纺织物色差较MAXILO阳离子黄、红、蓝小,其同色性较好。

这两组染料虽然ΔE均较大(这是由于其织法所决定的,不同面其发生的光的反射情况不同)综合考虑对比其表观深度K/S值与色差K/S值,染料同色性较好的是TR阳离子红、TR阳离子黄、TR阳离子蓝。

2.2染色温度、时间的选择

针对已经筛选的同色性较好的TR阳离子染料三原色分别对单组份织物的进行染色,用UV-2550型分光光度计分别测定其上染率,如图2、图3。

由图2可知,单组份的Acrylic在80℃以前其上染率较低,当温度达到90℃以上,其上染率增加,这是由于达到其玻璃化温度后Acrylic纤维内分子链运动剧烈,使分子间的间隙增多,染料向Acrylic内部扩散,当其温度再增加达到100℃以上,其上染率趋于平缓,即纤维分子中染料已达到饱和,不再继续上染Acrylic。

由图3可知,CDP随着温度的增加其上染率加快,90℃以上时染料的上染率变得敏感,但当其温度超过100℃,其上染率仍有增加的趋势,这主要是CDP玻璃化温度较高,在低温条件下上染困难。而随着时间的延长和温度的提高,其上染率逐渐提高,并趋于饱和。

由此可见,不论是Acrylic还是CDP,其上染速率均随着温度的增加而增加,而当达到一定温度时,CDP随着时间的增加其上染率增加,而Acrylic的上染率趋于平衡,所以在Acrylicl/CDP混纺织物染色中,可以适当地增加其染色时间,以便两者的上染率尽量达到平衡。

从图2、图3同样可见温度对其单组份上染率的影响,初步可以确定Acrylic的最佳染色温度为95~105℃之间,而CDP的最佳染色温度为105~120℃之间。

为此,做进一步试验,将Acrylicl/CDP混纺织物用TR阳离子染色一浴法染色,选择温度在95~120℃之间分别染浅、深色后,将染色后的织物放在标准条件下,采用DatacolorSF600X型测色仪测得其织物中两种纤维的色差,如表2。

由表2可以知道,温度对Acrylicl/CDP混纺织物染色具有举足轻重的作用,Acrylicl/CDP混纺织物一浴法染色会因为2者的上染速率不同从而产生竞染,造成Acrylicl/CDP的色差。其在105~110℃之间,不管染浅色还是深色,其ΔE均相对较小,110℃以后ΔE逐渐增大,当120℃時,ΔE明显增大,这是由于在高温条件下,Acrylicl纤维损害,因此染色温度在105~110℃之间Acrylic/CDP混纺织物的染色同色性好。

2.3匀染剂的选择

匀染剂的作用机理有两种,一般可分为对纤维有亲和力和对染料有亲和力。亲纤维型匀染剂的匀染作用机理是:在染色时,匀染剂和染料分子互相争夺纤维上的染座,匀染剂分子结构简单,先于染料分子与纤维结合,但其与纤维的亲和力小于染料分子和纤维的结合力,所以随着染色的进行,慢慢地被染料分子所取代,从而延缓染色速度,使染色均匀;亲染料型匀染剂在染色中的作用机理是:匀染剂对染料有亲和力,使染料和匀染剂相结合,阻止染料急剧地上染到纤维上,从而获得均匀的颜色[4]。试验采用的匀染剂M、匀染剂TAN均属于对纤维有亲和力的匀染剂。

由染色温度、时间的对比试验可以知道Acrylic、CDP的染料上染的敏感区域不同,这是由于各自纤维的玻璃化温度不同,并且其与染料分子在纤维上的吸附均属于定位吸附,从而使得在不同温度下两种纤维对染料分子的吸附情况有所不同,产生竞染。

因阴离子型匀染剂在用阳离子染料染色时对染料有亲和力,在染色过程中易与染料分子结合生成沉淀,故结合生产实际,在最佳染色温度区间内,采用阳离子匀染剂。在试验中分别加入不同分量的阳离子型匀染剂M、阳离子型匀染剂TAN的对比试验,见表3。

由表3可知道:

配方中不加入匀染剂M、匀染剂TAN时,Acrylic/CDP混纺织物的色差最大,随着匀染剂M、匀染剂TAN的增加Acrylic/CDP混纺织物的色差有所减小;

当用量为1.0g/L时Acrylic/CDP混纺织物的色差较未加匀染剂的色差明显减小,当大于1.0g/L时Acrylic/CDP混纺织物的色差没有太大变化,而匀染剂分量过大,势必会延缓染料上染纤维达到平衡的时间,因此从节能减排,提高效率方面考虑,实际生产中选用1.0g/L的匀染剂便能达到很好的染色效果,提高Acrylic/CDP混纺织物的同色性;

加入相同份量的匀染剂M、匀染TAN,匀染剂M的效果总是优于匀染剂TAN。

因此综上所述,在染Acrylic/CDP混纺织物中加入1.0g/L的匀染剂M可以达到很好的染色效果,提高Acrylic/CDP混纺织物的同色性。

2.4试验结果

将Acrylic/CDP混纺织物在最佳条件下染色,即使用TR阳离子黄、红、蓝三原色染料在105~110℃下染色,同时在染液中加入1.0g/L的匀染剂M染色,染色后其Acrylic/CDP混纺织物的色差减小,同色性较好,如图4。

3结语

3.1上染Acrylic/CDP混纺织物筛选同色性好的三原色染料为:TR阳离子黄、TR阳离子红、TR阳离子。

3.2Acrylic/CDP混纺织物的最佳染色温度区间为105~110℃,同时在最佳染色区间适当的延长染色时间,可以使Acrylic/CDP混纺织物获得较好的同色性。Acrylic/CDP混纺织物对温度的要求非常高,因此严格控制染色温度和升温速率对Acrylic/CDP混纺织物同色性十分重要,具体的染色温度需要视所染颜色而定。

3.3在Acrylic/CDP混纺织物一浴法染色中,加入匀染剂可以大大提高Acrylic/CDP混纺织物的同色性,根据试验结果及其生产实践,选择1.0g/L的匀染剂M可以很好地改善其两种纤维的色差,使其获得较好的同色性。

教育期刊网 http://www.jyqkw.com
参考文献

[1]于伟东.纺织材料学[M].北京:中国纺织出版社,2006.

[2]唐人成,梅士英,程万里.双组分纤维纺织品的染色[M].北京:中国纺织出版社,2003.

[3]沈一丁.轻化工助剂[M].北京:中国纺织工业出版社,2004.

相关阅读

图文聚焦

新闻评论