氨纶与锦纶混纺织物的同色性研究

氨纶与锦纶混纺织物的同色性研究

1同色性和染色性能的关系氨基单元格纺织品是当前和未来纺织品发展的重要方面。在其织造过程中,采用裸丝形式直接织造的较少,大多以包芯纱或包缠纱形式加以利用。其中氨纶与锦纶混合纱常用于针织物的织造,在纺织品中占有一定的地位。由于两者染色性能不同,往往得色浓淡不同。当氨纶比例较高时,两种纤维的同色性问题显得较为重要,本文对此作专门研究。从前期的研究可知,分散染料是染氨纶的理想染料,并能在较低温度下(<100℃)进行染色;而对于锦纶,分散染料的匀染性较好,对纤维品质差异有覆盖能力,也需在<100℃的条件下染色。因此两种纤维对分散染料都有亲和力,染色条件也相似,只是染色深浅和色泽不同。使用精选的分散染料能得到良好的一致色泽。根据实际生产情况,氨纶在织物中所占的量一般较少,对氨纶和锦纶以重量比1∶9(精确到0.1mg)混合,模拟锦纶包氨纶混合纱,并就不同分散染料、温度、pH值、助剂等因素,对其同色性进行研究。2实验2.1实验材料和设备2.1.1其他分散染料纤维40D氨纶(Lycra),70D锦纶染料及化学药剂分散红3B、分散蓝2BLN及其他分散染料(国产商品);(NH4)2SO4(化学纯)、平平加O、AEO-3、T-80、分散剂NNO、分散剂MF、JECS、OP-4、OP-15、RM-340K、助剂A(自配)、36%盐酸、Na2CO3(分析纯)、36%醋酸、溶剂F和溶剂B(实验室自制)。2.1.2仪器721型分光光度计、RJ-1180型高温高压染样机、KANGGUANGSC-80色差仪、精密pH计PHS-3C型。2.2测试测试2.2.1分光光度测定分别吸取染色前后染液各2mL于10mL容量瓶中,加入溶剂F,用分光光度计在λmax处测其光密度A1、A2。总上染率=(1-A1A2A1A2)×100%式中:A1——染色前染液的光密度;A2——染色残液的光密度。2.2.2加溶剂b至光度线将染样中的氨纶用溶剂B对其进行剥色,将剥色液移入50mL容量瓶,并加溶剂B至刻度线,测得剥色液的吸光度为A3。氨纶上染率=50×A3V×5A150×A3V×5A1×100%式中:A1——同2.2.1,所用溶剂为溶剂B;A3——氨纶剥色液的吸光度;V——染色原液的体积,mL。2.2.3观察角将相同重量的氨纶和锦纶同浴染色,用D65光源10°观察角。在KANGGUANGSC-80色差仪上分别测氨纶和锦纶染样的色度参数,并用CIELAB系数L*、a*、b*和c*、h*表示。3结果与讨论3.1纤维原料的选择选用十二种不同的分散染料,以2%(owf)的染料浓度,1g/L(NH4)2SO4及1∶100的浴比,从30℃开始染色,并以2℃/min速率升温至90℃,保温45min。然后分别测其上染率和色差染色(见表1)。影响染料在纤维上发色的因素有:(1)染料在纤维上的上染量,如果分散染料在两种纤维上的上染量悬殊很大,则会产生浓淡色差;(2)纤维的材料不同(如细度、光泽),在同样的上染量情况下,其发色也会不同。从实验结果看,氨纶和锦纶纤维的上染量比例与纤维重量比例较接近的染料,其同色性好(唯一分散蓝2BLN例外),这与此染料品种在不同纤维品种上发色情况有关。从分子结构来看,分子结构较简单的低温型分散染料和个别高温型分散染料,其在两种纤维上的上染率较接近。如分散黄RGFL、分散蓝2BLN、分散橙3GL、分散嫩黄H-4GL等,它们在氨纶上的上染比例分别为0.16、0.17、0.16、0.19,与氨纶在混合材料中的比例0.10相近。其中分散嫩黄H-4GL,由于分子中极性基团较多,亲水性较强,在上染时易于解吸,所以在氨纶和锦纶上的上染率都不高,但分配比较均匀。分子结构较庞大的高温型分散染料,如分散红玉S-2GFL、分散蓝HGL等,在氨纶上的上染率远高于锦纶。它们在氨纶上的上染比例分别为0.37和0.59,这可能由于氨纶的柔性链段玻璃化温度较低,在低温下链段运动剧烈,无定形区较多。因此高温型的分散染料在氨纶上有较高的上染率,而锦纶结构相对较紧密,玻璃化温度也较高,所以分子体积较大的高温型分散染料对锦纶上染较困难。3.2不同温度对氨纶上染率的影响2%(owf)的分散染料,1g/L的(NH4)2SO4,浴比为1∶100的染液。在以下各温度下恒温上染45min,染色结果如表2。由表2可以看出,总上染率随着温度的升高而增加,而氨纶上染比例在低温时较高,到50℃时因锦纶上的上染率提高而下降,而后又随着温度升高,氨纶的上染比例不断增加,说明随着温度升高,氨纶的上染率提高比锦纶要快。对同色性来讲低温比高温的好,但此时总上染率并不高,染料没有合理利用,两者综合考虑,选用温度80～90℃较为适宜。3.3温度对织物染整加工的影响用不同的染料浓度,1g/L(NH4)2SO4和1g/L的助剂,浴比为1∶100,对混合纤维进行染色。45℃始染,升温至90℃,保温45min,结果如图1、2所示。由图1、2可知,随着染料浓度的增加,总上染率降低,但氨纶的上染率先上升,染料浓度为3%时达到最大。因为氨纶结构疏松,随染料浓度增大,纤维上染量提高较快,得色较深,适宜染深色品种。而对于锦纶,其染色饱和值较小,染料浓度升高,上染率下降,所以从实验结果看,浅色产品同色性较好。3.4ph值对染色的影响2%(owf)的分散蓝2BLN,助剂1g/L,浴比为1:100,分别在不同pH值条件下染色,从45℃始染,升温至90℃,保温45min,染色结果如表3。结果发现,除了pH值为2时总上染率较低外,pH值对氨纶和锦纶上的染料分配并无多大影响。3.5同色性染色工艺比的确定采用不同的浴比对混合纤维进行染色,并测得总上染率和氨纶的上染率,其结果如图3所示。从图3看出,浴比对总上染率的影响不大,浴比为1∶50时总上染率略高,而对氨纶的上染率没有影响。因此,1∶50的浴比对同色性染色略为有利。因锦纶的比重较小,小浴比会造成染液循环不良,不利匀染。3.6对同色性的影响用2%(owf)的分散染料,1g/L(NH)4SO4及1g/L的不同品种助剂,浴比1∶100,对混合纤维(氨纶∶锦纶为1∶9)进行染色。从45℃始染,升温至90℃,保温45min,所得结果如表4。从表4可知,不同类型助剂的加入,对同色性改善并不明显。加入非离子表面活性剂,如平平加O、AEO-3、T-80、JFCS、OP-4、OP-15等,都有利于分散染料上染氨纶,这可能是因为非离子表面活性剂对氨纶具有较高的亲和力,起一定的增塑作用,较大程度地增加了分散染料在氨纶上的给色量。相比之下,自配助剂A对锦纶和氨纶都有促染作用,从而在提高总上染率的同时,对两种纤维上染也较均匀,所以本实验采用自配助剂A。3.7助剂浓度的影响用不同浓度的助剂A、浴比为1∶50、其他工艺同上,染色结果如表5。由表5可看出,对分散蓝2BLN来讲,随着助剂浓度的增加,对总上染率和氨纶上染比例影响不大。而对分散红3B,开始随助剂浓度增加,锦纶和氨纶上染率同步增加;助剂浓度增至3g/L后氨纶的上染率仍持续增加,而锦纶的上染率下降,直至6g/L趋于平衡。从总上染率与同色性两者综合考虑,以3g/L浓度较为合理。4染色、发色方案比选从以上研究可知,选择分子结构较为简单的分散染料,对氨纶/锦纶混合纤维的同色性染色较为合理,最佳的染色工艺为:染料2%(owf)(NH4)2