纺织新科/园地第27期/超细纤维资料

超细旦涤纶织物的染色问题

全国染整新技术推广应用协作网  杨栋樑

原载；《浙江印染信息与技术》2003/6

    一、前言[1][2]

    在合成纤维的发展过程中，于二十世纪八、九十年代出现了二个新品种:一是细旦纤维或称微纤维(Microfiber)，二是新合纤(Shingosen)，这两个品种很快羸得各国纺织同仁们的青睐。但也曾一度引起业界人士对其概念议论，尤其是不久又开发出超细旦纤维(Super Microfiber或Superfiber)

后。其中新合纤通常是指不同纤度(或称线密度)、截面、表面形态、异收缩、混纤等原料组成的混合纤维；但其广义除前述差别化复合纤维外，还包括所有的纺织、染整等新技术和新工艺的总和。而细旦和超细旦纤维与常规纤维之间的区别，主要是其纤度(dpf)的不同划分界限。

    合成纤维的差别化，首先是从降低纤维纤度的微纤化技术开始的，最早开发的双组分共轭纤维(Conjugatefiber)，是仿制皮革和真丝绸产品的需要。日本在60年，用常规纺丝技术，首先稳定地纺出dpf为0.4左右的细旦涤纶长丝。同时，美国和原苏联等由熔喷法生产出0.ld的超细旦短纤，用于高性能过滤材料。随着合成纤维的复合纺丝技术日趋成熟，1964年美国首先取得可以生产0.1-0.2d的复合纺丝技术专利。与此同时，日本各大化纤公司也积极进行合成纤维的差别化开发研究工作，于70年代相继实现了分离型、多层型和海岛型等复合纺丝技术的工业化生产。目前，辐射型、中空型和多层型纺丝工艺均可生产0.ld左右的超细旦纤维，而海岛型则可生产0.1～0.01d的超细旦纤维。甚至，日本在实验室海岛型已能生产出0.0001d的超细旦纤维，也就是说，这样的超细旦纤维，只需4.16克就可以 将地球与月球(384,000 KM)连结起来了。

复合超细旦涤纶纤维的生产工艺开发已40年左右了，但其推广速度不快，海岛型纤维在日本其产量也不过1.5万吨，而我国台湾岛和韩国的生产能力已达3.5万吨/年。全球生产能力(包括意大利和美国)至2002年可望达7.5万吨，我国于1988年首先由中国纺织科学研究院合成纤维研究所研制开发复合纺丝技术及其相关的生产设备，国内已有海岛型复合纤维生产企业10余家，生产能力达3-4吨/年左右，其纤度可达0.04～0.05d，而一般产品纤度约为0.13d而已，实际产量仅7000吨左右。这除与超细旦纤维价格较为高昂有关外，可能还有些其他原因吧!自新世纪以来，国内对海岛型复合涤纶纤维织物的开发，不断在攀升中，为了顺应市场发展的趋势，拟对其染色性能作些叙述，请不吝指正。

二、超细旦涤纶纤维的性能及其应用[3][4][5][6]

超细旦纤维的工业化生产起源于分离型(包括并

列和皮芯型等)的纺丝技术开发，以及许多研究人员又致力于多重复合纺丝生产技术的研究。如1972年，日本钟纺公司开发的新的可分离的多重辐射型复合纤维"Belima"，其单纤维中含4个三角形涤纶和1个辐射形聚酰胺，用于纺丝绸织物。约在同一时期，东丽公司在皮芯型和多岛型纤维生产技术方面也取得了巨大的成就，并开发出第一代人造麂皮"Ecsaine"(国外商品为Alcantara)。随着超细旦纤维生产技术的不断研发，先后用于工业化生产的代表性纺织产品如下:

——1970年  人造麂皮

——1972年  仿真丝绸织物

——1981年  第二代人造革

——1981年  超高密织物

——1985年  高性能清洁布

——1985年以后 新合纤织物

 复合超细旦纤维的主要生产方式示意如图1 和表1所示。由此可知，由海岛型生产的超细旦长丝，大都属单一纤维，而由分离型或多层型生产的纤维，大都是二种纤维的混合，其中最常见的是涤纶与聚酰胺混合纤维。

其中混纺或多岛混合型纤维，沿纤维轴向呈不连续结构，经分离(溶解)后则生成超细旦短纤，主要用于人造麂皮和人造革的无纺基布。

表1超细旦纤维的典型复合纤维

类型

生产厂

典型用途

辐射型("Belima X")

钟纺

人造鹿皮Belleseime

超高密织物Savina DP，SavinaPS

高性能清洁布Savina Mini-Max

海岛型(多芯型)

东丽

人造麂皮Ecsane

人造革Youast

清洁布Toraysee

辐射型和中空型

帝人

人造麂皮Hilake

高密织物Hnake Elettes

清洁布MisroStar

混纺或多岛混合型（混合聚合型）

仓敷

人造麂皮Amara

人造革Sofrina

人造革Clarino F

复合超细旦涤纶长丝的分离方法如表2所示

表2超细旦纤维的典型的分离方法

方法

应用的产品

化学溶解

东丽:ECsaine，Youest，Toraysee

仓敷:Amara，Sofrina，Clarino-F

化学降解

钟纺:BellaceF，Gracem，Nanzea

化学膨胀收缩

钟纺:Belleseime，SavinaDP，PS，

  SaVina Mini-Max，Krausen

    Silko，Krauson GCF

机械变形（击打、弯曲、磨擦）

帝人:Hilake，Microstar

假捻

钟纺:Beima，Mazea

应根据最终产品性能要求，选择合适的复合纤维为原料。据称不同的制造方法，其超细旦涤纶纤维的基本性能虽相仿，但仍有某些差别，产品设计时应予以注意。以下就多重辐射型(如Belima)与 海岛型两种涤纶的织物风格等方面的优缺点作了比较:前者纤维密度高，有足够的膨松度，硬挺性(挺括、手感滑)好，有厚重感；但悬垂性较差，因有聚酰胺组分，以致染整工艺复杂，印花困难。后者手感柔软、单一纤维组分(100%涤纶，用一种染料(分散染料)染色，其耐光牢度较高，可是织物身骨疲软(硬挺性不够)。膨松性稍差(有纸样触感)，但织物的经纬纱易于滑移。而超细旦纤维的特征可简单归纳如下:

        ——手感柔软;

        ——柔韧性高;

        ——光泽柔和;

        ——吸水和吸油性好;

        ——清洁能力强;

        ——表面积大和结构紧密;

        ——绝热性优良;

        ——抗贝类海藻类等。

    通过超细旦纤维差别化和其它技术领域的结合，预计还有许多新功能可以开发的。

表3   超细旦纤维的应用领域

主要纺织品

一一人造虎皮;

一一仿丝织物;

一一超高密织物；

一一第二代人造革;

一一高性能清洁布

绝热材料

一一人造羽绒;

一一寒衣填充材料

一一无纺绝热材抖

过滤材料

一一HEPA

一一无尘间服装

一一医务工作服

一一空气过滤材料

一一液体过滤材料

吸液材料

一一吸水剂;

一一吸油剂

一一墨水存贮材料

一一吸液辊材抖

一一电池隔离材料

一一化学电容器纸

纸

一一高强力纸

一一清洁卫生袋

一一扩音器喇叭

一一吸液纸

一一卫生巾

一一超软纸

离子交换材料

离子交换纤维

生物应用

一一人造动脉

一一血细胞分离器

一一酶载体材料

一一抗贝类和海藻材料

    超细旦纤维的应用领域有些己实现，以及预计实现的用途，归纳如表3所示。当然，除了上述所列的用途之外，尚有相当可开发的潜在用途。超细旦纤维曾为高质量、高附加价值产品的一种专用纤维原料。由于高档产品的市场容量较小，随着时间的推移，通常情况是高价产品会逐渐向"中档"产品发展；同时，某些中档产品也会向日用品级产品过渡。

当然，将来超细旦纤维产品仍将保留在高价类产品中。日本新合纤织物给人们的启示表明；细旦与超细旦的搭配混用，甚至加少量的常规纤维是无法抗拒的趋势。

    三、超细旦涤纶织物的染整加工工艺流程[7][8][9]

    由于超细旦涤纶织物具有许多优良的特性，如手感柔软、悬垂性、光泽柔和、透气传湿性、防风拒水性等，以致其产品有广阔的应用前景，作为服装面料，其主要产品为仿真丝绸类、桃皮绒类、仿麂皮类和超高密织物类等几种。上述产品的染整加工工艺流程，可概括如下:

    1、仿真丝绸类产品

    坯布→圈码钉线→退浆精练松弛→(预定形→碱减量→皂洗) →开纤→水洗→松式烘干→定形→染色→水洗烘干→后整理→成品。

    2、桃皮绒类产品

    坯布→退浆精练松弛→(预定形→碱减量→皂洗) →开纤→深色浅色分别按以下（表中）流程处理；

（浅色）水洗→松式烘干→热定形→染色→柔软处理→磨绒→砂洗

(深色)柔软处理→磨绒→砂洗→松式烘干→热定形→染色

→松式烘干→柔软处理→拉幅定形→成品。

    3、仿麂皮绒类产品

    坯布→退浆精练松弛→预定形→起毛→剪毛→染色→浸轧PU涂层液→湿法凝固→水洗烘干→柔软处理→磨绒→整理(视风格而定) →拉幅定形→成品。

    4、超高密类产品

    坯布→退浆精练松弛→预定形→碱减量→皂洗→松式烘干→热定形→染色→功能性整理→成品。

     四、超细旦涤纶纤堆的染色问题

    超细旦涤纶纤维的物理特性已有许多介绍，这里仅就其与染整加工中染色有关的问题简述于后:

    1、超细旦涤纶纤维的染色性[10][11][12][13]

    单根纤维的直径变细，即纤维的纤度降低。则由等同重量制成的纱和纺织品，其总表面积迅速增大，尤其纤维的纤度小于ld时，则其总表面积将呈指数增大，例如当涤纶纤维比重为1.35时，纤维旦数(直径μm)和表面积(M2/g)之间关系见表4所示。

表4纤维的旦数和表面积关系

旦数

0.1

0.5

1.0

5.0

直径μm

3.2

7.2

10.2

22.8

表面积M2/g

1.81

0.81

0.58

0.26

表面识的比率*

3.1

1.4

1.0

0.4

  注:*对1.0旦纤维的表面积的比率

    每根纤维表面都有一定数量的反射光，同一种纤维的反射率与纤度有关，如涤纶纤维不同纤度时的反射率如图2所示。这部分反射光，可能与染色无关，而与纤度的比表面有关。可是，纤维染色后的折射光仅取于由纤维内部重新回返到外部的折射光，其色相和色泽深浅，则取决于由表面直接反射光与由染色纤维内部回返到外部的折射光之间关系。具有很大表面反射光的细旦或超细旦纤维，比用同样数量染料染色的细旦纤维的色泽要浅得多。为使直接的反射光及由染色纤维内部回返的折射光之间的关系，有利于增加表面色泽深度，则要求由染色纤维内部回返的折射光尽可能地少，则要增加纤维内部染科浓度才能实现。然而纤维纤度愈细，则表面反射光愈大，以致要染深色尤为困难。其次，除纤维的直径外，纤维的截面形状、消光程度以及加工纱线支数等都会影响其视觉深度。

图2 纤度(旦数)不同的未染色织物的表面反射

    表面积增大的另一个负面效应是耐光牢度的降低。同一种纤维，不同纤度、消光程度及其截面形状，其耐光牢度也有差异，这是众所周知的事实。细旦、超细旦纤维(包括海岛纤维)与常规涤纶纤维比，其织物更为紧密和光滑，从而增加了纤维的总曝光量，致使染料受到更多破坏。其实，就分散染料本身而说，并非在较细纤维上比较粗纤维上的牢度差。

    随着纤维表面积增大，其吸附性能增加，以致染色时吸附速度(上染率)加抉，容易造成染色不匀。4种不同纤度的涤纶织物染成1/1标准染色深度(即用不同染料浓度)的吸尽率曲线，如图3所示，图3曲线清楚地表明，细旦纤维(＜ld＝于70℃至100℃时吸附较快。与此相反，常规纤维在100℃

～130℃时，染料吸附较快，以致大家误认为这是造成细旦或超细旦纤维染色不匀的原因所在，然而，

 

图3    常规涤纶及其微纤维按1/1标准染色

深度时Foron蓝RD-GLF的吸尽状况

 曲线:1为2.3分特(染料1.66%);2为0.65分特(染料1.76%);3为0.48分特(染料2.25%);4为0.56分特(染料2.54%)。

图4   常规涤纶及其微纤维按1/1标准染色深度时Forom红RD-GL的吸尽状况

 曲线:1为0.65分特;2为2.3分特(虚线为请水洗；实线为后净洗。)

情况并非如此。图4是细旦纤维(0.65dtex)和常规纤维(2.3dtex)同样染成1/1标准染色深度时纤维上染料吸附量和固着量测定结果的比较，正好说明细旦纤维在低温(70℃～lOO℃)E吸附的大量染料，是造成染色不匀的巨大危险性，而这些吸附不匀的染料是否能在纤维上移动(即泳移)，以消除其不匀状况，这是整个染色体系必须考虑的问题。不同纤度的涤纶纤维共存的织物染色时，由于纤度小的上染速度快，如图5所示，而高温型分散染料(SF)与低温型分散染料(E)比。则其上染率差异更大，如图6所示。然而，调整染料浓度是可以染得相同表观深度的。

如0.3d与3.0d涤纶共存时染色。在低温时较多的染料首先染着在0.3d涤纶纤维上，随着染色温度升高，其上染率差异会逐步变小。这种趋势与染料类别有关。在130℃时，低温型分散染料的这种移染性大于高温型分散染料。如果染料能均匀地上染，对0.3d纤维上的色泽会比3.0d纤维上浅些，因此为了得到相同表观染色深度，以选用高温型分散染料，使较多的染料上染于0.3d涤纶纤维上。0.3d和3.0d涤纶纤维在同一浴染色时，染料在二种纤维上的分配和表观染色深度如图7所示。 不同纤度的涤纶纤维的匀染性，除纤度外，还与不同的形态混合也有关。克服的措施有染料的选择，采用较高的染色温度，较长的染色时间，或添加匀染剂。与通常涤纶纤维比，细旦和超细旦涤纶纤维的染色均匀性，还须注意如下几点: (1)开始染色温度须较低10～15℃，以降低瞬 染现象。(2)细旦和超细旦纤维染色时，染料在低温度时的界面移染率(1M)较小，需降低升温速度为好。 图8是表面纤度大小不同、纤维结构不同，染色要达到相同的1/1标准染色深度时，与染料用量(以染料深度%计)，之间的相互关系。说明染料用量视纤度，纤维结构及染料品种之间，差异可高达2～3倍之间。

2.染色牢度[10][14] 与常规涤纶纤维比，细旦和超细旦纤维的耐光牢度要低1～2级之多，例如图9所示8种不同纤度和纤维结构的织物，用相同染料染成1/1标准染色深度时，其耐光牢度也有差异。诚如前述，纤维愈细，表面积愈大，则耐光牢度下降更多。可设想升华牢度也有同样情况。

1，Foron蓝RD-GLF:

2，Foron蓝S-BGL 200%(C.I.分散蓝73)

l，Foron蓝S-BGL 200%(C.I.分散蓝73)

2, Foron蓝RD-GLF:

图８　不同涤纶纤维类型1/1标准染色深度的理论染料用量

图9 不同涤纶纤维类型1/1标准染色深度的日晒牢度(氙灯450，晒200小时)

    染色后，经认真的洗涤和还原清洗后，若以后再需热处理(如热定型)，则其温度以低于140℃为宜，否则分散染料的热迁移性，会使原先合格的湿处理牢度恶化。如果事前仔细地选择染料品种，可能情况会有所改善。例如，0.3d超细旦涤纶织物染色后不同处理的染料渗化率和湿牢度(沾色)变化，如表5所示。

    迁移率是由纤维表面上的染料量与纤维内部染着的染料量的比率，由下法分别测得。纤维表面上的染料量，是将约1克经热定形过的染色织物，浸渍于5Oml二甲基甲酰胺(DMF)液中，于25"C处理120分钟，使纤维表面附着的染料完全溶解，而DMF萃取液中的染料量，由光密度法测定。纤维内部染着的染料量，是将染色织物(1.0克)，浸于5Oml二甲基甲酰胺溶液(DMF:水＝90:10)的萃取器中，在沸腾状态萃取30分钟，同样由光密度法测定萃取的染料量。热迁移率可按下式求得:

热迁移率（%）=（纤维表面上的染料量/纤维内部染着的染料量）×100%

表5   热处理的染料渗化和湿牢度(沾色)变色

卡雅隆聚酯染料

%(owf)

(1)还原清洗后热定型

（2）热定型后皂洗

（3）皂化后再热定型

120℃2分

140℃2分

货BRL-S200       3

红TL-SF          6

兰CL-SF          2·5

海军兰HX-SF200   6.0

黑TA-ST2O0       12

1.40(3)

2.31(2-3)

1.32(2)

2.27(2)

2.86(2)

0.62(4-5)

0.92(4)

0.99(3-4)

0.97(4)

1.02(3-4)

1.03(3-4)

1.47(3)

1.10(3)

1.32(3)

1.78(3)

1.20(3-4)

1.95(2-3)

1.21(2-3)

0.58(2-3)

2.51(2-3)

备注；数字是迁移率，而括号内系AATCCⅡ-A方法评定在尼龙上的沾色等级

注，染后处理工艺是:  染色还原清洗→（1）热定形(80℃)30秒→（2）还原清洗后皂化→（3）烘干(80℃)

 →再热定形(120℃/2分、140℃/2分

  染色织物的热迁移性与其染色深度有关，和洗涤牢度也有些牵连，因洗涤牢度与染色深度有关，三者之间关系如图10所示。

*级；用沾色灰色样卡评定

图I0   在染色深度、热迁移量、和洗涤牢度之间的关系(AATCC测试法61-ⅡA)

    由两只蒽醌型分散染料(C.l.分散红60和红283)与两只偶氮型分散染料(C.l.分散红54和红73和红184)的热迁移性和洗涤牢度的测定结果如表6所示。

          表6   热迁移性和洗涤牢度

C.I. 分散染料

类型

热迁移率

醋纤上沾色（级）

聚酰胺上沾色（级）

 红60

 红283

 红54

 红184

 红273

蒽醌

蒽醌

偶氮

偶氮

偶氮

0.4

0.2

0.5

0.6

0.5

2-3

3

3

2

1

2-3

3-4

2-3

2

1-2

注;AATCC试验方法61-ⅡA

    由表6可知；在两只蒽醌型分散染料之间，随着热迁移率增大而洗涤牢度降低。而在偶氮型分散染料C.l.分散红54与红73的热迁移率相同，可是洗涤牢度却有显著差异。这说明还有其它因素影响洗涤牢度。

3、复合超细旦涤纶纤维染色的染料选择[7][15][16]

复合超细旦涤纶纤维染色时发生的问题，必需就问题的实质，在选用染料时加以认真考虑，选择合适的染料品种。染色时可能出现的问题，可概括成如下两方面；

染色质量(同色性)

上染率差异

表观染色深度差异

染色牢度

耐光牢度

升华牢度

热迁移性

    针对上述问题，一些国外染料制造厂分别开发了专用染料品种，例如日本化药公司就开发了Kayalon Microester四个系列染料:

    (l)A系列染料(Kayalon Microester AQ-LE)

    这类染料的遮盖性好，适用于原丝间易产生染色差异(色差)的涤纶纤维。耐光牢度优良，但升华牢度稍差，适用于染浅色。

    Kayalon Microester黄AQ-LE浓

    Kayalon Microester红AQ-LE浓

    Kayalon Microester兰AQ-LE

    (2)B系列染科(Kayalon Microester B-LS)

    这类染料对纤度小的纤维上染着量较大，是异旦涤纶纤维之间染料分配均匀的三原色染料，以致适用于异旦涤纶纤维同色染色，且耐光和湿牢度优良。

    Kayalon Microester黄B-LS

    Kayalon Microester红B-LS浓

    Kayalon Microester兰B-LS浓

    (3)C系列染料(Kayalon Mimoester C-LS)

    这类染料的遮盖性好，适用原丝间易产生染色差异(色差)的涤纶纤维，且耐光和升华牢度优良，适用于染中、深色用。

    Kayalon Microester黄C-LS

    Kayalon Microester红C-LS浓

    Kayalon Microester兰C-LS浓

(4)D系列染料(Kayalon Microester DX-LS

    这类染料耐光、升华、湿牢度良好，遮盖性和染料分配性稍差，适用于染深色用。

    Kayalon Microester黄DX-LS浓

    Kayalon Microester红DX-LS

    Kayalon Microester兰DX-LS浓

    为此，若要提高超细旦涤纶织物染色的同色性，可以选用下列染料系列:

    (1)由于表观染色浓度差引起的同色性差，宜用B系列染料，如添加提高移染性的匀染剂，则同色性将下降。

    (2)由于遮盖性引起的同色性差。浅色时，如升华牢度要求不很高，宜用A系列染料;中深色时，染色牢度要求高，宜用C系列染料。提高染色温度有利于改善遮盖效果。

上述4个系列染料，在3.d和0.3d纤维上染色时对表观染色深度的影响如图11所示。

(3.0旦纤维表观深度为100时0.3旦纤维的表观深度)

     图1I  3旦和0.3旦涤纶纤维在同浴染色中，0.3旦纤维的表观深度变化(温度影晌)

    新合纤产品多数是不同纤度纤维共存，要染得同色，则纤度小的纤维必须染着较多的染料才行，例如3.Od/0.3d涤纶纤维要染成同色，则在0.3d涤纶纤维染料染着量约为3.0d的3.2倍，才能使两种不同纤度纤维的表观染色深度一致，这是它们的表面积不同所致。因为染色温度在100～120℃

范围，染料在纤维上的吸附量与其表面积成正比的，这时不同纤度的表观染色深度是基本相同的，但温度高于120℃，染料在纤维上的扩散加快，纤维单位重量的染料上染率相同，染色温度越高，高温保温时间越长，则不同纤度上的上染量趋于接近，以致显示出不同纤度的表观染色深度差异变大。Kayalon Microester B系与C系在3.0d/0.3d涤纶纤维上的上染率与表观染色深度(总Q量)的关系，如图12所示。由此可知，在130℃保温染色60分钟的条件下，B系列染料在0.3d纤维上的上染率虽高于3.0d纤维，而其表观染色深度只有3.

Od纤维的2/3；而C系列染料在0.3d纤维的表观染色深度只有3.0d的1/2。因此，对不同纤度共存的织物染同色的染料，选Kayalon Microester B系列是较为合适的。

    用Kayalon Microester B系列染不同纤度共存织物的同色性问题，可获得很大程度上的改善，三种不同纤度织物染色时同色性的染色温度，如图

由图13表明；在染色升温过程中，使不同纤度纤维之间的表观染色深度基本相同的温度范围，是随纤度以及原丝间的纤度差而异。事先难以根据纤度差求得同色的合适温宦和保温时间，但可对不同纤度织物的染色性作出如下判断。为使上染性和染料分配性稳定起见，以高温保温30分钟为前提，而染得同色性的合适染色温度，要比染料开始泳移温度(MST)约低loC，推荐几种不同纤度织物的染色控制实例，如表7所示。

表7   各种不同纤度织物的染色例子

号

织物形态

最大纤度差

染色效果特征

同色染色温度，染料Kayalon

Microester B-LS系列

1

经；0.2旦/1且

纬；1.5旦

7.5倍

表里同色性

遮盖性

130℃×30分

2

经；0.3旦

纬；3旦

10.0倍

 

表里同色性

l20℃×30分

3

经；2旦

纬；0.07/2旦

28.6倍

表里同色性

110℃×30分

4

经；0.17旦粗细节花式丝

纬；0.07旦/2旦

28.6倍

表里同色性

里面遮盖性

110℃×30分

5

经；0.17旦

纬；5旦/2旦强捻丝

29.4倍

表里同色性

115℃×30分

6

经、纬；0.17旦/6旦/2.7旦

35.3倍

染色效果(不匀)

必须在110℃以下低温染色

7

经；0.01旦、1.5旦/3-4旦

无捻上浆收缩丝

纬；和经丝一样的强捻丝

400.0倍

染色效果

(经向条花)

要在110℃以下低温染色，100℃时用载体染色染得同色

8

经；2旦芯丝/0.01-0.05旦

纬；2旦强拎丝

200.0倍

染色效果

(经向条花)

l20℃×30分

9

经；5旦芯丝/0.01-0.05旦

纬；2旦强捻丝

500.0倍

染色效果

(经向条花)

110℃×30分

由于不同纤度涤纶纤维共存的织物是很普遍  的现象。此外，还有不同缩率涤纶和异被面的共存，以及不同超细旦纤维(如涤锦)共存，为此一些著名的染料制造厂都开发出专用分散染料可供染色工作者选用。例如三菱/赫司脱公司就开发二套适用于不同纤度涤纶织物染色用的三原色，一套适用0.4d/2.2d纤维共存染色用，另一套适用于0.ld/2d纤维共存染色用，其具体品种如下:

    0.4d/2.2d纤维共存的三原色；

      浅色用；Dianix黄AC-E

              Dianix红AC-E

              Dianix兰AC-E

      中色用；Dianix黄棕SPH

              Dianix红2BSL-FSl50

              Dianix兰(未定)

      0.ld/2.Od纤维共存的三原色:

      浅色用；Dianix黄(未定)

              Dianix红BN-SF

              Dianix兰GG-SF

      中色用；Dianix黄SPN

              Dianix红2BSL-FSl50

              Dianix兰(未定)

涤纶纤维的不同缩率主要是由于其结晶度不同引起的，因此不同缩率的涤纶纤维共存时染色，由于分散染料在上述纤维上扩散速率差异必然会引起染色不匀的问题。针对此问题，三菱/赫司脱公司就开发出一套扩散速率快的分散染料，供染色用，其三原色如下:

浅色用；Dianix黄AC-E

Dianix红AC-E

Dianix兰AC-E

中色用；Dianix黄SPH或UPH、

Dianix暗红UPH

Dianix兰SPH。

    4、染色方法的探讨[17][18][19]

     自涤纶纤维问世以来，分散染料的染色一直是沿用弱酸介质的染色工艺，可是在其前处理各工序(退浆、松弛、碱减量)中都是在碱性介质中进行，染色后还需在碱性介质中进行还原清洗皂洗等后处理，如前处理后纤维上碱剂末洗净，会给染色的弱酸性介质(pH4.5～5.5)带来波动，以致造成染色

质量的变动，促使人们思考，分散染料染色是否一定要在弱酸性介质中进行。能否建立其碱性染色新工艺呢?

    由Sumikaron快速染色的三原色染料在不同PH值介质中染色的结果(如图14所示)表明，只有维持在PH4～6的范围才能出现良好的拼色规律性。也就是Sumikaron红SE-RPD和兰SE-RPD在碱性介质中，染料将由于出现水介现象，使染色

的色泽、提升率和染色牢度受到影响。

图14 Sumikaron快速染色三元色染料染色性能与PH值的关系

众所周知，分散染科结构中存在酯基(如乙酰基-O-CO-CH2)，它在中性或碱性条件下，容易产生水介作用，如下式所示

染料-OCOCH2→染料-OH+CH3COOH

水介后的染料，色泽变化规律是其最大吸收光波长(λmax)向较大的波长方向移动，即所谓向红移动。色泽变化倾向为:黄→橙→红→紫→兰→绿。就是这个原因，才建立分散染料需在弱酸性介质中染色工艺的。但某些分散染料即使在弱酸性介质，当pH稍有波动时，仍有水介现象发生，例如；

    分散染料在碱性介质中除染料中酯基的水介外，还有酰胺基和腈基也会发生类似的水介作用，

如下式所示:

     酰胺基：染料-NHCOR→染料-NH2+RCOOH

       腈基：染料-CN→染料-COOH十NH2

    此外，染色时染浴中的金属离子，由于高温高压蒸汽的还原力(即还原分解作用)，使染料分子结构中的硝基(-NO2)和偶氮基(-N=N-)基还原，生成氨基(-NH2)。

    由此可以推断：多数蒽醌结构的分散染料在碱性介质中是稳定的，而一些偶氮型结构的分散染料将受到严重的考验;但仍有相当的分散染料，在中性和碱性(PH＜l0)介质中染色可达到弱酸性介质相同的染色效果，兹根据染料样本提供资料，可适用于碱性染色性的分散染料品种如表8所示。

表8   分散染料耐碱性能

适用的PH值范围

C·I·分散染料

4-9

黄76、橙13、红88、红206、兰56、兰73、兰81、棕9等

4-10

红60、红189、红205、红283、兰96、兰143等

4-11

黄51、橙43、红65、紫28等

    世界各著名染料厂商已纷纷推出其耐碱性的分散染料品种，说明碱性染色法已受到国外染整加工厂和染料厂商的重视，而由于市场要求快交货及降低售价和超细旦纤维，异形纤维，异收缩纤维等一系列差异化复合纤维出现，客观上对分散染料的碱性染色法走向工业化起了催生婆的作用，为此世界各著名染料和化学助剂公司纷纷推出适合碱性染色的分散染料和相关的染色助剂品种。

    碱性染色法无疑对分散染料性能增加了要求，但碱性染色法对染色工艺的优化和超细旦织物的染整加工将带来极大的效果，简言之:

    1、超细旦纤维及三异丝(即异截面、异纤度和异收缩)织造时为了防止产生毛丝，均经上重浆或高融点蜡和油脂处理，前处理加工都是在碱性溶液中进行，而碱性染色时，尚可弥补由于退浆和精练不足引起的弊病，这是传统酸性染色法所不具有的作用。甚至对有些涤纶产品创造退浆、精练和染色

一浴法工艺奠定了基础。

    2、碱性染色法有利于除去纤维表面的齐聚物。酸性染色时，纤维内部的齐聚物向纤维表面迁移和溶解在染浴中，由于在酸性中齐聚物的溶介度低(130℃时约为0.54g/1)以致结晶析出，沾附在纤维或染色机内壁上，造成染疵(色渍和擦伤等)和引起堵塞管道等。但齐聚物在中性和碱性浴中会发生水介作用，其水介物在碱性液中溶介度较高，易于去除，实验测定结果如表9所示。

表9碱性染色时齐聚物的溶解性

染液pH

染液中添加助剂名称

添加量g/L

齐聚物溶出量

ppm

%owf

5

Nicca Sansalt 7000

1

2.5

0.05

Nicca Sansalt RM340

1

2.3

0.05

9.5

Nicca Sansalt 7000  1g/L的基础上再外加Disserver（2、4、8）

2

230

0.48

4

275

0.55

8

361

0.72

Nicca Sansalt RM340

1g/L的基础上再外加Disserver（2、4、8）

2

234

0.46

4

321

0.64

8

379

0.75

备注

染色条件；130℃/60分钟，浴比1︰20

注；①浴中对苯二甲酸二甲酯浓度用高压液相色谱定量测定

②浴中对苯二甲酸二甲酯浓度高，则齐聚物去除效果好。

    涤纶纤维用酸性染色法与碱性染色法时，不同染色温度其低聚物含量的测定结果如表10图15所示，织物上低聚物含量是用二氯甲烷萃取称重法测定求得的。

    由此可知，碱性染色法的特点是织物上低聚物含量大为降低，当温度由120℃升至135℃时，低聚物不断减少，说明120℃以上的效果较好，在135℃时碱性染色低聚物含量仅为酸性染色条件的38%左右。

    3·碱性染色法是在具有缓冲作用的碱性溶液中进行的，经前处理的超细旦织物上残留的碱性物质，不会象酸性染色法引起染浴PH值波动而造成表 10 两种染色法涤纶纤维的低聚物含量比较

染色条件

低聚物含量(%)

酸性染色法

A1（120℃）

A2（125℃）

A3（130℃）

A4（135℃）

0.98

0.89

1.11

1.24

碱性染色法

C1（120℃）

C2（125℃）

C3（130℃）

C4（135℃）

0.76

0.68

0.67

0.47

未染色

0.85

 

图15 聚酯织物酸性和碱性条件下染色温度对低聚物含量的影响

  批与批之间的染色质量问题。同时，在碱性介质中分散剂和匀染剂的作用也较酸性介质更好更有效，对提高染色质量有相当作用。此外，在碱性浴中染色、浆料、油脂蜡质和涤纶齐聚物去除较为彻底，以致手感较为柔软。

 4、碱性染色法可使复合细旦及超细旦纤维(如桔瓣型、放射型、和海岛型)的开纤情况进一步完善，有利于提高产品的柔软性。

五、结语

1、超细旦涤纶纤维产品的染色，不是一般意义 上的单一纤维的染色，至少是不同性能涤纶纤维的混合体。所以，染色前需考虑的因素较多，诚如本文前述，如不同纤度，不同截面，不同收缩等的共存，若要染得同一色，在染料选择、染色工艺及其控制等都是一个新问题 ，这个问题的解决与分散染料专用品种的开发，和合理的染色工艺及其严格控制是分不开的。

 2、染色只是超细旦涤纶纤维产品染整加工中一个方面的问题，要开发好这类新产品在染整加工中尚有与产品风格有关的开纤和热定形和织物收缩率等问题，而这些问题研究又与纤维的制造技术和织物设计有关，应互通信息，共同努力才行。

3、分散染料在超细旦涤纶纤维上的染色牢度稍逊于细旦涤纶，较常规涤纶明显要低些，这必须注意。如耐光牢度稍差，是由于纤维表面积大，承受了较多光能量引起的，可在分散染料选用，设法弥补。   

4、超细旦纤维产品开发中，涤纶是其主要品种，同时可能与聚酰胺和阳离子可染涤纶等品种共存，它们的染色问题更复杂得多，这是当今流行的多元纤维共存产品开发的重要特征，是无法回避的现实，染色工作者要认真面对才是。

参考文献

l.陈佩兰；功能性纤维的生产现状和发展《针织工业》2000，(5):17/21

2.金立国；海岛型复合纤维的开发与现状《合成纤维》2002，31(6)34/6

3、唐志翔译；超细旦纤维的过去、现在和将来 (原载化学纤维/纺织工业 1993(A)E34/36)《印染译丛》1995(1)74/84

4.王妮；化学纤维的新发展-超细纤维《上海丝绸》2000(1)9/13

5.王明芳译；特细纤维的制造技术及应用《国外纺织技术》2000(9)13/16

6.杨栋樑；超细旦和新合纤织物的染整加工(一) 《印染》1993 19(6)32/5

7.场栋樑；细旦及超细旦合纤织物染整加工中若干问题的探讨 53/61，《印染后整理技术与发展》中国印染行业协会编 中国纺织工业出版社 1996

8.徐谷仑；超细桃皮绒织物综述《印染》1993，19(6)36/44

9.宋心远主编；《新合纤染整》中国纺织工业出版社 (1997，11)292/294

l0.王滨立译；新型合成纤维的染色(原载JTNl992，No 456，(11):80/86)《印染译丛》1997(1)84/91

1l.余贤廷译；涤纶微纤维 (原载 Textilveredlung l994(4) 88/96)<印染译丛>1996(6)78/88

12.杨栋樑；超细旦和新合纤织物的染整加工(三) 《印染》1996(8)36/39

13.今田邦彦；新合纤的染色《染色工业》1995 43(2)，35/42

14.唐志翔译；聚醋微纤维与分散染科的湿牢度 (原载 TCC 1997(11)14/17)《印染译丛》1998(2):66/71

15.余贤廷译；新合纤用分散染料 (原载加工技术 194 (10) 13/16) 《印染译丛》1995(5)60/66

16.何中琴译；新合纤的分散染料最新染色法 (原载染色工业 1996(10)12/31)《印染译丛》1997(5)60/66

17.杨栋樑；分散染料碱性染色体系(一)-(四)《印染》1996 22(2)35/38；1996 22(3)31/34(37)；1996 22(4)33/35；1996 22(5)34/37

18.郑敏译；处理条件对聚酯纤维中低聚物组成和含量的影响(原载 Text.Res.J.，2002,72(5)447/453) 《国外纺织技术》2002 (11)27/32

19.Yigi yang at.al.,Removal of Cyelie Trimer from the Surface of Disperse Dyed Polyester Tcc&ADR.2000 32(10)42/46

摘《全国 染整新技术协作网 简讯》