王力民，孫紅玉，閆英山，金振棟，馬 輝，，賈榮霞，盛春英

（1.華紡股份有限公司技術(shù)中心，山東濱州 256600；2.濱州華紡工程技術(shù)研究院有限公司，山東濱州 256600；3.嘉興學(xué)院材料與紡織工程學(xué)院，浙江嘉興 314000；4.山東省短流程印染新技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東濱州 256600）

滌綸織物是產(chǎn)量最高、發(fā)展最快、應(yīng)用面最廣的一種合成纖維，廣泛應(yīng)用在服裝、家紡、裝飾、產(chǎn)業(yè)用等領(lǐng)域[1]。隨著人們開始追求紡織服裝的功能化、多樣化，多組分復(fù)合纖維被廣泛應(yīng)用。一些不耐高溫的纖維，如氨綸、醋纖、羊毛等與滌綸纖維進(jìn)行混紡，使混紡織物染色受溫度的限制。熱熔染色法是滌綸織物常用的染色方法之一，具有工藝簡(jiǎn)單、連續(xù)化生產(chǎn)、生產(chǎn)效率高等優(yōu)點(diǎn)，但染色溫度高，能耗大[2-3]。因此，需要研究如何在低溫條件下對(duì)滌綸及其混紡織物進(jìn)行染色。

河北科技大學(xué)吳煥嶺等[4-5]根據(jù)相似相溶原理進(jìn)行復(fù)配增效，研制出滌綸低溫染色助劑CWL，主要利用一些對(duì)滌綸纖維具有良好親和力的聚酯類高分子對(duì)其進(jìn)行增塑、膨化，在較低的染色溫度下達(dá)到傳統(tǒng)熱熔工藝的顏色深度。該助劑是一種環(huán)保型染色助劑，減輕了環(huán)境污染，符合當(dāng)前節(jié)能減排的時(shí)代主題。蔣華根等[6-7]研究發(fā)現(xiàn)，在熱熔染色過程中加入促染劑HDF 能提高滌綸織物的得色量。對(duì)于S型分散染料，能較大幅度提高染料的固色率；而且透染性較好、布面均勻，提高了產(chǎn)品質(zhì)量，并能降低熱熔染色溫度，節(jié)約了能源。河北科技大學(xué)紡織服裝學(xué)院王永宏等[8-9]研制的助劑ZNL是一種酯類和醚類的復(fù)配物，能明顯降低滌綸纖維的玻璃化溫度，使織物能在較低的熱熔溫度下染色，是一種新型的滌綸低溫染色促進(jìn)劑。

由于聚醚類物質(zhì)對(duì)染料分子具有良好的增溶作用，且在一定程度上能對(duì)滌綸織物進(jìn)行增塑、膨化，從而降低滌綸纖維的玻璃化溫度，因此選用聚醚類物質(zhì)為主要原料，通過聚合反應(yīng)制得新型低溫促染劑400。本實(shí)驗(yàn)將自制的新型低溫促染劑400 應(yīng)用到滌綸熱熔染色中，通過測(cè)試染色后滌綸織物的K/S值、染色牢度以及斷裂強(qiáng)力來評(píng)價(jià)促染劑效果。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 材料與儀器

材料：純滌綸織物（50 D×50 D，吳江世偉紡織有限公司），低溫促染劑400（實(shí)驗(yàn)室自制），英彩休藏青S-2GRL（200%）、英彩休黃棕S-2RFL（100%）、英彩休紅S-BR（約克夏染化有限公司），滲透劑JFC（浙江風(fēng)華化工有限公司），海藻酸鈉（山東浩中化工科技有限公司），保險(xiǎn)粉（濟(jì)寧泰諾化工有限公司），碳酸鈉（浙江嘉信醫(yī)藥股份有限公司）。

儀器：HH-6型數(shù)顯恒溫水浴鍋（江蘇榮華儀器制造有限公司），JA203型電子分析天平（上海海康電子儀器廠），P-AO型立式小軋車（佛山精柯紡織印染設(shè)備有限公司），HB-DM6型熱定型機(jī)（佛山順德區(qū)容桂薈寶染整機(jī)械廠），X-Rite Color i7 型分光測(cè)色儀（美國(guó)），DHG-9075A型鼓風(fēng)烘燥箱（上海天呈儀器制造有限公司），Y571B 型摩擦色牢度儀（溫州方圓儀器有限公司），YG(B)026H-250型拉伸強(qiáng)力測(cè)試儀、SW-12AⅡ型耐洗牢度測(cè)試儀（溫州大榮紡織儀器有限公司）。

1.2 熱熔染色

1.2.1 工藝配方

染色：分散染料用量為15 g/L，JFC 滲透劑用量為2 g/L，5%海藻酸鈉用量為4.5 g/L，低溫促染劑用量為0～4 g/L。

還原清洗：純堿和保險(xiǎn)粉用量均為2 g/L，浴比1∶30，在85 ℃下處理10 min。

1.2.2 工藝流程

浸軋染液（二浸二軋，軋余率45%，室溫）→熱風(fēng)烘干（100 ℃，3 min）→熱熔（170～220 ℃，1.5 min）→還原清洗→水洗→烘干。

1.3 測(cè)試

表觀顏色深度：試樣折疊3層，采用分光測(cè)色儀測(cè)定織物的K/S值，10°視野，D65光源，測(cè)定3次，取平均值。

耐摩擦色牢度：按照GB/T 3920—2008《紡織品色牢度試驗(yàn)?zāi)湍Σ辽味取愤M(jìn)行測(cè)試，采用GB/T 251—2008《紡織品色牢度試驗(yàn)評(píng)定沾色用灰色樣卡》進(jìn)行評(píng)級(jí)。

耐皂洗色牢度：按照GB/T 3921—2008《紡織品色牢度試驗(yàn)?zāi)驮硐瓷味取穼?duì)染后試樣進(jìn)行測(cè)試，采用GB/T 250—2008《紡織品色牢度試驗(yàn)評(píng)定變色用灰色樣卡》和GB/T 251—2008分別評(píng)定變色與沾色色牢度等級(jí)。

斷裂強(qiáng)力：按照GB/T 3923.1—2013《紡織品織物拉伸性能測(cè)試第1部分：斷裂強(qiáng)力和斷裂伸長(zhǎng)率的測(cè)定》測(cè)試。

2 結(jié)果與討論

2.1 低溫促染劑的特性

低溫促染劑400 為黃色透明液體，可用水以任意比例稀釋，pH 為5～6，具有良好的耐熱穩(wěn)定性。其主要是由聚醚類化合物通過聚合反應(yīng)制得，具有高效促染作用，可明顯降低滌綸熱熔染色溫度，在較低染色溫度下達(dá)到較高的顏色深度[10]。此外，實(shí)驗(yàn)還合成了另外一支低溫促染劑600，但由于其穩(wěn)定性不好，久置后會(huì)出現(xiàn)沉淀，所以未做相關(guān)染色實(shí)驗(yàn)。

2.2 低溫染色助劑用量及焙烘溫度對(duì)K/S值的影響

從圖1 可以看出，當(dāng)促染劑用量為2 g/L 時(shí)，顏色深度增加已經(jīng)非常顯著；在0～2 g/L 時(shí)，K/S值增大迅速；在3～4 g/L 時(shí)，K/S值的增大速率開始減緩。促染劑既能與染料發(fā)生作用，又可與纖維發(fā)生作用，因此，隨著促染劑用量的遞增，染料對(duì)纖維的吸附和擴(kuò)散加快，使上染速率增大，提高了上染率。但用量增加到一定程度后，染液中促染劑濃度達(dá)到飽和，若再增加用量，促染劑形成第三相后，使得過多的染料與促染劑發(fā)生相互作用，降低了染料與纖維的吸附速率，導(dǎo)致染料的上染率下降。

從圖1還可以看出，在3～4 g/L時(shí)，K/S值增大的速率已經(jīng)開始減緩，這表明染液中促染劑已經(jīng)開始與染料發(fā)生相互作用，預(yù)計(jì)在促染劑用量為6 g/L 或8 g/L時(shí)，K/S值可能會(huì)下降。因此，促染劑400 的大致用量范圍為2～4 g/L。

對(duì)于不同的助劑用量，焙烘溫度對(duì)染色織物K/S值的影響趨勢(shì)基本一致，焙烘溫度升高，染色織物的K/S值增大。升高焙烘溫度有利于顏色深度的增加，但焙烘溫度升高的同時(shí)，也將增大企業(yè)的能耗成本。

圖1 低溫促染劑400對(duì)染色織物K/S值的影響

2.3 低溫?zé)崛廴旧に嚺c傳統(tǒng)工藝的K/S值比較

從表1 可以看出，低溫促染劑400 的加入能使染料在170 ℃時(shí)就有較高的上染率，基本上能達(dá)到220 ℃時(shí)的顏色深度。這是因?yàn)榈蜏卮偃緞?00對(duì)染料分子具有增溶作用，增大了分散染料在水中的溶解度；對(duì)纖維具有增塑、膨化作用，削弱了滌綸纖維分子間的相互作用力，降低了其玻璃化溫度，增大了纖維間的孔隙，使染料分子更易進(jìn)入纖維內(nèi)部。同時(shí)，染料分子本身對(duì)滌綸纖維具有一定的親和力，可以通過吸附作用將染料吸附在纖維表面，而低溫促染劑400也增強(qiáng)了纖維的吸附能力。因此可以實(shí)現(xiàn)熱熔法的低溫染色。

表1 不同熱熔染色工藝下染色織物的K/S值

由于吸附在纖維表面的染料濃度增大，纖維的表面和內(nèi)部濃度差也隨之增大，加快了染料向纖維內(nèi)部的擴(kuò)散，從而大大增加了染料的上染率，提高了顏色深度。不同熱熔染色工藝下3種染色織物的K/S值折線圖見圖2。

圖2 不同熱熔染色工藝下3種染色織物的K/S值折線圖

從圖2可以看出，對(duì)于3只染料，使用低溫助劑后織物的K/S值較傳統(tǒng)工藝有明顯提高，均能提高染料的上染性，且能在較低熱熔染色溫度（170 ℃）下達(dá)到傳統(tǒng)熱熔染色工藝（焙烘溫度為220 ℃）的顏色深度。

2.4 低溫促染劑對(duì)染色牢度和斷裂強(qiáng)力的影響

從表2 可以看出，在相同的焙烘溫度下，低溫促染劑的使用使織物的耐摩擦色牢度和斷裂強(qiáng)力均有所提高，且對(duì)耐皂洗色牢度影響不大。原因?yàn)椋涸跓崛廴旧^程中，低溫促染劑400 的加入，使纖維分子間的作用力減弱，分子鏈段的活動(dòng)能力增強(qiáng)，同時(shí)染色織物在一定溫度和張力的作用下，分子排列更加整齊緊密，分子間的抱合力也大大增強(qiáng)，消除了滌綸纖維表面的不均勻形變，使織物在受外界張力拉伸時(shí)能更好地分擔(dān)外力，從而使織物不易因應(yīng)力集中而斷裂。

表2 低溫促染劑400對(duì)染色織物色牢度及斷裂強(qiáng)力的影響

3 結(jié)論

低溫促染劑400能明顯降低分散染料熱熔染色的溫度，使滌綸織物在170 或180 ℃的顏色深度達(dá)到220 ℃時(shí)的染色效果，并具有良好的上染速率和染色牢度，織物的勻染性、透染性都有一定程度的提高，強(qiáng)力略有提升。低溫促染劑400的最佳用量為2～4 g/L。