锦纶纤维常用弱酸性染料在弱酸性或中性染浴中染色,由于其氨基含量低,染色饱和值小,较难染得深色。对特殊行监用锦纶,采用普通弱酸性染料难以满足其要求。如工业用高强度锦纶,采用传统工艺处理就无法达到要求的湿牢度和水洗牢度等。
Dorasyn xL(多丽星XL)是一类不含金属离子的环保型酸性染料,对锦纶织物上染率高,色泽亮丽,且各项色牢度优良。本试验对这一染料与常规C型酸性染料进行比较,探讨其对锦纶的染色性能。
l 试验
1.1材料、药晶、便器
材料:普通锦纶织物(65 g/m2),锦纶/氨纶 (80/20,235 g/m2),高强度锦纶织物(40 g/m2)
染化料:多丽星XL系列染料,多丽星C型系列染料(均为杭州多闻化工有限公司);甲酸,氨水,标准合成洗涤剂等
仪器Datacolor SF 600X测色配色仪,22PC可见分光光度计,IP一12SM高温高压红外染色机,SW一12A型耐洗色牢度试验机,150S+耐气候日晒牢度仪,酸度计
1.2测试方法
(2)颜色指标
表面得色深度用K/S值表示,L、a、6、C、h、ΔE指标由Datacolor SF 600X测色配色仪测得。
(3)皂洗牢度
用耐洗色牢度试验机测试,处理条件为:标准合成洗涤剂4 g/L,80℃洗涤15 rain。皂洗窜度按照《评定变色用灰色样卡》及《评定沽色用灰色样卡》评级。
(4)日晒牢度
以同条件日晒的羊毛标准色样褪色程度作为参考,箱内温度40℃,湿度60%,日晒40 h。羊毛蓝色标样(共8级)的1—5级有不同程度褪色,相当于《评定变色孀灰色样卡》酶1-5级。
1.3染色方法
水洗后,加入氨水,调节pH值至8.5,40℃中和洗涤lO min。
2 结果与讨论
2.1上染率
0.5%和2%(owf)多丽星XL系列染料于不同温度下在普通锦纶织物的上染率曲线见图1和图2。
由图l、图2可知,多丽星XL系列染料的平衡上染百分率很高。染色浓度为0。5%(owf)时,平衡上染百分率可达粥%以上,其中多丽星红XLRS、蓝XLM达 100%。染色浓度为2%时,平衡上染百分率也达95%以上,多丽星缀XLRS、蓝XLM达99%以上。另外,对其它如多丽星簸XLNG、紫XLV、绿XLGF、绿XLBS和枣红XLB等的试验结果,发现它们的上染百分率均超过99%。不同颜色的染料初染率肖差异,蘸XLK、艳黄XLG的初染率稍高于其它品种。升温到40℃时,锦纶纤维吸附染料的速率明显加快。对于多丽星红系列、黄XLR染料,其初染宰较低(匀染性好),滠度舞至 60一80℃,上染加速。此阶段是纤维吸附染料的关键阶段,实际操作需控制好升温速率。另外,移染性试验表哽,织物有4级或4级泼土的移染性。
表l为多丽星c型系列染料染锦纶织物时的平衡上染百分率。由表1可知,多丽星C系列染料的平衡上染百分率因染料品钟而异。红C2R、红C8B、紫CB、绿C3G和红CGL等染料在l%(owf)染色浓度时,平衡上染百分率在90%以上;而染色浓度为4%(owf) 时,仅多丽星橙CG帮黄C7G豹上染吾分率达约%竣上,其它染料均较低。这是因为锦纶纤维的染座数量不变,达到饱和值,再增加染料浓度,平衡吸附百分率反而下降。
多丽星XL型和c型染料均属于酸性染料,但酸性条件下对锦纶的平衡上染百分率却不同。熬体来看,XL系列2%(owf)染色浓度的上染率高予C型染料I%(owf)染色浓度时的上染率。低温初染阶段,XL 型比C型上染百分率低,丽匀染性较好,这与多丽星 XL系列染料的特殊结构有关。
2.2染色pH值及配伍性能
实际生产中,通常要用两种或两种以上的染料进行拱色,这就需要考虑染料的配伍性题。以多丽星黄XLR、红XLBL和蓝XLBR为例,进行三原色拼色试验,染色总浓度2.1%(owf)。以一组染色pH值为3.0的同湿染色样作标样,另一组染色pH 值3.5的染色样为试样,分析pH值、温度变化引起的色变情况,结果见表2。
由表2可知,染色温度为60~70℃时,不同pH值下试样的色差△E、色相△H及颜色深度△L差异最大, pH值3.5时染色样的颜色深度较高。染色温度达 98℃麓,此对上染接近平筏,色差及其它各指标阕的差异最小,深度相近,pH值3.5时染色试样色光偏蓝偏绿。从表中△a、△b数值肴,在温度较低、pH值3.0 的条件下,染色样数染料红的上染为主,而pH值3.5 染色样的黄绿指标较高,说明该条件下三种染料的染色同步性较好,配伍性好。在上染阶段,△b从大于l0。
降到-1.32,说明染料黄的上染受温度影响大,到 98℃才会明显上染。△L均为负值,表明pH值3。5时染祥的颜色始终较pH值3.0时染样深。综上说明,黄 XLR、红XLBL、蓝XLBR染料组合在pH值3.5染色时,受温度影响小,三种染料的配伍性好。在PH值 3.o染色时,低温阶段染料上染较少,降低pH值对染料竞染有影响,但对染色结果的影响较小。
采用4%(owf)多丽星大红XLNG对航天降落伞用高强度锦纶织物染深色(普通弱酸性染料难以达到该要求),结果见图3。
由图3可知,随着染浴pH值降低,多丽星大红 XLNG染色深度增加,当pH值从3.0降至2.6,染色深度急剧增加;继续降低pH值至2以下,颜色深度无明显提高。这是因为当pH值降至3以下,锦纶的末端氨基几乎全部吸附染料,进一步降低pH值,酰胺基开始吸附质子,产生超当量吸附,染料和纤维闻发生范德华力和氢健结合,终维的可及度增加,能吸附更多的染料,获得最大给色量。因此,降低染色pH值,可以较好地提高高强度锦纶织物的染色深度。但锦纶染色的 pH值在3以下时,普通酸性染料染色易产生色花色差等疵病,上染过程难以控制。而多丽星大红XLNG由于移染性和覆盖性好,pH值较低时也不会因上染过快而引起染色不匀。
2.3提升性能
选用0.5%(owf)一8%(owf)多丽星大红XLNG、红XLBL和红XLRS染料,在pH值为3.5的条件下染普通锦纶织物,结果见图4。
由图4可知,当染料从0.5%(owf)逐渐提高到4%(owf)对,织物表观得色量提升较快,K/S值达1l以上。继续增加染料浓度,K/S值提高幅度减小,染色趋于平衡。因此,多丽星XL系列染料在较低染色浓度下即能获得较高的色深。
2.4匀染效果
选用多丽星大红XLNG、红XLBL、红XLRS染料,多丽星红CC、多丽星红C2R、多丽星红CGL染料,在 pH值为3.5,不加匀染剂和其它助剂的情况下,对普通锦纶织物进行染色,比较两种不同结构染料系列的匀染性能。选用0.5%,1.O%,4.0%三组浓度,以织物上三处不同点位的偏差和色花明显区域的两点色差来表示匀染效果,见表3。
由液3可知,在不加任何助剂的情况下,XL和C 系列染料的色差均较大,且染色浓度越低,色差越大。但多丽星红XL的染色偏差(均小于1)和色差均小于多丽星红C染料。多丽星红C2R染料的匀染效果较同类型其它染料好,染色偏差和色差更接近XL染料。
2.5染色鲜艳度
选用多丽星XL系列染料红XLNG、红XLBL、红 XLRS、黄XLG、黄XLR、蓝XLBR、紫XLV和绿XLGF 8 只染料染锦纶,染色浓度4%,pH值3.5。采用1.3染色工艺,测量各颜色鲜艳度指标,并与潘通色卡中色调一致的最艳色进行比较,见表4。
由表4可知,多丽星红XLBL的色调H较小,与普通色卡18-1945 TPX(红)接近,其颜色饱和度C超过色卡,另两个红色品种的鲜艳饱和度与标准卡相近。
对于黄色染料XLG、XLR的染样,其色彩饱和度C均超过色卡14-07567PX黄,且黄XLG染样亮度L与色卡黄一致,色调H相近。染料蓝XLBR、紫XLV程绿 XLGF与标准卡的相关色调也相近,但色泽更鲜艳饱满。除了表中艇罗lj的XL型染料,其它XL系列染料多数具有优异的染色鲜艳度。
2.6色牢度
测试多丽星XL型、C型染料染色织物的日晒牢度和皂洗牢度,结果见表5。
由表5知,多丽星XL系列染料染锦纶织物的日晒牢度和皂洗牢度均好于C型染料,尤其是红XLNG、红 XL2B、黄XLG、黄XLR和橙XLP的日晒牢度均达到5 级。通常,染料染色浓度增加,日晒牢度提高。这与染料在纤维上聚集颗粒的大小有关,染料浓度越高,颗粒越大,单位质量的染料暴露在空气中的面积越小,日晒牢度也越高。所以,多丽星XL系列染料的染色浓度超过l%后,日晒牢度会更好。大部分XL型染料的皂洗牢度在4级或4级以上。C型染料的日晒和皂洗牢度差别较大,只有黄C7G和黄C5GL的各项色牢度较好。
结论
(1)与常规c型酸性染料相比,多丽星XL系列染料对锦纶织物的上染率较高,达98%以上;匀染性优良,染色浓度越高,匀染性越好,低浓度染色时需加匀染剂。
(2)多丽星XL系列酸性染料色泽鲜艳,色彩饱和度高,能满足潘通色卡中各种不同鲜艳色的要求。在pH值3.5条件下染色,染料间的配伍性能优良。
(3)多丽星XL染料在pH值2—3下染锦纶织物,能满足较高色泽浓艳度要求,尤其对特种高强度锦纶材料,染料利用率更高。
(4)多丽星XL染料的染色提升性能好,多数产晶的日晒牢度和皂洗牢度优良(大于4级),能够满足锦纶产品常规色牢度的要求。
来源: 杨波,周秋宝(来源印染)
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