可用于锦纶染色的染料有酸性(弱酸性)染料、分散染料、活性染料、直接染料等等。活性染料虽然染成品色泽鲜艳、日晒牢度较好、不含重金属离子等优点,但其染深性、盖染性差。分散染料也只能染浅色,因此目前用于锦纶染色的染料,仍以酸性或弱酸性染料为主。
锦纶纤维的等电点在pH值5-6,当溶液pH值低于等电点时,锦纶纤维带正电荷,染料与纤维以离子键形式相结合,染料主要固着在纤维的端氨基上;当溶液pH值高于等电点时,锦纶纤维带负电荷,染料只能以范德华力或氢键等分子间吸引力的结合方式上染锦纶。
锦纶织物染色中常常易出现“条柳”、 “横档”等问题,以下通过对染色过程中各种影响因素加以分析。
1、染液pH值对染色的影响
业界一直认为锦纶染色pH值的控制是成败的关键,经过多年的生产积累,我们发现如果染色中采用缓冲体系类的助剂以及好的匀染剂的选用,对锦纶染色成败起到决定性的作用。
酸性(或弱酸性)染料染色时,随着染色的进行,染液pH值有不断升高的趋势。而对于亲和力小、对染浴pH值较敏感的染料,染色的pH值应控制在5左右,这样缓冲体系类的助剂使用,对锦纶染色pH值控制可起到事半功倍的效果。稳定染液的pH值是实现染色均匀一致的关键因素之一。
不同pH值对酸性染料吸附锦纶的影响:在温度一定的条件下,染料吸附量随着染液pH值的升高而大幅下降,但当染液pH值达到9以上时,染料吸附量会急剧下降,严重影响染料的上染。这是因为当染液pH值高于锦纶纤维等电点后,锦纶纤维带负电荷染料上染锦纶的方式,主要以分子间的范德华力及氢键吸附、着色。
当染液pH值呈弱碱性时,染料上染缓慢、均匀,这样却能有效改善在染色升温过程中所容易产生色花、色差等现象的发生。
当染液pH值低于等电点时,锦纶纤维的端氨基吸附H+化,形成带正电的-NH3 +,从而使纤维带正电荷,此时染料吸附量急剧上升,染料与纤维不仅以范德华力结合,同时主要以离子键方式结合。这时染料上染速度极快,如果不加以控制,很容易引起色花、条柳等染色问题的发生。而当染液pH值低于2.5时,纤维的酰胺基开始吸附质子,引起超当量吸附,在这种pH很低的条件下染色,会造成锦纶纤维的降解。
2、染色温度对锦纶染色的影响
温度是控制染料上染的重要因素,温度的高低,会影响纤维的溶胀程度、染料的性能以及助剂作用的发挥,锦纶是热塑性纤维,低温时染料上染很慢。
锦纶6的玻璃化温度为30~50℃,而锦纶66的玻璃化温度在47~50℃,一般锦纶66的始染温度可控制在40℃左右,而锦纶6的始染温度要更低一些。当染浴温度达到70℃后,纤维急剧膨胀,染料上染率直线上升,在这以后的升温过程中,应严格控制升温速率。当然,温度对染色速率的影响还因染料的不同而有所不同,分子量较小、匀染性较好的染料随着温度升高而逐渐增加,而对于分子量大、匀染性、移染性较差的染料,只有在染浴温度高于60%后,才开始随温度的升高而逐渐增加,特别是在65~85℃的范围内,应严格控制升温速率,若控制不当就会造成上染过快而造成色花。
因此,升温速率对染色的影响关系极大,而升温速率需根据选用染料、所染颜色深浅及织物结构的不同,可采用阶梯升温以保证染料上染的匀染性。保温阶段的主要作用是在于使染料获得一定的迁移性,因此保温时间的适当延长有助于染料的匀染及盖染。
3、染料的选择对锦纶染色的影响
染料的选择主要取决于被染物的种类、色相、色深以及色牢度要求等因素,所选用的染料要有合理的配伍性。
就酸性染料本身而言,其应用性能由分子结构本身所决定。分子结构越简单,相对分子质量越小,所含水溶性基团占比就越大,其匀染性就越好,但其湿处理牢度却较差。而为了提高酸性染料的湿处理牢度,会增加有机基团的比例以增加染料相对分子质量,降低水溶性基团占比,但其染料的匀染性、移染性却会有所下降。因而需要从染色工艺着手,加以对染色过程的控制,以保证染色质量,防止“色花”、 “条柳” 等问题的出现。
锦纶的染色饱和值很低,因此在拼染深浓色时,不同染料间的“竞染” 现象就显得很突出。如果选用的染料在亲和力及上染率上相差较大时,在不同的染色时间内,纤维染得的色泽就会大不相同,这样极易造成色花以及颜色重演性很差。
一般尽量选用同一公司的同一系列的染料,即使不得不选用不同公司的染料相拼时,也应尽量选择上染曲线相似、始染温度近似,以及对温度、匀染剂敏感性相似的染料,以尽量减少染料间的“竞染”现象。
4、匀染剂的选择对锦纶染色的影响
弱酸性染料水溶性基团比强酸性染料少,对锦纶纤维的亲和力较高,在水溶液中溶解度比强酸性染料差,其溶解度及聚集度中等,因而其湿处理牢度较好,不过其移染性和匀染性较差。
而锦纶及其弹性织物在纤维纺丝及织造过程中,纤维本身物化结构不均匀,包括细度差异、内应力差异、分子结构取向度的差异等,或者纤维化学性质上的差异,例如纤维端氨基数量的差异等,也会造成染色过程中形成色条、横档等染色问题。另外,染色过程中的操作问题会影响锦纶染色的匀染性。因此,好的匀染剂的选用可有效地防止或减少上述问题的发生。
用于锦纶染色的匀染剂品种繁多,有亲纤维的阴离子型、亲染料的高分子型、两亲型的两性离子型等。两性离子型匀染剂分子量较大,对弱酸性类分子量较大的染料有优良的匀染作用,有较高的移染能力,更有把不同类型酸性染料染着率拉平的能力。
1、锦纶织物前处理工艺的选择直接影响着锦纶织物染整加工产品的品质。
2、染色过程中,染液pH值的控制是染色成败的关键因素之一,染液pH值越低,上染速度越快,染料的匀染性及经柳遮盖能力越差。
3、尼龙匀染剂可改善染液始染pH值及锦纶织物所带电荷,可有效防止始染pH过低带来的色花及经柳、横档等问题.起到非常好的匀染效果。
4、锦纶织物湿处理牢度不仅要求所选用染料符合产品要求.而且好的尼龙固色剂对湿处理牢度有很好的提升效果。
5、染色温度的控制也是锦纶染色的关键因素之一。应根据所选用染料及不同颜色、不同织物组织结构来确定染色升温曲线及染色始染温度,升温曲线一般采用阶梯法。
6、宜根据不同的产品要求决定锦纶织物后整理工艺。