防遷移整理對分散染料熱遷移性的影響

李小鳳，朱亞偉，2，徐 明

(1.蘇州大學紡織與服裝工程學院，江蘇蘇州215021;2.現(xiàn)代絲綢國家重點實驗室，江蘇蘇州215123;3.常州喜萊維紡織科技有限公司，江蘇常州213125)

含滌綸、錦綸纖維的涂層整理或功能整理，在熱處理時，纖維內(nèi)部的染料會發(fā)生與上染逆向的熱遷移［1］，部分染料會重新遷移至纖維表面，導致成品色牢度大幅度下降［2-3］。崔浩然［4］、陳榮圻［5］等已研究過分散染料熱遷移性的機理及其對色牢度的影響，邵建中［6］等運用溶度參數(shù)理論對滌綸涂層織物在生產(chǎn)和存儲過程中發(fā)生遷移及色變的機制進行了研究。隨著多樣化涂層整理的發(fā)展，分散染料不僅有熱遷移現(xiàn)象，而且有溶劑遷移現(xiàn)象，特別當非極性溶劑或非離子表面活性劑存在時，甚至在成品較長時間放置時也會發(fā)生［7］，導致織物表面產(chǎn)生色花和色點［8-9］。

本研究試制了滌/錦/棉混紡織物的涂層產(chǎn)品，采用活性染料和分散染料染色，染色織物先經(jīng)有機氟防水劑整理，再在織物反面進行水溶性PU涂層，織物正面進行油蠟涂層。發(fā)現(xiàn)涂層整理織物在放置15～20 d后，分散染料會向表面發(fā)生遷移，特別是深色制品，會產(chǎn)生嚴重的色點和色花等病疵。

本研究的目的是對染色基布進行特殊的預處理，防止織物因防水或涂層整理引起的分散染料遷移。

1 試驗

1.1 材料與設備

材料:滌/錦/棉混紡織物，滌綸、錦綸與棉的質(zhì)量比為45︰15︰40，織物平方米質(zhì)量為170 g/m2(常州喜萊維紡織科技有限公司);白色滌綸織物(市售);PU涂層劑202(聚氨酯和非離子乳化劑組成)，油蠟涂層劑806(高分子聚酯和高級烷烴組成)，有機氟防水劑HS(丙烯酸氟樹脂和非離子乳化劑組成，蘇州常春藤進出口有限公司)，防遷移劑H-95含固量2%(陰離子高分子樹脂組成，博約生物科技(蘇州)有限公司)，交聯(lián)劑AM(雙官能度酸性自交聯(lián)劑和催化劑組成，實驗室自制)，活性紅玉B-4BD、活性黃B-4RF、活性黑W-NN，分散紅玉S-5BL、分散黃SE-3K、分散黑ECT和分散藍FBLN(均為市售)。

設備:JJ-1精密增力電動攪拌器(金壇市金南儀器制造有限公司)，EL-400立式小軋車(上海朗高紡織設備有限公司)，DHG-9070A電熱恒溫鼓風干燥箱(上海精宏實驗設備有限公司)，UltraScan-XE電腦測配色儀(美國 Hunter Lab公司)，Thermaplate-620色牢度和穩(wěn)定性測試儀(英國JAMES H.HEAL有限公司)，涂層機(常州市奮發(fā)印染設備有限公司)。拉幅定形機(常州市創(chuàng)新印染機械有限公司)。

1.2 方 法

1.2.1 滌/錦/棉混紡織物的染色

采用先活性染料染色再分散染料染色的二浴法工藝，拼色用活性染料的配比為:活性紅玉B-4BD質(zhì)量分數(shù)0.11%、活性黃B-4RF質(zhì)量分數(shù)0.33%、活性黑W-NN質(zhì)量分數(shù)5.00%。拼色用分散染料的配比為:分散紅玉S-5BL質(zhì)量分數(shù)0.38%、分散黃SE-3K質(zhì)量分數(shù)1.05%、分散黑ECT質(zhì)量分數(shù)2.50%、分散藍FBLN質(zhì)量分數(shù)0.30%。染色織物的顏色特征值為:L*=21.84，a*=0.37，b*=-2.18，K/S=15.42。

1.2.2 織物涂層方法

工藝I:織物→防水整理→PU涂層(反面)→油蠟涂層(正面)。

工藝II:織物→防遷移整理→防水整理→PU涂層(反面)→油蠟涂層(正面)。

工藝III:織物→防遷移整理→PU涂層(反面)→油蠟涂層(正面)。

工藝條件:1)防遷移整理:H-95 x g/L，AM y g/L，二浸二軋，軋余率90%，焙烘溫度175℃，焙烘時間3 min;2)防水整理:有機氟防水劑 HS質(zhì)量濃度40 g/L，二浸二軋，軋余率90%，焙烘溫度160℃，焙烘時間3 min;3)PU涂層:PU涂層劑202，焙烘溫度160℃，焙烘時間3 min;4)油蠟涂層:油蠟涂層劑806，焙烘溫度160℃，焙烘時間3 min。涂層整理的試驗采用篩網(wǎng)刮印方式。

1.2.3 織物生產(chǎn)中的整理方法

采用工藝II的加工方法，防遷移整理和防水整理在拉幅定形機上進行，PU涂層和油蠟涂層在涂層機上生產(chǎn)。

1.2.4 染料遷移試驗方法

因織物上分散染料的遷移是在放置過程中出現(xiàn)的，為縮短試驗時間，經(jīng)多次試驗和評價，采用如下方法用于實驗室試樣的評價:將整理織物(10 cm×10 cm)的正反面貼合兩塊同面積的白色滌綸織物，縫合四周，在電熱恒溫鼓風干燥箱中于160℃處理3～10 min，測試正面和反面貼合白色滌綸織物的沾色程度，沾色程度用亨特白度和沾色等級表示。該試驗方法能模擬在放置過程中分散染料產(chǎn)生的染料遷移性。

1.3 測試方法

1.3.1 白度和沾色等級

在UltraScan-XE型電腦測配色儀上進行測試，采用D65光源及10°視角，測試亨特白度，測試5次取平均值;沾色等級按GB/T 251—2008《紡織品 評定沾色用灰色樣卡》評定。

1.3.2 升華牢度

在Thermaplate-620色牢度和穩(wěn)定性測試儀上采用GB/T 6152—1997《紡織品 色牢度試驗耐熱壓色牢度》的方法測試織物干壓和潮壓色牢度，按GB/T 251—2008沾色和GB/T 250—2008《紡織品 色牢度試驗評定變色用灰色樣卡》評定。

2 結(jié)果與討論

2.1 涂層整理對分散染料熱遷移性的影響

滌/錦/棉染色織物采用工藝I的涂層方法，比較整理前后織物在160℃下經(jīng)不同時間熱處理，白色滌綸(白度為95.18)的沾色牢度見表1，同時未涂層染色織物的升華色牢度見表2。

表1 涂層整理對分散染料熱遷移性的影響Tab.1 Influence of coating finishing on thermal migration of disperse dyes

表2 未涂層織物的升華色牢度Tab.2 Sublimation fastness of uncoated fabrics

由表1可知，滌/錦/棉染色織物經(jīng)高溫熱處理后，正面和反面的滌綸白布的沾色程度隨著時間的延長而增多，反面滌綸白布的沾色較正面嚴重;經(jīng)工藝I整理的織物，沾色程度更為嚴重，即涂層整理織物更容易發(fā)生分散染料向纖維表面的熱遷移。

由表2可知，滌/錦/棉染色織物經(jīng)高溫潮壓處理后在15 s時的變色牢度為3～4級，在4 h時的變色牢度為4～5級，棉布正面沾色牢度僅為3級，說明所選分散染料本身的升華牢度不高。

2.2 防遷移整理對分散染料熱遷移性的影響

經(jīng)篩選H-95是一種較有效的防遷移整理劑，為改善分散染料的熱遷移性，滌/錦/棉織物采用工藝II的涂層方法，比較在100 g/L防遷移劑H-95中加入10 g/L交聯(lián)劑AM對整理織物染料熱遷移性能的影響，在160℃下經(jīng)不同時間熱處理，白色滌綸的沾色牢度見表3。

由表3可知，與工藝I相比(見表1)，采用H-95防遷移整理劑處理，在相同的熱處理條件下，白色滌綸的沾色程度較小;加入交聯(lián)劑AM，白色滌綸的沾色牢度變得更小，即白度值較高，沾色牢度等級較高。說明在防遷移劑H-95中加入交聯(lián)劑AM，對改善分散染料的遷移牢度是有利的，當熱處理時間為3～5 min時，白色滌綸的白度較高，沾色牢度等級達4級以上。

表3 交聯(lián)劑質(zhì)量濃度對分散染料熱遷移性的影響Tab.3 Influence of mass concentration of cross-linking agent on thermal migration of disperse dyes

采用工藝II的涂層方法，加入質(zhì)量濃度10 g/L的交聯(lián)劑AM，改變防遷移劑H-95的質(zhì)量濃度，整理織物在160℃下經(jīng)不同時間的熱處理，白色滌綸的沾色牢度見表4。

表4 H-95質(zhì)量濃度對分散染料熱遷移性的影響Tab.4 Influence of mass concentration of H-95 on thermal migration of disperse dyes

由表4可知，當熱處理時間為5 min時，隨著H-95質(zhì)量濃度的增加，滌綸貼襯白度和沾色等級的變化不明顯;當延長熱處理時間至10 min時，H-95質(zhì)量濃度為100 g/L，滌綸貼襯白度和沾色等級都較好，綜合考慮選取H-95質(zhì)量濃度為100 g/L。

固定防遷移劑H-95的質(zhì)量濃度為100 g/L，改變交聯(lián)劑AM的質(zhì)量濃度，整理織物經(jīng)160℃ ×5 min熱處理，白色滌綸的沾色牢度見表5。

由表5可知，AM對染料熱遷移的影響不大，基于成本考慮選取AM質(zhì)量濃度為1 g/L，但白度明顯比表4中的白度高，再次說明AM在防遷移整理中是很重要的。H-95與AM聯(lián)合使用時效果最好，即防遷移劑H-95的質(zhì)量濃度為100 g/L、交聯(lián)劑AM的質(zhì)量濃度為1 g/L時，其滌綸白度最高，正反面沾色牢度等級達到4～5級。

表5 AM質(zhì)量濃度對分散染料熱遷移性的影響Tab.5 Influence of mass concentration of AM on thermal migration of disperse dyes

在含分散染料的涂層或功能整理加工中，因整理劑中常含有非離子表面活性劑或有機溶劑，涂層或功能整理織物在熱處理時，非離子活性劑或有機溶劑會向纖維內(nèi)部擴散，而分散染料與非離子表面活性劑或有機溶劑存在較強的增溶或相互作用，纖維內(nèi)部的分散染料會隨著非離子活性劑或有機溶劑的熱運動而向纖維表面遷移。本試驗采用的防遷移劑H-95是一種陰離子高分子物，能在纖維表面形成高分子膜，又能與分散染料形成較強的相互作用，交聯(lián)劑AM能促進防遷移劑H-95與纖維之間的結(jié)合牢度。因此，經(jīng)防遷移劑H-95預整理的織物，再經(jīng)含非離子活性劑或有機溶劑的涂層或功能整理，如防水整理、PU涂層和油蠟涂層，防遷移劑H-95形成的膜不僅能阻止分散染料由纖維內(nèi)部向纖維表面的遷移，同時能減少非離子活性劑或有機溶劑與分散染料的接觸，提高了分散染料在熱處理過程中的穩(wěn)定性，減少了分散染料的熱遷移現(xiàn)象。

2.3 實際生產(chǎn)中存在的問題及解決方法

采用工藝I涂層整理的滌/錦/棉織物，不同顏色的織物在放置15～20 d后，特別是綠色、深藍色和黑色織物，會產(chǎn)生嚴重的色花和色點現(xiàn)象，這主要是分散染料向纖維表面遷移引起的。

采用經(jīng)優(yōu)化的涂層整理工藝Ⅱ，在工廠中試制了約1 000 m涂層織物，產(chǎn)品放置20 d，織物表面雖不再出現(xiàn)因染料遷移引起的色花和色點現(xiàn)象，但整理后會出現(xiàn)水漬印(局部顏色變花)，有少量織物的反面會出現(xiàn)無規(guī)律的不均勻白點。經(jīng)初步分析可能是防遷移劑和防水劑的不相容引起的。為了解防遷移劑和防水劑的相互作用，采用工藝II和工藝III，將整理織物在160℃和175℃下處理3 min，觀察涂層織物是否產(chǎn)生水漬印，觀察結(jié)果見表6。

表6 不同試驗條件對織物表面水漬印的影響Tab.6 Influence of different testing conditions on surface stains of fabrics

由表6可知，不經(jīng)防水整理的工藝Ⅲ，織物表面都不會產(chǎn)生水漬印;經(jīng)防水整理的工藝Ⅱ，在160℃熱處理時也無水漬印，但在175℃時會產(chǎn)生水漬印。因此水漬印的出現(xiàn)是由防水劑HS和交聯(lián)劑AM的不相容引起的。因為交聯(lián)劑AM是一種強酸性、陰離子型低溫自交聯(lián)劑，而防水劑HS是弱陽離子有機氟防水劑，如果防遷移整理發(fā)生交聯(lián)不足或過度，會導致防水劑HS的耐酸性變差，防水劑HS在織物表面產(chǎn)生不均勻分布而產(chǎn)生水漬印。

采用涂層工藝Ⅱ，分別將防遷移劑H-95和交聯(lián)劑AM、防水劑HS與PU涂層劑202在織物上進行人為地不均勻處理，觀察織物表面白點的現(xiàn)象。試驗結(jié)果表明，H-95+AM、PU涂層劑202整理的織物表面均沒有出現(xiàn)白點現(xiàn)象，而經(jīng)防水劑HS處理的織物表面存在明顯的白點，由此可以推斷涂層織物表面白點的產(chǎn)生與防水劑的分布不均勻有關，可能是浸軋防水劑HS時，織物上未反應的強酸性物質(zhì)進入浸軋液，導致防水劑HS乳液分層引起的。

調(diào)整交聯(lián)劑AM的配比及控制防水整理的焙烘溫度，在工廠中試制了約3萬m涂層織物，沒有出現(xiàn)因分散染料遷移引起的色花、色點、水漬印和白點等病疵，涂層產(chǎn)品已出口到德國，取得了良好的經(jīng)濟效益。

3 結(jié)論

1)防遷移整理能有效地改善滌/錦/棉織物因分散染料熱遷移引起的現(xiàn)象，解決了實際生產(chǎn)中因涂層等功能整理引起的色花、斑點問題。

2)優(yōu)化的防遷移整理工藝參數(shù)為:防遷移劑H-95質(zhì)量濃度100 g/L，交聯(lián)劑質(zhì)量濃度AM 1 g/L，焙烘溫度175℃，焙烘時間3 min。

3)通過對滌/錦/棉染色織物的預整理，在纖維表面形成一層保護膜和增強與分散染料的相互作用，能阻止分散染料因含非離子表面活性劑或有機溶劑的功能整理引起的遷移現(xiàn)象，為多功能紡織品的開發(fā)提供了一種有效的方法。

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