聚氨基甲酸酯纤维即氨纶[1],其弹性好,断裂伸长率大于 400%,最高可达 800%,有良好的应用 性 能。氨纶的应用较为广泛,主要与棉、锦纶及涤纶等纤维组成弹性织物,市场占有率可达25%~30%左右[2]。目前主要采用分散染料对涤氨织物进行染色,但涤纶与氨纶的物化性能存在较大差异,导致两种纤维染色温度相差较大[3-4],氨纶的玻璃化转变温度较低,不需在高温条件下染色,在100 ℃条件下,分散染料对氨纶染色已接近饱和,而涤纶纤维的玻璃化转变温度较高,一般需在高温条件下染色[5-6]。氨纶不耐高温,尤其在酸性或碱性条件下,长时间对氨纶进行高温处理,会使氨纶发生脆损,弹力受到较大损伤,为了避免氨纶弹力损伤,一 般 在 120 ℃ 左 右 对 涤 氨 混 纺 织 物 进 行 染色。
采用苯甲酸苄酯为载体,以降低涤氨针织面料的染色温度,通过单因素及正交试验探究染色载体苯甲酸苄酯对涤氨针织面料的最佳染色工艺,并将其染色效果与高温高压法染色效果进行比较。

一、试验部分
1、材料及仪器
材料:经前处理、预定型的涤氨针织布88%涤纶8.3tex/144f+12% 氨纶 3.3tex,150g/m2(南通泰慕士服装有限公司)。分散红玉 DRD(安诺其纺织化工有限公司),苯甲酸苄酯(南京化学试剂股份有限公司),苄酯乳化剂(杭州绿典化工有限公司),皂片(上海制皂厂),氢氧化钠,保险粉,冰醋酸(西陇化工股份有限公司)等。
仪器:EL303电子天平(梅特勒-托利多仪器(上海)有限公司),PHS-3C精密pH 计(上海仪电科学仪器股份有限公司),IR-12SM 红外线试色机(厦门瑞比公司),
01AB-1电热恒温鼓风干燥机(海门市恒昌仪器厂),电热恒温水浴锅(上海华联环境实验设备公司恒昌仪器厂),DatacolorSF650测色配色仪(德塔颜色商贸(上海)有限公司),Gyrowash415水洗/干洗色牢度试验机(英国JamesHHeal公司),LFY-301B熨烫升华色牢度仪(山东省纺织科学研究院),YB571预置式染色牢度摩擦仪(温州大荣纺织标准仪器厂),YG065H 型电子织物强力仪(莱州市电子仪器有限公司)。
2、 试验方法
1.2.1 苯甲酸苄酯的乳化
将质量比为9∶1的苯甲酸苄酯及苄酯乳化剂混合成透明的淡黄色液体,加水乳化,配制苯甲酸苄酯质量浓度为10g/L的乳液。
1.2.2 染色工艺条件
染色工艺条件见表1所示。
1.2.3 还原清洗工艺
烧碱2g/L,保 险 粉 2g/L,温 度 85 ℃,时 间 15min,浴比为1∶50。
1.3 测试方法
1.3.1 颜色特征
采用 DatacolorSF650测色配色仪在 D6510Deg光源下测试,测试8次读取平均值,用 K/S 值表征染色织物的染色深度。
1.3.2 染色牢度
耐皂洗牢度:参照 GB/T3921-2008《纺织品色牢度试验耐皂洗色牢度》中 C(3)方法测定,皂片质量浓度5g/L,无水碳酸钠质量浓度2g/L,浴比1∶50,60℃皂洗30min。
耐摩擦牢度:参照 GB/T3920-2008《纺织品色牢度试验耐摩擦色牢度》测定。
耐升华牢度:参照 GB/T5718-1997《纺织品色牢度试验耐干热(热压除外)色牢度》测试。
1.3.3 顶破强力
参照 GB/T19976-2005《纺织品顶破强力的测定第1部 分:钢 球 法》,将 8cm×8cm 的 待 测 织 物 在YG065H 型电子 织 物 强 力 仪 上 进 行 测 试,用 直 径 38mm 钢球顶杆测试3次,结果取平均值。

二、结果与讨论
2.1 涤氨针织面料染色工艺条件选择
2.1.1 苯甲酸苄酯用量对染色深度的影响
改变载体苯甲酸苄酯用量,测得染色织物的 K/S值如图1所示。染色条件:分散红玉 DRD3%(owf),染液pH 值5,染色温度100℃,染色时间40min,浴比
1∶20。
由图1可见,涤氨染色针织物的 K/S 值随着载体苯甲酸苄酯用量的增加先增大后减小,苯甲酸苄酯用量为6%(owf)时,染色织物的 K/S 值最大。这是因为,苯甲酸苄酯用量小于6%(owf)时,苯甲酸苄酯主要对涤纶纤维起到增塑作用,使涤纶纤维的玻璃化转变温度降低,增加分散染料对涤纶纤维的上染率;苯甲酸苄酯用量大于6%(owf)后,较多的染料溶解在苯甲酸苄酯所形成的分散相中,使得纤维对染料的吸附量下降。因此,为提高分散染料的利用率且使织物获得较深的 表 观 颜 色,苯 甲 酸 苄 酯 的 用 量 初 选 为 6%。
2.1.2 染色温度对染色深度的影响
苯甲酸苄酯用量6%(owf),其他条件不变,改变染色温度,测得染色织物的 K/S 值如图2所示。
涤氨染色针织物的 K/S 值随着染色温度的升高先迅速增大后趋于平衡,染色温度达到105℃之前,染色织物 K/S 值增加速率较快,染色温度达到105 ℃之后,染色织物 K/S 值增加速率缓慢且慢慢趋于平衡。这是因为,涤纶纤维的大分子链段随着温度的升高而运动加剧,有利于分散染料向涤纶纤维中扩散,增加分散染料对涤纶纤维的上染率。因此,染色温度初选为105 ℃。
2.1.3 染液pH 值对染色深度的影响
苯甲酸苄酯用量6%(owf),染色温度105 ℃,其他条件不变,改变染色 pH 值,测得染色织物的 K/S值结果如图3所示。
由图3 可见,涤氨染色针织物的 K/S 值受染液pH 值的影响较小,在酸性、中性及碱性条件下分散红玉 DRD对涤氨针织物均有较好的染色效果,考虑到氨纶在酸性或碱性溶液中高温处理时容易发生脆损,造成断丝等疵点,而原染液的pH 值为7.5左右,接近中性环境,有利于保护氨纶纤维的弹性。因此,选择不调节染液的pH 值。
2.1.4 恒温染色时间对染色深度的影响
苯甲酸苄酯用量6%(owf),染色温度105℃,不调节染液pH 值,其他条件不变,改变恒温染色时间,测得染色织物的K/S 值结果如图4所示。为了避免氨纶纤维的脆化,染色时间通常控制在40~60min,故讨论60min内恒温时间对染色织物的K/S 值影响较有意义。
由图4可见,随着染色时间的延长,涤氨染色针织物的 K/S 值逐渐增大,在染色的前30min内,染色织物的K/S 值随恒温时间的延长增大较快;染色的后30min,染色织物的 K/S 值随着恒温时间的延长增大缓慢。分散 染 料 对 涤 纶 纤 维 的 上 染 属 于 Nernst型 吸附[9],分散染料对氨纶纤维上染属于 Nernst和 Langmiur二元吸附,氨纶纤维中的大量柔性链段主要通过范德华 力 与 分 散 染 料 结 合,少 部 分 含 有 -OH 和 -NH2的硬 性 链 段 主 要 由 氢 键 与 分 散 染 料 形 成 化 学键[10]。因此,染色时间初选为40min。
2.2 正交试验
由2.1节中单因素试验可以看出,染液 pH 值对涤氨染色针织物的 K/S 值影响较小,因此仅考虑苯甲酸苄酯的用量、染色温度及恒温染色时间三个因素对涤氨针织物染色性能的影响,进行三因素三水平正交试验。其中分散红玉 DRD3%(owf),浴比为 1∶20。正交试验设计方案及结果如表2所示。
三个因素对涤氨染色针织物的 K/S值均有影响,其中染色温度影响最大,恒温时间次之,苯甲酸苄酯用量影响最小;但三个因素对涤氨染色针织物的皂洗牢度及升华牢度几乎没有影响。因此,最佳工艺由三个因素对涤氨染色针织物的 K/S 值影响决定,最佳染色工艺为 A2B3C3,即苯甲酸苄酯的用量6%(owf),110 ℃恒温染色50min。
2.3 染色效果比较
载体法染色条件:分散红玉 DRD3%(owf),苯甲酸苄酯用量6%(owf),110℃恒温染色50min,浴比为1∶20,不调节染液pH 值。
高温高压法染色条件:分散红玉 DRD3%(owf),120℃恒温染色50min,浴比1∶20,不调节染液pH 值。
2.3.1 表观颜色特征
2种方法染色的涤氨针织物的颜色特征比较如表3所示。由表3可见,与高温高压法染色的织物相比,载体法染色的织物颜色特征相差不大,可以获得较好的染色深度。
2.3.2 染色牢度
2种方法染色的涤氨针织物的染色牢度比较如表4所示。由表4可见,2种方法染色的涤氨针织物的皂洗及摩擦色牢度均较好,升华牢度略差。说明苯甲酸苄酯不会对涤氨针织物的色牢度造成负面影响。
2.3.3 顶破强力
2种方法染色的涤氨针织物的顶破强力比较如表.
载体法染色与高温高压法染色涤氨针织物的顶破强力与原未染色布样顶破强力相差不大,说明载体苯甲酸苄酯不会对涤氨针织物造成损伤。
由于高温高压染色法会引起织物的收缩,导致织物单位面积克重增加,从而使得强力增加。

三、结论
(1)分散红玉 DRD 用量3%(owf),浴比为1∶20时,载体苯甲酸苄酯对涤氨针织物染色的最佳工艺为:苯甲酸苄酯用量6%(owf),110℃恒温染色50min,不调节染液pH 值;
(2)苯甲酸苄酯载体染色的涤氨针织物可以获得较好的表观颜色特征及色牢度,且苯甲酸苄酯不会影响涤氨染色针织物的色牢度,不会对涤氨针织物造成损伤。


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