孫向東

(武漢紡織大學(xué)化學(xué)與化工學(xué)院，湖北武漢430200)

熱定形對(duì)超亮光滌綸長(zhǎng)絲染整加工的影響

孫向東

(武漢紡織大學(xué)化學(xué)與化工學(xué)院，湖北武漢430200)

在超亮光滌綸染整加工過(guò)程中，探討了熱定形溫度和時(shí)間對(duì)4種不同截面形狀的超亮光滌綸長(zhǎng)絲熱收縮性能和染色性能的影響。結(jié)果表明:在熱定形溫度120～220℃，熱定形時(shí)間45～90 s條件下，經(jīng)熱定形后，4種纖維的臨界溶解時(shí)間均顯著增加，熱收縮率大幅度降低，纖維表面光澤變化不大，上染率提高;經(jīng)200℃熱定形后，相比圓形和扁平形纖維，三角形和三葉形纖維的上染率提高更為顯著。

聚對(duì)苯二甲酸乙二酯纖維 超亮光滌綸 熱定形 染整加工

超亮光滌綸長(zhǎng)絲(俗稱亮絲隆)具有優(yōu)良的光學(xué)特性，光澤鮮亮，斷裂強(qiáng)度高，斷裂伸長(zhǎng)率低，具有普通滌綸的高模量、高彈性及保形性好、不易起皺等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)抗起毛起球、吸濕性和抗靜電性等也有所改善［1］。超亮光滌綸織物在染整加工中要經(jīng)過(guò)熱定形，而熱定形對(duì)其染整加工會(huì)造成一定的影響，特別是對(duì)于異形超亮光滌綸。作者對(duì)超亮光滌綸進(jìn)行熱定形處理，分析了熱定形溫度和時(shí)間對(duì)熱定形效果的影響，探討了經(jīng)熱定形后纖維表面光澤的變化和對(duì)上染效果的影響。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 原料

超亮光滌綸長(zhǎng)絲:1#試樣截面為圓形，73 dtex/192f;2#試樣截面為扁平形，61 dtex/12f;3#試樣截面為三角形，53 dtex/36 f;4#試樣截面為三葉形，55 dtex/36 f，江蘇恒力化纖有限公司生產(chǎn)。

1.2 染料與試劑

分散藍(lán)SE-2R:際華新四五印染公司產(chǎn);苯酚:分析純，武漢銀嘉化工有限公司產(chǎn);平平加O:化學(xué)純，上海申江化工有限公司產(chǎn);碳酸鈉:化學(xué)純，天津德華化工產(chǎn);醋酸:化學(xué)純，開(kāi)封東大化工產(chǎn);N，N-二甲基甲酰胺:化學(xué)純，天津市凱通化學(xué)試劑有限公司產(chǎn)。

1.3 儀器

DSBD-1數(shù)顯式白度儀:浙江溫州鹿東儀器廠制;LA2002高溫高壓試色機(jī):臺(tái)灣瑞比染色試劑有限公司制;722N可見(jiàn)光分光光度計(jì):上海精科實(shí)業(yè)有限公司制;SP60積分球式分光光度儀:愛(ài)色麗(上海)色彩儀器商貿(mào)有限公司制;Maths DHe實(shí)驗(yàn)室熱定形機(jī):奧地利Maths公司制。

1.4 方法

1.4.1 前處理方法

在印染加工中，一般在染色前要對(duì)纖維進(jìn)行前處理，將不同溫度定形后的纖維，置于60℃的前處理液中處理60 min，前處理液的組成為0.5 g/L Na2CO3，1 g/L 平平加 O，浴比1∶100。

1.4.2 熱定形方法

使用熱定形小樣機(jī)進(jìn)行熱定形實(shí)驗(yàn)，將熱定形機(jī)的定形架改造后，進(jìn)行熱定形。用繞線機(jī)將紗線繞成長(zhǎng)度為30 cm的線圈，將線圈一端固定，另一端掛在彈簧上，彈簧則固定在定形架的另一邊，調(diào)節(jié)定形架螺桿，給予紗線適當(dāng)?shù)膹埩?。?種不同類型的纖維試樣分別固定在定形架上，分別在120～220℃的溫度下定型45，90 s。

1.4.3 染色方法

采用蒸餾水配制質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的分散藍(lán)SE-2R染液，用醋酸調(diào)節(jié)染浴pH值為4～5，將染浴倒入不銹鋼染杯中，將潤(rùn)濕的滌綸織物擠干后置于紗架上，將紗架放入染杯中，浴比為1∶100。將染杯放入染色機(jī)中開(kāi)始染色。染浴以2℃/min速率升溫，升溫至125℃染30 min，染色完畢后取出試樣，經(jīng)水洗，皂洗，水洗，烘干后待用。

1.5 測(cè)試

熱定形效果:采用臨界溶解時(shí)間法(CDT)測(cè)定［2］。以臨界溶解時(shí)間(t)來(lái)表征熱定型效果。

熱收縮率(S):將熱定形后的纖維試樣于松弛懸掛狀態(tài)下，置于190℃的烘箱內(nèi)，無(wú)張力熱處理2 min，參照GB/T 6506—2001合成纖維長(zhǎng)絲熱收縮率試驗(yàn)方法進(jìn)行測(cè)試。

纖維表面光澤:參照GB/T 17644—2008紡織纖維白度色度試驗(yàn)方法測(cè)試。以未定形的纖維為基準(zhǔn)，使用P60積分球式分光光度儀測(cè)定纖維定形后的色度變化值，即△L，△a，△b值。

上染率(R):按照文獻(xiàn)［3］中的方法，采用可見(jiàn)光分光光度計(jì)測(cè)定染色前后最大吸收波長(zhǎng)下的吸光度(A0，A1)，按式(1)計(jì)算各試樣的R:

2 結(jié)果與討論

2.1 熱定形效果

由于當(dāng)熱定形溫度達(dá)到220℃后，已無(wú)法測(cè)試t，因此表1中僅列出最高溫度為200℃時(shí)的t。由表1可知，纖維試樣的t隨熱定形溫度的升高而明顯增加;當(dāng)熱定形溫度達(dá)180℃后，t有較大的增加，當(dāng)定形溫度較低時(shí)，熱定形時(shí)間對(duì)定形效果也有一定的影響，而當(dāng)熱定形溫度較高時(shí)，這種影響更加顯著;t還與纖維的線密度有關(guān)，線密度越大，t越大。實(shí)驗(yàn)表明，t與纖維的截面形狀也有一定的關(guān)系，由于3#和4#試樣的截面形狀分別為三角形和三葉形，其比表面較圓形和扁平形截面的纖維大，因而其t較小。

表1 熱定形溫度和時(shí)間對(duì)試樣t的影響Tab.1 Effect of heat setting temperature and time on t for samples

2.2 熱收縮性能

由表2可知，隨著熱定形溫度的增加，各纖維試樣的S均有明顯的降低，當(dāng)熱定形溫度達(dá)到200℃時(shí)，纖維的S基本降至最低值，此時(shí)纖維的熱穩(wěn)定性有很大的提高。熱定形時(shí)間延長(zhǎng)，有利于提高纖維的熱穩(wěn)定性。4種不同規(guī)格和截面的纖維經(jīng)一定溫度定形后，其S接近，表明在相同的熱定形溫度下，纖維的截面及線密度對(duì)纖維的熱穩(wěn)定性影響較小。

表2 熱定形溫度和時(shí)間對(duì)試樣S的影響Tab.2 Effect of heat setting temperature and time on S for samples

2.3 纖維表面光澤

對(duì)于超亮光滌綸長(zhǎng)絲，其光澤性是該類纖維最突出的特性，而纖維在熱定形時(shí)，若因溫度過(guò)高造成色澤變黃，則影響超亮光滌綸長(zhǎng)絲的光澤性。

由表3可知，熱定形溫度對(duì)纖維的白度影響較小。這表明在較短的時(shí)間內(nèi)對(duì)超亮光滌綸長(zhǎng)絲進(jìn)行高溫?zé)岫ㄐ翁幚?，不?huì)降低纖維的白度。

表3 熱定形溫度對(duì)纖維白度的影響Tab.3 Effect of heat setting temperature on fiber brightness

由表4可知，4種纖維經(jīng)熱定形處理后，色度與未定形纖維比較均發(fā)生一定程度的變化，其中變化較大的有1#和4#試樣，熱定形后的△L都大于1，表明這兩種纖維定形后顏色變淺，即纖維的反射性增強(qiáng)。4種纖維經(jīng)熱定形后，△a無(wú)明顯變化，△b有明顯的差異，且為正值，表明4種纖維熱定形后顏色偏黃［4］。

表4 熱定形對(duì)處理后纖維的色度變化Tab.4 Fiber chroma change after heat setting treatment

2.5 染色性能

由表5可知:4種纖維經(jīng)熱定形后，隨著熱定形溫度的增加，其R最初略微下降，但當(dāng)熱定形溫度達(dá)200℃后，R有了明顯的提高;3#，4#試樣的R有較大的提高，1#和2#試樣R變化不大。在熱定形過(guò)程中，當(dāng)熱定形溫度較低時(shí)，主要形成一些尺寸較小的結(jié)晶，超過(guò)一定溫度后，纖維中結(jié)晶尺寸突然增大，因此在晶區(qū)之間形成較多的裂縫，從而有利于染料分子的擴(kuò)散［5］。

表5 熱定形溫度對(duì)纖維染色性能的影響Tab.5 Effect of heat setting temperature on dyeing property of fibers

3 結(jié)論

a.熱定形溫度和時(shí)間對(duì)熱定形效果有很大的影響。隨著熱定形溫度的增加，t迅速增加。溫度較高時(shí)，熱定形時(shí)間對(duì)t的影響顯著增加。

b.熱定形后的超亮光滌綸長(zhǎng)絲在干熱空氣中的尺寸穩(wěn)定性有較大的提高，其S隨熱定形溫度的提高而顯著降低;在相同的熱定形溫度下，增加熱定形時(shí)間有利于S降低。

c.經(jīng)120～220℃，90 s熱定形，超亮光滌綸長(zhǎng)絲的表面光澤無(wú)明顯影響。

d.熱定形后的超亮光滌綸長(zhǎng)絲的R隨纖維的截面形狀不同而有較大的區(qū)別。其中圓形和扁平形截面的R的影響較小，而三角形和三葉形截面的纖維經(jīng)220℃熱定形后，其R有較大的提高。

［1］吳新姿，夏建明.大有光滌綸毛毯的印花［J］.印染，2009(13):29－32.

［2］金咸穰.染整工藝實(shí)驗(yàn)［M］.北京:紡織工業(yè)出版社，1986:194－195.

［3］李勇，朱泉.聚酯超細(xì)纖維分散染料染色性能的研究［J］.印染，2005(7):5－7.

［4］劉武輝，胡更生，王琪，等.印刷色彩學(xué)［M］.北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2004:145－150.

［5］閻克路.染整工藝與原理［M］.上冊(cè).北京:中國(guó)紡織出版社，2009:118－122.

Effect of heat setting treatment on dyeing and finishing of super-bright polyester filament

Sun Xiangdong
(School of Chemistry and Chemical Engineering，Wuhan Textile University，Wuhan 430200)

The effects of heat setting temperature and time on the thermal shrinkage properties and dyeing property of superbright polyester filaments with four different cross section shape were discussed during the dyeing and finishing process.The results showed that the critical dissolution time was profoundly increased，the thermal shrinkage was considerably decreased，the surface brightness changed little and the dye up-take was improved as these four filaments was subjected to heat setting treatment at 120－220℃ for 45－90 s;as compared with circular and flat filaments，the triangle and trilobal filaments had the dye up-take improved more considerably after heat setting at 200℃.

polyethylene terephthalate fiber;super-bright polyester filament;heat setting;dyeing and finishing

TQ342.21

A

1001-0041(2012)03-0021-03

2011-09-27;修改稿收到日期:2012-04-20。

孫向東(1960—)，男，副教授，研究方向?yàn)楝F(xiàn)代染整工藝及理論。E-mail:eastsun@vip.163.com。