李小鳳，朱亞偉，2，徐 明

(1.蘇州大學(xué)紡織與服裝工程學(xué)院，江蘇蘇州215021;2.現(xiàn)代絲綢國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)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(shí)，纖維內(nèi)部的染料會(huì)發(fā)生與上染逆向的熱遷移［1］，部分染料會(huì)重新遷移至纖維表面，導(dǎo)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(jī)理及其對(duì)色牢度的影響，邵建中［6］等運(yùn)用溶度參數(shù)理論對(duì)滌綸涂層織物在生產(chǎn)和存儲(chǔ)過程中發(fā)生遷移及色變的機(jī)制進(jìn)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(dāng)非極性溶劑或非離子表面活性劑存在時(shí)，甚至在成品較長(zhǎng)時(shí)間放置時(shí)也會(huì)發(fā)生［7］，導(dǎo)致織物表面產(chǎn)生色花和色點(diǎn)［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(jī)氟防水劑整理，再在織物反面進(jìn)行水溶性PU涂層，織物正面進(jìn)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(huì)向表面發(fā)生遷移，特別是深色制品，會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的色點(diǎn)和色花等病疵。

本研究的目的是對(duì)染色基布進(jìn)行特殊的預(yù)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(yàn)

1.1 材料與設(shè)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(jí)烷烴組成)，有機(jī)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(jìn)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(shí)驗(yàn)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(lán)FBLN(均為市售)。

設(shè)備:JJ-1精密增力電動(dòng)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(shè)備有限公司)，DHG-9070A電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱(上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司)，UltraScan-XE電腦測(cè)配色儀(美國 Hunter Lab公司)，Thermaplate-620色牢度和穩(wěn)定性測(cè)試儀(英國JAMES H.HEAL有限公司)，涂層機(jī)(常州市奮發(fā)印染設(shè)備有限公司)。拉幅定形機(jī)(常州市創(chuàng)新印染機(jī)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?jǐn)?shù)0.11%、活性黃B-4RF質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.33%、活性黑W-NN質(zhì)量分?jǐn)?shù)5.00%。拼色用分散染料的配比為:分散紅玉S-5BL質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.38%、分散黃SE-3K質(zhì)量分?jǐn)?shù)1.05%、分散黑ECT質(zhì)量分?jǐn)?shù)2.50%、分散藍(lán)FBLN質(zhì)量分?jǐn)?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(shí)間3 min;2)防水整理:有機(jī)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(shí)間3 min;3)PU涂層:PU涂層劑202，焙烘溫度160℃，焙烘時(shí)間3 min;4)油蠟涂層:油蠟涂層劑806，焙烘溫度160℃，焙烘時(shí)間3 min。涂層整理的試驗(yàn)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(jī)上進(jìn)行，PU涂層和油蠟涂層在涂層機(jī)上生產(chǎn)。

1.2.4 染料遷移試驗(yàn)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(yàn)時(shí)間，經(jīng)多次試驗(yàn)和評(píng)價(jià)，采用如下方法用于實(shí)驗(yàn)室試樣的評(píng)價(jià):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(fēng)干燥箱中于160℃處理3～10 min，測(cè)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(jí)表示。該試驗(yàn)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(cè)試方法

1.3.1 白度和沾色等級(jí)

在UltraScan-XE型電腦測(cè)配色儀上進(jìn)行測(cè)試，采用D65光源及10°視角，測(cè)試亨特白度，測(cè)試5次取平均值;沾色等級(jí)按GB/T 251—2008《紡織品 評(píng)定沾色用灰色樣卡》評(píng)定。

1.3.2 升華牢度

在Thermaplate-620色牢度和穩(wěn)定性測(cè)試儀上采用GB/T 6152—1997《紡織品 色牢度試驗(yàn)?zāi)蜔釅荷味取返姆椒y(cè)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(yàn)評(píng)定變色用灰色樣卡》評(píng)定。

2 結(jié)果與討論

2.1 涂層整理對(duì)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(shí)間熱處理，白色滌綸(白度為95.18)的沾色牢度見表1，同時(shí)未涂層染色織物的升華色牢度見表2。

表1 涂層整理對(duì)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?zé)崽幚砗螅婧头疵娴臏炀]白布的沾色程度隨著時(shí)間的延長(zhǎng)而增多，反面滌綸白布的沾色較正面嚴(yán)重;經(jīng)工藝I整理的織物，沾色程度更為嚴(yán)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(shí)的變色牢度為3～4級(jí)，在4 h時(shí)的變色牢度為4～5級(jí)，棉布正面沾色牢度僅為3級(jí)，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(duì)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(duì)整理織物染料熱遷移性能的影響，在160℃下經(jīng)不同時(shí)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?xiàng)l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(jí)較高。說明在防遷移劑H-95中加入交聯(lián)劑AM，對(duì)改善分散染料的遷移牢度是有利的，當(dāng)熱處理時(shí)間為3～5 min時(shí)，白色滌綸的白度較高，沾色牢度等級(jí)達(dá)4級(jí)以上。

表3 交聯(lián)劑質(zhì)量濃度對(duì)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(shí)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(duì)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(dāng)熱處理時(shí)間為5 min時(shí)，隨著H-95質(zhì)量濃度的增加，滌綸貼襯白度和沾色等級(jí)的變化不明顯;當(dāng)延長(zhǎng)熱處理時(shí)間至10 min時(shí)，H-95質(zhì)量濃度為100 g/L，滌綸貼襯白度和沾色等級(jí)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(duì)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(shí)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(shí)，其滌綸白度最高，正反面沾色牢度等級(jí)達(dá)到4～5級(jí)。

表5 AM質(zhì)量濃度對(duì)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(jī)溶劑，涂層或功能整理織物在熱處理時(shí)，非離子活性劑或有機(jī)溶劑會(huì)向纖維內(nèi)部擴(kuò)散，而分散染料與非離子表面活性劑或有機(jī)溶劑存在較強(qiáng)的增溶或相互作用，纖維內(nèi)部的分散染料會(huì)隨著非離子活性劑或有機(jī)溶劑的熱運(yùn)動(dòng)而向纖維表面遷移。本試驗(yàn)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(qiáng)的相互作用，交聯(lián)劑AM能促進(jìn)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(yù)整理的織物，再經(jīng)含非離子活性劑或有機(jī)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(shí)能減少非離子活性劑或有機(jī)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(shí)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(lán)色和黑色織物，會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的色花和色點(diǎn)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(diǎn)現(xiàn)象，但整理后會(huì)出現(xiàn)水漬印(局部顏色變花)，有少量織物的反面會(huì)出現(xiàn)無規(guī)律的不均勻白點(diǎn)。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(yàn)條件對(duì)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(huì)產(chǎn)生水漬印;經(jīng)防水整理的工藝Ⅱ，在160℃熱處理時(shí)也無水漬印，但在175℃時(shí)會(huì)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?yàn)榻宦?lián)劑AM是一種強(qiáng)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(jī)氟防水劑，如果防遷移整理發(fā)生交聯(lián)不足或過度，會(huì)導(dǎo)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(jìn)行人為地不均勻處理，觀察織物表面白點(diǎn)的現(xiàn)象。試驗(yàn)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(diǎn)現(xiàn)象，而經(jīng)防水劑HS處理的織物表面存在明顯的白點(diǎn)，由此可以推斷涂層織物表面白點(diǎn)的產(chǎn)生與防水劑的分布不均勻有關(guān)，可能是浸軋防水劑HS時(shí)，織物上未反應(yīng)的強(qiáng)酸性物質(zhì)進(jìn)入浸軋液，導(dǎo)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(diǎn)、水漬印和白點(diǎn)等病疵，涂層產(chǎn)品已出口到德國，取得了良好的經(jīng)濟(jì)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(shí)際生產(chǎn)中因涂層等功能整理引起的色花、斑點(diǎn)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(shí)間3 min。

3)通過對(duì)滌/錦/棉染色織物的預(yù)整理，在纖維表面形成一層保護(hù)膜和增強(qiáng)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(jī)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。

［1］汪青，周偉濤，武紹學(xué).染色后處理對(duì)滌綸織物色牢度的影響［J］.山東紡織科技，2006(5):4-7.WANG Qing，ZHOU Weitao，WU Shaoxue.Effects of posttreatment on color fastness of dyed polyester fabric［J］.Shandong Textile Science ＆ Technology，2006(5):4-7.

［2］陳榮圻，王建平.生態(tài)紡織品與環(huán)保染化料［M］.北京:中國紡織出版社，2002:341-343.CHEN Rongqi，WANG Jianping.Eco-textiles and Environmental Dyes［M］.Beijing:China Textile ＆ Apparel Press，2002:341-343.

［3］趙培華.耐熱遷移性分散染料［J］.印染，2001，27(11):49-51.ZHAO Peihua.Heat resistant migration disperse dyes［J］.Dyeing and Finishing，2001，27(11):49-51.

［4］崔浩然.分散染料熱遷移性對(duì)染品質(zhì)量的影響［J］.印染，2003，29(10):13-17.CUI Haoran.Effects of thermal migration of disperse dyes on dyeing quality［J］.Dyeing and Finishing，2003，29(10):13-17.

［5］陳榮圻.關(guān)于活性染料及分散染料色牢度幾個(gè)熱點(diǎn)問題的討論［J］.染料與染色，2004，41(4):198-205.CHEN Rongqi.A discussion about the color fastnesses of reactive and disperse dyes［J］.Dyestuffs and Coloration，2004，41(4):198-205.

［6］徐敏，邵建中，劉今強(qiáng).溶度參數(shù)理論在滌綸涂層織物染料遷移色變研究中的應(yīng)用［J］.紡織學(xué)報(bào)，2013，34(1):72-78.XU Min，SHAO Jianzhong，LIU Jinqiang.Application of solubility parameter theory on color change of coated polyester fabrics caused by migration of disperse dyes［J］.Journal of Textile Research，2013，34(1):72-78.

［7］林風(fēng)喜.滌綸涂層織物產(chǎn)生染料轉(zhuǎn)移原因分析［J］.中國纖檢，2013(13):85-87.LIN Fengxi.Analysis of reasons for polyester coated fabric dye transfer［J］.China Fiber Inspection，2013(13):85-87.

［8］葉金興.聚酯纖維中分散染料的熱遷移現(xiàn)象［J］.絲綢，1986(5):42-45.YE Jinxing.Phenomenas of thermal migration of disperse dyes in polyester［J］.Journal of Silk，1986(5):42-45.

［9］肖宏，張懷玉，何元芳.分散染料染滌綸織物整理后色花、色變及染色堅(jiān)牢度問題的探討［J］.印染，1987，13(6):330-334.XIAO Hong，ZHANG Huaiyu，HE Yuanfang.On the uneven dyeing，color change and color fastness after finishing of polyester fabrics dyed with disperse dyes［J］.Dyeing and Finishing，1987，13(6):330-334.