粘合剂对涤纶连续热熔染色的影响

陈 娟，艾 丽，朱亚伟,2

(1.苏州大学 纺织与服装工程学院，江苏 苏州 215021；2.现代丝绸国家重点实验室，江苏 苏州 215123)



粘合剂对涤纶连续热熔染色的影响

陈 娟1，艾 丽1，朱亚伟1,2

(1.苏州大学 纺织与服装工程学院，江苏 苏州 215021；2.现代丝绸国家重点实验室，江苏 苏州 215123)

为提高纯涤纶连续热熔染色的染色均匀性和染料固着率，采用液体分散蓝183︰1染料和粘合剂的染色溶液，探讨三种粘合剂(粘合剂SD28，粘合剂HD和粘合剂SD-1)对织物K/S值、不匀度和色牢度的影响。结果表明，粘合剂能提高染色均匀性，能增强染料与纤维的黏结作用，提高相对固着率，减少纤维表面的染料浮色，其染色性能与粘合剂的种类和质量分数有关，且未皂洗织物具有较好的色牢度和柔软的手感，能减轻后道还原清洗和水洗的负担，是一种低耗水的染色工艺。

涤纶；热熔染色；粘合剂；色牢度；相对固着率

分散染料的热熔染色技术已在涤/棉织物上得到应用[1]，但仍不适合纯涤纶织物，其主要原因是：棉是分散染料吸附附着的载体，在烘干和焙烘过程中染料不容易产生泳移现象，有利于染料均匀发色；但在纯涤纶织物上因弱水溶性的分散染料和疏水性纤维之间的亲和力低，烘干时染料容易随着水分的蒸发而产生泳移，造成染料发色不均匀，增加纤维表面的染料浮色，并降低染料的上染固着率。为防止染料产生泳移，常在染浴中加入防泳移剂或采用水溶性高分子物增加染液的黏度，或采用高效的红外线预烘、均匀轧车和降低带液量的方法。因染料浮色的存在，分散染料的热熔染色仍需要采用还原清洗和水洗来提高织物的色牢度[2]。

涂料染色是一种低能耗的加工技术，对环境的污染较小。国内外研究的热点之一是基于聚丙烯酸酯粘合剂的改性，通过功能单体的筛选、乳化剂的优化，采用不同的聚合方法，制备出手感柔软、黏着力强、色牢度优良的环保型粘合剂，如基于聚丙烯酸酯类、丁二烯类、醋酸乙烯酯类和聚氨酯类粘合剂的制备[3]，或基于核壳结构的有机硅改性聚[甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸丁酯-丙烯酸]粘合剂[4]，或用纳米二氧化钛改性聚[丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸乙酯-丙烯酸丁酯-2-丙烯酰胺-2-甲基-丙磺酸]粘合剂[5]，或用乙烯基硅油来改性聚丙烯酸酯的粘合性[6]。

为改善涤纶印花的高耗水和高污染的技术缺点，本课题组首次提出了一种“微量印花”的新印花方法[7-9]，即以合成增稠剂、粘合剂或功能单体、液体分散染料等为印花介质，经筛网印花和烘干，再经高温热空气定型(类似热熔固色)，完成染料的发色和固着。同样，针对分散染料热熔染色的不足，在连续染色浸轧溶液中通过防泳移剂和合成增稠剂与染料发生轻度结合，减少染料的泳移；通过柔软型粘合剂来增加与染料的相互作用及提高染料与纤维的固着率[10]，以解决涤纶连续热熔染色存在的染色不均匀问题，提高染料与纤维的结合力，达到减轻或免除还原清洗的目的。

本试验以液体分散染料、增稠剂、渗透剂、防泳移剂和粘合剂组成连续轧染的染色溶液，采用热熔染色工艺，探讨三种粘合剂及其质量分数对染色均匀性、K/S值和织物皂洗前后色牢度的影响，为涤纶织物的连续热熔染色技术的可行性提供理论基础。

1 试 验

1.1 织物、试剂及仪器

织物：涤纶长毛绒布，100%涤纶，150 g/m2(苏州常春藤进出口有限公司)。

试剂：C.I分散蓝183︰1滤饼(浙江吉华集团有限公司)；分散蓝183︰1液体染料，由质量分数为20%的分散蓝183︰1滤饼和3%阴离子和非离子表面活性剂研磨制得，染料粒径2～3 μm，自制；粘合剂SD28，由丙烯酸酯和功能乙烯基单体采用乳液种子聚合法制得，含固率28%，自制；粘合剂HD，工业级(苏州常春藤进出口公司)；粘合剂SD-1，丙烯酸丁酯和嵌段聚醚采用乳液种子聚合法制得，自制；防泳移剂MP，工业级(上海申致化工有限公司)；合成增稠剂PTF-A，工业级(苏州丝绸科学研究所)。

仪器：EL-400立式小轧车(上海朗高纺织设备有限公司)，M-TENTER连续式定型焙烘机(台湾瑞比公司)，Ultrascan-XE电脑测色配色仪(美国Hunter公司)，Model 670摩擦色牢度仪(英国James H. Heal有限公司)，WASHTEC-P水洗色牢度仪(英国Roaches国际公司)。

1.2 染色工艺

工艺：涤纶织物→染液配制→二浸二轧(轧液率70%)→烘干(70 ℃)→高温焙烘→(皂洗)→热水洗(60 ℃×10 min)→烘干→成品。

染色液组成：液体分散染料x%，粘合剂y%，增稠剂PTF-A 0.3%，防泳移剂MP 2.0%，渗透剂JFC 0.2%。

高温焙烘条件：温度190 ℃，时间60 s。

皂洗条件：皂片4 g/L，浴比1︰50，温度50 ℃，时间45 min。

1.3 性能测试

K/S值和不匀度：在UltraScan XE电脑测色配色仪上测试K/S值，测试条件为D65光源、10°视角，试样折叠成4层，测试10次，取平均值，并计算K/S值平均值的相对偏差，表示织物染色的不匀度，其值越小，代表染色均匀性越好。

K/S值的相对固着率(RF)：以皂洗织物为标样，按下式计算，以表征织物表面浮色的多少。

(1)

式中：(K/S)1和(K/S)2分别为未皂洗和皂洗织物的表观色深值。

耐摩擦色牢度：按GB/T3920—1997《纺织品 色牢度试验 耐摩擦色牢度》测试；耐水洗色牢度：按GB/T3921.3—1997《纺织品 色牢度试验 耐洗色牢度：试验3》测试；评定色卡：用变色样卡GB250—1995评定变色，用灰色样卡GB251—1995评定沾色。

2 结果与分析

2.1 染料质量分数对染色性能的影响

将涤纶织物浸轧染色溶液，固定粘合剂HD质量分数为2.0%，考察分散蓝183︰1液体染料质量分数对织物K/S值、K/S不匀度和摩擦色牢度的影响，并比较皂洗后织物K/S值、K/S不匀度和色牢度的差异，其结果分别见图1、图2和表1。

图1 分散染料蓝183︰1质量分数对K/S值的影响Fig.1 Effect of mass fraction of disperse blue 183︰1 on K/S value

图2 分散染料蓝183︰1质量分数对不匀度的影响Fig.2 Effect of mass fraction of disperse blue 183︰1 on the unevenness

分散蓝183︰1质量分数/%未皂洗摩擦色牢度/级干摩湿摩皂洗后摩擦色牢度/级干摩湿摩皂洗色牢度/级14～54～54～54～54～524～54～54～54～54～534～54～54～54～54～544～54～54～54～5454～54～54～54～54

1)K/S值：由图1可知，随着染料质量分数的增加，织物K/S值逐渐提高，皂洗对K/S值的影响较小，说明分散染料蓝183︰1具有良好的提升性，且织物表面的浮色较小。2)不匀度：由图2可知，随着染料质量分数的增加，不匀度增加，皂洗能降低不匀度，但未皂洗织物的不匀度也较低。3)色牢度：由表1可知，当液体染料质量分数不高于3%时，皂洗前后干湿摩擦色牢度都达4～5级，提高染料质量分数到5%，干湿摩擦色牢度仍达4～5级，但皂洗色牢度仅为4级。

2.2 粘合剂对染色性能的影响

将涤纶织物浸轧染色溶液，固定分散蓝183︰1液体染料质量分数为2.0%，改变粘合剂种类和质量分数，考察粘合剂质量分数对织物K/S值、K/S不匀度和摩擦色牢度的影响，并比较皂洗前后织物K/S值、K/S不匀度和色牢度的差异。

2.2.1 粘合剂SD28质量分数的影响

粘合剂SD28质量分数对染色性能的影响结果见图3、图4和表2。

图3 粘合剂SD28质量分数对K/S值的影响Fig.3 Effect of mass fraction of adhesive SD28 on K/S value

图4 粘合剂SD28质量分数对不匀度的影响Fig.4 Effect of mass fraction of adhesive SD28 on the unevenness

粘合剂SD28质量分数/%未皂洗摩擦色牢度/级干摩湿摩皂洗后摩擦色牢度/级干摩湿摩皂洗色牢度/级手感0444～544柔软14～544～54～54柔软24～54～54～54～54～5柔软34～54～54～54～54～5较硬44～54～54～54～54～5较硬54～54～54～54～54～5硬

1)K/S值：由图3可知，当粘合剂SD28质量分数为1%时，皂洗前后织物的K/S值较高，继续增加粘合剂质量分数，皂洗前后织物的K/S值呈下降趋势，但皂洗前后K/S值的差值有变小的趋势，其可能的原因是粘合剂质量分数逐渐增大，会使部分分散染料在粘合剂上发色，却未在纤维表面发色，而两者的发色效果是存在差异的，致使织物表面K/S值呈下降趋势。因此，为保证织物具有较高的K/S值，粘合剂的质量分数应该得到控制。2)不匀度：由图4可知，加入粘合剂SD28，染色不匀度下降，可能是由于粘合剂能够提高染料与纤维相互作用减小染料泳移从而提高染色织物的均匀性，且随着粘合剂质量分数的增加呈下降的趋势，但皂洗对不匀度的影响较小。3)色牢度：由表2可知，加入粘合剂SD28能提高皂洗前后的干湿摩擦和皂洗色牢度，最高能提高0.5级，当粘合剂质量分数为2%～5%时，皂洗对色牢度无影响，色牢度都能达到4～5级，如此就能减轻去除染色织物表面浮色的负担。4)手感：经触摸定性评价，粘合剂SD28不高于2%时，具有柔软的手感；继续增加其质量分数，织物手感变硬。

2.2.2 粘合剂HD质量分数的影响

粘合剂HD质量分数对染色性能的影响结果见图5、图6和表3。

图5 粘合剂HD质量分数对K/S值的影响Fig.5 Effect of mass fraction of adhesive HD on K/S value

图6 粘合剂HD质量分数对不匀度的影响Fig.6 Effect of mass fraction of adhesive HD on the unevenness

粘合剂HD质量分数/%未皂洗摩擦色牢度/级干摩湿摩皂洗后摩擦色牢度/级干摩湿摩皂洗色牢度/级手感0444～544柔软14～54～54～54～54～5柔软24～54～54～54～54～5柔软34～54～54～544～5柔软4444～54～54柔软54～5444～54较硬

1)K/S值：由图5可知，当粘合剂HD质量分数低于2%时，由于粘合剂提高纤维和染料之间的相互作用，使皂洗前后织物的K/S值要高于未加粘合剂HD的K/S值，继续增加粘合剂质量分数，K/S值呈下降趋势，但皂洗前后K/S值的差值的变化很小。2)不匀度：由图6可知，不加粘合剂HD织物的不匀度值较高，加入粘合剂降低了未皂洗和皂洗织物的不匀度，且随着粘合剂质量分数的增加，不匀度值呈下降的趋势。3)色牢度：由表3可知，加入粘合剂HD，有增加色牢度的作用，当粘合剂质量分数为1%～2%时，未皂洗和皂洗织物的干摩和湿摩色牢度及皂洗色牢度都达4～5级。4)手感：经触摸定性评价，粘合剂HD不高于4%时，具有柔软的手感。

2.2.3 粘合剂SD-1质量分数的影响

粘合剂SD-1质量分数对染色性能的影响结果见图7、图8和表4。

图7 粘合剂SD-1质量分数对K/S值的影响Fig.7 Effect of mass fraction of adhesive SD-1 on K/S value

图8 粘合剂SD-1质量分数对不匀度的影响Fig.8 Effect of mass fraction of adhesive SD-1 on the unevenness

粘合剂SD-1质量分数/%未皂洗摩擦色牢度/级干摩湿摩皂洗后摩擦色牢度/级干摩湿摩皂洗色牢度/级手感0444～544柔软14～544～54～54～5柔软24～54～54～54～54～5柔软34～54～54～54～54～5柔软44～54～54～54～54～5柔软54～54～54～54～54～5柔软

1)K/S值：由图7可知，当粘合剂SD-1质量分数为1%时，皂洗前后织物的K/S值最高，继续增加粘合剂质量分数，皂洗前后的K/S值呈下降的趋势，但粘合剂质量分数对K/S值的影响较小，皂洗前后K/S值的差值变化很小。2)不匀度：由图8可知，加入粘合剂SD-1，染色不匀度下降，分析认为是粘合剂能够提高染料与纤维的相互作用，抑制染料在烘干或热熔下的泳移和热迁移，提高了染料在纤维上的均匀发色，从而减少染料的泳移，且随着粘合剂质量分数的增加不匀度呈下降趋势，但皂洗对不匀度的影响较小。3)色牢度：由表4可知，加入粘合剂SD-1，能提高干湿摩擦和皂洗色牢度，当质量分数为2%～5%时，未皂洗和皂洗织物的干湿摩擦色牢度及皂洗色牢度都达4～5级。4)手感：经触摸定性评价，粘合剂SD-1不高于5%时，都具有柔软的手感。

2.3 助剂在连续染色中的作用机理

纯涤纶织物不适用于连续轧染工艺，其最大的问题是在轧染和烘干过程中，容易产生染料的泳移现象，导致发色不均匀。这与纤维的疏水性和轧染溶液的黏度有关，采用不含扩散剂MF的液体分散染料和加入黏度调节剂(如增稠剂)，能提高轧染织物的均匀性。因为传统的商品分散染料中存在大量分散剂MF，会引起轧染溶液的黏度明显下降，势必要增加增稠剂的质量分数，而较高质量分数的增稠剂对染料扩散和固着是不利的。

图9 粘合剂质量分数与相对固着率的关系Fig.9 The relationship between mass fraction of adhesive and relative fixation rate

为考察粘合剂的作用，比较了三种粘合剂质量分数对相对固着率的影响，结果见图9。由图9可知，与不加粘合剂相比，加入粘合剂能提高相对固着率，其提高幅度与粘合剂种类和质量分数有关。其中粘合剂SD28对相对固着率的提高最明显，作用要优于粘合剂HD和粘合剂SD-1，当粘合剂SD28的质量分数为5%时，相对固着率达99.5%。这说明粘合剂能增强染料与纤维间的黏结作用力，提高了染料的利用率。因染料浮色的下降，未皂洗织物也具有优良的干摩和湿摩色牢度(最高达4～5级)，且具有优良的皂洗色牢度(最高达4～5级)，即皂洗对织物的色牢度的影响较小，如此就能减轻去除染色织物表面浮色的负担。另外，粘合剂能降低K/S值不匀度，提高染色均匀性，即减少染料泳移，这可能是在粘合剂的作用下，提高了染料与纤维的相互作用，抑制了染料在烘干或热熔下的泳移和热迁移，提高了染料在纤维上的均匀发色。另外，从K/S值不匀度值来看，粘合剂HD和粘合剂SD-1要比粘合剂SD28更能提高染色均匀性。综上，选择合适的粘合剂，如粘合剂SD-1，不仅在一定程度上能提高分散染料的固着率，而且能明显提高分散染料的染色均匀性，获得优良的摩擦色牢度、皂洗色牢度和柔软的手感，这为开发免除还原清洗或皂洗的低耗水染色工艺，提供了一种新的研究思路。

3 结 论

1)染色溶液中加入粘合剂，能减少染料的泳移，增加染色的轧染均匀性，提高分散染料与纤维的结合力，增加K/S相对固着率。

2)皂洗对K/S值、不匀度和色牢度的影响较小，说明织物表面的浮色较小，能减轻后道还原清洗和水洗的负担。

3)纯涤纶连续染色性能与粘合剂的种类和质量分数有关，粘合剂SD28具有较高的K/S相对固着率，但染色不匀度较高；粘合剂SD-1和粘合剂HD具有较好的染色均匀性，但K/S相对固着率较低；三种粘合剂都具有良好的色牢度，手感上粘合剂HD和粘合剂SD-1较粘合剂SD28柔软。

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Effect of adhesive on continuous thermosol dyeing of polyester

CHEN Juan1, AI Li1, ZHU Yawei1,2

(1. College of Textile and Clothing Engineering, Soochow University, Suzhou 215021, China; 2. National Engineering Laboratory for Modern Silk, Suzhou 215123, China)

To improve polyester dyeing uniformity and dye fixation rate of continuous thermosol dyeing, the liquid disperse dye blue 183︰1 and adhesives were used as the dye solution to discuss the effects of three adhesives (adhesive SD28, adhesive HD and adhesives SD-1) onK/Svalue, unevenness and color fastness. The results show that the adhesive could improve the dye uniformity, enhance the adhesion between dye and fiber, increase relative fixation rate and reduce floating color dyes on the surface of fiber. The type and mass fraction of adhesive exercise a great influence on the dyeing properties. In addition, the dyeing process with adhesive is green and water-saving, because of the good color fastness and soft hand feeling of the fabric without soaping, and the burden of reduction clearing and washing could be then reduced.

polyester; thermosol dyeing; adhesive; color fastness; relative fixation rate

��与技术

10.3969/j.issn.1001-7003.2016.10.001

2016-05-09;

2016-09-28

江苏省省级前瞻性研究专项项目(BE2014058)

陈娟(1989-),女，硕士研究生，研究方向为染料商品技术及纺织品印染新技术。通信作者:朱亚伟，教授，yaweizhu@suda.edu.cn。

TS193.64

A

1001-7003(2016)10-0001-06 引用页码:101101