热定形对超亮光涤纶长丝染整加工的影响

孙向东

(武汉纺织大学化学与化工学院，湖北武汉430200)

热定形对超亮光涤纶长丝染整加工的影响

孙向东

(武汉纺织大学化学与化工学院，湖北武汉430200)

在超亮光涤纶染整加工过程中，探讨了热定形温度和时间对4种不同截面形状的超亮光涤纶长丝热收缩性能和染色性能的影响。结果表明:在热定形温度120～220℃，热定形时间45～90 s条件下，经热定形后，4种纤维的临界溶解时间均显著增加，热收缩率大幅度降低，纤维表面光泽变化不大，上染率提高;经200℃热定形后，相比圆形和扁平形纤维，三角形和三叶形纤维的上染率提高更为显著。

聚对苯二甲酸乙二酯纤维 超亮光涤纶 热定形 染整加工

超亮光涤纶长丝(俗称亮丝隆)具有优良的光学特性，光泽鲜亮，断裂强度高，断裂伸长率低，具有普通涤纶的高模量、高弹性及保形性好、不易起皱等优点，同时抗起毛起球、吸湿性和抗静电性等也有所改善［1］。超亮光涤纶织物在染整加工中要经过热定形，而热定形对其染整加工会造成一定的影响，特别是对于异形超亮光涤纶。作者对超亮光涤纶进行热定形处理，分析了热定形温度和时间对热定形效果的影响，探讨了经热定形后纤维表面光泽的变化和对上染效果的影响。

1 实验

1.1 原料

超亮光涤纶长丝:1#试样截面为圆形，73 dtex/192f;2#试样截面为扁平形，61 dtex/12f;3#试样截面为三角形，53 dtex/36 f;4#试样截面为三叶形，55 dtex/36 f，江苏恒力化纤有限公司生产。

1.2 染料与试剂

分散蓝SE-2R:际华新四五印染公司产;苯酚:分析纯，武汉银嘉化工有限公司产;平平加O:化学纯，上海申江化工有限公司产;碳酸钠:化学纯，天津德华化工产;醋酸:化学纯，开封东大化工产;N，N-二甲基甲酰胺:化学纯，天津市凯通化学试剂有限公司产。

1.3 仪器

DSBD-1数显式白度仪:浙江温州鹿东仪器厂制;LA2002高温高压试色机:台湾瑞比染色试剂有限公司制;722N可见光分光光度计:上海精科实业有限公司制;SP60积分球式分光光度仪:爱色丽(上海)色彩仪器商贸有限公司制;Maths DHe实验室热定形机:奥地利Maths公司制。

1.4 方法

1.4.1 前处理方法

在印染加工中，一般在染色前要对纤维进行前处理，将不同温度定形后的纤维，置于60℃的前处理液中处理60 min，前处理液的组成为0.5 g/L Na2CO3，1 g/L 平平加 O，浴比1∶100。

1.4.2 热定形方法

使用热定形小样机进行热定形实验，将热定形机的定形架改造后，进行热定形。用绕线机将纱线绕成长度为30 cm的线圈，将线圈一端固定，另一端挂在弹簧上，弹簧则固定在定形架的另一边，调节定形架螺杆，给予纱线适当的张力。将4种不同类型的纤维试样分别固定在定形架上，分别在120～220℃的温度下定型45，90 s。

1.4.3 染色方法

采用蒸馏水配制质量分数为1%的分散蓝SE-2R染液，用醋酸调节染浴pH值为4～5，将染浴倒入不锈钢染杯中，将润湿的涤纶织物挤干后置于纱架上，将纱架放入染杯中，浴比为1∶100。将染杯放入染色机中开始染色。染浴以2℃/min速率升温，升温至125℃染30 min，染色完毕后取出试样，经水洗，皂洗，水洗，烘干后待用。

1.5 测试

热定形效果:采用临界溶解时间法(CDT)测定［2］。以临界溶解时间(t)来表征热定型效果。

热收缩率(S):将热定形后的纤维试样于松弛悬挂状态下，置于190℃的烘箱内，无张力热处理2 min，参照GB/T 6506—2001合成纤维长丝热收缩率试验方法进行测试。

纤维表面光泽:参照GB/T 17644—2008纺织纤维白度色度试验方法测试。以未定形的纤维为基准，使用P60积分球式分光光度仪测定纤维定形后的色度变化值，即△L，△a，△b值。

上染率(R):按照文献［3］中的方法，采用可见光分光光度计测定染色前后最大吸收波长下的吸光度(A0，A1)，按式(1)计算各试样的R:

2 结果与讨论

2.1 热定形效果

由于当热定形温度达到220℃后，已无法测试t，因此表1中仅列出最高温度为200℃时的t。由表1可知，纤维试样的t随热定形温度的升高而明显增加;当热定形温度达180℃后，t有较大的增加，当定形温度较低时，热定形时间对定形效果也有一定的影响，而当热定形温度较高时，这种影响更加显著;t还与纤维的线密度有关，线密度越大，t越大。实验表明，t与纤维的截面形状也有一定的关系，由于3#和4#试样的截面形状分别为三角形和三叶形，其比表面较圆形和扁平形截面的纤维大，因而其t较小。

表1 热定形温度和时间对试样t的影响Tab.1 Effect of heat setting temperature and time on t for samples

2.2 热收缩性能

由表2可知，随着热定形温度的增加，各纤维试样的S均有明显的降低，当热定形温度达到200℃时，纤维的S基本降至最低值，此时纤维的热稳定性有很大的提高。热定形时间延长，有利于提高纤维的热稳定性。4种不同规格和截面的纤维经一定温度定形后，其S接近，表明在相同的热定形温度下，纤维的截面及线密度对纤维的热稳定性影响较小。

表2 热定形温度和时间对试样S的影响Tab.2 Effect of heat setting temperature and time on S for samples

2.3 纤维表面光泽

对于超亮光涤纶长丝，其光泽性是该类纤维最突出的特性，而纤维在热定形时，若因温度过高造成色泽变黄，则影响超亮光涤纶长丝的光泽性。

由表3可知，热定形温度对纤维的白度影响较小。这表明在较短的时间内对超亮光涤纶长丝进行高温热定形处理，不会降低纤维的白度。

表3 热定形温度对纤维白度的影响Tab.3 Effect of heat setting temperature on fiber brightness

由表4可知，4种纤维经热定形处理后，色度与未定形纤维比较均发生一定程度的变化，其中变化较大的有1#和4#试样，热定形后的△L都大于1，表明这两种纤维定形后颜色变浅，即纤维的反射性增强。4种纤维经热定形后，△a无明显变化，△b有明显的差异，且为正值，表明4种纤维热定形后颜色偏黄［4］。

表4 热定形对处理后纤维的色度变化Tab.4 Fiber chroma change after heat setting treatment

2.5 染色性能

由表5可知:4种纤维经热定形后，随着热定形温度的增加，其R最初略微下降，但当热定形温度达200℃后，R有了明显的提高;3#，4#试样的R有较大的提高，1#和2#试样R变化不大。在热定形过程中，当热定形温度较低时，主要形成一些尺寸较小的结晶，超过一定温度后，纤维中结晶尺寸突然增大，因此在晶区之间形成较多的裂缝，从而有利于染料分子的扩散［5］。

表5 热定形温度对纤维染色性能的影响Tab.5 Effect of heat setting temperature on dyeing property of fibers

3 结论

a.热定形温度和时间对热定形效果有很大的影响。随着热定形温度的增加，t迅速增加。温度较高时，热定形时间对t的影响显著增加。

b.热定形后的超亮光涤纶长丝在干热空气中的尺寸稳定性有较大的提高，其S随热定形温度的提高而显著降低;在相同的热定形温度下，增加热定形时间有利于S降低。

c.经120～220℃，90 s热定形，超亮光涤纶长丝的表面光泽无明显影响。

d.热定形后的超亮光涤纶长丝的R随纤维的截面形状不同而有较大的区别。其中圆形和扁平形截面的R的影响较小，而三角形和三叶形截面的纤维经220℃热定形后，其R有较大的提高。

［1］吴新姿，夏建明.大有光涤纶毛毯的印花［J］.印染，2009(13):29－32.

［2］金咸穰.染整工艺实验［M］.北京:纺织工业出版社，1986:194－195.

［3］李勇，朱泉.聚酯超细纤维分散染料染色性能的研究［J］.印染，2005(7):5－7.

［4］刘武辉，胡更生，王琪，等.印刷色彩学［M］.北京:化学工业出版社，2004:145－150.

［5］阎克路.染整工艺与原理［M］.上册.北京:中国纺织出版社，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。

孙向东(1960—)，男，副教授，研究方向为现代染整工艺及理论。E-mail:eastsun@vip.163.com。