腈纶面料阳离子轧染染色工艺

刘晓敏，白纳纳，王秀娟，王文娜，白月娜，王聪颖

（1.华纺股份有限公司技术中心，山东滨州 256617；2.山东省短流程印染新技术重点实验室，山东滨州 256617；3.滨州华纺工程技术研究院有限公司，山东滨州 256617）

腈纶通常是指丙烯腈（85%以上）和第2 或第3单体的共聚物，经湿法或干法纺丝制得的合成纤维。腈纶应用广泛，可用于套衫、毛毯、地毯、童装以及旗布、遮阳帐篷等户外产品［1］。腈纶的特征为表面平滑，悬垂性能良好，可以纺织成保暖轻便的织物，弹性和回弹性俱佳，耐阳光和耐气候性能优异，以上特征使其在服装、服饰、产业用布3大领域应用广泛［1-2］。

腈纶织物的染色一般采用间歇式浸染染色方式。此工艺在染色过程中存在因染料和匀染剂的选择与用量、升温、pH、水质等控制不当引起的色花、染色不匀等问题；浸染工艺染色属于间歇式生产，存在劳动生产效率低、生产批量小等生产效率问题，同时存在缸差疵布、重现性低等染色质量问题［3-5］。本研究对纯腈纶阳离子染料轧染工艺进行探索，提出了一套适用于腈纶轧染的短流程染色工艺，能得到色光一致、布面均匀、色牢度指标优异的产品。

1 实验

1.1 材料和仪器

织物：纯腈纶织物（腈纶30×腈纶30，86×66，平纹），腈纶/棉混纺织物（腈纶70/棉30，40s，140×100，五枚三飞经面缎），腈纶/棉/锦纶混纺织物（腈纶60/棉35/锦纶5，24s/2，169×47，斜纹）。

药品：阳离子染料X-FDL 黑、阳离子染料XGRL 红、阳离子染料X-BL 蓝（浙江闰土股份有限公司），醋酸（分析纯），活性染料黑G、活性染料红SE、活性染料黄SE、活性染料艳蓝R 150%［亨斯迈化工贸易（上海）有限公司］，纯碱（广东绿洲化工有限公司），分散染料夏利素黑、夏利素蓝（约克夏染料有限公司），工业盐（石家庄海矿同晶盐业有限公司）。

仪器：电热恒温水浴锅（天津市泰斯特仪器有限公司），磁力加热搅拌器（常州国宇仪器制造有限公司），空压气膜式横式强力压染试验机、连续式拉幅定形机，Datacolor SF 600x 测色仪（美国Datacolor 公司），STM-G600 型蒸化机（苏州工业园区亚美纺织机电有限公司），电熨斗（上海飞科电器股份有限公司），M28B 型耐洗牢度实验仪、ZI3000+型日晒色牢度仪（上海亚太拉斯仪器股份有限公司）。

1.2 工艺流程的开发

（1）将染液升温至不同温度（50、60、70、80、90、100 ℃）进行染色，对比得色量。织物：纯腈纶织物（腈纶30×腈纶30，86×66，平纹）。

工艺流程：浸轧阳离子染料（阳离子染料X-FDL黑50 g/L，pH 4～5，染料升温至不同温度）→汽蒸（102 ℃，8 min）→水洗→皂洗→水洗→熨干。

考虑到轧染工艺中，汽蒸时间较长影响生产效率，特进行汽蒸时间梯度实验。

（2）不同汽蒸时间（70、90、120、240、360、480 s）对布面得色量的影响。织物：纯腈纶织物（腈纶30×腈纶30，86×66，平纹）。

工艺流程：浸轧阳离子染料（阳离子染料X-FDL黑50 g/L，pH 4～5，染料升温至85～95 ℃）→汽蒸（102 ℃）→水洗→皂洗→水洗→熨干。

1.3 测试

织物得色量（K/S值）：用测色仪进行测试。

耐皂洗色牢度：按AATCC61—2013 2A进行测试。

耐摩擦色牢度：按AATCC8—2016进行测试。

耐汗渍色牢度：按GB/T 3922—2013《纺织品 色牢度试验耐汗渍色牢度》进行测试。

耐熨烫色牢度：按GB/T 6152—1997《纺织品 色牢度试验耐热压色牢度》进行测试。

耐光汗色牢度：按AATCC125—2009进行测试。

耐日晒色牢度：按AATCC16—2004进行测试。

耐氯色牢度：按AATCC61—2013 4A 进行测试，有效氯溶液质量分数为0.15%。

2 结果与讨论

2.1 纯腈纶织物染色工艺的优化

2.1.1 染色温度

经过不同温度染液浸轧布面后，测试得色量，结果如图1 所示。由图1 可以看出，染色温度为85～95 ℃时，K/S值较高，同时布面较为均匀。因为腈纶的玻璃转化温度为85～95 ℃，阳离子染料在此温度范围内更易与纤维结合，上染速率更快。受此机理启发，将阳离子染料在浸轧之前升温至85 ℃以上，再浸轧布面，使染液与布面充分结合。为了提高布面得色量，缩短纤维与染液结合的时间，直接湿蒸固色，也可保持较高的得色量。

图1 K/S 值随染色温度变化曲线图

2.1.2 汽蒸时间

经过不同时间汽蒸后，测试得色量，结果如图2所示。由图2 可以看出，染液温度为85～95 ℃、汽蒸时间为90 s 时，上染效果较好，90 s 后K/S值趋于稳定，同时布面较为均匀。

图2 K/S 值随汽蒸时间变化曲线图

腈纶轧染工艺开发注意点：染色温度为85～95 ℃时，染液中无需添加缓染盐等物质，只需将染液pH调至适合阳离子染料上染的pH（4～5）；无需烘干，直接汽蒸（102 ℃，90 s），然后水洗皂洗即可。相对于传统浸染工艺，此工艺可实现生产连续化，缩短工艺流程，提高生产效率，得到质量稳定的产品。

2.2 纯腈纶织物的色牢度

由表1 可以看出，采用轧染工艺染色的纯腈纶织物，色牢度指标优异，符合生产要求。

表1 纯腈纶染色织物的色牢度

2.3 腈纶混纺织物的色牢度

2.3.1 腈纶/棉混纺织物

织物：腈纶/棉混纺织物，腈纶70/棉30，40s，140×100，五枚三飞经面缎。

染液配方：阳离子染料X-FDL黑20.0 g/L，阳离子染料X-GRL 红1.8 g/L，阳离子染料X-BL 蓝2.0 g/L，醋酸调染液pH 4～5；活性染料黑G 15.0 g/L，活性染料红SE 1.2 g/L，活性染料黄SE 1.0 g/L。

固色液配方：烧碱6 g/L，纯碱20 g/L，氯化钠200 g/L。

工艺流程：称料→化料→轧阳离子染料（pH 4～5，染液升温至85～95 ℃）→汽蒸（102 ℃，90 s）→水洗→皂洗→水洗→烘干→轧活性染料→烘干→汽蒸（102 ℃，90 s）→水洗→皂洗→水洗→烘干。

布面较为均匀，色牢度指标如表2所示。

表2 腈纶/棉混纺染色织物的色牢度

由表2 可以看出，腈纶/棉混纺织物采用此工艺染色，布面得色量均匀，能够达到浸染工艺的布面效果，色牢度指标与浸染工艺基本一致，说明该工艺适用于两相混纺织物染色，且对其他工艺流程无影响。

2.3.2 腈纶/棉/锦纶混纺织物

织物：腈纶60/棉35/锦纶5，24s/2，169×47，斜纹。

染液配方：阳离子染料X-FDL 黑87.1 g/L，阳离子染料X-GRL 红18.2 g/L，阳离子染料X-BL 蓝23.4 g/L；活性染料艳蓝R 150% 46.4 g/L，活性染料黑G 8.7 g/L，活性染料黄SE 2.9 g/L；分散染料夏利素黑10.0 g/L，夏利素蓝10.0 g/L。

固色液配方：烧碱6 g/L，纯碱20 g/L，氯化钠200 g/L。

工艺流程：浸轧阳离子染料（pH 4～5，染料升温至85～95 ℃）→汽蒸（102 ℃，2 min）→水洗→皂洗→水洗→熨干→浸轧分散+活性一浴染→烘干→焙烘（170 ℃，2 min）→汽蒸（102 ℃，90 s）→水洗→皂洗→水洗→熨干。

由表3 可以看出，腈纶/棉/锦纶混纺织物通过该工艺染色，布面得色量均匀，能够达到织物浸染布面效果，色牢度指标与浸染工艺基本一致。

表3 腈纶/棉/锦纶混纺染色织物的色牢度

3 结论

（1）对腈纶阳离子染料轧染工艺进行探索，开发出腈纶织物阳离子染色轧染工艺：浸轧阳离子染料（pH 4～5，染料升温至85～95 ℃）→汽蒸（102 ℃，90 s）→水洗→皂洗→水洗→熨干。

（2）不论是纯腈纶织物还是腈纶与其他纤维混纺织物，采用阳离子轧染工艺染色，布面均匀，无左中右色差，色牢度指标优异，符合生产要求；同时缩短了工艺流程，节约了成本，减少了资源的浪费。

（3）阳离子轧染染色工艺对其他纤维如棉、锦纶纤维的上染情况无影响。