Porel氨纶包芯纱阳离子染料染色性能

2023-01-16恽中方杭新花郑丽君计雅婷侯科如程国磊蔡再生

印染助剂 2022年12期

恽中方，杭新花，郑丽君，计雅婷，侯科如，常媛，程国磊，蔡再生

（1.常州东方伊思达染织有限公司，江苏常州 213000；2.东华大学生态纺织教育部重点实验室，上海 201620；3.南京东华纤维技术发展有限公司，江苏南京 211101）

为了解决普通聚酯纤维需要高温高压染色的问题，常压易染共聚酯纤维得到了开发和应用［1-4］。Porel 纤维是一种在合成过程中引入亲水基团以及柔性基团的改性聚酯纤维，具有常压易染、柔软、低起球以及热稳定等特点［5-6］。此外，Porel 纤维还有类似棉纤维的腰圆形空腔，具有较好的吸湿导湿性能［7-8］。兼具天然纤维与合成纤维优点的Porel 纤维在吸湿快干、透湿保暖、吸湿发热等领域具有良好的应用前景［9-12］。Porel 氨纶包芯纱是以氨纶长丝为芯纱，外包Porel 纤维制成的纱线。由这种包芯纱制成的针织品或者牛仔面料既有氨纶优异的弹性性能，又有Porel纤维吸湿导湿保暖的特点，穿着时伸缩自如，舒适合体，因而具有较大的研究价值和市场潜力。

本实验主要研究阳离子染料对Porel 氨纶包芯纱的染色性能，对染色纱线进行强力和色牢度测试，并比较每吨Porel 氨纶包芯纱与棉氨纶包芯纱在前处理、染色、后处理过程中的生产成本。

1 实验

1.1 材料与仪器

材料：Porel氨纶包芯筒子纱（21s+40 D，0.8 kg/个），同浴去油精练剂YG-1680（分析纯，无锡市宜澄化工有限公司），阳离子红X-6B（分析纯，苏州市东吴染料有限公司），腈纶缓染剂RC、蜡乳WM-H（分析纯，上海康顿检测技术有限公司），抗静电剂963（分析纯，上海立明助剂有限公司），90%冰醋酸（HAc，常州新区盛安化工有限公司）。

仪器：COS-166 节水型筒子纱染色机（立信染整机械有限公司），PHBJ-260雷磁pH 值测试笔（上海仪电科学仪器股份有限公司），DY 型耐洗色牢度测试仪（靖江市东园试验设备厂），Y571B 型摩擦色牢度测试仪（常州市第二纺织机械厂），YG611S-16R 耐日晒牢度测试仪（南通宏大实验仪器有限公司），YG020A型电子织物强力机（常州金松纺织仪器有限公司），DATACOLOR 850计算机测色配色仪（Datacolor公司）。

1.2 前处理工艺

工艺配方：同浴精练去油剂0.5 mL/L，80 ℃，20 min。工艺流程曲线如下：

1.3 染色工艺

工艺配方：阳离子红X-6B 0.2%（omf），90%冰醋酸1.2 mL/L，腈纶缓染剂1 g/L，浴比1.0∶6.5，pH 4.5～5.5，100 ℃，30 min。工艺流程曲线如下：

1.4 后处理工艺

工艺配方：蜡乳1%，抗静电剂0.5%，90%冰醋酸0.2 mL/L，50 ℃，20 min。工艺流程曲线如下：

1.5 测试

1.5.1 表观颜色深度

将色纱试样折叠至不透光，采用测色配色仪进行测定。测试时选择D65光源，10°视角，每个试样选取4个不同点测试，取平均值。

1.5.2 耐摩擦色牢度

参考GB/T 3920—2008《纺织品色牢度试验耐摩擦色牢度》进行测试。

1.5.3 耐皂洗色牢度

参考GB/T 3921—2008《纺织品色牢度试验耐皂洗色牢度》进行测试。

1.5.4 耐日晒色牢度

参考GB/T 8427—1998《纺织品色牢度试验耐人造光色牢度：氙弧》进行测试。

1.5.5 断裂强力

参考GB/T 3916—1997《纺织品卷装纱单根纱线断裂强力和断裂伸长率的测定》进行测试。

2 结果与讨论

2.1 表观颜色深度

以筒子纱外层纱线为标样，测试中层和内层纱线与外层纱线的色差，检验阳离子红X-6B 对Porel 氨纶包芯筒子纱的匀染性。由表1 可看出，根据CIELAB模型，内层、中层纱线与外层纱线在颜色亮度、红绿值、黄蓝值上的差异均控制在0.70 以内。从外到内，纱线颜色的亮度减小，颜色偏红、偏蓝。内层纱线亮度最小，说明颜色最深，内层纱线颜色偏红、偏蓝，与所选用红色染料和全正泵染色工艺有关。

表1 Porel氨纶包芯筒子纱内中外层色差

由表2 可以看出，Porel 氨纶包芯筒子纱的K/S值由外到内逐渐增大，但是差异在0.05 以内，说明筒子纱内层纱线得色最深，内外层纱线色深差异不明显。这是因为染色工艺全部采用正循环，染液由内向外流动，浓度有所降低，因此内层纱线得色量略高。

表2 Porel氨纶包芯筒子纱内中外层K/S 值

2.2 色牢度

由表3 可以看出，色纱的耐干摩擦色牢度和耐皂洗色牢度达到了4.5～5.0 级，耐湿摩擦色牢度达到了4.5 级，耐日晒色牢度达到了6～7 级。这是因为常压下阳离子红X-6B 染料与Porel 氨纶包芯纱线之间以离子键结合，不易在外力作用下出现褪色现象，色牢度较常规涤纶分散染料染色高。

表3 Porel氨纶包芯筒子纱的色牢度

2.3 断裂强力

由表4可知，Porel氨纶包芯纱坯纱的最大可受断裂强力为550 N，最小可受断裂强力为490 N，平均值为520 N；而色纱对应的3 个指标均轻微下降，最大可受断裂强力为530 N，最小可受断裂强力为479 N，平均值为505 N，平均降强率为2.88%。因此，阳离子红X-6B 染色对Porel氨纶包芯纱的断裂强力影响较小。

表4 Porel氨纶包芯筒子纱的断裂强力

2.4 生产成本

面对近年来棉花供求总体波动上扬的情况，为了控制成本和提高市场竞争力，纺织企业一直希望尽可能使用聚酯纤维替代棉纤维。常规聚酯纤维存在染色较困难和手感、服用舒适性不佳的问题，阳离子改性聚酯纤维具有可常压低温染色、舒适性较好的特点，近年来有了长足的发展。新一代Porel 共聚酯中空纤维在可纺性、吸湿导湿性、加工便利性等方面具有突出的表现。

由表5可以看出，Porel氨纶包芯纱比普通棉氨纶包芯纱每吨成本减少696.32 元，综合成本节省35%（其中水成本大约可节省54%，电成本大约可节省9%，蒸汽成本大约增加44%，助剂成本大约可节省51%）。因此，Porel 纤维包氨纶纱线阳离子染料染色比棉纤维包氨纶纱线活性染料染色性能更优、生产成本更低、废水处理更少，在替代棉纤维开发有关产品方面具有广泛的前景。Porel 纤维包氨纶纱线的开发和应用可以有效推动印染企业在保证经济效益的前提下向绿色环保、节能低碳方向发展。