功能性纤维及其织物的染色性能
来源:纺织导报
发布时间:2003-12-24 10:17:43
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功能性涤纶及其织物的染色特性与常规的涤纶及其织物有许多不同之处,本文将对下述功能性涤纶及其织物的染色工艺性能进行探讨。
1 功能性涤纶及其织物
1.1 吸湿排汗纤维Coolplus
这是一种仿自然生态的新型高科技纤维,纤维截面为十字形,纤维表面有若干细微沟槽;纤维中特殊聚合体溶解性的差异,使纤维形成无数细微孔洞,通过这些细微沟槽和孔洞所产生的毛细效应,经过芯吸、扩散、传输等过程,能将肌肤表层排出的湿气与汗水瞬时带离皮肤表面,从而使肌肤保持干爽与凉快。
1.2 纳米银系抗菌涤纶
这是近几年利用纳米银粉生产的新型纤维,利用该纤维加工的纺织品具有良好的耐久抗菌性。在无机抗菌剂中,水银、镉、铅等金属也具有抗菌作用,但对人体有害;铜、镍、钴等离子带有颜色,影响产品的美观;锌具有一定的抗菌性,但其抗菌强度仅为银离子的1/1000。因此,银离子在无机抗菌剂中占有主导地位。
纤维中的银离子与细菌接触后,到达微生物细胞壁,依靠库仑引力使两者牢固吸附,银离子穿透细胞壁进入细胞内,与 -SH基反应,使蛋白质凝固,破坏细胞合成酶的活性,细胞丧失分裂增殖能力而死亡。当菌体失去活性后,银离子又会从菌体中游离出来,重复进行杀菌活动,抗菌效果持久。
1.3 防紫外线纤维
这是一种极具开发前景的防护功能纤维,因为大多数合成纤维如涤纶、锦纶、丙纶等防紫外线能力较差,需要先在成纤高聚物中添加少量防紫外线添加剂,然后纺制成防紫外线纤维。将TiO 2 系的纳米陶瓷粉末与聚酯单体混合,可聚合成纳米陶瓷均匀分散的高聚物,并纺丝制得屏蔽紫外线的聚酯纤维。
1.4 聚对苯二甲酸丁二酯纤维(PBT)
这是一种弹性涤纶,不但具有涤纶的若干优点,且因其大分子链上柔性部分较长而断裂伸长大、弹性好、手感柔软,弹性略次于氨纶,受热弹性变化不大。PBT纤维的另一优异性能是染色性比涤纶好,具有较好的抗老化性,耐化学品性能也较好。
1.5 功能性涤纶织物
(1)C14.5×(Coolplus 65/C 35 18 + 40 D)、 535×236、118吸湿排汗弹力涤棉细斜纹交织布。
(2)T抗菌50/C 50 28×28、472×236、145涤棉混纺织物。
(3)T抗紫外线50/C 50 18×18、518×315、145涤棉混纺织物。
(4)C 18×PBT 150 D、528×311、140 涤棉混纺布。
2 生产工艺
2.1 工艺流程
坯布(定形)→ 烧毛 → 冷轧堆 → 平幅碱洗 → 轻氧漂 → 定形 → 丝光 → 染色 → 柔拉 → 预缩 → 验布 → 成品。
2.2 染色工艺
轧分散 / 还原(分散 / 活性)染料 → 焙烘 → 固色 → 水洗 → 皂洗 → 水洗 → 烘干。
轧分散染料 → 焙烘 → 水洗 → 皂洗 → 水洗 → 烘干。
2.3 小样实验
(1)浸染:60 ℃入染,pH值6.5 ~ 7 → 升温至125 ℃,压力1.5 kg → 保温50 min → 降温至60 ℃ → 水洗 → 皂洗 → 水洗 → 烘干。染料浓度2 %,浴比1∶50。
(2)轧染: 浸轧 → 100 ℃烘干 → 180 ~ 185 ℃焙烘2 min → 水洗 → 皂洗 → 水洗 → 烘干。染料浓度20 g/L。
3 结果与讨论
3.1 功能性纤维织物性能指标
实际大车生产表明,涤棉混纺(交织)吸湿排汗织物、抗菌织物、抗紫外线织物的相应性能指标均能满足实际要求(见表1、2、3)。大车生产的PBT / 棉交织织物的弹力为20% ~ 30%,具有较理想的弹性。
| 表1 Coolplus / 棉交织吸湿排汗染色织物性能指标 |
|
标准要求 |
检测值 |
芯吸高度/cm
水蒸发率/ %
起球 / 级 |
>7
>30
- |
7.3
31.5
4~5 |
| 注:实验数据由山东省纺织产品质量监督检验测试中心提供。 |
| 表2 纳米银系抗菌涤纶 / 棉混纺织物大肠杆菌抑菌效果 |
|
0 h |
1 h |
4 h |
|
菌落数
/cfu·ml-1 |
菌落数
/cfu·ml-1 |
抑菌率
/ %
|
菌落数
/cfu·ml-1 |
抑菌率
/ % |
对照织物
抗菌织物 |
19 500
19 500 |
18 900
5 400 |
3.07
72.30 |
19 100
1 930 |
2.05
90.10 |
| 注:参照GB15979、GB862卫生部消毒技术规范, 实验温度25 ~ 26 ℃。 |
| 表3 抗紫外涤纶混纺织物UPF指标 |
| 抗紫外纤维含量/% |
织物规格 |
UPF |
-
50
30 |
标准要求
18/18+518/315+145涤棉混纺织物
11.7×2/T18+543/311+150涤棉斜纹
|
20
50
50 |
3.2 功能性涤纶与普通涤纶的得色差异
将普通涤纶短纤与Coolplus吸湿排汗涤纶、纳米抗紫外线涤纶、抗菌涤纶进行小样高温高压浸染实验,测色数据见表4。
| 表4 功能性涤纶与普通涤纶短纤分散红E-3B染色性能指标 |
| 试样 |
K/S值 |
相对力份 |
L * |
a * |
b * |
1 #
2 #
3 #
4 # |
16.74
22.05
21.14
21.64 |
100.00
132.00
128.00
131.00 |
43.75
38.41
39.38
37.42 |
66.05
60.50
61.11
55.64 |
10.71
9.28
15.75
17.47 |
注:1 # 为普通14.5 tex涤纶; 2 # 为Coolplus 18 tex涤纶;3 # 为抗紫外14.5 tex涤纶;4 # 为抗菌14.5 tex涤纶;采用美国Colour Graph电脑测配色仪测定。
|
表4表明,在浸染条件下,功能性纤维的得色性能均优于普通涤纶。其中Coolplus吸湿排汗涤纶的相对力份和K/S值分别高32 %和31.72 %;纳米抗紫外线涤纶分别高28 %和26.28 %;抗菌涤纶分别高31 %和29.27 %。
将150 D涤纶长丝与150 D PBT涤纶长丝进行小样高温高压染色实验,测色数据(表5)显示,同样在浸染条件下,PBT涤纶长丝的得色性能也优于普通涤纶长丝,其相对力份和K/S值分别高40 %和38.72 %。
| 表5 PBT涤纶长丝与普通涤纶长丝分散红E-3B染色性能指标 |
| 试样 |
K/S值 |
相对力份 |
L * |
a * |
b * |
1 #
2 # |
19.42
26.94 |
100.00
140.00 |
41.52
36.74 |
64.61
59.92 |
10.94
13.22 |
| 注:1 # 为150 D普通涤纶;2 # 为150 D PBT弹性涤纶;采用美国Colour Graph电脑测配色仪测定。 |
3.3 功能性涤纶 / 棉混纺织物的得色性能
将实际大车生产的抗紫线外织物和抗菌织物的前处理半成品进行分散染料小样轧染,结果如表6、7所示:相同含量的涤棉混纺织物,抗紫外线纤维织物和抗菌纤维织物的得色量均比普通涤棉织物低。抗紫外线纤维织物的相对力份和K/S值平均低31 %,抗菌纤维织物的相对力份和K/S值平均低17 %。且抗紫外线纤维织物的得色量比抗菌纤维织物的低。
| 表6 涤棉混纺织物分散红E - 3B染色性能 |
| 试样 |
K/S值 |
相对力份 |
L * |
a * |
b * |
1 #
2 #
3 # |
3.020
2.067
2.638
|
100.00
68.58
87.63 |
55.92
59.01
56.21
|
50.79
44.73
47.36 |
3.47
1.88
3.28 |
| 注:1 # 为T50/C50 14.6/14.6 433/354涤棉府绸,2 # 为T50/C50 18/18 516/315 抗紫外线涤纶/棉混纺直贡缎,3 # 为T50/C50 28/28 472/236 抗菌涤纶/棉混纺斜纹织物。 |
| 表7 涤棉混纺织物分散兰E - 4R染色性能 |
| 试样 |
K/S值 |
相对力份 |
L * |
a * |
b * |
1 #
2 #
3 # |
3.54
2.63
2.86 |
100.00
74.38
80.86 |
48.66
52.69
51.11 |
4.76
3.02
4.33 |
-34.44
-31.75
-32.58 |
| 注:织物序号同表6。 |
3.4 功能性涤纶织物的染色性能
涤纶织物分散染料染色后测色,结果见表8,抗紫外线涤纶织物的相对力份和K/S值均比普通涤纶织物的平均低14 %,抗菌涤纶织物的相对力份和K/S值平均低4 %。
| 表8 涤纶织物分散红E-3B染色性能 |
| 试样 |
K/S值 |
相对力份 |
L * |
a * |
b * |
1 #
2 #
3 # |
12.61
11.74
12.53 |
100.00
93.00
99.00 |
45.50
47.35
45.57 |
63.39
64.31
63.72 |
8.43
10.14
8.24 |
| 注:1 # 为29/29普通涤纶斜纹织物,2 # 为18/18抗紫外线涤纶织物,3 # 为28/28抗菌涤纶织物。 |
4 结语
在浸染条件下,Coolplus吸湿排汗涤纶、纳米抗紫外线涤纶、银系抗菌涤纶和PBT弹性涤纶等功能性纤维织物(纱线)的得色性能均优于普通涤纶,相对力份高出28 % ~ 40 %,K / S值高出26 % ~ 39 %。
在轧染条件下,部分功能性纤维织物及其与棉混纺织物的得色性能却不及普通涤纶织物:抗紫外线涤纶织物的相对力份和K /S值低了14 % ~ 31 %;抗菌涤纶织物的相对力份和K/S值低了4 % ~ 17 %。总之,功能性涤纶及其织物的染色性能与普通涤纶及其织物有较大的不同,染色方法和染色工艺也会影响其得色量,故应根据实际生产需要确定工艺条件。
(山东潍坊二印纺织印染有限公司 董 瑛
李传梅 范红心 秦续文 )
参考文献
1 邢声远,江锡夏,文永奋等.纺织新材料及其识别.北京:中国纺织出版社,2002
2 张立德.纳米材料.北京:化学工业出版社, 2000
3 王曙中,王庆瑞,刘兆峰.高科技纤维概论.上海:中国纺织大学出版社,1999
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