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改进合成纤维染色色牢度的新纺织化学品
自上世纪八十年代中期以来，世界上合成纤维在纺织纤维中的比例不断上升。从1995年至今，合成纤维的比例超过了天然纤维，成为用于纺织品和服装的主要纤维源泉。从生产吨位看，虽然原棉从1992年的1799万吨增长到2002年的1919.8万吨，但由于原毛的产量在同一时期从171,9万吨减少到127.1万吨，两者占纺织纤维的比例以2002年与1992年相比足足下降了11%，而在同样10年时间内，合成纤维长丝纱和短纤维产量的显著增长，分别上升了1.41倍和0.56倍，尤其是合成纤维长丝纱的发展给纺织设计师和制造商提供了开发具有创新的美学视觉和性能的新型织物更多的机会，使其产量的增长超过了合成纤维短纤维的1.5倍。在纺织品服装用的合成纤维中又以聚对苯二甲酸乙二醇酯的聚酯纤维增长最快，从1992年到2002年的10年时间内产量增加了1429.2万吨，使其在2002年占据合成纤维的比例达到了76%，比1992年提高了14%。同期，聚酰胺纤维和聚丙烯腈纤维的产量虽然也增加了74.1万吨和76.3万吨，但它们在2002年占合成纤维的比例却分别比1992年下降了9%和5%，其中聚酰胺纤维占14%，聚丙烯腈纤维只占10%。聚酯纤维生产能力和产量的高速增长使得染料制造者把开发的精力集中在用于聚酯纤维的分散染料上，这种情况与染料制造者在纤维素纤维用染料领域把开发的精力集中在棉用和其他纤维素纤维用活性染料的情况相类似。同时，弹性纤维(即嵌段聚氨基甲酸酯纤维)与聚酯纤维、聚酰胺纤维、棉以及其它纤维素纤维组成的混纺织物的发展，促使染料制造者和染色者等努力去解决这些新型混纺织物提出的染色性能和色牢度的要求。另外，现有分散染料的染色性能和色牢度也满足不了新型聚酯纤维如聚乳酸纤维(PLA)和聚对苯二甲酸丙二醇酯(PIT)等的要求。这些都促进了改进合成纤维色牢度的新纺织化学品的研究和发展。 1改进聚酯纤维染色色牢度的新分散染料 首先是超细涤纶纤维特别是采用复合纺丝法制造的海岛型超细涤纶纤维的发展，使得聚酯纤维制成的织物的服用性能有了很大的提高，由其制成的纺麂皮绒织物与天然麂皮非常相似，因此超细涤纶纤维的产量逐年增长。但这种纤维的超分子和形态结构发生了很大变化，比表面积很大，使得传统的分散染料和早期的超细涤纶纤维用分散染料的上染速度、上染量、染料的显色性、匀染性和牢度等在使用中都产生了新的问题。因此，改进和提高超细涤纶纤维用的分散染料的提升性和牢度成了当务之急。M.Dohmen公司开发的Lumacron MFB染料是新一代分散染料，它们的结构被设计得能满足超细聚酯纤维所要求的高的牢度标准，它们不仅具有包括黄、橙、大红、红、红玉、翠蓝、蓝、海军蓝和黑色等在内的全色谱，而且具有优异的提升性、相容性和湿牢度等。Lumacron MFB染料的这种优异的性能使它们对超细聚酯纤维具有广泛的适应性，采用合适的染色助剂如1-2g/L,Dispertan MF与2g/L Doregal WMB和染色工艺相匹配，它们可用于海岛绦类型和差别化复合类型等各种超细聚酯纤维的染色。为了避免双面异色效应，该公司推荐使用对纤维染色性差异具有优异复盖性的三原色Lumacmn MFB染料，即Lumacron Orange MFB，Lumacron RubineMFB和Lumacron Blue MFB或Lumacron NavyMFB。对于要求高光牢度的浅色的染色，M·Dohmen公司推荐使用Dorospers K型染料。此外，日本化药公司的Kayalon Microester染料也是一种改进以往用于超细涤纶纤维的分散染料色牢度的新型分散染料，它有A、B、C、D四个系列，适于不同的应用要求，具有好的遮盖性，优良的光牢度与湿牢度及升华牢度，易染成深色等，同样可适用于海岛型超细涤纶纤维和差别化复合超细聚酯纤维等的染色；还有Dystar公司的Dianix SF型染料、Dianix SPH和UPH染料也适用，其中DianixSPH染料特别适用于要求扩散速率快的场合。 近年来，聚酯纤维织物如运动服、休闲服、汽车内织物等用分散染料染色后为保证成品尺寸一致和稳定需进行热定型处理。由于热定型温度较高，要超过140℃，纤维内部的分散染料就会发生与染色时逆向的热迁移，部分染料会重新迁移至纤维表面，导致染色后经热定型的织物的色牢度主要是洗涤牢度、汗渍牢度等下降且会沾染到相邻贴衬上或污染环境，而过去分散染料制造商提供的分散染料洗涤牢度等都是涤纶织物用分散染料染色后经还原清洗但不进行热定型处理的数据，因此反映不出分散染料的耐热迁移性能。另外，经染色和还原清洗后的聚酯织物尤其是聚酯纤维和纤维素纤维组成的混纺织物，往往需进行柔软、防水等后整理，市场上供应的不少柔软剂和防水剂如氨基硅油柔软剂等是用非离子表面活性剂制成的乳化剂进行乳化的，它们好似载体会溶介分散染料，使得已染色的分散染料不仅受热作用发生热迁移，还会因溶解在载体中而迁移至纤维表面，从而降低了洗涤牢度等。这种迁移即使在储存和运输过程中也会发生并沾污到相邻的白色织物上。实践证明，在老的分散染料中有相当一部分品种的耐热迁移性较差，会使染色聚酯织物经热定型处理后或柔软、防水等整理后的洗涤牢度变差，例如C.I.分散红54、C.I.分散红60、C.I.分散红73、C.I.分散红152、C.I.分散红153、C.I.分散红167、C.I.分散蓝183以及用C.I.分散紫93:1、C.I.分散蓝291:1和C.I.分散橙76组成的分散蓝EX-SF300%与分散黑EX-SF300%等，都是这样的分散染料。需要指出的是染色涤纶织物经柔软和防水等整理后对洗涤牢度的影响与柔软剂和防水剂的性质有关，也与用于染色的分散染料结构有关，例如用40克/升分散深蓝H-GL进行染色的涤纶织物当选用甲基有机硅柔软剂进行后整理会降低洗涤牢度且不能满足要求，若选用脂肪酰胺类柔软剂进行后整理提高了洗涤牢度且能满足要求；当选用含氟丙烯酸盐防水剂对染色涤纶织物进行防水后整理会降低洗涤牢度且不能满足要求，若选用氟硅防水剂进行防水后整理提高了洗涤牢度且能满足要求等。为了提高分散染料的耐热迁移性，Ciba精化公司先后开发了Terasil W型分散染料和Terasil WW型分散染料，特别是后者，它们是一类具有邻苯二甲酰亚胺偶氮结构的第三代耐洗型分散染料，复盖了全部色泽范围，用其染色的织物经热定型或柔软等整理后具有极佳的洗涤牢度，即使在严格的洗涤条件(如60℃洗涤)下仍能满足高的洗涤要求，它们比第一代和第二代耐洗型分散染料有了很大的提高和改进。例如第一代耐洗型分散染料C.I.分散红111、C.I.分散蓝284等，它们比C.I.分散红167的耐洗涤性能有了改进，但对严格的洗涤试验、对聚酯纤维与它纤维组成的混纺织物的洗涤和对深色织物的洗涤等的牢度很差；此后开发的第二代耐洗型分散染料如C.I.分散红356虽有极佳的洗涤牢度(即使在很严厉的条件下)，但它的染色性能不够满意，特别是提升性的重现性能很差，对染色温度等染色条件的敏感性高且很难染得深色等。第三代耐洗型分散染料不仅改进了上述二代染料的洗涤牢度，还提高了其它染色性能，如表一所示： Lumacron MFB染料也呈现优异的耐热迁移性，例如在60℃储存5周的对比试验表明它们对白色聚酯纤维的沾污很小，即使使用Lumacron Black MFB染色，染色织物经柔软后整理后储存时也是如此。Dystar公司的Dianix XF型染料和Dianix SF型染料也是具有优异洗涤牢度的新染料，如Dianix Bfill.Scarlet XF等，还有Dianix Red SE-3B、Dianix Royal Blue SE-R和Dianix Yellow SE-GBN，它们组成具有高耐热迁移性，高洗涤牢度，高力份和高提升性的三原色分散染料，用其染色的涤纶织物经热定型处理或柔软等整理后不仅具有优异的洗涤牢度，而且能用来取代由分散红3B、分散蓝2BLN和分散黄RGFL(分散黄RGFL是禁用染料)组成的低能型-中能型的三原色分散染料。 随着对汽车内装饰织物染色牢度要求的不断提高，Dystar公司开发了一系列新型高光牢度分散染料来取代老的分散染料，如Dianix HLA系列染料，不仅具有比Dianix KIS-U染料(淡色用)和Dianix KIS-M染料(中浓色用)更高的光牢度，而且能解决用Disperse Black SPC染色时产生的织物表里的同色性问题；Dianix AM Specialities染料具有比Dianix AM Classics染料更高的光牢度，适用于从淡色到浓色的染色，而Dianix AM-SLR染料是一类具有超耐光牢度的分散染料，同样适用于从淡色到浓色广泛范围的染色，在其基础上发展的Dianix AM Formula One染料不仅具有高温下的超耐光牢度和不发生色变，而且完全与美国通用汽车公司制订的新日光试验要求和国际汽车制造者协会规定的光牢度要求及其他试验相适应，它们已有4个主要品种和5个辅助品种，能复盖90%以上通用的颜色。 2改进聚酰胺纤维染色色牢度的新染料和新助剂 近年来，聚酰胺(尼龙)长丝纱在运动服和其与弹性纤维组成的混纺织物制成的服装上的应用增长得很快，为了使染色聚酰胺纤维具有更好的色牢度，Dystar公司开发了Isolan NHF-型染料，它们是用于聚酰胺纤维染色的、具有全面牢度的1:2型金属络合染料，不仅具有超耐光牢度、高湿润牢度，而且有极佳的相容性和良好的聚氨酯弹性纤维的同色性，大大地改进了以往染料的色牢度，能与Telon M型染料(酸性染料)和Isolan S型染料(金属络合染料)任意配合。M.Dohmen公司推向市场的Dorasyn XL型染料也是一类改进以往用于聚酰胺纤维染色色牢度的改性酸性染料，具有优异的湿牢度和优良的匀染性，这是该类染料区别于其他染料的特点，因为其他用于聚酰胺纤维染色的染料往往要在色牢度和匀染性之间作出选择；另外这类染料不含金属(除翠蓝染料外)，有更大的生态安全性；为了用好这类染料，保证好的上染性能和高的色牢度与重现性，M.Dohmen公司推荐使用Doregal XL作为合适的匀染剂，而不采用市场上供应的普通匀染剂；若聚酰胺织物呈现明显的纬向条花时，再需加入2.5%-5.0%的Doregal BRC。如果有需要的话，可以使用Domapal B conc.(一种非挥发性酸)以获得更好的上染性能和固着率，在染深色时染浴的初始pH值用Donapal B conc.调节到3.5，最终pH值也可以根据需要调节到3.5；对于色牢度要求更高的聚酰胺织物例如高标准的碱汗渍牢度、洗涤牢度和氯水牢度等，可在染色后用含有3%-4%DomafixACL的处理浴在pH4.5和75℃条件下处理10-20分钟。 另外，白色合成纤维织物如聚酰胺织物在储存或运输时存在一个泛黄的问题，这种现象常常发生在织物或服装与包装材料相接触的地方，那是由于包装材料中含有一种无色添加剂即丁基化羟基甲苯(BHT)，它是一种抗氧化剂，当与纺织品接触时会转移到纺织品上，在纺织品上与从排出的烟气中来的氮氧化物(NOX)发生反应生成一种黄色的硝基染料，其生成速度随着运输或储存时环境湿度和温度的升高而加重。针对这一问题，BASF公司开发成功一种新型助剂TX1567，它能可靠地防止氮氧化物与丁基化羟基甲苯分子结合，即使在高空气温度的热带气候条件下也行之有效，这对那些氮氧化物含量高或交通密度高的发展中国家来说尤其重要。TX1567可用于所有白色或浅色的纺织品，它能单独地或与荧光增白剂或与染料一起在吸尽加工或轧-干-热固(热熔)加工中应用，例如把5%-15%TX1567和0.5%-1%Ultraphbr TC Liauid(荧光增白剂)一起用于聚酰胺织物的浸渍加工，浴比为5:1-20:1，起始温度为30℃-60℃，然后在半小时内将温度升到100℃，保持30分钟，能获得很好的效果。 为了改进聚酰胺纤维和其与弹性纤维组成的混纺织物的耐氯牢度、耐臭氧牢度和湿牢度，Ciba精化公司也开发了一个新型助剂Cibafix CL-01，它是一个提纯的天然产品，可100%生物降解，能与酸性染料、金属络合染料或活性染料一起用于所有的染色和印花工艺中，在广泛的pH范围(pH为3-6)中使用，给予高上染率、优异提升性与匀染性，显著地改进织物染色后的耐氯性能，尤其适用于生产高品质、经久耐用的游泳衣，而且可使用清洁剂去除污渍。此外，该助剂不会影响织物的手感和光牢度，实践证明某些被染色的织物用Cibafix CL-01处理后反而提高了光牢度。 由于聚酰胺纤维和聚酯纤维组成的混纺织物具有防白深浅条纹染色效应、差异染色和同色深浅染色效应等特点，因此近年用聚酰胺纤维作纬纱和用聚酯纤维作经纱的交编织物在市场上很流行，再加上在亚洲已很受欢迎的聚酰胺和聚酯双组分超细纤维组成的混纺织物在人造羊毛织物、丝绸感织物、运动服、超高密度织物以及高技术清洁服装等的广泛使用，开发合适的染料对其进行染色是很重要的。一般来说，用于该类织物的分散染料要求具有浅色的一致提升性、一次染色时对聚酰胺纤维的低沾染性、采用二次染色工艺酸性还原清洗时分散染料的易洗除性和为防止不匀染所要求的染浴吸尽的可靠性等；所使用的酸性染料和酸性金属络合染料要求具有对聚酯纤维的低沾染性、对不同类型聚酰胺纤维的适应性和好的牢度性能等。从这些要求出发，在涤/锦纺织品染色牢度要求不高且染浅色时只可用一种分散染料染色，通常用偶氮型分散染料即可，如Dianix Yellow AC-E new、Dianix Pink AM-REL和Dinaix Blue AC-E new等，当涤/锦纺织品染色牢度要求高时或需要染闪色或染双色时或染中深色时应选用分散/酸性或金属络合染料的两浴法染色或一浴法染色，Ciba精化公司推荐的对锦纶沾色小的分散染料有：Terasil Yellow 4G、Terasil Red3BL-01、Terasil Blue P-2BR和Terasil BlueBGE-01等。一浴法染色用的酸性染料具有移染性、匀染性和色牢度好的特点，如Tectilon Yellow3R、Tectilon Red 2B和Tectilon Blue 4R-01等；Dystar公司推荐的染中深色的分散染料有：Dianix Yellow S-6G、Dianix Red S-2B、Dianix DarkBlue K-R和Telon Yellow A2R、Telon RubineA5B、Telon Navy AMF等，它们可用于一浴染色工艺或将上述分散染料和Isolan金属络合染料进行二浴染色，这样可获得高的洗涤牢度。 锦/棉纺织品也是近年生产量较大的新型混纺交编织物之一，一般采用活性/酸性或金属络合染料两浴法染色。最近日本第一化成公司开发成功专用的Multifix NH活性染料(用于锦纶)和Multifix NC活性染料(用于棉)，可采用一浴染色工艺，即在染中深色时于由Multifix NH染料和Multifix NC染料组成的染浴中先加入醋酸(5mg/L)，在70℃使Multifix NH染料能快速染着于锦纶，然后添加芒硝(40-60g/L)，再加纯碱(8-14g/L)，于同温度使Multifix NC染料染着于棉，最后降温至50℃，排液、水洗、皂洗、水洗等。由于染料和纤维之间发生非极性结合，因此两种纤维上具有很好的同色性。这类新染料具有省时、省水、节电、节蒸汽、低的加工成本、好的染色同色性和优良的色牢度等特点，改进了以往染色时同色性和色牢度差等问题，发展了锦/棉纺织品染色用染料和染色技术。 |
