多年來,品牌和印染商受染色聚醯胺低的水洗牢度———掉色、沾色和/或貼襯滲色的困擾,低的水洗牢度不僅引起客戶的抱怨而且縮小了設計範圍。溼色牢度問題的根本原因是聚醯胺纖維低的玻璃化轉變溫度,甚至在通常家庭水洗條件(40～60℃)下染料分子也能從纖維內部熱泳移到表面。
由於革新的「Eriofastmicro」浸染工藝,即使是在全無光超細聚醯胺纖維上也可以得到極深的色澤,並且在家庭或工業洗滌中的最高水洗溫度下達到最大的水洗牢度。達到這種獨一無二的水洗牢度並沒有給織物的柔軟性和親水性帶來任何負面影響(不像傳統的固色劑,硬化織物並削弱了織物的吸水性),對功能整理劑的應用也沒有任何限制。
更大的優點在於染色過程中染料極好的移染性能,即使在經軸染色中的臨界染色條件下也具有極高的勻染性。移染可以幫助彌補聚醯胺纖維物理親和力的不同,因此發生條花的機率比起傳統高牢度聚醯胺染色大大降低了。
艷麗牢(Eriofast)系列染料覆蓋了整個色域,包含7種淺色染料(2隻黃,1隻橙,2隻紅和2隻藍)及最新開發的1種黑色染料。這種寬的色域能夠配製出各種顏色,同時在目標色條件配色中具有高的靈活性。
1 背景
聚醯胺纖維年產量大約為400萬t,是繼聚酯和棉纖維之後的第三大紡織纖維。聚醯胺也是生產絕大部分地毯的主要纖維。
低價聚醯胺常被聚酯替代。然而聚醯胺和彈性纖維的混紡織物是現今急速發展的高檔貼身內衣的首選材料,也可用於製作泳衣和鬆緊帶。
聚醯胺纖維可通過浸染、印花、連續染色或紡絲染色技術進行染色。對於前三種方法常用酸性染料染色,其中包括2︰1鉻金屬絡合染料。對於紡絲染色,常用有機和礦物顏料染色,也包括2︰1金屬絡合染料。
紡絲染色、連續染色和印花主要用於大批量生產地毯,噴射染色或經軸染色等間歇浸染染色,主要用於內衣和服裝。聚醯胺纖維相對於其他纖維有許多優點,尤其是具有高的回彈性、抗機械力和彈性,但水洗牢度和溼色牢度有限,其根本原因是以下兩種因素的綜合影響:
-目前聚醯胺所用的所有染料僅以相對較弱的物理鍵與纖維連接。
-聚醯胺纖維沒有較高的玻璃化轉變溫度,因此,即使在家庭洗滌中所用的較低的溫度(30～60℃)下,染料分子就能從纖維內擴散出來,其中一些擴散到織物表面,然後染料進一步滲化到鄰近的纖維上,在重複洗滌中伴隨梯狀色澤變化和顏色強度的損失。
至於水洗牢度,就目前的技術發展水平,即使精選「超細」酸性染料或2︰1的鉻絡合染料,在下面的情況下水洗牢度也較差。
1.1 洗滌溫度50℃或者更高
聚醯胺纖維的水洗牢度隨著水洗溫度的升高急劇下降。世界各地洗滌習慣和洗滌設備(有或沒有自動控溫裝置)有很大不同,衣物通常在50℃或更高的溫度下洗滌。選擇較高的溫度(50～60℃)或是有意之舉(出於衛生的考慮)或是偶爾實施(家庭洗衣機缺乏溫度調節裝置)的。圖1列出了常用聚醯胺染料(中等水洗牢度)和最新的耐洗染料隨著水洗溫度增加時的水洗牢度。
1.2 深的色澤隨著顏色的加深對鄰近纖維的滲色作用增強。原因非常明顯,深色需要更高濃度的染料進而在洗滌中有更多數量的染料分子泳移到纖維表面發生滲色。
1.3 全消光聚醯胺纖維
通過二氧化鈦消光的消光和全消光聚醯胺纖維趨向於「天然纖維的形態」。二氧化鈦是一種不透明的無色顏料,它掩蓋了眾多的染料分子從而降低了入射光感知色強。因此,在全消光纖維上達到一定深的顏色要比在有色澤纖維上用更多染料,也就增加了滲色機率。
1.4 超細纖維
要達到同樣的色強,典型的0.55dtex聚醯胺超細纖維要比普通的聚醯胺纖維需要更高的染料濃度,因此,同樣滲色機率增加。列出了篩選出的據稱具有耐洗性的染料,代表了淺色酸性染料水洗牢度現狀。在超細纖維上都表現出較差的水洗牢度。
1.5 具有較低氨基密度的聚醯胺纖
維市場上聚 胺纖維的質量參差不齊,他們之間水洗牢度各不相同,有的具有很強的水洗牢度。纖維中自由氨基濃度的高低只是引起這些不同的一個原因。列出了染廠常用的兩種纖維僅一次標準水洗後他們之間水洗牢度的不同(深色聚 胺,60℃水洗)。表明了市場各種聚醯胺纖維在超過50℃水洗後在色強損失方面的不同。它表明只有部分吸浸染料與纖維有較好的鍵合,而剩餘部分與纖維結合不好並且在洗滌中很快滲化。對於一般質量的聚醯胺纖維這種較弱結合的比例要比其他的高很多。由於纖維本身所引起問題到現在還未完全弄清,在某些方面甚至無法估計。
1.6 重複洗滌
每次水洗之後一些染料都會紡織染整從聚醯胺纖維中泳移出來。與單次
洗滌相比較,重複洗滌不一定加快對貼襯織物的滲色,但是它可引起明顯的顏色梯度變化(當使用的一種染料比另外一種染料的水洗牢度低時)和/或色強梯度變化
2 艷麗牢(Eriofast)染料
因為艷麗牢是活性染料,所以他們與聚 胺纖維的結合非常牢,能輕易抵抗重複洗滌,以及在溼色牢度測試條件下所有常用的30～60℃水洗,包括ISO和AATCCIIA,對於汽蒸和洗滌劑,甚至在極苛刻的條件下水洗,如工作服的水洗要求(70～95℃)也表現出好的牢度。
艷麗牢染料在染最挑剔的混紡纖維———聚醯胺超細纖維和彈性纖維時不同深色下得到的高的水洗牢度。
已獲專利的「Eriofastmicro」染色工藝。所有的艷麗牢染料相互可以配伍。這種活躍的特性確保了顏色的重現性和好的勻染性。
3 聚醯胺超細纖維的新染色
這種染色工藝能使纖維染得深飽和色,並具有最大的水洗牢度,即使是對最苛刻的例子———即經二氧化鈦全消光且具有低濃度自由氨基的微旦聚醯胺纖維上。工藝流程短易操作
要素:
-使用廉價且應用廣泛的CaCl2可明顯地增加艷麗牢在聚醯胺纖維上的親合力和提升力。CaCl2在C點加入染浴中(圖5)並在洗過程中洗去(E點)。
-聚醯胺纖維用專利活性酸性染料:由於染料的分子尺寸小,在染色過程中轉移擴散,並在艷麗牢固色劑(EricofastFIX)處理之後提高了最終牢度。-艷麗牢固色劑是一種新型的交聯劑,它與艷麗牢染料分子反應並以堅固的共價鍵結合起來,無論染料分子是否已經與聚 胺纖維鍵合。不像常規的固色劑艷麗牢固色劑決不影響纖維的柔軟性和親水性,也不會引起泛黃並與所有的後整理體系兼容。艷麗牢固色劑在D點(圖5)加入到染浴中。
4 艷麗牢黑M(EricofastBlackM)
除白色和柔和的顏色以外,黑色是貼身衣物和貼身內衣最流行的顏色。對於黑色來說最嚴重的問題是溼色牢度,尤其是對於典型的含有大量彈性纖維的細旦織物。到目前為止淺色衣物和黑色貼身內衣同時洗滌都有被沾色的危險。強對比色,如黑色和白色,不可以同時用在運動衣和泳衣上,因為所有的常規黑染料都會沾色。艷麗牢黑M具有突出的溼色牢度,因此完全不褪色。
4.1 顏色一致性
顏色一致是另外一個關鍵性問題,特別是對於複雜結構的衣物來說,如胸罩。在大多數情況下,他們由不同的材料組成,然而,不同光源下顏色改變是不可接受的。內衣褲的顏色通常在人造光源下評定,很少在日光下評定。Inc.A是最重要的光源,因為它代表家庭用鎢燈所發的光。另外,CWF和TL84也是重要的光源,通常用於百貨公司和商店的照明。這些光源之間的巨大不同使得生產具有高顏色一致性的深黑色衣物非常困難。實際上,所有用於聚醯胺的常規黑色染料在Inc.A光源下都有強烈的偏紅趨勢。因此,染廠常常被迫加入調整色光的染料,這樣就會降低勻染性和牢度。用艷麗牢黑M這種泛紅可以忽略,使得配色簡單容易。
4.2 短流程的簡化染色工藝
常規黑色染料清洗和固色所用的時間往往比染色本身所用的時間還多。應用陰離子丹寧酸能提高牢度,而且不會形成汙漬和沉澱。為了達到黑色在苛刻材料上可接受的牢度,通常加入陰離子固色劑。
兩道後整理在小範圍內提高了接觸牢度(耐水/汗漬)和水洗牢度,但是值得注意的是必須加入柔軟劑來改變織物粗糙的手感。艷麗牢黑M要藉助2%CaCl2來達到深色澤。染完後無需費時的熱水衝洗,簡短的冷水清洗就足夠了。EriofastFIX交聯劑反應非常快,因此不會產生沾汙和沉澱。下一步是最後的礆洗然後清洗和中和。
4.3 織物的手感-含潮處理
常規固色劑(丹寧酸)損傷織物的手感並對織物的功能整理有負面影響(在纖維表面形成高分子膜)。結果纖維疏水性增強並且隨著汗水的蒸發濃縮織物成為屏障,使得衣物和皮膚之間溼度增大,衣物會緊帖在皮膚上引起不適。靜電「吸附」也會增加。EriofastFIX交聯劑只與染料反應,顯然不會對手感造成影響。織物仍然保持親水性並且它的毛細作用使得身體產生的水分很輕易地蒸發掉。因此衣物通常感覺乾燥和舒適。
4.4 定型工藝
對用於聚醯胺纖維的常規黑色染料來說,由於拉伸、高溫和長處理時間下受熱,所以定型後陰離子和陽離子固色劑的固色作用會明顯降低。通過費時費力昂貴的後處理後得到的輕微色牢度提升會在定型過程中損失掉。艷麗牢黑M通過與EriofastFIX交聯反應達到高的牢度。這種鍵合非常牢固,在任何情況下都不會受劇烈的定型處理的影響。
4.5 染料價格和衣物成本
用於貼身內衣、運動服和泳裝的彈性織物價格是非常昂貴的。染料只佔了成本非常小的一部分,對於一件衣服的最終成本來說可以忽略不計。
最廣泛應用的聚醯胺黑色染料是非常廉價的,它們與艷麗牢黑M在價格上自然有明顯的差距。然而,圖6中的實例清楚地表明即使染料的價格高3倍,一件胸罩的價錢只會增加0.3%!這種差距甚至可以抵消,因為我們並沒有把簡化流程染色工藝所節約的成本計算在內。
總而言之,這種創新的益處與給織物和成衣帶來的巨大附加值非常實用而且成本不高。
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