化纤用色母粒和功能母粒最新进展 国外化纤技术 化纤用色母粒和功能母粒最新进展 VamanG.Kulkarni 纺前染色为聚酰胺,聚酯和聚丙烯熔纺纤维 的染色提供了—个简便的方法.色母粒的设计能明 显地影响颜色,加工性能和染色成本.由于纺前染 色具有极好的色牢度,它已广泛用于车用地毯,户 外地毯和商业地毯以及需要优良色牢度的应用领 域.文章也介绍了功能性和多重属性产品制备方 法. 纺前染色,也称原液染色或纺前着色,是—种 采用着色剂(通常为颜料)以母粒形式在挤压前加 到聚合物熔体中对合成纤维进行染色的工艺.因 此,纤维的挤出纺丝和染色—步完成.纺前染色工 艺同传统的纺后染色不同,纺后染色是将纺丝(白 色丝)和着色分两步进行.借助于颜料,纺前染色 的产品具有较好的色牢度.然而,也不是所有的纺 前染色产品都能提供同等的色牢度.从着色剂的选 择到色母粒的设计的各种因素都会对其性能带来冲 击. 此外,由于色母粒是在纺丝前加入的,因此它 对纺丝性能和纤维特性的影响应在设计母粒时加以 考虑.根据最终用途,在母粒设计中应把所需的各 种加工性能以及功能性作为设计系数.因此,色母 粒的所有性能,即颜色,纺丝性能,最终使用性能 和成本都和色母粒的设计有关.母粒也可以用于功 能性纤维的制造,如抗菌纤维,防紫外纤维,阻燃 纤维,除臭纤维等.本文通过一些案例研究了母粒 的设计对纺前染色纤维的颜色和性能的影响.此 外,对纺前染色和纺后染色聚酰胺纤维的比较及功 能性母粒也作了叙述. 1聚酯车用和户外织物用色母粒 由于车用织物和户外织物需要一定色牢度, 所以纺前染色织物在这些领域中的应用日益增长. 48合成纤维SFC2006No.5 在设计这些应用的母粒时,紫外线稳定性和延长色 牢度是很重要的.单个颜料的选择,如酞菁兰和酞 菁绿,喹吖啶红和茈红,蒽醌黄以及用户颜色的设 计决定了母粒的应用性能.这在下面的案例研究中 叙述.一种深灰的车用织物颜色用两种不同母粒 (不同颜色组合)比色.每种母粒都做成相同颜色 并鉴别为灰色1和灰色2.母粒在3.5dpf半消光 PET纤维中是以颜色和气候牢度来表征.母粒的配 方和颜色数据分别列在表1和表2中.图1为光谱 曲线.图中颜色读数和光谱数据表明两者颜色非常 接近.但是,两种颜色在气候牢度和成本上正如表 1所示,存在差异.灰色2在气候牢度方面有一些 改进,同时成本也减少了18%,充分显示了产品 设计的效果.表3,表4和图2为母粒在蓬帆织物 应用中的数据.选择流行的深酒红进行了研究并检 测了母粒在3.1dpfPET纤维中的颜色和气候牢度 特性.从数据可以看出,深酒红2在气候牢度方面 有了改善,但是颜色的成本也应加以综合考虑. 裹1深灰色母粒配方和性能 项目f深灰色lf深灰色2 配方 着色剂l黑 蓝 红l 红2 黑 蓝 红l 黄 着色剂2 着色剂3 着色剂4 气候牢度和成本 光牢度:sAE-Jlss5;4ssKl;;~I3.5 颜料成本l1.0ol0.82 表2灰1和灰2色母粒制备的PET纤维颜色读数 l项目La●bdLDaDbdE l灰l2247--0.27一L2l 灰221.93-o.17一L22--0.53Ql0--0.0070.54 图1PET车用织物试样灰色1和灰色2比色光谱曲线深酒红色母粒配方和性能 项目深酒红色l深酒红色2 配方 着色剂l红l红l 着色剂2红2黄 着色剂3黑黑 着色剂4紫罗兰紫罗兰 气候牢度 光牢度:SAE-J1885;488KJ;灰级2.54.O 颜料成本1.o01.45 裹4深酒红l和深酒红2色母粒制备的PET纤维颜色读数 }项目La●bdL*DaDb*dE* I深酒红色125.7516.985.7l l深酒红色223.1216.295.16-2.44-0.69-0.552.6o 图2PET蓬帆布试样深酒红1和深酒红2比色光谱曲线聚酰胺商业和住宅地毯用色母粒 合成纤维,以BCF形式已广泛应用于地毯的 制造.聚酰胺,聚酯和聚丙烯已成为BCF市场的 领导者.地毯尤其是商业地毯对于耐脱色和气候的 色牢度有着严格的要求,因此聚酰胺BCF的地毯 丝广泛采用纺前染色.而且,由于商业建筑越来越 多的使用玻璃和住宅的开放式使地毯暴露在阳光 (紫外线)的照射下,造成褪色,纤维强力下降. 用于聚酰胺纤维纺前染色的色母粒应设计成能经受 住商业地毯的韧性要求.这些要求包括:耐脱色, 色牢度好以及基质聚酰胺聚合物的稳定性.经预筛 国外化纤技术 的颜料及控制颜色所加工的色母粒对聚酰胺BCF 纺前染色而言有以下一些优点: ? 在阳光下色牢度好 ? 可耐脱色和粗糙洗涤的化学品 ? 颜色均匀性好及宽广的颜色范围 ? 批与批间的颜色一致性 下面案例研究了用奥美凯(Americhem)公司 色母粒纺制的纺前染色聚酰胺BCF同纺后染色聚 酰胺BCF在脱色性能和气候牢度方面的比较.将 两块纺后染色的地毯黄和兰色)同经相同颜色 的纺前染色聚酰胺BCF制成的地毯进行比较.使 用AATCC测试方法16E测定气候牢度.脱色试验 是将地毯试样在5.25%次氯酸钠溶液(商业上可 获得100%漂白液)浸渍24h.试验结束后,将地 毯试样从漂白液中取出,用中性溶液清洗并脱水. 然后试样至少干燥24h,再通过分光计测得处理后 和未处理试样的颜色读数和漂白处理后的颜色差 异.图3清楚地显示米黄色纺前染色聚酰胺BCF 耐脱色和耐气候的优良性能.漂液处理后,纺前染 色试样色差小于1,而纺后染色BCF色差为22; 纺前染色试样气候试验后色差0.9,而纺后染色 BCF色差为8.9.图4为兰色试样的数据.兰色试 样的色差虽不象米黄色试样那么惊人,但纺前染色 聚酰胺BCF明显地显示出优良性能,即漂液处理 后,纺前染色试样色差3.6,纺后染色BCF色差为 13.5;气候试验后纺前染色试样色差1.4,纺后染 色BCF色差为4.2.图5是间隔染色和纺前染色米 黄色地毯试样脱色试验后的照片.从照片可以看 出,纺前染色聚酰胺BCF具有非常好的耐脱色牢 度.间隔染色的试样的颜色出现完全脱色(色差为 41单位),而纺前染色的试样几乎无色差(色差只 有1.7单位). ～～～ ～r 纺后染色. 图3漂白和气候I色差)对米黄色纺前染色和纺后染色聚酰胺 BCF的影响 合成纤维SFC2006No.549 国外化纤技术 N 纺后染色 纺瓣染色纺后染色 --一穗嘲魁汛 ■■_,,,, 图4 漂白和气候(色差)对兰色纺前染色和纺后染色聚酰胺BL-3F 的影响 图5 漂白对纺前染色(上)和间隔染色(下)聚酰胺地毯试样影响 3 抗菌母粒 微生物是我们日常生活中的一部分.但是,某 些微生物会对健康造成危害,同时也是一些异味的 源头.微生物在潮湿的条件下生长,诸如运动服之 类的纺织品及鞋袜等是细菌和真菌的最佳生长环 境.抗菌剂是为了控制微生物以及由它们所产生的 异味和对身体有害的物质.采用有机抗菌剂对纱线 和纺织品处理可以阻止细菌生长,提高处理织物的 卫生值.但是,大多数有机抗菌化学材料热稳定性 较差而且不适合合纤熔纺时添加. 银基抗菌剂具有较高热稳定性而且特别适合 同聚酰胺和聚酯等高温合成聚合物的熔体混合. 已开发了一种独特的混合工艺,用银基抗菌 剂制成具有良好分散性能的母粒.含奥美凯公司母 粒的纤维和制品具有优良的纺丝性能并能有效地抗 革兰氏阳性和阴性细菌,例如金黄色酿脓葡萄球菌 和肺类杆菌. 图6 为3dpf 聚酯纤维中抗菌母粒不同含量的 效能图.母粒中抗菌剂含量为25%.而用聚酰胺 纤维所做的类似试验表明:在相同浓度下其抗菌效 果比聚酯纤维好. 50 合成纤维SFC2006No.5 280 望 蔫 善 1.20 05ll5225335 肺类杆菌●金黄色酿脓葡萄球菌 图6 不同银基抗菌剂浓度的PET 纤维的抗菌效能 4 除臭纤维母粒 活性炭本身的吸附和吸收性能是众所周知的. 由于它的吸收性能,活性炭已广泛应用于水的净 化,去除有机杂质以及用作催化剂.奥美凯公司 (同TrapTek 合作)提供一种活性炭母粒用于熔纺合 成纤维.含活性炭的纤维具有除臭性能且用该纤维 制成的制品具有湿控性能.这种技术的关键是活性 炭基本上被完全包覆在热塑性基质材料中.同时, 来自衣物和环境中的有机异味被炭的孔隙所吸收. 含活性炭的纤维和服装在水洗和干燥过程中异味分 子被释放出来,而炭又重新再生.图7 为不同活性 炭含量纤维的织物除臭性能. 图7 不同活性炭含量纤维的织物除臭性能 译自(ChemicalFiberInternationa1)),2005,55(6):379 金立国译,沈莉莉校

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