分散染料热迁移对涤纶染色牢度的影响与防止

彭志忠

［1．佛山市敬展纺织材料有限公司  广东佛山  528223；2．莱菲雅（广州）新材料科技有限公司  广东广州  510660］

摘要：热处理/定型使分散染料发生一定的热迁移，对涤纶织物的染色质量（色牢度、鲜艳度、色光等）有着显著的影响；通过分析分散染料及染色工艺、热处理温度与时间、染料的热升华性、表面活性剂和后整理剂、染色后清洗以及热定型工艺对染料热迁移性的影响，将分散染料的热迁移现象控制在最低限度。

关键词：热迁移；分散染料；涤纶织物；染色牢度；色光变化；防止措施

前言

在涤纶织物（纯涤纶织物或涤棉、涤粘等交织/混纺织物）经分散染料染色后（尤其是高温高压法染深色），经130℃温度以上干热处理，如染后热拉幅定型、树脂热焙烘等，染色织物色牢度（如皂洗、摩擦、汗渍与日晒等）通常要发生不同程度的变化，一般中深色下降0.5～1.5级；布面色光发生不同程度的改变；涤棉、涤粘等交织物或混纺织物中棉/粘组分的污染会显著增加。

所以，在纯涤纶织物（特别是涤纶弹力织物）、涤棉、涤粘交织或混纺织物生产中，往往会给染品的色光稳定性、色泽鲜艳度和色牢度带来不同程度影响，甚至使染品无法达到客户要求而复修或降等。

1．原因分析

涤纶织物分散染料染色后的热迁移现象是导致上述问题的关键所在，它是指染色织物在后整理高温定型时，受干热或湿热空气的作用部分染料由纤维内部向纤维表面迁移，造成染料在纤维表面的堆积和再分配。热迁移现象是分散染料在两相溶剂（纤维和表层溶剂助剂）中的一种再分配现象，是其固有的物理特性，也是造成含涤纶织物染色后干热处理中色牢度（湿牢度、汗渍和摩擦牢度）下降和色光变异以及其他纤维沾色等的关键因素。

分散染料的热迁移并非绝对在干热条件下，在长期贮存中也会发生。由于这种热迁移主要与分散染料本身的结构有关，不同结构的分散染料其热迁移性的大小也不一，相互间差别也较大；同时所有能溶解分散染料的助剂，包括后整理高温定型时使用柔软整理剂硅油、抗静电剂及纺丝油剂）等，当这些助剂在布面上吸附存在，都能加速分散染料产生热迁移作用，从而给涤纶染色织物上的分散染料带来难以克服的隐患及危害。

2．机理探讨

分散染料有一个独特的特性就是“热升华”，当染料由固体状态热升华至气态时，染料就由固态的大分子变成自由游离的单分子状态，单分子染料的自由活动相比大分子染料集团就容易的多了；加之印染加工助剂中存在着大量与染料分子结构中相似的基团结构，基于相似相容原理，涤纶染色织物上存在的助剂（或溶剂）会对染料单分子形成抽取效应，从而使得染料分子实现从织物内至表层的迁移过程。

由于对聚酯纤维的染色原理与其他染料不同，分散染料热升华牢度一定程度可间接地反映分散染料的耐热迁移性。分散染料的耐升华牢度不好，在干热状态下，固体状态的染料就容易从纤维内部直接以气体状态脱离。分散染料热迁移的历程，可作如下解释：

（1）在高温染色过程中，涤纶纤维结构变松弛，分散染料从纤维表层扩散进入纤维内部，并以氢键、偶极引力和范德华力为主作用于涤纶纤维。

（2）染色后的涤纶纤维受到高温热处理时，由于热能赋予聚酯长链更高的活动能量，致使分子链震动加剧，纤维的微结构再次松弛，导致部分染料分子与聚酯长链间的结合力减弱。因此，部分具有较高活动能量和较高自有化程度的染料分子，从纤维内部向结构相对松弛的纤维表层迁移而附着纤维表面，形成表层染料或粘附于相邻的其他纤维组分。

3．影响分散染料热迁移的主要因素

（1）纤维的染色深度与热迁移性的关系

实验表明，涤纶纤维的染色深度与分散染料的热迁移性存有一定的对比关系，即色泽越深浓，在高温干热处理时，染料的热迁移情况显现越大，对染品质量的影响越严重。

（2）热处理温度与热迁移性的关系

在通常条件下，涤纶染后干热处理的温度越高，染料的热迁性越大，对染品色光及染色牢度的影响越严重。在130℃以下热处理，染料的热迁移性不大；在140℃甚至160℃以上热处理，分散染料的热迁移性明显加剧。由于不同分散染料的热迁移倾向大小不同，在同一干热条件下处理，其热迁移量差异较大。所以，染色拼色配方要合理，否则易导致染品色光的变化。

（3）热处理时间与热迁移性的关系

180℃温度热处理（焙烘）时间在20～40s范围内，随时间的延长，染料的迁移量急剧增加；在40～50s范围内，染料的热迁移量增加不明显；超过60s，低温、中温型分散染料的热迁移量反而下降。

（4）染料的热升华性与热迁移性的关系

分散染料的热升华性与热迁移性之间存在着一定的联系，把染料的热迁移性简单的理解为热升华性是不确切的。生产实践证明，一些耐升华性好的高温型染料，有的热迁移性小（如分散灰S-BN），有的热迁移性却较大（如分散红S-3GFL、分散深蓝HGL等）；一些耐升华性差的低温、中温型染料（如分散红B、福隆艳红E-RLN等），单从平行测定的结果来看，其热迁移性也不大。

当然，分散染料热迁移性的起始温度与染料本身的耐升华性有一定关系，即随着染料耐升华性能的提高，其热迁移的起始温度也相应提高。如低能型分散染料为130℃温度左右，中能型染料为135～140℃左右，高温型染料为140～145℃左右。

（5）表面活性剂与热迁移性的关系

涤纶纤维上表面活性剂对分散染料的热迁移性大多数影响较严重，表面活性剂的品种不同对染料热迁移性的影响程度也不一样。常用表面活性剂对染料热迁移性的影响顺序为：扩散剂NNO＜净洗剂LS＜润湿剂JFC＜皂洗＜雷米邦A＜洗涤剂209＜高温匀染剂10＜平平加O。相同表面活性剂对染料热迁移性的影响程度与其在纤维上的附着量密切相关，即在纤维上的表面活性剂附着量越多，影响也越大。

（6）后整理剂与热迁移性的关系（树脂整理、柔软整理等）

织物经过树脂高温整理过程中，若延长焙烘时间，则发现从织物上脱落下来的染料量慢慢增加，从纤维上溶入树脂层中的染料量增加，迁移到树脂层表面的染料量也相应增加，对色光的影响较大。

常用的柔软剂或其他整理剂对分散染料的热迁移性也存有影响，随品种的不同而不同。例如，交联型的有机硅柔软剂影响小，而表面活性剂对硅柔软剂则影响严重，各类柔软剂对染料热迁移性影响的程度，也取决于处理温度的高低；随整理温度提高，其影响越来越大。

（7）染色方式与热迁移性的关系

实验表明，用分散染料染色的涤纶织物，在高温（130℃以上）热处理时，部分染料分子向内部迁移，同时也有部分染料分子从纤维内部向纤维表层或进入纤维表面的第二相溶剂中；但不同染色方式，染料热迁移方向不同，常压沸染由于是浅色环染，经高温干热处理，几乎没有从内向外热迁移的迹象，纤维表层的染料因存在浓度梯度，而向纤维内部迁移或扩散。

热熔染色染料在纤维内部分布，也存在一定程度的浓度梯度；而高温高压染色透染性好，染料在纤维内部分布几乎不存在梯度，所以在高温干热处理时，染料只是单方向朝外移，对染色织物色光和色牢牢度的影响较大，尤其是深至特深色。

（8）热定型与热迁移性的关系

定型与未定型坯所染的染品，在高温干热处理时，染料的热迁移现象都同样存在；染前定型对染品在干热处理中的热迁移具有一定抑制作用，但这种抑制作用与定型坯得色浅10%～15%有着直接关系（色泽越浅，染料的热迁移量越少）。因此，涤纶织物预定型对分散染料的热迁移存有实际影响。

4．分散染料色迁移的防止

（1）加强涤纶织物的前处理

首先，改善染整工艺充分地降低纤维大分子结构中结晶部分的结晶度，提高非结晶区域的结晶度，使得纤维内部各区域之间的结晶度趋于一致，让染料进入纤维内部以后，与纤维之间的结合更加均匀。这样既提高匀染程度，又提高染色的耐热迁移牢度。如果纤维内各部分的结晶度不够均衡，染料大部分滞留在结构相对松散的非结晶区域，那么在外界条件出现极端状态以后，染料也更加容易从纤维内部的非结晶区域脱离，迁移到织物表面，从而降低纺织品的色牢度。全涤织物（特别涤纶弹力织物）的预缩和预定型，都是均衡纤维内部结晶度的加工工序，经其加工后织物染色深度和染色牢度可以得到提高。

其次，加强涤纶织物的前处理-精炼除油工艺。在染色前涤纶纤维上留有的一些助剂，如对分散染料有溶解作用的表面活性剂，如纺丝与织造时添加的抗静电剂和润滑剂等应在染色前得以去除，以降低对染色的影响和分散染料产生热迁移现象的危害。

（2）选择热迁移性小及相近的分散染料

要选择热迁移性小的分散染料，因这些染料结构的分子量相对较大，染料的基本结构与纤维结构相近或相似，与涤纶纤维的亲和力也较大，故相对难以从纤维内部迁移至表面，可以提高涤纶纺织品的热迁移色牢度；如浙江龙盛公司的LXF型、巴斯夫的XF型、德司达的大爱尼克司XF/SF型及安诺琪的PUD系列等都具有极好的热迁移色牢度。

由于不同分散染料的热迁移倾向大小不同，在同一干热条件下处理，其热迁移量差异较大；拼色染料的选型尽量选用同一型号或高能型染料，因不同型号的染料其热迁移比例不一，相应升华牢度也不一。高能型分散染料升华牢度一般较高，尽管染料的热迁移牢度与升华牢度并不一致，但高温型染料在较高温度定型下染料的升华较少，相应色光的稳定性也较好。

（3）染色深度与染料配伍加成性选择

因为色泽深度对染料的热迁移性影响显著，所以染色时尽量避免达到或甚至超过染料染色的饱和值。在选用染料时，既要考虑染料本身热迁移性的大小，也要考虑其提升力及染色配伍加成性的优劣。

（4）加强染后的还原清洗

附着在纤维表面的染料（浮色）会加重染料热迁移对染色织物色牢度产生影响，要加强染后的还原清洗（添加利于还原清洗的助剂），尤其是深至特深色应进行充分的还原清洗，以彻底去除染色浮色及染色过程中使用的助剂等。

（5）后整理剂等助剂对染色牢度的影响

由于常用的柔软整理剂或其他整理剂对分散染料的热迁移性大多存有影响，故涤纶染色织物后整理（柔软或功能整理）时，必须合理选择整理剂。对于涤纶织物所用的柔软剂，必须同时考虑对柔软度、滑爽度、泛黄性、色变，以及对染料热迁移性的影响等。

（6）染色后涤纶固色处理

涤纶织物分散染料在高温定型过程中，纤维内部的部分染料向纤维表面泳移，泳移在织物表面的染料会降低织物耐洗色牢度和干/湿摩擦牢度及升华牢度等，对浅色、多种染料组合敏感颜色易发生色变。采用涤纶新型固色剂Untrafix ECT处理可隔绝染料单分子的迁移通道，降低分散染料的热迁移对染色织物色牢度的影响，有效提高其耐热迁移性和各项色牢度等。

（7）后整理采用较缓和的工艺

涤纶织物染色深度越深，若后整理热处理温度越高，对染料迁移性的影响就越大。在保证纺织品定型效果的情况下，视品种情况应酌情降低成品定型温度，从而避免或降低分散染料的迁移，可明显地提高织物的色牢度。为此，涤纶织物分散染料染色后整理时，可尽量采用染前高温预定型，而染后成品定型拉幅采用较温和的工艺条件。

5．结语

5.1 分散染料的热迁移即染料在纤维与表层溶剂两相中的重新分配，是造成涤纶织物染色后热处理中色牢度下降和色光变异的关键因素，对染品质量（色牢度、鲜艳度、色光稳定）有着较大的影响。实际生产中，必须严格掌握染整工艺、选好分散染料、染整助剂、加强还原清洗和合理制定前处理与后整理工艺等，将分散染料的热迁移现象控制在最低限度。

5.2 分散染料的热升华性与热迁移性之间存在着一定的联系，但不可互相混淆为同一概念；由于不同分散染料的热迁移倾向大小不同，在同一干热条件下处理，其染料各次热迁移量存有差异，也会导致了涤纶染品色光的变化及混纺织物中其他纤维组分的沾色等。

作者简介：

彭志忠，江西新余人，印染高级工程师，从事纺织染整技术三十多年，致力于纺织染整、印花新技术工艺研究及染料助剂应用推广管理等工作。

手  机：13922372675（微信同号）

E-mail：pengzhong7798@126.com