色母粒的設(shè)計(jì)對紡前染色性能的影響

色母粒的設(shè)計(jì)對紡前染色性能的影響

紡前染色為用聚吡咯、聚吡咯和聚吡咯熔紡纖維染色提供了一種簡單的方法。色母粒的設(shè)計(jì)能明顯地影響顏色、加工性能和染色成本。由于紡前染色具有極好的色牢度，它已廣泛用于車用地毯、戶外地毯和商業(yè)地毯以及需要優(yōu)良色牢度的應(yīng)用領(lǐng)域。文章也介紹了功能性和多重屬性產(chǎn)品制備方法。紡前染色，也稱原液染色或紡前著色，是一種采用著色劑（通常為顏料）以母粒形式在擠壓前加到聚合物熔體中對合成纖維進(jìn)行染色的工藝。因此，纖維的擠出紡絲和染色一步完成。紡前染色工藝同傳統(tǒng)的紡后染色不同，紡后染色是將紡絲（白色絲）和著色分兩步進(jìn)行。借助于顏料，紡前染色的產(chǎn)品具有較好的色牢度。然而，也不是所有的紡前染色產(chǎn)品都能提供同等的色牢度。從著色劑的選擇到色母粒的設(shè)計(jì)的各種因素都會對其性能帶來沖擊。此外，由于色母粒是在紡絲前加入的，因此它對紡絲性能和纖維特性的影響應(yīng)在設(shè)計(jì)母粒時(shí)加以考慮。根據(jù)最終用途，在母粒設(shè)計(jì)中應(yīng)把所需的各種加工性能以及功能性作為設(shè)計(jì)系數(shù)。因此，色母粒的所有性能，即顏色、紡絲性能、最終使用性能和成本都和色母粒的設(shè)計(jì)有關(guān)。母粒也可以用于功能性纖維的制造，如抗菌纖維、防紫外纖維、阻燃纖維、除臭纖維等。本文通過一些案例研究了母粒的設(shè)計(jì)對紡前染色纖維的顏色和性能的影響。此外，對紡前染色和紡后染色聚酰胺纖維的比較及功能性母粒也作了敘述。1母粒在身份方面的應(yīng)用性能由于車用織物和戶外織物需要一定色牢度，所以紡前染色織物在這些領(lǐng)域中的應(yīng)用日益增長。在設(shè)計(jì)這些應(yīng)用的母粒時(shí)，紫外線穩(wěn)定性和延長色牢度是很重要的。單個(gè)顏料的選擇，如酞菁蘭和酞菁綠、喹吖啶紅和茈紅、蒽醌黃以及用戶顏色的設(shè)計(jì)決定了母粒的應(yīng)用性能。這在下面的案例研究中敘述。一種深灰的車用織物顏色用兩種不同母粒（不同顏色組合）比色。每種母粒都做成相同顏色并鑒別為灰色1和灰色2。母粒在3.5dpf半消光PET纖維中是以顏色和氣候牢度來表征。母粒的配方和顏色數(shù)據(jù)分別列在表1和表2中。圖1為光譜曲線。圖中顏色讀數(shù)和光譜數(shù)據(jù)表明兩者顏色非常接近。但是，兩種顏色在氣候牢度和成本上正如表1所示，存在差異。灰色2在氣候牢度方面有一些改進(jìn)，同時(shí)成本也減少了18%，充分顯示了產(chǎn)品設(shè)計(jì)的效果。表3、表4和圖2為母粒在蓬帆織物應(yīng)用中的數(shù)據(jù)。選擇流行的深酒紅進(jìn)行了研究并檢測了母粒在3.1dpfPET纖維中的顏色和氣候牢度特性。從數(shù)據(jù)可以看出，深酒紅2在氣候牢度方面有了改善，但是顏色的成本也應(yīng)加以綜合考慮。2耐脫色和氣候牢度合成纖維，以BCF形式已廣泛應(yīng)用于地毯的制造。聚酰胺、聚酯和聚丙烯已成為BCF市場的領(lǐng)導(dǎo)者。地毯尤其是商業(yè)地毯對于耐脫色和氣候的色牢度有著嚴(yán)格的要求，因此聚酰胺BCF的地毯絲廣泛采用紡前染色。而且，由于商業(yè)建筑越來越多的使用玻璃和住宅的開放式使地毯暴露在陽光（紫外線）的照射下，造成褪色，纖維強(qiáng)力下降。用于聚酰胺纖維紡前染色的色母粒應(yīng)設(shè)計(jì)成能經(jīng)受住商業(yè)地毯的韌性要求。這些要求包括：耐脫色、色牢度好以及基質(zhì)聚酰胺聚合物的穩(wěn)定性。經(jīng)預(yù)篩的顏料及控制顏色所加工的色母粒對聚酰胺BCF紡前染色而言有以下一些優(yōu)點(diǎn)：在陽光下色牢度好可耐脫色和粗糙洗滌的化學(xué)品顏色均勻性好及寬廣的顏色范圍批與批間的顏色一致性下面案例研究了用奧美凱（Americhem）公司色母粒紡制的紡前染色聚酰胺BCF同紡后染色聚酰胺BCF在脫色性能和氣候牢度方面的比較。將兩塊紡后染色的地毯（米黃和蘭色）同經(jīng)相同顏色的紡前染色聚酰胺BCF制成的地毯進(jìn)行比較。使用AATCC測試方法16E測定氣候牢度。脫色試驗(yàn)是將地毯試樣在5.25%次氯酸鈉溶液（商業(yè)上可獲得100%漂白液）浸漬24h。試驗(yàn)結(jié)束后，將地毯試樣從漂白液中取出，用中性溶液清洗并脫水。然后試樣至少干燥24h，再通過分光計(jì)測得處理后和未處理試樣的顏色讀數(shù)和漂白處理后的顏色差異。圖3清楚地顯示米黃色紡前染色聚酰胺BCF耐脫色和耐氣候的優(yōu)良性能。漂液處理后，紡前染色試樣色差小于1，而紡后染色BCF色差為22；紡前染色試樣氣候試驗(yàn)后色差0.9，而紡后染色BCF色差為8.9。圖4為蘭色試樣的數(shù)據(jù)。蘭色試樣的色差雖不象米黃色試樣那么驚人，但紡前染色聚酰胺BCF明顯地顯示出優(yōu)良性能，即漂液處理后，紡前染色試樣色差3.6，紡后染色BCF色差為13.5；氣候試驗(yàn)后紡前染色試樣色差1.4，紡后染色BCF色差為4.2。圖5是間隔染色和紡前染色米黃色地毯試樣脫色試驗(yàn)后的照片。從照片可以看出，紡前染色聚酰胺BCF具有非常好的耐脫色牢度。間隔染色的試樣的顏色出現(xiàn)完全脫色（色差為41單位），而紡前染色的試樣幾乎無色差（色差只有1.7單位）。3有機(jī)抗菌劑抗菌材料微生物是我們?nèi)粘Ｉ钪械囊徊糠?。但是，某些微生物會對健康造成危害，同時(shí)也是一些異味的源頭。微生物在潮濕的條件下生長，諸如運(yùn)動服之類的紡織品及鞋襪等是細(xì)菌和真菌的最佳生長環(huán)境。抗菌劑是為了控制微生物以及由它們所產(chǎn)生的異味和對身體有害的物質(zhì)。采用有機(jī)抗菌劑對紗線和紡織品處理可以阻止細(xì)菌生長，提高處理織物的衛(wèi)生值。但是，大多數(shù)有機(jī)抗菌化學(xué)材料熱穩(wěn)定性較差而且不適合合纖熔紡時(shí)添加。銀基抗菌劑具有較高熱穩(wěn)定性而且特別適合同聚酰胺和聚酯等高溫合成聚合物的熔體混合。已開發(fā)了一種獨(dú)特的混合工藝，用銀基抗菌劑制成具有良好分散性能的母粒。含奧美凱公司母粒的纖維和制品具有優(yōu)良的紡絲性能并能有效地抗革蘭氏陽性和陰性細(xì)菌，例如金黃色釀膿葡萄球菌和肺類桿菌。圖6為3dpf聚酯纖維中抗菌母粒不同含量的效能圖。母粒中抗菌劑含量為25%。而用聚酰胺纖維所做的類似試驗(yàn)表明：在相同濃度下其抗菌效果比聚酯纖維好。4活性炭纖維在熔紡合成纖維織物除臭整理的作用活性炭本身的吸附和吸收性能是眾所周知的。由于它的吸收性能，活性炭已廣泛應(yīng)用于水的凈化，去除有機(jī)雜質(zhì)以及用作催化劑。奧美凱公司(同TrapTek合作)提供一種活性炭母粒用于熔紡合成纖維。含活性炭的纖維具有除臭性能且用該纖維制成的制品具有濕控性能。這種技術(shù)的關(guān)鍵是活性炭基本上被完全包覆在熱塑性基質(zhì)材料中。同