第二节 涤纶织物的染色
涤纶染色困难，难在其同染料的结合，所以涤纶染色常采用相对分子质量不太大、水溶性很小的分散染料。而染色条件则要求更高，如在130℃左右高温染色，或使用涤纶增塑剂如有机酚等。
一、分散染料染涤纶织物
（一）载体染色法
载体染色时，根据各种载体的性能，预先制备载体乳化液或分散液。染浴中加入染料、载体乳化液或分散液、分散剂等，控制染液pH在5左右，升温至沸，染色30～90min。载体的用量和种类与染料用量和浴比有关，如邻苯基苯酚钠作载体染中、淡色时用量为2～3g/L，染浓色时用量为4～6g/L；水杨酸甲酯（冬青油）作载体时，染浅色时用量为2～3g/L，染中色用量为4～5g/L，染浓色用量为6～8g/L。使用邻苯基苯酚钠作载体时要酸化，以产生具有载体作用的邻苯基苯酚，酸化温度要求在60℃以上，以防结晶析出，失去促染效果。染色后要充分去除载体，因洗除不净会降低染料的耐日晒牢度，故染色后要充分皂洗或在150～160℃环境下干热处理30min，以去除残余的载体。
（二）高温高压染色法
1.高温高压染色工艺
高温高压染色时，将分散染料先用40℃的温水化料，配制染液，染浴中应加入少量的醋酸、磷酸二氢铵等弱酸，调节染浴的pH至5～6，然后过滤入机。染色时，在50～60℃下始染，慢慢升温至120～130℃，保温续染30～90min，然后降温、水洗，最后进行还原清洗（温度为70～80℃，用烧碱和保险粉各约2g/L进行还原清洗，去除浮色和涤纶中析出的低聚物等杂质），再经水洗，以提高染色产品的染色牢度和染色鲜艳度。
2.影响高温高压染色的因素
（1）温度。温度是影响高温高压染色的最主要因素。一般高温高压法染色是在120～130℃的温度下进行的。温度过高对设备耐压要求高，纤维损伤也较大。
（2）pH。高温条件下，由于染浴pH的不同，能使相当部分染料受到破坏，结果导致上染率的降低以及色光变化、重现性差。大部分分散染料当pH>8时明显分解，当pH<4时，则色光萎暗。一般染色以pH为5～6为宜。
涤纶在高温染液中也会因pH提高而遭受破坏。实验表明，当pH>7时，涤纶“碱剥皮”现象显著，纤维强力降低，而且脱落的低聚物又易沾污纤维而造成染疵。在高温高压染色时，为了降低pH并稳定在一定范围，需要加入酸或缓冲溶液。常用的酸和缓冲剂是醋酸-醋酸钠、磷酸二氢铵、硫酸铵等。
（3）升温速度。涤纶染色在温度低于80℃以下时，染料上染纤维很少，即使升温不匀对匀染性影响也不大，故升温速率可相对快些；超过80℃以后，上染速率随着温度的升高而迅速增加，升温不匀很容易引起色差，此时要严格控制升温速率和保证染液循环良好，以保证染料均匀上染。
（4）降温速度。在80℃以上时，降温速率应适当慢些，否则会使得织物产生折皱和手感粗糙。
（5）保温时间。保温时间由染料的扩散性能、染色温度、织物组织结构及染色深度决定，扩散性能差、染色温度低、织物紧密厚实或染深浓色时，保温时间应长些，反之，可短些。
（6）浴比。浴比对染色效果也有影响，浴比小，节能节水，但浴比太小会使染色织物产生折皱、擦伤、染色不匀等缺点；浴比大，存在耗能耗水等缺点。因此，浴比选择应根据设备运行情况和染物的形态（筒子纱、织物或成衣等）而定，在保证染色效果的前提下，浴比可适当减小。匹染设备浴比可在1：（10～30）之间，近年来出现的小浴比染色设备，浴比可减小到1：（3～5）。
3.高温高压快速染色工艺
分散染料高温高压染色为间歇式生产，染色时间长、耗能大，为了节能并提高生产效率，有人提出了一种分散染料高温高压快速染色工艺。快速染色的基本原理是选择匀染性、移染性好，扩散速率快的分散染料组合，在升温速度较快、保温时间较短（30min）时，可以达到良好的染色效果，从而缩短了整个染色时间，达到快速染色、提高生产效率的目的。快速染色要求设备应具有很好的染液循环能力，即循环泵能力强、染液流量大、织物运转顺畅、速度快，并能加快给液、排液速度及升温、降温速度等。
（三）热熔染色法
1.热熔染色工艺
热熔染色的主要过程包括浸轧染液、红外线预烘和热风（或烘筒）干燥、高温焙烘固色以及水洗或还原清洗等几个阶段。工艺流程如下：
浸轧染液→预烘→热熔→后处理
（1）浸轧染液。染液组分主要包括染料、润湿剂和防泳移剂等。由于商品染料本身已含有足够量的分散剂，浸轧温度也不高，因此不必另加分散剂。只是染浅色时，因冲淡倍数高，可适当补充分散剂。分散剂含量不宜太高，否则会降低染料的固色率。用于热熔染色的染料颗粒要特别匀细，染料颗粒大小对固色率和色泽均匀性影响很大。选用含分散剂少的液状染料可获得较高的固色率。使用粉状染料配液时要不断搅拌，染液温度不能太高，以防染料聚集。
因热熔染色的焙烘固色温度很高，要求染料的升华牢度要好。加入适量的润湿剂有利于浸轧时染料颗粒透入织物内部，得色匀透。
染液应用软水配制，pH维持在6.5～7。浸轧染液温度应维持室温。在持续长时间加工时，为防止染液温度升高，织物浸轧前要充分透风降温。浸轧后的带液率应尽量低，纯涤纶织物的控制在40%左右，涤棉混纺织物的则控制在50%～60%。织物含水分多，烘干时耗能多。浸轧压力要均匀，以防产生织物正反面或两边与中间的色差。
（2）预烘。为了防止或减少染料泳移，织物浸轧后不宜立即采用接触式烘干，最常用的是红外线预烘与热风烘干相结合的烘干方式，有的在热风烘干后再增加一道烘筒烘干，以提高烘干效率。对涤棉混纺织物来说，带液率降低到20%～30%后，不会发生明显的泳移现象。
（3）热熔固色。织物烘干后，绝大部分染料晶粒仍停留在纤维表面，只有经170～220℃的高温焙烘一定时间后，表面上的染料才能被纤维吸附，进而扩散进入纤维内部，这种处理称为热熔固色。
（4）后处理。涤纶染中、深色时通过还原清洗可以提高染色牢度，减少或清除低聚物。染料的还原清洗通常采用保险粉和烧碱。保险粉的化学性质活泼，在烧碱溶液中即使在室温或浓度较低时，也有强烈的还原作用，在保险粉和烧碱的作用下，分散染料结构被破坏或蒽醌结构的染料还原成为水溶性酚钠盐而溶解于水，染料结构发生变化，对纤维的亲和力显著降低，有利于去除表面浮色。
通常，还原清洗时，保险粉和烧碱的用量较低，清洗温度要考虑保险粉的稳定性，一般为70～80℃。
2.影响热熔染色的因素
（1）热熔温度。实际生产中，由于热熔时间较短，涤纶热熔染色的温度一般在180～220℃。热熔温度过低，染料上染率低，得色浅；热熔温度过高，散失在热熔焙烘箱中的染料增多，染料的固色率较低，也影响得色率。每一染料都有一个最大的固色率温度范围，可作为热熔染色选择最佳温度的依据。不同升华牢度的染料应采用不同的热熔温度。一般的固色率应为75%～90%。
对于升华牢度较高的高温型染料，随热熔温度的提高，固色率增加，这类染料热熔染色温度一般为200～220℃；对于升华牢度中等的中温型染料，开始时随热熔温度的提高，固色率增加，但温度增加到一定程度后，温度再增加，染料的固色率却不再增加，甚至可能下降，这类染料的热熔染色温度一般在190～205℃；对于升华牢度较低的低温型染料，随热熔温度的提高，固色率反而会下降，这类染料的热熔染色温度一般为180～195℃。在进行拼色染色时，应选用升华牢度性能相近的染料。
（2）热熔时间。热熔染色的时间与热熔温度有关，一般采用较高的温度和较短的时间比采用较低的温度和较长的时间更为有利。热熔染色的时间一般为1～2min。
（3）助剂。热熔染色时，染液中含有染料、抗泳移剂、润湿剂。染液用醋酸或磷酸二氢铵调节pH至5～6。抗泳移剂用于防止浸轧染液后的织物在烘干时，由于受热不匀而导致染料在织物上的泳移，抗泳移剂一般为具有一定黏度的物质，如海藻酸钠、合成龙胶等。海藻酸钠的防泳移效果一般，用量较高，而且还往往会使染色织物色泽萎暗和产生色点。合成防泳移剂的防泳移效果好，得色也较鲜艳，一般用量为10～20g/L。
（四）常压高温染色法
采用常压高温染色法对涤纶织物染色时，染液中含有分散染料、海藻酸钠、润湿剂等，染液用醋酸调pH至弱酸性。染色工艺流程为：
浸轧染液→烘干→常压高温汽蒸→水洗→还原清洗→水洗→烘干
汽蒸温度在180～190℃之间，汽蒸时间为2～5min。染色后进行水洗、还原清洗，以去除浮色。
二、阳离子染料染酸改性涤纶织物
涤纶（PET纤维）自20世纪50年代工业化以来，以其优良的性能，如高强度、高模量、回弹性好、耐光、耐磨、耐多种化学品等，成为合成纤维中发展最快的品种。但涤纶不易染色，通常只能选用分子结构小、疏水性强的分散染料，采用高温高压法、载体法或热熔法染色。但难以获得像阳离子染料染色那样浓艳的色泽，且往往经树脂等处理后，其耐摩擦牢度、耐升华牢度易降低。
酸改性涤纶又称作阳离子染料可染改性涤纶，它克服了常规涤纶不易染色的缺点，可采用阳离子染料对其着色。染料与纤维以离子键结合，其湿处理牢度和升华牢度高，染色物色泽鲜艳，色谱广，得色量高，可染深色，比常规涤纶用分散染料染色可节约染化料20%左右，而且节能。
1.酸改性涤纶的分类
根据添加的改性组分不同，酸改性涤纶可分为阳离子染料高压可染改性涤纶（CDP纤维）和阳离子染料常压可染改性涤纶（ECDP纤维）。
由于改性组分的加入，改变了涤纶原有的物理化学结构，尤其是改善了纤维的染色性能，可采用阳离子染料进行染色。同时由于改性组分的不同，其所得纤维的阳离子染料染色性能也具有较大差异。
（1）CDP纤维。CDP纤维是在常规PET纤维的二元单体基础上，添加少量第三单体，然后经共聚而得。
（2）ECDP纤维。ECDP纤维是在CDP纤维的基础上，添加少量一定相对分子质量的聚乙二醇或脂肪族聚酯二醇作为第四单体，所得到的一种共聚酯。近年来，由于纳米技术的兴起，其在纤维改性中的应用也不断扩大。将无机纳米材料添加到ECDP聚合体中，可制得功能化阳离子染料可染改性涤纶。
2.染色方法
与分散染料染色相比，阳离子染料在酸改性涤纶上具有色泽鲜艳、升华牢度和湿处理牢度好的优点，并可采用腈纶染色的方法。但对酸改性涤纶而言，并非所有阳离子染料都能适用。适合于酸改性涤纶的阳离子染料主要有经选择的传统阳离子染料和分散型阳离子染料。常用的传统阳离子染料主要包括阳离子黄7GL、阳离子红2GL、阳离子艳蓝RL及阳离子黄X-6G、阳离子红X-GRL、阳离子蓝X-GRRL这两组三原色。分散型阳离子染料包括国外如Aizen Cathilon CD型、Diacry PN型、Kayacryl ED型等以及国产SD型。
阳离子染料染酸改性涤纶时，染浴中常用HAc—NaAc作为缓冲体系，染浴pH控制在3.5～4.5，也常使用阳离子缓染剂。对分散型阳离子染料，其染浴pH可控制在3～6，并少用或不用缓染剂。由于酸改性涤纶的玻璃化温度（Tg为110℃左右）比腈纶的高，故其最高染色温度高于腈纶的，如110℃左右，提高染色温度有助于提高染料的吸尽率。ECDP纤维由于第四单体的引入，结构更疏松，染色温度相对较低。与腈纶相似，当染色温度超过玻璃化临界温度时，染料上染速率对温度敏感，在较窄的温度范围内，染色速率发生突跃，易发生集中上染，此时宜缓慢升温。分散型阳离子染料由于封闭基团的作用，其上染百分率比传统阳离子染料的略有降低。
由于分散型阳离子染料的初染速率相对较低，且具有较好的移染性，因此其匀染性能优良，可适当提高升温速率，以缩短染色加工时间。同时，由于分散型阳离子染料与其他类型染料及助剂的相容性好，因此除常用于纯纺腈纶、酸改性涤纶纺织品外，对其相应的多组分混纺或交织织物进行一浴一步法染色，缩短工艺流程，体现出更大的优越性。
阳离子染料染CDP纤维织物的工艺流程为：在70℃始染，染液温度以1℃/min的升温速率升温至110～120℃，保温染色40～50min，然后进行水洗等后处理。