羊毛、锦纶、腈纶多组分纤维的染色具有一定特殊性由于羊毛和锦纶用的是同一类阴离子染料．两种纤维的上染率不同．浅色锦纶上色快．得色量高．深色锦纶得色浅．羊毛得色量高：腈纶用的是阳离子染料．进行同浴染色．既要解决好电荷异性的染料离子相互作用产生难溶性沉淀问题．义要解决好阴离子染料对毛锦同步上色的要求这就是毛锦腈多组分纤维混纺纱同浴染色的关键所在，必须对染料、助剂、水和pH值等工艺条件进行试验和优化．来确定生产丁艺本文通过试验和生产实践．改善了以往毛锦腈多组分纤维混纺纱同浴染色同色效果不理想的老大难问题．取得了一定的经济效益和环境效益．
1同浴染色基本理论概述
1．1酸性染料对羊毛的染色机理羊毛的染色一般可用的染料有活性、酸性、中性等，但常用的一般为弱酸性染料。
羊毛属于蛋白质纤维．纤维分子端的氨基含量比较高．故羊毛有很好的耐酸性在染色过程中．染浴中的酸先被羊毛吸收．染浴中的氢离子越多．羊毛吸收氢离子越多。因此，羊毛在酸性染浴中随pH值变化而发生不同情况的离子化。
为了维持中性．羊毛纤维在吸收氢离子的同时．也要吸收相当数量的阴离子。由于染料阴离子比酸根阴离子有更大亲和力．所以酸根逐渐被染料阴离子取代。
1．2酸性染料对锦纶的染色机理锦纶在染色中最常用染料有直接、酸性及金属络合染料等．其中弱酸性染料是染锦纶的主要染料．其上染锦纶的机理与羊毛基本相似。
由于锦纶氨基数比羊毛低得多．在使用两个或两个以上染料拼色时往往会发生竞染的现象．因此在拼色时．必须注意选择配伍性较好的染料。
1.3阳离子染料对腈纶的染色机理
腈纶纤维所以能用阳离子染料染色是因为其上大多含有约1％的带酸性基团的共聚单体．由此构成了能与阳离子染料相结合的染色座位．其染色过程如下：
染色开始时．由于腈纶的表面具有很多的负电荷(强酸型的负电荷更多)．因此染料色素的阳离子被腈纶吸附．使电荷得到中和随着染浴温度的提高．当达到腈纶的玻璃化温度后．分子链段运动的产生和加剧．使分子链间的微隙加大增多．这时染料就开始向纤维内部扩散．但阳离子染料在腈纶中扩散需要较高能量．移染比较困难．因此温度对扩散速率的影响较大为克服上色太快而产生染色不匀的现象．严格控制玻璃化温度后的升温速率．适当延长阳离子染料吸尽时间．并在染浴中加入适量的缓染剂是实现匀染的重要手段
2同浴染色工艺设计
2．1染料选择
弱酸性染料是染羊毛和锦纶的主要染料由于锦纶的分子为线型分子．分子链上没有支链和大的侧基．但有许多可以形成氢键的基团．染料分子容易和纤维分子靠拢．具有较大的范德华力．染料与纤维之间易生成氢键．因此酸性染料对锦纶的亲和力要比羊毛的高酸性染料染锦纶的饱和值为2．3％．弱酸性染料为5．0％～5．2％．所以锦纶常用弱酸性染料．借助于氢键和范德华力提高染料上染率。
同时．还必须要求染浴中弱酸性染料对腈纶纤维沾色少．其染料分子结构中．除了含有磺酸基团(一SO3H)外，最好还有氨基(一NH2)、亚氨基(一NH)、羟基(一0H)等亲水基团。
阳离子染料是腈纶染色的主要染料．用于毛锦腈混纺纱同浴染色的阳离子染料．要求有较好的水溶性．阳离子分子量不宜太大（≤400)．对羊毛的沾染应比较少或者虽有沾染但在高温阶段可以基本上移染到腈纶上去．因此通常选用M型和X型阳离子染料。
在毛锦腈同浴染色时．当染浴中的酸性染料阴离子磺酸基与阳离子染料发生结合时．彼此都失去了离子性．但由于氨基、羟基等亲水基团的存在．使染料的络合物仍能保持一定的亲水性和分散性．防止了难溶性沉淀物的产生。
2．2染色温度与上染率的影响
在用弱酸性染料染锦纶和羊毛时．染色温度对上染率有较大影响。一般说．温度高上染速度快．但是由于锦纶的玻璃化温度较低(45℃左右)．随着染浴温度的提高．分子链段开始运动．染料开始扩散上染．在温度接近60℃时．染料开始解聚．链段运动也加强．染料上染加速．出现上染临界温度区域羊毛上染的临界区域在90～110℃．基本与腈纶相同要控制好染色温度以及上染率是实现锦纶和羊毛同色性的关键为防止染色不匀．一般起始温度选定以40℃为好。
2．3助剂选择
采用阳离子染料和酸性染料对毛锦腈混纺纱同浴染色时．除了合理选择染料之外．还应防止阴、阳离子结合产生的沉淀．所以选择适当的表面活性剂作为分散、匀染、防沉剂极为重要，一般选用非离子和阴离子助剂考虑酸性染料对毛锦两种纤维上色率的不同．必须选择锦纶封闭剂或者叫锦纶阻染剂．使其在染浴起始温度时．将锦纶上的离子化氨基(一NH3+)暂时封闭起来．阻止酸性染料对锦纶染色．此时羊毛就有充分机会吸附酸性染料当染色温度达到85℃以上接近羊毛临界温度的时候．随着温度的逐步升高．锦纶封闭剂逐渐被亲和力大的染料阴离子取代．从而使毛锦两种纤维达到同色效果。
2．4染浴的DH值控制
在毛锦腈多组分纤维混纺纱采用酸性和阳离子染料同浴染色时，染浴DH值变化往往会影响羊毛和锦纶纤维的沾色情况及上染率变化。特别是锦纶，在pH值<3时，纤维会发生脆损．染料吸附量会剧烈增加．影响羊毛的同色性：阳离子染料在DH值高于或低于4．5时会发生不同程度水解．色光会发生变化。所以．为了兼顾3种纤维在同浴中的染色稳定性．一般DH值控制在4～5之间．此时阳离子染料对羊毛、锦纶沾色情况不太明显。
3试验部分
3．1材料及仪器
材料规格：65％腈纶+30％羊毛+5％锦纶丝混纺纱。
染料：享斯迈公司弱酸性染料和中性染料．德司达公司阿斯曲拉阳离子染料以及国产阳离子染料。
助剂：渗透剂、酸性匀染剂、锦纶阻染剂、腈纶匀染剂、沉淀防止剂及元明粉、硫铵、90％醋酸等。
仪器：常温振荡染样机(中国台湾瑞比)、标准牢度皂洗仪器、Y571B型耐摩擦色牢度仪
3．2测试评定
皂洗牢度测试：采用耐洗色牢度ISO105一C03—1989标准。
耐摩擦色牢度测试：采用GB3920--1997(纺织品耐摩擦色牢度试验方法》。
4结果与讨论
4．1工艺试验
染色工艺曲线见图1。
工艺条件：浴比1：20，染色pH值控制在4．5．每次加入染料和助剂都要充分稀释溶解．后道水洗和皂洗按照常规工艺。
4．2阳离子染料对羊毛的沾色影响试验
选择部分国产染料以及部分进口阿斯曲拉阳离子染料．染料浓度1．5％．分别进行阳离子染料对羊毛的沾色试验．结果见表1。
从表1中得出．所选择的染料在腈纶染色过程中．对羊毛沾色比较小．沾色牢度在3-4级以上．而其他的各项染色牢度良好。
4．3酸性染料、中性染料在羊毛和锦纶上的同色性影响试验
选择适合羊毛和锦纶染色的染料．染料浓度1．5％．进行两种(羊毛和锦纶)纤维的同色性观察以及相关染色牢度的测试．结果见表2。
从表2中得出．所选择的染料本身的各项染色牢度良好．但是部分毛用染料对锦纶上染性有一定的影响．使羊毛和锦纶纤维的同色性有不同程度的差异．可以通过加入一定量的锦纶阻染剂来改善。
4．4锦纶阻染剂对羊毛和锦纶的同色性影响试验
常用的锦纶防染剂为阴离子化合物选择锦纶阻染剂．试验用量分别是l％、2％、3％，来比较羊毛和锦纶上的同色性效果．结果见表3。
从表3中得出．阻染剂不同的用量对酸性染料或中性染料在羊毛和锦纶纤维上的分配起到一定的作用通常弱酸性染料的防染剂用量在2％左右．其效果比较明显：而酸性染料和中性染料的防染剂用量在3％左右。
5大样生产
在小样试验取得较好效果的前提下．用此工艺进行了批量生产
5．1生产工艺
原料：65％腈纶+30％羊毛+5％锦纶混纺纱
生产设备：MY一800染纱机，每缸300kg，浴比1：20。
工艺流程：坯纱准备一膨化一装缸一前处理一染色一降温一出缸一烘干一打包
前处理：80℃，20min洗净。同浴染色工艺曲线见图2
5．2工艺处方
毛锦腈多组分纤维混纺纱7种颜色的染色处方见表4
5．3染色牢度试验
根据客户提供的米色、粉色、棕色、墨绿、咖啡、红色等色样分别作了批样试染．通过多次批样试验．以及染料助剂筛选．确定了染色工艺配方和染色升温曲线．同色效果以及其他品质指标得到了外贸公司的确认．且下达了批量生产任务。染色成品的牢度测试结果见表5。
5．4经济效益和环境效益分析
采用酸性染料和阳离子染料同浴染色工艺．其产品经济效益分析见表6。
根据2006年每月下单15t任务量结合表6分析．同浴染色每吨可节约1419．00x5％=70．95元．全年仅此一项就节约了12771元左右。另外．对设备占用、用工以及并线时的损耗都有较大辐度的降低．还未计算在内。
通过毛锦腈混纺纱同浴染色生产工艺的成功投产．摒弃了以往传统的散毛多浴染色．再后并线的工艺．缩短了整个生产循环的周期．避开在并线时由于管理疏忽产生的不必要损失．满足了适应市场，小批量快交货的需求由于同浴染色大大降低了水、电、汽以及染化料助剂的消耗．节约了T时．减少了污水排放量，更加符合清洁生产和节能降耗的要求．取得了经济效益和环境效益的双丰收。
6结论
6．1通过对羊毛、锦纶、腈纶多组分纤维染色的机理探讨．其混纺纱同浴染色在理论上是可行的和有价值的。
6．2毛锦睛多组分纤维混纺纱同浴染色．必须严格选择T艺中的阳离子染料与酸性染料．防止因上染速率不同产生色花与色差．提高染色重现性。
6．3锦纶阻染剂可以降低锦纶的染色速率．增加锦纶和羊毛的同色性．此外，选择适当的表面活性剂作为分散、匀染、防沉淀剂对于毛锦腈多组分纤维混纺纱同浴染色极为重要。
6．4染色温度和上染率的严格控制是实现毛锦腈多组分纤维混纺纱同浴染色的关键一般，起始温度以40℃为好由于锦纶的染色临界温度为60℃．羊毛的染色临界温度为90～110℃．因此升温至60℃以上时．要更加注意。
6．5染浴DH值会影响纤维的上染率和强力．一般控制在4～5之间可兼顾3种纤维在同浴中的稳定性。
6．6大生产实践证明．毛锦腈混纺纱同浴染色是可行的．其同色性效果是理想的同浴染色工艺的推广既提高了生产工效又降低能源消耗．更加符合清洁生产的理念．取得了一定的经济效益和环境效益。