专利名称：紫外激光提高聚酯纺织品分散染料染浓性的方法
技术领域：
本发明是一种紫外激光提高聚酯纺织品分散染料染浓性的方法。该方法是利用准分子紫外激光辐照改变聚酯纺织品的表面性能，提高聚酯纺织品分散染料上染性能的方法，尤其适用于涤纶织物。无须添加额外的印染助剂，应用常规的染色工艺就可以得到普通染色过程无法染得的浓色。可减少分散染料的用量，降低染色残液中染料的含量，减轻废水处理的压力，具有相当好的环境友好性。紫外激光照射聚酯纺织品，在纺织品中的纤维表面形成垂直于纤维轴的周期性起伏状结构，该现象在激光与高分子材料相互作用的研究中也有很大的科学价值。
激光照射材料表面在材料表面形成的特征性图案，只与材料的性能和激光的波长有关，例如在聚合物材料表面形成周期性条纹(Srinivasan R.& Mayne-Banton V.，Appl.Phys.Lett.，41(1982)576-578)。经紫外激光照射后的PET薄膜不但在表面形态，而且在表面化学结构和表面对水的润湿性能方面都发生了变化(Lazare S.&Srinivasan R.，J.Phys.Chem.，90(1986)2124.)。
为了解决这个问题，用准分子紫外激光对聚酯纺织品进行表面处理，当紫外激光以一定的辐照强度照射聚酯纺织品1～40次，使其表面的超分子结构和形态结构发生变化，在纤维表面形成垂直于纤维轴的周期性起伏状结构，再用分散染料进行染色。
所述的准分子紫外激光辐照处理(见附
图1)是波长在170～350nm之间、能量密度在25～350mJ/cm2之间、脉冲宽度为10～60ns的激光光束G1(从准分子激光器(1-1)产生)，经过均匀装置(1-2)后，变成均匀的光束G2，经反射镜(1-3)反射和可调成像装置(1-4)后变成形状为规则矩形的光束G3，照射到放在二维工作平台(1-5)上的纺织品(1-6)上，同一位置照射次数在1～40次之间。
紫外激光照射聚酯纺织品表面，使其表面的超分子结构和形态结构发生变化，从而使得分散染料的染浓性能提高一倍左右，所用方法简单。利用该处理技术还可以通过改变控制激光照射光路的装置，使聚酯织物表面产生图案，然后通过染色得到所需的花纹。由于材料对紫外激光的吸收系数比较大，而且作用时间比较短，只改变纺织品表面的性质，并没有破坏纺织品的本体结构，织物整体性能不受影响。处理过程清洁，无化学改性带来的化学品污染。本发明的方法尤其适用于涤纶织物。
附图1是准分子紫外激光辐照处理装置，1-1是准分子激光器，1-2是均匀装置，1-3是反射镜，1-4是可调成像装置，1-5是二维工作平台，1-6是纺织品，G1是激光光束，G2是均匀激光光束，G3是规则矩形激光光束，X和Y表示二维工作平台的轴向。图1表明激光光束G1从准分子激光器(1-1)产生，经过均匀装置(1-2)后，变成均匀的光束G2，经反射镜(1-3)反射和可调成像装置(1-4)后变成形状为规则矩形的光束G3，照射到放在二维工作平台(1-5)上的纺织品(1-6)上。
采用本发明的方法可以使用较少的分散染料就可以得到很浓的颜色。由此，在染色时可以减少染料的用量，降低染色残液中染料的含量，减轻废水处理的压力，具有相当好的环境友好性；在染深色织物时，还可以得到普通织物无法得到的极浓颜色。由于染色可在普通条件下进行，所以染料和助剂的选用都与常规工艺相同，而无需特殊助剂，不存在与染料或后整理试剂的配伍性问题。是一种清洁的生产方法。
首先使用准分子激光器对纺织品进行紫外激光辐照处理，装置如图1。所用的激光波长为λ，激光的脉冲宽度为20～30ns。激光的能量密度为50～200mJ/cm2，光斑的几何尺寸为4mm×6mm，所用的纺织品为DTY纤维制成的涤纶织物，处理面积为12cm×6cm。激光光束在处理区域内每个位置照射次数为5～10次，通过工作平台的平移依次扫描整个处理区域。工作平台所用电机的转速为200转/分，减速后驱动平台的移动。涤纶织物经紫外激光辐照后表面有规则的起伏状结构见图2。
采用如下分散染料染色配方的分散染料染色工艺曲线如图3所示。该染色处方如下Terasil Black SRL-01(力份200％)(Ciba-Geigy)1.5-10.0％*(o.w.f.)，分散剂NNO 1g/l，醋酸-醋酸钠缓冲溶液调节pH值至5～5.5。涤纶织物重2克，浴比20∶1。*任选1.5％、2.0％、2.5％、3.0％、5.0％、6.0％、7.0％、8.0％、9.0％、10.0％。还原清洗处方保险粉(85％)2g/l，NaOH(30％)3.6ml/l，浴比80∶1，温度70℃，处理15分钟。
染色后织物用还原剂进行清洗，水洗，洗去表面未固着的染料后晾干；收集染色残液，稀释后使用分光光度仪测定残液中染料含量。使用Datacolor SF600测色配色系统对激光处理和未激光处理的染色涤纶织物进行颜色亮度测定，亮度值为CIE L*a*b*表色系统中的L*值，数值在0～100之间，其值越小，表示样品颜色越浓，结果如表1所示。从表中可以看出，经过激光照射处理的涤纶织物颜色浓度显著增加。例如在激光能量为150mJ/cm2、10次脉冲条件下处理的涤纶织物用2％(o.w.f.)染料染色所得的颜色浓度与使用5％(o.w.f.)染料染色的普通涤纶织物相仿，L*值均为18.6左右，即要获得该颜色浓度，经激光处理的织物可少用一半以上的染料，节省染料用量的效果十分明显；对它们的染色残液进行吸光度的测定，发现使用2％(o.w.f.)染料染经激光处理的涤纶织物的染色残液吸光度为0.015，而使用5％(o.w.f.)染料染普通涤纶织物的染色残液吸光度为0.089，前者染液染料残留量明显比后者低。因此，在染深色前对织物进行激光处理，可明显减轻染色废水处理的压力。而当激光处理后涤纶织物的分散染料用量达到3％(o.w.f.)时，L*值为15.82，其颜色浓度甚至超过了未激光处理织物10％(o.w.f.)染料用量染得的浓度(L*值为17.15)。因此经激光照射处理的涤纶织物可以染成普通织物几乎无法染得的浓色。
表1 Terasil Black SRL-01染色结果
权利要求
1 一种紫外激光提高聚酯纺织品分散染料染浓性的方法，其特征是用准分子紫外激光对聚酯纺织品进行照射处理，照射次数在1～40次后，再进行分散染料染色。
2 如权利要求1的紫外激光提高聚酯纺织品分散染料染浓性的方法，其特征是所述的准分子紫外激光辐照处理是波长在170～350nm之间、能量密度在25～350mJ/cm2之间、脉冲宽度为10～60ns的激光光束G1从准分子激光器(1-1)产生，经过均匀装置(1-2)后，变成均匀的光束G2，经反射镜(1-3)反射和可调成像装置(1-4)后变成形状为规则矩形的光束G3，照射到放在二维工作平台(1-5)上的纺织品(1-6)上。
3 如权利要求2所述的紫外激光提高聚酯纺织品分散染料染浓性的方法，其特征所述的准分子紫外激光辐照处理是使聚酯纺织品产生垂直于聚酯纤维轴线的周期性起伏的纹理化结构的辐照处理。
4 如权利要求1所述的紫外激光提高涤纶纺织品分散染料染浓性的方法，其特征所述的聚酯纺织品是聚酯纤维和聚酯织物。
全文摘要
本发明是一种紫外激光提高聚酯纺织品分散染料染浓性的方法，其特征是用准分子紫外激光对聚酯纺织品进行照射处理，照射次数在1～40次后，再进行分散染料染色的方法。激光照射后聚酯织物染浓性能提高，得到普通织物无法得到的极浓颜色，节省染料的用量，降低染色残液中染料的含量，减轻废水处理的压力，具有相当好的环境友好性。
文档编号D06P3/34GK1397679SQ02136328
公开日2003年2月19日 申请日期2002年8月1日 优先权日2002年8月1日
发明者周翔, 楼祺洪, 屠天民, 梁少华, 邢志奇, 魏运荣 申请人:东华大学, 中国科学院上海光学精密机械研究所