ポリエステル染色とは何ですか？

ポリエステル染色は、ポリエステルの繊維、生地、衣服に色を付与する複雑でありながら重要なプロセスです。ポリエステルのユニークな化学構造、特にその非常に結晶性で疎水性の性質により、綿やウールのような天然繊維と比較して明確な課題を提示します。活気に満ちた、耐久性があり、一貫した色を達成するには、特殊な染料と染色方法が必要です。

ポリエステルと染色の課題の性質

ポリエステルは、主にポリエチレンテレフタレート（PEt）であり、その強度、しわ抵抗性、および低湿度の吸収で知られている合成ポリマーです。これらの特性は、パフォーマンスには有益ですが、染色を困難にします。

• 疎水性： ポリエステルには、水溶性染料で容易に結合する天然繊維に含まれる反応基がありません。これは、従来の染色方法が繊維に浸透するのに苦労することを意味します。

• 高い結晶性： ポリエステルの密集した分子構造は、染料分子が繊維内に入って結合するために利用できるスペースを制限します。

• イオン部位の欠如： アクセス可能なヒドロキシルまたはアミノ基を持つ繊維とは異なり、ポリエステルはイオン色素との強い結合を形成できる固有のイオン部位を持っていません。

これらの特性は、特定の染料クラスと高エネルギー染色条件の使用を必要とします。

染料の分散：主な選択

ポリエステル染色の大部分は使用して実行されます 染料の分散 。これらの染料は非イオン性で、比較的小さく、水溶解度が低くなっています。彼らの作用メカニズムは、しばしば「固体」と呼ばれるプロセスを通じて、疎水性ポリエステル繊維に吸収される能力に依存しています。

これが一般的にどのように機能するかです：

1. 分散： 分散染料は細かく粉砕され、分散剤を配合して安定した水性分散を作成します。

2. 吸収： 染色温度が上昇すると、色素分子とポリエステル鎖の運動エネルギーが増加します。繊維構造はより開放的になり、色素分子がポリエステルのアモルファス領域に浸透することができます。

3. 拡散： 染料分子は、染料浴から繊維表面に拡散し、次に繊維の内部に拡散します。

4. 固定： 繊維の内側に着くと、色素分子は分子間力（ファンデルワールス力と水素結合）によって所定の位置に保持され、ポリエステルマトリックス内に固溶体が形成されます。

一般的なポリエステル染色法

ポリエステル染色にはいくつかの方法が採用されており、それぞれがさまざまな形態の材料と生産の尺度に最適化されています。

1。高温、高圧（HTHP）排気染色

これは、ポリエステルファイバー、糸、布地を染色するための最も一般的な方法です。ポリエステルのガラス遷移温度が高いため（ $T_g$ ）融点、繊維を膨らませ、染料の浸透を促進するには、高温が必要です。

• プロセス： この材料は、分散染料、分散剤、およびその他の補助剤を含む染料浴に浸されています。お風呂は通常、温度に加熱されます $120^{\circ }\text{c}$ そして $130^{\circ }\text{c}$ （ $248^{\circ }\text{f}$ そして $266^{\circ }\text{f}$ ）沸騰を防ぐ圧力下。染色時間の範囲は30〜90分です。

• 装置： ジェット染色機、パッケージ染色機、ビーム染色機などの特殊な染色機は、高温と圧力に耐えるために使用されます。

• 利点： 優れた染料の浸透、優れた色の堅牢性、幅広い色合いの適合性。

2。サーモソル染色（パッドドライ - ハーモゾル）

この連続染色法は、主にポリエステルコットンブレンドと大量の織物の生地に使用されます。

• プロセス：

  1. パディング： 生地は、分散染料と移動阻害剤を含む染料液を介してパッド入り（含浸）。

  2. 乾燥： その後、布地を乾燥させ、多くの場合、赤外線プリドライヤーまたは温水乾燥機で乾燥させて、水を除去します。

  3. サーモソーリング： 乾燥した生地は、非常に高温で熱気オーブン（サーモソールユニット）を通過します。 $190^{\circ }\text{c}$ に $220^{\circ }\text{c}$ （ $374^{\circ }\text{f}$ に $428^{\circ }\text{f}$ ）、60〜90秒。これらの温度では、分散染料が急速に拡散し、ポリエステル繊維に固定します。

  4. 洗浄： ブレンドの場合、その後の洗浄ステップ（多くの場合、綿の反応性染料を使用して）を実行して、固定されていない染料を除去し、セルロース成分を染色します。

• 利点： 生産性の高い、継続的なプロセス、生地の長い走りに適しています。

3。キャリア染色

この方法は現在はあまり一般的ではありませんが、大気圧でポリエステルを染色するために歴史的に使用されていました。キャリアは、ポリエステル繊維を一時的に膨らませる有機化学物質であり、色素分子が低温で浸透することを可能にします（周り $95^{\circ }\text{c}$ に $100^{\circ }\text{c}$ または $203^{\circ }\text{f}$ に $212^{\circ }\text{f}$ ）。

• 一般的なキャリア： ビフェニル、o-フェニルフェノール、および塩素化ベンゼンは伝統的に使用されていましたが、現在は環境と健康の懸念のために多くが制限されています。

• 短所： 残留臭気、光の堅牢性の低下、およびキャリア化学物質に関連する環境問題。

仕上げと治療後

染色プロセスの後、目的の最終製品品質を達成するためにいくつかの仕上げステップが重要です。

• 削減の削減： これは、特に暗い色合いでは、固定されていないまたは表面付着の分散染料を除去するための重要なステップです。染色材料を還元剤（たとえば、水硫酸ナトリウム）と高温のアルカリで処理することが含まれます。これにより、摩擦の硬さ（クロッキング）と速さを洗うことが改善されます。

• 洗浄： すべての残留化学物質と固定されていない染料を除去するには、徹底的な洗浄が必要です。

• 乾燥： 材料は乾燥しています。

• 熱設定（生地用）： このプロセスは、ファブリックの寸法を安定させ、しわ抵抗を改善し、繊維内の染料分子をさらに統合することにより、色素の硬さを高めます。

ポリエステル染色に影響を与える重要な要因

ポリエステル染色の成功は、いくつかのパラメーターの慎重な制御に依存します。

• 染料の選択： 適切な粒子サイズ、昇華の堅牢性、および希望のシェードとエンド使用のための蓄積された特性を持つ正しい分散染料を選択します。

• 温度： 繊維の腫れや染料の拡散に重要です。

• 時間： 完全な染料の浸透と固定に十分な時間が必要です。

• PH： 染料浴は通常、染料の安定性を確保し、高温でのポリエステルの加水分解を防ぐために、わずかに酸性のpH（4.5〜5.5）で維持する必要があります。

• 補助： 分散剤、レベリング剤、解毒剤、隔離剤などのさまざまな化学物質を使用して、均一な染色とプロセス効率を確保します。

• 繊維前処理： 染色の前に希望する、洗掘、熱の設定は、染料の取り込みと最終的な外観に大きな影響を与える可能性があります。

ポリエステル染色は、この合成繊維の固有の課題を克服するために、特定の染料化学と身体的条件を正確に制御する洗練されたプロセスです。環境にやさしい染料とより効率的な染色機械の継続的な開発は、パフォーマンスと持続可能性の要求の両方を満たすために、繊維産業に焦点を当てています。