第一節 聚丙烯腈纖維材料的紡前著色
隨著合成纖維工業的快速發展，有色腈綸的生產技術得到不斷完善。有色腈綸可用紡前著色和紡后化學染色等方法來獲得。紡前著色腈綸具有色譜齊全、牢度較好、設備簡單、成本低、對環境污染較低的優點。適用于遮陽布篷、野營帳篷、車棚船帆、淋浴遮棚布、躺椅布、花園家具布、旗幟等。其中，凝膠濕絲束染色的腈綸可用于編織物、裝飾織物、毛毯、地毯、針織外衣、襪子、仿羊毛制品等。
一、聚丙烯腈纖維材料的紡前著色方法
由于腈綸具有優異的耐日光性和抗菌性，因此其在戶外應用市場不斷擴大。戶外使用的紡織品必須滿足以下要求：優異的耐光性和耐氣候性、高強度、防霉不腐、不受環境因素的影響、顏色鮮艷且具有較高的耐日曬牢度。然而一般的染色工藝如散纖維染色、紗線染色及織物匹染等都不能滿足這些要求，而通過原液著色法可以達到這些要求。因此，目前有色腈綸最常用的生產方法就是紡前原液著色法，還發展出了凝膠染色和濕絲束染色新方法。
1.原液著色
原液著色腈綸的生產方法是將顏（染）料和紡絲溶劑、表面活性劑或少量紡絲原液在砂磨機中磨成色漿，然后按一定比例與紡絲原液均勻混合，制成帶色原液，過濾后經過紡絲而制成。
2.凝膠染色和濕絲束染色
在腈綸濕法紡絲過程中，由于初生聚丙烯腈纖維結構疏松，故須經兩次拉伸和干燥，有人認為僅絲束在拉伸前的染色稱為凝膠染色。凝膠染色是在腈綸處于凝膠成型狀態時，加入染料、染化劑等相應原料，使纖維快速著色上染。凝膠染色纖維的染色過程具有許多技術優勢：傳統化學纖維染色時間長達上百分鐘，而凝膠染色新工藝生產纖維僅需瞬間，比傳統染色工藝節省了前處理、染色、干燥等多道工序，因而能耗成本較低；染料上染速度快、染色牢度高、色彩鮮艷，能耐日曬、汗漬、水洗等。
濕絲束染色則是指絲束在拉伸后干燥前的染色。其染色過程分為兩步：第一步染色（染液被纖維吸附），第二步透風（染液向絲芯擴散并部分固著）。
二、聚丙烯腈纖維材料紡前著色劑的選擇
1.顏料
原液著色用顏料要求與各種紡絲溶劑有很好的相容性，要充分考慮到其在溶劑中的可溶性大小，生產上要求微溶或不溶，要按最終織物的不同來選用不同耐光牢度的顏料。常用顏料見表11-1。
表11-1 腈綸原液著色用顏料
（1）色漿和色母粒。著色顏料均需進行再加工才能成為原液著色劑，通常先將顏料中的膠體保護層和穩定劑等高分子添加劑溶解，將顏料加工成漿料或濃色母粒。其中，漿狀著色劑是將顏料分散于聚丙烯酯紡絲液中，這種由溶劑制成的漿料在運輸中不安全，由于黏度關系，顏料量限制在15%以下；濃色母粒是將顏料分散在聚丙烯腈中制成固體著色劑，運輸方便，不會因黏度關系限制顏料含量，不會因儲存時間長而產生干粒。國外主要商品見表11-2。
表11-2 國外主要腈綸原液著色劑
（2）色粉。大日精化的PAB著色劑是將顏料分散在聚丙烯腈中制成粉狀著色劑，其分散均勻，顏料含量為60%。載體樹脂為100%的丙烯腈聚合物，用于腈綸原液著色不會降低原液著色纖維的物理性質，很少造成紡絲設備濾器堵塞等問題。應用的品種有PAB黃1201～1205，PAB紅1201～1206，PAB紫1301，PAB棕1601，PAB黑1701，PAB藍1401、1402，PAB綠1501、1502。
2.染料
（1）原液著色用染料。用于原液著色的染料有德國赫司特（Hoechst）公司在Courtelle工藝中應用的Remastral陽離子染料，這類染料不含填充劑，能溶于二甲基甲酰胺和二甲基乙酰胺，且著色強度高，色澤鮮艷，耐曬、耐濕處理。Remastral染料有9個品種，并在不斷發展中，其勻染性和透染性均很好。
（2）凝膠染色和濕絲束染色用染料。凝膠染色和濕絲束染色要求染料有很好的耐汽蒸牢度，對紡絲浴殘余物的穩定性好，有較高的溶解度，染液穩定性好，染料的相容性好，適用的染料有瑞士汽巴（Ciba）公司的液體陽離子染料Maxilon紅GRL、紅BL、金黃GL、藍RL等；山德士（Sandoz）公司的Sandocryl金黃B-RLN、紅B-2GL，藍NB-L，黃棕B-RLN；國產陽離子黃7GL、紅2GL、桃紅FG、藍FGL、紫GL、翠藍GB、艷紅X-5GN，紅X-GRL、藍X-GRL、嫩黃X-7GL、深黃X-2RL、黃X-6G、金黃X-GL等。有些國產陽離子液體染料可與瑞士產品媲美，如嫩黃SF4GL。
三、聚丙烯腈纖維材料紡前著色工藝
1.原液著色
（1）顏料著色。將符合紡絲要求的著色顏料加入到紡絲液中，經充分混合和過濾或在噴絲頭之前定量地注入有色原液，經靜態混合后紡成有色纖維。
大日精化Dymicro PAB著色劑的應用分為兩步：第一步溶解著色劑，將溶劑放入帶有攪拌器的容器內，常溫下攪拌并緩緩加入濃度約為15%的著色劑，加入一定量后繼續攪拌5min，使之充分溶解，如果需加熱溶解（50～70℃溶解較快），應在著色劑全部加入后再加熱；第二步把已制備好的著色溶液（通常染深色濃度為5%，染淺色為0.8%左右）加入紡絲溶液中，并進行攪拌，待色原液全部倒入后仍需攪拌5min。有色紡絲液制成后，須經過濾、脫泡處理。用一般干法或濕法紡絲設備即可紡出明亮的有色腈綸。色譜參考濃度見表11-3。
表11-3 Dymicro PAB著色劑部分色譜參考濃度
（2）染料著色。采用離子染料著色劑成本低廉，工藝簡單。比較成熟的工藝是Courtelle工藝，采用Remastral陽離子染料。
Remastral陽離子染料在紡絲液中對聚丙烯腈的著色原理與常用陽離子染料染色機理一樣，是與纖維共聚物中的酸性基團進行成鹽反應。用于干紡工藝的工藝處方為：5%Remastral染料的DMF溶液2～8份，28%丙烯腈—丙烯酸甲酯—甲基烯丙基硝酸鈉（94：5：1）的DMF溶液100份。
用于濕紡工藝時，染料加到紡絲液中，在紡絲凝固后，得到的膠態單纖維仍含有大量的有機溶液，經與非溶劑的水進行交換，同時拉伸纖維束，染料與溶液再同時轉移到紡絲浴和拉伸浴中，可回收再利用。Remastral染料也可以與炭黑結合使用，而得到價廉的藏青、橄欖和棕色染料。
2.凝膠染色和濕絲束染色
腈綸從紡絲頭噴出，從冷牽引到干燥的每個階段，纖維結構疏松，表現出高孔隙和纖維表面積大的特征，可以作為凝膠染色和濕絲束染色的條件，其染色點和染色設備安置的位置及透風空氣導管視紡絲流程而定，同時應在纖維不含有紡絲浴殘余物的有害濃度后才能進行染色。染色方式用NaSCN濕法紡絲的凝膠染色和濕絲束染色，多用槽浸式浸漬和浸軋的方法，染色效果受到時間、溫度、染料濃度的影響，約20s可以使染料吸收達到平衡，65℃下3s可吸收70%的染料，25℃下則需6s，故染深色采用較高溫度有利。在同一染色條件下，染浴中染料濃度越高，濕絲束吸收的染料越多。
用DMAc濕法紡絲的凝膠染色和濕絲束染色，可以采用噴淋式染色方法。