滌/棉織物分散/活性染料染色的免還原凈洗技術(shù)

王建慶，吳嬋娟，劉海林

(1.東華大學(xué) 國家染整工程技術(shù)研究中心，上海 201620;2.上海雅運紡織助劑有限公司，上海 201812)

在傳統(tǒng)的滌/棉混紡織物分散/活性染料二浴二步法染色中，為了兼顧染色效果和染色牢度，通常采用分散染料染色后先進行還原清洗和活性染料染色后皂洗的工序，該工藝流程復(fù)雜，染色時間長，耗水量大，能耗高。為此，許多研究者在分散/活性染料同浴染色、改變還原清洗條件、強化染后皂洗等方面展開了大量研究。開發(fā)出微膠囊化分散染料/活性染料一浴法染色［1］、分散/活性染料堿性高溫一浴法染色［2-4］、分散/活性染料中性同浴染色［5-6］、分散/活性染料一浴一步法染色［7-9］、分散/活性染料免還原清洗的二浴法染色［10］等一系列染色新技術(shù)，一些新型染色助劑和高效皂洗劑的研制推廣，也促進了染色技術(shù)的進步［11-13］。這些新技術(shù)一定程度上緩解了上述矛盾，但或多或少存在一定的問題，例如:同浴染色時工藝條件控制困難導(dǎo)致色光控制困難，染色物K/S值偏低，活性染料利用率低;由于對染料性能的特殊要求帶來的品種局限和價格高昂使得只能推薦使用于淺色品種;同浴皂洗中的氧化/還原物質(zhì)對活性染料的影響而導(dǎo)致織物色光不穩(wěn)定［14-15］。可見，一些局部改善工藝條件的技術(shù)則未能實現(xiàn)縮短流程，降低消耗的目標(biāo)。

本文在滌/棉混紡織物的分散/活性一浴二步法染色工藝中，采用具有強力洗滌、增溶、分散等多種功能的高效皂洗劑，將常規(guī)工藝中還原清洗和皂洗二道工序合并在染色結(jié)束后進行，能有效地去除染色物粘附的分散染料和未固著或水解的活性染料。采用的高效皂洗劑由高分子表面活性劑組成，不含氧化劑和還原劑，不含甲醛、可吸附有機鹵(AOX)和烷基酚聚氧乙烯醚(APEO)等環(huán)境激素，是一種高效環(huán)保型助劑，對染料無需進行特別篩選，處理后織物的色光穩(wěn)定，牢度完全符合染色物的質(zhì)量要求。

1 試驗部分

1.1 試驗材料

滌/棉(65/35)雙面羅紋針織物，經(jīng)過精練漂白前處理。

1.2 試驗設(shè)備及儀器

DL-6000plus紅外線高溫高壓染色機(韓國DaeLim公司)，Launder-Omete皂洗牢度試驗機(美國ATLAS公司)，Datacolor 400TM電腦測色配色儀(美國Datacolor公司)

1.3 試驗藥品

皂洗劑Argacel TCW(上海雅運紡織助劑有限公司);雅格素黃BF-3R150%、雅格素紅BF-3B150%、雅格素藏青BF-RRN、雅格素橙 BF-DB150%、雅格素黑RWN(上海雅運染料實業(yè)有限公司);C.I.分散橙30，C.I.分散紅 73，C.I.分散藍 79，分散大紅G-S200%，分散黑 EX-SF300%(上海雅運紡織化工有限公司);其他藥劑均為化學(xué)純。

1.4 試驗方法

1.4.1 滌/棉混紡織物的傳統(tǒng)浸漬法染色工藝

浴比為1∶10(以下如無特別說明，染色及其他處理均為此浴比)。

1)分散染料染色:在染杯中加入織物和水，先用醋酸調(diào)節(jié)染浴的pH值為4.5，根據(jù)顏色要求加入分散染料，以2℃/min的升溫速率升溫至130℃，并在此溫度下染色60min，然后降溫至80℃，排液。

2)還原清洗:注水，加入保險粉2 g/L，燒堿2 g/L，升溫至80℃進行還原清洗，運轉(zhuǎn)15 min，排液;冷水洗2遍。

3)活性染料染色:注水，加入元明粉(60g/L)，溶解好，然后加入預(yù)先溶解的活性染料，于60℃染色30min，然后加入事先溶解好的碳酸鈉，于60℃固色60min，排液。

4)活性染料染色后洗滌工藝:冷水洗10min，排液;注水，加入0.5 g/L的醋酸升溫至60℃中和水洗10min，排液;注水，加入皂洗劑，升溫至規(guī)定溫度，保溫皂洗15 min，排液，熱水洗1遍，冷水洗1遍。脫水，干燥。

1.4.2 Argacel TCW分散/活性同浴皂洗染色工藝

1)分散染料和活性染料一浴二步法染色:在染杯中加入織物和水，先用醋酸調(diào)節(jié)染浴的 pH值為4.5，根據(jù)顏色要求加入預(yù)先溶解好的分散染料，以2℃/min升溫至130℃，并在此溫度下染色60min，然后降溫至60℃，加入事先溶解好的碳酸鈉溶液，調(diào)節(jié)染浴 pH值為6～8，加入元明粉(60g/L)和活性染料，60℃下染色30min，然后加入溶解好的碳酸鈉(20g/L)保溫固色60min，排液。

2)染色后同浴皂洗工藝:同1.4.1活性染料染色后洗滌工藝，加入的皂洗劑為Argacel TCW。

1.5 測試方法

織物的色光測試:織物正反面各取2個點，在Datacolor上測定顏色特征值，CIE196410°觀測角，D65光源。

耐皂洗牢度:參照 GB/T3921—2008《紡織品色牢度試驗 耐皂洗色牢度》中的C(3)法，多纖維貼襯織物，評定多纖維貼襯沾色參照GB/T251—2008《紡織品 色牢度試驗 評定沾色用灰色樣卡》。

皂洗效果:采用襯布沾色程度表征。測試方法參照GB/T3921—2008《紡織品 色牢度試驗 耐皂洗色牢度》中的 C(3)法，測試樣尺寸為4 cm×10cm，錦綸襯布4 cm×4 cm，全棉襯布4 cm×4 cm;用Datacolor測色配色儀測試皂洗后的襯布相對于未洗襯布的△E值表示。

耐摩擦色牢度:按 GB/T3920—2008《紡織品色牢度試驗 耐摩擦色牢度》的規(guī)定進行。

2 結(jié)果與討論

2.1 對分散染料的皂洗效果

為了解Argacel TCW對織物黏附的分散染料皂洗效果，采用分散大紅 G-S200%對滌/棉(65/35)針織物進行染色，染料用量1.3%(o.w.f.)，得到大紅的顏色(L*=41.9，a*=56.0，b*=34.2)。然后分成2組試樣，一組按1.4.1規(guī)定的條件進行還原清洗，另一組按1.4.2規(guī)定的條件進行皂洗，Argacel TCW的質(zhì)量濃度為2 g/L。測試其耐皂洗牢度，結(jié)果如表1所示。

表1 Argacel TCW皂洗與還原清洗工藝的皂洗牢度Tab.1 Compared with washing colour fastness(staining)between Argacel TCW and reductive clearing 級

由表1可見，Argacel TCW對分散染料的洗除效果已經(jīng)與還原清洗的效果相當(dāng)。

2.2 皂洗劑用量和皂洗溫度的影響

在皂洗工藝中，Argacel TCW的用量和皂洗溫度是2個比較重要的工藝參數(shù)，因此考察了在Argacel TCW 質(zhì)量濃度為1～3 g/L、溫度為 70～95℃的條件下，對按1.4.2規(guī)定的條件染色的滌/棉大紅染色織物(分散大紅 G-S200%用量為1.3%(o.w.f.)，雅格素橙BF-DB150%用量為0.9%(o.w.f.)，雅格素紅BF-3B150% 用量為0.7%(o.w.f.))進行皂洗，測試其耐皂洗牢度。通過測定試樣在不同皂洗條件下對全棉襯布和錦綸襯布皂洗前后的沾色程度(色差△E值)表示皂洗劑的洗滌能力。△E值越低，表示沾色越少，說明皂洗效果好，反之，△E值越高，說明皂洗效果較差。試驗結(jié)果見圖1。

圖1 皂洗劑質(zhì)量濃度和溫度對襯布沾色程度的影響Fig.1 Concentration of soaping agent and washing temperature vs.△E value.(a)Nylon;(b)Cotton

從圖1(a)所示的結(jié)果可見:在試驗濃度范圍內(nèi)，皂洗溫度從70℃升至85℃，錦綸襯布的色變△E值逐漸降低，說明溫度的升高有利于剝離和洗除滌/棉織物上粘附的分散染料;在85～90℃的區(qū)間內(nèi)，錦綸襯布的色變(△E值)變化不大，表明這是一個皂洗效果比較穩(wěn)定的區(qū)域;皂洗溫度在90℃以上時，△E值呈逐漸升高的趨勢，原因是此時滌綸纖維大分子運動加劇，使得纖維內(nèi)部的分散染料向外發(fā)生遷移，導(dǎo)致表面的分散染料增加，從而降低了織物的耐皂洗牢度，表現(xiàn)為錦綸襯布上的沾色增加，必須增大皂洗劑的用量。由此可見，Argacel TCW適宜的皂洗溫度為85～90℃，此時，用較低的濃度(2 g/L)即可有效洗除滌/棉織物粘附分散染料。

圖1(b)所示的結(jié)果表明:在相同的試驗條件下，隨著處理溫度的升高，全棉襯布的△E值有所下降，說明對未固著活性染料的洗除效果逐漸提升;同樣，隨著Argacel TCW用量的增加，全棉襯布的△E值降低，但質(zhì)量濃度增加至2 g/L后，△E值下降的趨勢變緩。

綜上所述，建議皂洗工藝為:Argacel TCW質(zhì)量濃度2 g/L，溫度85～90℃，時間15 min。

2.3 對不同顏色染料的皂洗效果

染色織物的顏色很豐富，通常情況下，可以有黃、紅、藍三原色進行組合得到不同色相、不同深淺的顏色，以滿足各種訂單的需求。黑色通常是選用黑色的染料作為主色，再通過添加少量的三原色進行色光的調(diào)整。本文選擇了常用的C.I.分散橙30、C.I.分散紅 73、C.I.分散藍 79 作為分散染料三原色，雅格素黃BF-3R150%、雅格素紅BF-3B150%，雅格素藏青BF-RRN作為活性染料三原色對滌/棉織物進行染色。黑色選用分散黑 EX-SF300%和雅格素黑RWN對滌/棉織物進行染色，分別按傳統(tǒng)浸漬法染色工藝和Argacel TCW分散/活性同浴皂洗染色工藝進行染色，染色后織物的測色結(jié)果如表2所示，織物的摩擦牢度和耐皂洗牢度的測試結(jié)果見表3。

表2 不同清洗工藝對織物色光的影響Tab.2 Influence of washing conditions on coloring of fabrics

表3 對不同分散染料染色物的皂洗效果Tab.3 Color fastness in different washing processes 級

表2結(jié)果表明，采用活性皂洗劑或Argacel TCW對分散/活性染料一浴二步法染色的滌/棉織物進行同浴皂洗，得到的織物的 K/S值和 L*、a*、b*值與傳統(tǒng)浸漬法染色工藝的數(shù)據(jù)很接近，色差△E值不大于0.5，相當(dāng)于色差在4～5級以上。

從表3的數(shù)據(jù)可見，對于試驗的幾種顏色，滌/棉織物經(jīng)分散/活性染料一浴二步法染色后，不經(jīng)還原清洗，采用Argacel TCW 在85℃進行分散/活性同浴皂洗，即可具有較高的摩擦牢度和耐皂洗牢度，達到了傳統(tǒng)浸漬法染色工藝的牢度水平。而對照樣“空白皂洗”和“棉活性皂洗劑皂洗”的摩擦牢度和耐皂洗牢度則相對較差，皂洗牢度中錦綸沾色、醋酯沾色和滌綸沾色，差異更加明顯。由此可見，采用Argacel TCW，可以實現(xiàn)采用常規(guī)分散染料和活性染料對滌/棉織物進行分散/活性染料同浴染色，其色牢度與傳統(tǒng)浸漬法染色工藝相當(dāng)。

3 結(jié)論

1)滌/棉織物分散/活性染料染色一浴二步方法合適的皂洗工藝為:Argacel TCW質(zhì)量濃度2 g/L，溫度 85～90℃，時間15 min。

2)用分散/活性染料一浴二步染色法對滌/棉混紡織物進行染色，經(jīng)Argacel TCW進行皂洗，其顏色深度、色光以及色牢度與傳統(tǒng)浸漬法染色工藝相當(dāng)。

3)采用高效皂洗劑Argacel TCW，可以對滌/棉織物進行分散/活性染料一浴二步法染色，縮短了滌/棉混紡織物的染色加工流程，可望得到有效降低水耗、能耗，實現(xiàn)節(jié)能減排的效果。

4)本文方法對所用染料無特殊要求，常規(guī)的分散染料和活性染料均可應(yīng)用，使用方便，易于推廣。

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