新型無堿活性染料NRA系列在錦/棉一浴染色中的應用

2014-03-30 07:14:48朱志彬周玉珍李崢嶸張智慧

化纖與紡織技術 2014年1期

朱志彬，周玉珍，李崢嶸，張智慧，仇莎

（1.廣州市白云區新生實業有限公司，廣東廣州510550；2.約克夏染料（中山）有限公司,廣東中山528445；3.廣新裕隆織染有限公司, 廣東江門529100）

錦/棉交織物具有錦綸纖維和棉纖維兩種纖維的優良性能，織物手感豐滿、滑爽，穿著舒適，具有優異的回彈性和光澤，為目前流行的面料。但由于錦綸纖維和棉纖維具有不同的化學結構，故它們的染色性能和染色方法也不同[1-3]。傳統的錦/棉交織物染色方法淺色采用直接/酸性一浴法染色，深色采用二浴二步法染色。這些傳統的染色方法存在染色牢度差，工藝流程長，耗時長，能源消耗大等問題[4-5]。

活性染料/酸性染料一浴法染色是許多印染科技工作者和染料專家一直研究的熱點之一，但普通活性染料是在堿性條件下上染，且高溫時易水解，而酸性染料需在酸性條件下才能上染，兩者染色條件不兼容，不能在同浴中實現一步染色。德國約克夏染料公司最新推出的新型無堿活性染料NRA 系列，它是一套中性染色的活性染料，能夠在pH 值為中性條件下染棉，能夠耐高溫，解決了常規染料高溫水解的問題。配合在中性條件下能夠上染弱酸性染料Nylanthrene B 組染料，成功實現了NRA 系列活性染料/酸性染料一浴法染色，解決了棉在堿性條件下染色和錦綸在弱酸性條件下染色的矛盾。

1 試驗

1.1 材料和儀器

織物：錦/棉機織物（江門裕隆織染公司生產，經向為棉60，緯向為錦40）

染料：無堿活性染料Intracron Yellow NRAHM,Intracron Red NRA-2B,Intracron Blue NRAHM, 弱酸性染料Nylanthrene Yellow B-4NGL、Nylanthrene Red B-NG、Nylanthrene Blue B-AR（以上染料均由約克夏公司提供）。

藥品：滲透劑Dyamul FL-63，酸性勻染劑Intratex WRL, 皂洗劑（螯合分散劑）Seriquest AP- SN、固色劑Dyapol SB 40、緩沖劑Dyapol NRA, 元明粉(以上試劑均由約克夏公司提供)。

儀器： IR-12M 紅外染色機(廣州市鴻靖實驗設備有限公司)，pHS-25 酸度計（上海精科），BSA224S 型電子精密天平（衡之興電子稱有限公司），Y57IB 型摩擦牢度測試儀（溫州大榮紡織標準儀器），Datacolor SP600X 計算機測色配色儀(Datacolor 公司)，SW-12A 型耐洗色牢度試驗機（溫州大榮紡織標準儀器），YG631型汗漬色牢度儀（溫州方圓儀器有限公司），YG611-III 型日曬氣候色牢度測試儀（溫州大榮紡織標準儀器）。

1.2 染色工藝

1.2.1 無堿活性染料NAR 系列與酸性染料同浴染色工藝

處方

滲透劑Dyamul FL-632 g/L

緩沖劑Dyapol NRA2 g/L

元明粉20 ～60 g/L

螯合分散劑Seriquest AP-SN1 g/L

酸性勻染劑Intratex WRL2 g/L

活性染料Intracron NAR 系列0.001% ～0.9%（owf）

Nylanthrene B0.001% ～0.9%（owf）

皂洗劑Seriquest AP-SN1 g/L

浴比1 : 10

Dyapol SB 402% ～4.0%

醋酸調pH 值4 ～5

運行時間15 ～20 min

1.2.2 染色工藝曲線

1.3 測試

1.3.1 色牢度測試

(1)耐摩擦色牢度

按GB/T 3920-2008 《紡織品色牢度試驗耐摩擦色牢度》測試。

(2)耐皂洗色牢度

按GB/T 3921-2008 《紡織品色牢度試驗耐洗色牢度試驗》測試。

(3)耐汗漬色牢度

按GB/T 3922-2013 《紡織品色牢度試驗耐汗漬色牢度》測試。

(4)耐日曬色牢度

按AATCCl6-2004 《耐光色牢度》在耐光牢度儀上曬20 h，然后評級。

1.3.2 同色性測試

K/S 值在Color-Eye 7000A 測色儀上測定，采用D65 光源和10° 觀察角。

在電腦測配色儀上測定錦綸面和棉面的K/S值，以棉面作為標準面，測試兩面的色差值ΔE。

2 結果與討論

2.1 錦/棉機織物活/ 酸性一浴染色工藝優化

2.1.1 染料用量的確定

用Intracron Yellow NRA-HM, Intracron Red NRA-2B,Intracron Blue NRA-HM，和弱酸性染料Nylanthrene Yellow B-4NGL、Nylanthrene Red B-NG、Nylanthrene Blue B-AR對錦/棉織物進行同浴染色, 染料總用量為0.006% ～2.4%(owf)，在pH 值為7.0 的染浴中按1.2.2 工藝染色, 考察染料用量對棉錦交織物染色同色性的影響，結果見表1。

從表1 可知，在染料總用量低于1.2% (owf)時，隨著染料用量的增加，錦綸和棉纖維的K/S值均有不同程度的提高，色差ΔE 小于2.39，說明Intracron NRA 系列活性染料與弱酸性染料Nylanthrene B 組染料同浴染色，提升性能好，兩種纖維的色差小。在染料總用量高于2.4%(owf)時，兩組纖維色差ΔE 大于3.0，可知，隨著染料總用量的增加，兩種纖維之間色差逐漸增大，當染料總用量不高于1.2%，兩種纖維的色差相對較少。由于Intracron NRA 系列染料結構不同于普通的活性染料, 它可以在中性條件下上染，但容易在纖維上達到飽和，超過一定的用量之后，在纖維上的提升性并不明顯，因此Intracron NRA 染料更適合在此工藝中染中淺色品種。

表1 染料用量對錦／棉機織物同色性的影響

2.1.2 pH 值的確定

用Intracron Yellow NRA-HM, Intracron Red NRA-2B, Intracron Blue NRA-HM 和弱酸性染料Nylanthrene Yellow B-4NGL、Nylanthrene Red B-NG、Nylanthrene Blue B-AR 對錦／棉織物進行同浴染色，染料總用量為0.6%（owf），在不同pH 值條件下按照1.2.2 工藝進行染色，分別測定錦綸和棉纖維的K／S 值和ΔE，結果見表2。

表2 pH 值對錦／棉機織物同色性的影響

由表2 可知，隨著染浴pH 值增大，棉纖維K／S 值呈上升趨勢，即織物得色率增加，Intracron NRA 系列染料的反應性基團（俗稱活性基團），在適當條件下，能與纖維素纖維上的羥基發生鍵合反應，在染料和纖維之間生成共價鍵，pH 值升高，染液的堿性越強，越有利于纖維素的離子化，纖維素負離子的濃度增加，纖維的溶脹增大。因此，鍵合反應速率提高，上染率也將提高，染料得色率增加即K／S 值上升；而錦綸纖維的K／S 值呈下降趨勢，這是由于染液pH 值越高，錦綸纖維末端氨基的陽離子電荷越少，即吸附陰離子的酸性染料就越少，在pH值為7.0 及以下時，錦綸上帶正電荷的氨基與酸性染料的色素陰離子發生鹽式鍵合反應，故隨著染液pH 值升高，錦綸纖維的K／S 值下降，即錦綸得色越淺。染浴pH 值在4.0 ～8.0 之間變化，發現染浴pH 低于7.0 或高于7.0，錦綸和棉纖維的色差較大。實驗結果發現染浴pH 值7.0 時，錦綸和棉纖維的色差最小，同色性最好。

2.1.3 染色時間的確定

用Intracron Yellow NRA-HM, Intracron Red NRA-2B, Intracron Blue NRA-HM 弱酸性染料Nylanthrene Yellow B-4NGL、Nylanthrene Red B- NG、Nylanthrene Blue B-AR 對錦／棉織物進行同浴染色，染料用量0.6%（owf），染浴pH值＝7.0 條件下按照1.2.2 工藝進行染色，不同時間，分別測定錦綸和棉纖維的K／S 值和ΔE，結果見表3。

表3 染色時間對錦／棉機織物同色性的影響

由表3 可知，隨著染色時間延長，錦綸和棉纖維的K／S 值均提高，且錦綸纖維的提高幅度較大。開始上染較快，以后逐漸減慢，當染色時間達到30 min 時已接近平衡，錦／棉的K／S值幾乎不變，染料已經達到飽和，兩種纖維的色差ΔE 幾乎不變且少于1.75，滿足同色性要求。綜合考慮效率、節能、顏色深度等因素，確定最佳的染色時間為30 ～45 min。

2.1.4 染色溫度的確定

用活性染料Intracron Yellow NRA-HM, In-tracron Red NRA-2B, Intracron Blue NRA-HM和弱酸性染料Nylanthrene Yellow B-4NGL、Nylanthrene Red B-NG、Nylanthrene Blue B-AR對錦／棉織物進行同浴染色，染料用量為0.6%(owf), 染浴pH 值＝7.0 條件下按照1.2.2 工藝在不同溫度條件下進行染色，分別測定錦綸和棉纖維的K／S 值和ΔE，結果見表4。

表4 染色溫度對錦／棉機織物同色性的影響

由表4 可知，隨著染色溫度升高，錦綸和棉纖維的K／S 值均增大。NRA 系列染棉纖維，溫度越高，反應速率越快，溫度每增加10 ℃，反應速度可提高2 ～3 倍，故隨著溫度增加，織物得色率增加，K／S 值升高，NRA 系列染料在染浴溫度達到90 ～100 ℃時，NRA 系列染料能完全上染纖維，達到飽和。弱酸性染料分子較大，在纖維中擴散時受到纖維中—NH3+的靜電引力和范德華力、氫鍵的作用，擴散性較差，需在60 ℃以上才有顯著的擴散。從表4 可知，對酸性染料來說，只有染浴溫度達到90 ℃以上，K／S 迅速增加，這可能是溫度增加到一定后，錦綸織物分子鏈段活躍增加，染料對織物的親和力增加，故得色率增加，K／S 值升高。在不同的染色溫度下，兩組纖維的ΔE 變化很大，說明染色溫度是控制色差的主要因素之一，當染色溫度達到100 ℃時，錦綸和棉纖維的色差ΔE 變小，滿足同色性要求，即較佳染色溫度為100℃。

2.1.5 無堿活性染料Intracron NRA 系列對錦綸的沾色

錦／棉機織物染色時，普通活性染料的活性基團能與錦綸上的氨基發生反應，從而沾錦綸，最終影響染色產品的牢度指標和染色工藝控制。印染廠為了減輕普通活性染料對錦綸的沾色，采用在染色過程添加阻染劑將錦綸上氨基封閉，可以減輕活性染料的沾色現象。

采用無堿活性染料Intracron NRA 系列三原色分別對錦／棉模擬織物在pH 值= 7 的條件下染色，通過染色后棉和錦綸織物的表觀色深值來判斷無堿活性染料對錦綸的沾色情況，其結果如表5 所示，新型無堿活性染料Intracron Yellow NRA-HM, Intracron Red NRA-2B, Intracron Blue NRA-HM 在不同的染料用量下對錦綸的沾色均較少，Intracron Yellow NRA-HM 對錦綸織物的沾色稍多。整體看來，無堿活性染料Intracron NRA 系列三原色對錦綸織物的沾色較少，克服了普通活性染料對錦綸的沾色，便于生產對色。