滌氨針織面料常壓染色工藝探討

賈夢莉，王 堅，顧 海，章小勇，王春梅,*

(1.南通大學 紡織服裝學院，江蘇 南通 226019；2.南通醋酸纖維有限公司，江蘇 南通 226008；3.南通泰慕士服裝有限公司，江蘇 如皋 226572)

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滌氨針織面料常壓染色工藝探討

賈夢莉1，王 堅2，顧 海3，章小勇3，王春梅1,*

(1.南通大學 紡織服裝學院，江蘇 南通 226019；2.南通醋酸纖維有限公司，江蘇 南通 226008；3.南通泰慕士服裝有限公司，江蘇 如皋 226572)

為降低滌氨針織物的染色溫度，采用肉桂酸作為載體進行常壓染色。探討了載體種類、載體用量、pH值、染色時間、染色溫度等因素對滌氨針織物染色性能的影響。結果表明在分散紅玉DRD用量3%(owf)時的最佳工藝為：肉桂酸載體用量8%(owf)，100 ℃保溫染色45 min。載體法染色與高溫高壓法染色相比較，染色織物的K/S值略小，但差別不大。摩擦牢度、皂洗牢度、升華牢度與高溫高壓法染色織物相同。

分散染料；常壓染色；載體；肉桂酸；滌氨針織物

滌綸是一種疏水性纖維，結構緊密，性能優良，是合成纖維中最重要的品種之一[1]。氨綸由于其特殊的超分子結構而具有優良彈性，能夠拉長6～7倍，且能隨張力的消失迅速恢復到初始狀態，因此含氨綸的彈力織物因具有優越的性能而倍受人們的青睞[2-5]。滌綸纖維需高溫高壓染色，而氨綸的耐熱性能隨生產廠家不同也各不相同，一般為104～130 ℃，氨綸不耐高溫，尤其是酸性或堿性條件下高溫、長時間處理易使氨綸絲發生脆損，強力下降，造成斷絲疵點。目前對滌氨針織物普遍采用的是高溫高壓分散染料染色，且一般為避免因高溫導致氨綸絲老化脆損，大都控制在120 ℃以下染色，否則很容易造成氨綸的各項物理性能受到影響，如發生黃變等。為了降低染色溫度，保證分散染料對滌綸纖維的上染，可采用載體法進行低溫染色[6-11]。

本文選用肉桂酸作為載體，使滌氨針織物能夠在不大于100 ℃的常壓條件下染色，不僅能夠降低能耗，減小對設備的要求，且可減少高溫對氨綸彈性及織物強力的損傷。

1 試驗部分

1.1 材料及儀器

織物：經前處理、預定型的滌氨汗布，88%滌綸 8.3tex/144F+ 12%氨綸3.3tex，150g/m2(由南通泰慕士服裝有限公司提供)。

藥品：分散紅玉DRD、分散黃棕ERW、分散橙S-EC、分散大紅PUD、分散黑ERD(安諾其紡織化工有限公司)，載體LM(南通曙光科技發展有限公司)，肉桂酸(國藥集團化學試劑有限公司)，苯甲醇(江蘇強盛化工有限公司)，苯甲酸、苯甲酸鈉、氫氧化鈉、保險粉、冰醋酸(西隴化工股份有限公司)，對羥基苯甲酸甲酯鈉(浙江圣效化學品有限公司)，中性皂片(上海制皂廠)等。

儀器：SHA-C水浴恒溫振蕩器(金壇市恒豐儀器廠)，HHS11-1電熱恒溫水浴鍋、101AB-1型電熱恒溫鼓風干燥箱(海門市恒昌儀器廠)，LP502A型電子天平(常熟市百靈天平儀器有限公司)，EL303電子天平(梅特勒-托利多儀器有限公司)，PHS-3C精密pH計(上海儀電科學儀器股份有限公司)，DatacolorSF650測色配色儀(德塔顏色商貿(上海)有限公司)，YSS-02熨燙升華色牢度試驗儀(浙江德清縣儀器廠)，YG(B)026H-250型織物強力儀、預置式染色牢度摩擦儀YB571(溫州大榮紡織儀器有限公司)，紅外線試色機IR-12SM(廈門瑞比公司)，Gyrowash415水洗/干洗色牢度試驗機(英國JamesHHeal公司)。

1.2 染色工藝

1.2.1 工藝流程和染色處方

配制染液 → 染色 → 水洗 → 還原清洗 → 水洗 → 烘干。

表1 染色處方

1.2.2 染色工藝曲線

注：T——高溫高壓法為125 ℃，載體法為90～105 ℃；t——高溫高壓法為45min，載體法25～55min。

1.2.3 還原清洗工藝

燒 堿/g·L-12

保險粉/g·L-12

浴 比 1∶20

溫 度/℃ 70

時 間/min20

1.3 性能測試

1.3.1K/S值

用DatacolorSF650測色配色儀在D65 10Deg光源下測試。測出染色織物在最大吸收波長處的K/S值，每個樣品在不同區域測4次，取其平均值。K/S值越大，得色量越大，K/S值越小，得色量越低。

1.3.2 染色牢度

(1)耐皂洗色牢度：參照GB/T3921-2008《紡織品 色牢度試驗 耐皂洗色牢度》方法B測定；耐皂洗色牢度等級由DatacolorSF650測色配色儀測出。

(2)耐摩擦色牢度：參照GB/T3920-2008《紡織品 色牢度試驗 耐摩擦色牢度》測試；耐摩擦色牢度等級由DatacolorSF650測色配色儀測出。

(3)耐升華色牢度：參照GB/T5718-1997《紡織品 色牢度試驗 耐干熱(熱壓除外)色牢度》測試。耐升華色牢度等級由DatacolorSF650測色配色儀測出。

1.3.3 頂破強力

參照GB/T19976-2005《紡織品 頂破強力的測定 鋼球法》測試。

2 結果和分析

2.1 分散染料的選擇

選擇不同的分散染料，在染料用量為3%(owf)，浴比1∶20的條件下，將滌氨針織物分別在常壓100 ℃染色45min和高溫高壓125 ℃染色45min，不同染料的染色效果如表2所示。

由表2可看出，在相同的染料用量下，染料分散黃棕ERW、分散橙S-EC、分散大紅PUD、分散黑ERD的高溫高壓染色和常壓染色織物的K/S值相對較小，顏色不夠深。而分散紅玉DRD高溫高壓染色和常壓染色織物的K/S值相對較大，高溫高壓顏色較深，說明染料與滌綸針織物具有很好的親和力，故選擇分散紅玉DRD染料作研究。

表2 不同分散染料的染色效果

2.2 常壓染色載體的選擇

選擇不同的載體，在染料分散紅玉DRD用量3%(owf)，浴比1∶20，pH值4～5，100 ℃常壓染色45min，載體用量6%(owf)的條件下對滌氨針織物染色，染色織物的色深值如表3所示。

表3 不同載體染色的色深值

由表3可看出，苯甲酸鈉、苯甲醇和LM的加入不僅沒有使滌氨染色織物的K/S值增加，反而使其降低，說明這幾種載體都不適合充當滌氨針織物面料的染色載體。而苯甲酸、對羥基苯甲酸甲酯鈉、肉桂酸都能對滌氨針織物的上染起到良好的促進作用，但肉桂酸效果更加明顯，且肉桂酸無毒，具有芳香性，符合環保要求。故選擇肉桂酸作為滌氨針織物分散染料染色載體。

2.3 肉桂酸載體染色工藝的優化

2.3.1 載體用量

載體用量對滌氨針織物的染色性能影響如表4所示。染色工藝為分散紅玉DRD用量3%(owf)，100 ℃常壓染色45min，浴比1∶20，不調pH值。

由表4可看出，隨著載體用量增加，織物的K/S值增加，當載體用量達到8%(owf)時，織物的K/S值達到最大值，載體用量繼續增加，織物K/S值有下降的趨勢。這是因為載體用量較低時，其對滌綸纖維起到增塑作用，隨著用量的增加，滌綸的玻璃化溫度降低，染料的上染量增加；載體用量超過8%(owf)后，染料溶解在載體形成的分散相(第三相)中，增加了染料在水中的溶解性，降低染料在纖維和溶液中的分配系數，使得纖維對染料的吸附量降低[12]。而載體用量對織物的皂洗牢度和升華牢度幾乎沒有影響。故載體肉桂酸用量選為8%(owf)。

表4 載體用量對滌氨針織物染色性能的影響

2.3.2 染色pH值

pH值對滌氨針織物的染色性能影響如表5所示。染色工藝為分散紅玉DRD用量3%(owf)，載體肉桂酸用量8%(owf)，100 ℃常壓染色45min，浴比1∶20。

表5 pH值對滌氨針織物染色性能的影響

由表5可看出，在不同的pH值條件下，織物的K/S值都比較相近，且皂洗牢度、升華牢度的變化都不大，都能擁有較好的牢度。滌綸在高溫染液中會因pH的提高而遭到破壞。當pH>7時，滌綸“堿剝皮”現象顯著，纖維強力降低，且脫落的低聚物又易沾污纖維而造成染疵，所以對于含滌綸的織物一般在酸性條件下染色。由于載體肉桂酸本身為酸性物質，故以肉桂酸作為載體染色時可不調pH值。

2.3.3 染色溫度

不同的染色溫度對滌氨針織物染色性能的影響如表6所示。染色工藝為染分散紅玉DRD用量3%(owf)，載體肉桂酸用量8%(owf)，染色45min，浴比1∶20，不調pH值。

由表6可看出隨著溫度的升高，織物的K/S值迅速增加。這是因為隨著染色溫度的升高，纖維大分子鏈運動加劇，染料向纖維內部的擴散阻力減小，染色速率常數及染料在纖維中的擴散系數增大，因此染料的吸附量增大。當溫度達到100 ℃時，滌氨針織物能獲得較高的K/S值和較好的染色牢度，故染色溫度選為100 ℃。

2.3.4 染色時間

不同的染色時間對滌氨針織物染色性能的影響影響如表7所示。染色工藝為染料分散紅玉DRD用量3%(owf)，載體肉桂酸用量8%(owf)100 ℃常壓染色，浴比1∶20，不調pH值。

表6 染色溫度對滌氨針織物染色性能的影響

表7 染色時間對滌氨織物染色性能的影響

由表7可看出，染色織物K/S值隨著染色時間的增加而增加，染色時間達到45min以后，K/S值隨著保溫時間的增加而增加速率緩慢。這是因為滌綸分子排列比較緊密，纖維中只有很小的空隙。隨著時間的延長，更多的染料分子吸附到纖維上，但染料上染纖維是可逆的，吸附和解吸同時存在，當染色達到平衡時，染料的上染不再隨時間的增加而增加。所以當時間較短時，染料仍處于從纖維表面進入纖維內部的階段，所以染色的K/S值和皂洗牢度不高。即染色的保溫時間對分散染料上染滌氨針織物的影響很大，且保溫時間對于織物牢度有很大的影響。綜合考慮，從節能角度出發，染色時間選擇45min。

2.4 載體法與高溫高壓法染色效果比較

載體法染色與高溫高壓法染色織物性能的比較如表8所示，織物頂破強力比較如表9所示。載體法染色工藝為分散紅玉DRD用量3%(owf)，載體肉桂酸用量8%(owf)，100 ℃常壓染色45min，浴比1∶20，不調pH。高溫高壓法染色工藝為分散紅玉DRD用量3%(owf)，染色溫度125 ℃，染色保溫時間45min，pH值為4.5。

表8 載體法染色與高溫高壓法染色織物性能比較

由表7可看出，載體法染色織物表觀色深K/S值比高溫高壓法染色織物略低，亮度(L)及彩度(C)略高，但差別不大，而染色牢度基本相同。說明低溫載體法染色可獲得與高溫高壓法相近的染色效果，且不影響染色織物的牢度。

表9 載體染色與高溫高壓法染色對織物頂破強力的影響

由表9可看出，高溫高壓法染色織物頂破強力低于原布頂破強力，而在相同測試條件下載體法染色織物未被頂破，載體法染色織物頂破強力大于原布頂破強力，載體肉桂酸對滌氨針織物沒有損傷，可提高滌氨針織物的強力性能。

3 結論

(1)在分散紅玉DRD染料用量為3%(owf)時，載體肉桂酸對滌氨針織物的最佳染色工藝為載體用量8%(owf)，染色溫度100 ℃，染色保溫時間45min。

(2)載體染色與高溫高壓法染色相比較，載體法染色織物的K/S值比高溫高壓法染色織物略低，但染色牢度與高溫高壓法染色織物基本相同。

(3)載體法染色織物的頂破強力比原布及高溫高壓法染色織物頂破強力高，載體肉桂酸對滌氨針織物沒有損傷，可提高滌氨針織物的強力。

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Study on the Dyeing Process of Polyester/Spandex Knitted Fabric at Atmospheric Pressure

JIA Meng-li1, WANG Jian2, GU Hai3, ZHANG Xiao-yong3, WANG Chun-mei1,*

(1. School of Textile and Clothing, Nantong University, Nantong 226019, China;2. Nantong Cellulose Fibers Co., Ltd., Nantong 226008, China;3. Nantong Times Clothing Co., Ltd., Rugao 226572, China)

In order to reduce the dyeing temperature of polyester/spandex knitted fabric, cinnamic acid was used as a dyeing carrier on atmospheric pressure dyeing of polyester/spandex knitted fabric with disperse dyes. The influences of the type and dosage of the carrier, pH value, dyeing temperature and time on the dyeing performance of polyester/spandex fabric were investigated. The results showed that the optimal dyeing process as follows: disperse dye 3% (owf),cinnamicacid8% (owf),dyeingat100 ℃for45min.TherewaslittledifferencesontheK/Svaluebetweenthecarrierdyeingandhightemperature&pressureprocessdyeing.Therewasnodifferenceonrubbingfastness,washingfastnessandsublimationfastnessbetweenthecarrierdyeingandhightemperature&pressureprocessdyeing.

disperse dyes; atmospheric dyeing; carrier; cinnamic acid; polyester/spandex knitted fabric

2015-05-06

江蘇省產學研前瞻性聯合創新研究項目(BY2014081-02)

賈夢莉(1991-)，女，在讀碩士研究生，研究方向為生態染整技術。

*通信作者：王春梅，E-mail：w.cmei@ntu.edu.cn。

TS

A

1673-0356(2015)04-0020-04