錦/棉織物一浴法染色研究進展

陳鎮+粟建權

摘要：本文簡單介紹了錦綸、棉纖維的基本結構和染色性能，詳細闡述了活性染料、活性/中性染料、活性/分散染料、活性/金屬絡合染料、活性/酸性染料、酸性染料、直接/酸性染料、中性/直接染料、液體硫化染料等當前 9種不同的錦/棉織物一浴染色工藝的基本原理和研究進展。

關鍵詞：錦/棉織物；一浴法染色；同色性；活性染料；酸性染料

中圖分類號：TS193.5 文獻標志碼：A

Research Progress on One-bath Dyeing of Nylon/Cotton Fabric

Abstract： In this paper， the basic structure and dyeing properties of nylon and cotton were introduced briefly. The basic principle and research progress of nine different one-bath dyeing methods for nylon/cotton fabric were described in detail， including reactive dyeing， reactive/neutral dyeing， reactive/disperse dyeing， reactive/metal complex dyeing， reactive/acid dyeing， acid dyeing， direct/acid dyeing， neutral/direct dyeing， liquid sulfur dyeing.

Key words： nylon/cotton fabric； one-bath dyeing； homochromatism； reactive dye； acid dye

錦/棉織物兼具錦綸纖維和棉纖維的優良性能，手感豐滿，身骨堅挺、滑爽，穿著舒適，富有彈性和光澤，耐磨性好，是目前較為流行的服裝面料。

傳統的錦/棉織物染色工藝流程長，能耗、水耗較大，不利于節能減排。而錦/棉織物一浴法染色工藝作為一種環境友好型染色技術，能縮短加工流程，節約染色時間，提高生產效率，降低能源、水量的消耗，減少污水排放，從而降低企業生產成本和環保壓力，間接增加企業生產利潤，是當前科研院所及印染企業的一個重要研究方向。

1 錦綸、棉纖維的分子結構特征

錦綸屬于聚酰胺纖維，常見的錦綸66的結構式如圖 1所示，其分子鏈中含有較多的非極性碳氫鏈節，在分子兩端有氨基和羧基，分子鏈中還含有大量的酰胺基，可以采用酸性、中性、活性、分散等染料染色。

棉纖維屬纖維素纖維，其結構式如圖 2 所示，纖維素大分子的基本結構單元是β-D-葡萄糖剩基，在葡萄糖剩基及兩端剩基上含有多個自由羥基、醇基及潛在醛基，常采用直接、活性、還原、硫化等染料染色。

2 錦/棉織物一浴法染色研究進展

受聚酰胺和纖維素的本身結構及染色過程中所用染料的性能及工藝的影響，錦/棉織物的傳統染色工藝常采用分散/活性、分散/直接、酸性/活性等染料兩浴套染法染色，同色性好，色譜較齊，牢度較高；但工藝流程長、能源消耗大，不利于印染企業節能減排、清潔生產，且隨著加工時間的延長，可能會在生產中產生折皺、擦傷、色花、缸差等問題，影響產品質量與生產效率。錦綸與棉織物的傳統染色工藝存在一定的差異（表 1）。

從表 1 可以看出，錦綸與棉織物的傳統染色工藝的主要差異是染色pH值的不同，錦綸一般需在酸性條件下染色，而棉一般需在堿性條件下染色，要實現錦/棉織物一浴法染色，只能通過對織物進行改性或對染料進行篩選，使兩種組分的染色條件趨同，達到較理想的染色效果。

2.1 活性染料一浴法染色

這種方法的基本原理是利用活性染料可在不同條件下上染錦綸和棉纖維，依據染色工藝中錦綸和棉纖維的上染先后順序不同，通過調節染浴pH值，改變染浴在不同工藝階段的酸堿性，從而在堿性條件下實現活性染料染棉，在酸性條件下實現活性染料染錦綸。

王宏等選用Cibacron FN型活性染料（一氟均三嗪加改良型乙烯砜型雙活性基團染料）、Cibaeron黃FN-2R、Cibaeron紅FN-R、Cibaeron蘭FN-R對錦/棉交織物進行一浴法染色，活性染料先在堿性條件下對棉纖維進行染色，然后再加入（NH4）2SO4和醋酸調節染液pH值至 5 ～ 6，沸染錦綸，整個生產過程采用低張力工藝，保證產品的質量和風格，尤其是淺色同色性效果好，濕牢度佳。

高曉紅等采用自制的助劑CN（在保溫時，能使染浴 pH值從堿性逐步降低到弱酸性）考察了K、KE、KN、M型活性染料用于錦/棉織物一浴法染色的性能，結果表明：部分KE、KN、M型活性染料如活性紅KE-3B、活性黃KE-4R、活性紅M-3BE、活性深藍M-2GE、活性翠藍KN-G同色性較好，并且上染率和固色率也相對較高，適宜于活性染料一浴法染色，而K型染料的同色性較差，不適宜于一浴法染色。

尹宇、王春梅等根據活性染料的染色特征值SERF值從大到小篩選了 3 組活性染料，分別采用先酸后堿工藝和應用pH值調節劑A工藝對錦/棉交織物進行一浴法染色，結果顯示：SERF值中等的染料如活性大紅3DR、活性金黃2RS、活性翠藍GS適用于上述兩種工藝，固色率均可達70%以上，摩擦牢度和皂洗牢度為 4 ～ 5 級，同色性較好。

周光勇、龔軍等則采用色媒體DM-2008對錦/棉交織物中的棉纖維組分進行改性，添加染座，實現了活性染料如活性深藍B、活性艷藍BRF、活性黃3RS和活性紅2B等在弱酸性（pH值為 5）條件下同時對錦綸、棉纖維染色，染色后錦綸和棉的同色性較好，各項色牢度也較高。

2.2 活性/中性染料一浴法染色

該法基本原理是通過提高染色、固色溫度（100 ℃左右），實現活性/中性染料同時在中性浴中上染色棉纖維和錦綸，或通過調節染浴pH值，使活性染料在堿性染浴中染棉，中性染料在中性染浴中染錦綸。

崔浩然討論了中性染料與高溫型活性染料及中性染料與熱固型活性染料一浴法染錦/棉織物工藝，研究表明高溫型活性染料（H-E型）耐熱穩定性好，可在90 ～ 95 ℃吸色、80 ℃固色，這與中性染料染錦綸的最佳溫度（95 ～ 98 ℃）相近。按高溫活性染料的吸色溫度（90 ～ 95 ℃）染色，中性染料在錦綸上得色深度的下降幅度不明顯。熱固型活性染料如NF型、N型、CN型和NE型等在中性浴、較高溫度（100 ～105 ℃）下固著棉纖維，勻染性良好；而常規 2∶1型中性染料可在100 ～ 120 ℃中性浴染錦綸，且對工藝條件的適應性良好。上述兩種一浴法工藝簡單，操作簡便，且染品勻染性好，色光易于調整。

陳國洪等先用活性染料（3BS艷紅、3RS黃、B元青）染棉，后醋酸調節pH值在 7 左右進行中性染料（GRL棗紅、GL中性深黃、S-R中性黑）染錦綸，實現了錦/棉交織物的活性/中性染料一浴法染色，且免去了活性染料染色后皂洗工藝，通過工藝條件的控制可以獲得較好的同色性和較高的耐皂洗、耐摩擦色牢度。

王華清采用Kayacelon React CN中性固色活性染料和1∶2型中性染料在100 ℃、pH值為 7 的條件下，通過適當的工藝控制，可使染料在一浴中同時完成對棉錦兩種纖維的上色，并具有較高的色牢度和同色性。

2.3 活性/分散染料一浴法染色

該法基本原理是通過對染料選擇或改性，克服活性染料與分散染料染色工藝條件如染浴pH值、染色溫度等的差異，獲得能在中性、100 ℃下具有較好染色效果的活性染料和分散染料，實現一浴中分散染料染錦綸，活性染料染棉纖維。

彭志忠對錦/棉彈性針織物采用分散/活性一浴法染色，分散染料選用分散穩定性較高的Dianix染料，活性染料選用Kayacelon React CN型活性染料，在中性條件、70 ℃始染，100 ℃保溫固色，工藝寬容度高、重現性好，但其染中深色牢度還有待改善。

崔浩然等探討了分散染料與熱固型活性染料（如NF型、N型、CN型和NE型）一浴法染錦/棉織物，在中性、100℃條件下，分散染料染錦綸與熱固型活性染料染棉具有良好的同浴染色適應性。

Kim等選用羥基乙烯砜硫酸酯型活性染料與含有羥基的分散染料在pH值為 7，溫度僅為60℃條件下實現錦/棉織物一浴法染色，染色后織物水洗牢度及摩擦牢度優良，耐光牢度適中。

2.4 活性/金屬絡合染料一浴法染色

該法基本原理是通過對染浴的pH值進行調節，使活性染料先在堿性浴中上染棉纖維，然后再使1∶2金屬絡合染料在酸性條件下上染錦綸。

楊波采用1∶2金屬絡合染料Dorolan深藍DBL與活性藍B-2GLN染料對錦/棉織物進行一浴法浸染染色，通過醋酸調節pH值，使兩種染料在一浴法中的上染率及各項染色牢度指標與傳統二浴法染色工藝相當。

2.5 活性/酸性染料一浴法染色

該法基本原理是通過對活性、酸性染料進行篩選，獲得能在中性條件下上染的活性、酸性染料，實現活性染料在中性浴中上染棉纖維和酸性染料在中性浴中上染錦綸。

朱志彬等采用約克夏無堿活性染料N R A系列（Intracron Yellow NRA-HM、Intracron Red NRA-2B和Intracron Blue NRA-HM），和弱酸性染料 Nylanthrene B 組（Nylanthrene Yellow B-4NGL、Nylanthrene Red B-NG和Nylanthrene Blue B-AR）對錦/棉交織物進行一浴法染色。結果表明：在pH值為 7，染色溫度100 ℃的條件下，采用該工藝染色的錦/棉交織物色光穩定，同色性好，各項色牢度均較高，布面效果明顯改善，成品品質提高。

曹機良等采用中性固色活性染料（Argazol黃NF-GR、Argazol紅NF-3B和Argazol藍NF-BG）和酸性染料（弱酸性黃3G、弱酸性紅10B和弱酸性深藍5R）一浴法對錦/棉交織物進行染色，結果表明：中性固色活性染料對錦綸織物的沾色以及酸性染料對棉織物的沾色均較少，經固色后錦/棉混紡織物染色的各項牢度均滿足服用要求。

Kim等考察了不同類型活性染料與酸性染料在一浴條件下染色錦/棉織物，研究表明，在中性pH值條件下，MNT型活性染料染棉的牢度比MCT型活性染料高，而半縮絨型酸性染料對錦綸的染色牢度要優于勻染型酸性染料。

2.6 酸性染料一浴法染色

該法基本原理是利用含有不同活性基團的胺或反應性陽離子改性劑對纖維素纖維進行陽離子化改性，使棉纖維的正電性增強，減少或清除酸性染料與棉纖維之間的靜電斥力，使酸性染料更多地吸附在改性后的棉纖維上。

孟春麗等采用聚環氧氯丙烷二甲胺衍生物對錦/棉織物中的棉組分進行改性，然后采用弱酸性深藍5R和中性藍BNL酸性染料對改性后的錦/棉織物進行一浴法染色，研究表明：改性后在90 ℃、pH值 2 ～ 4 的條件下，弱酸性深藍5R和中性藍BNL可在錦/棉織物上獲得較好的同色性。

2.7 直接/酸性染料一浴法染色

該法基本原理是先采用染色助劑預處理織物，使其陽離子化，并通過直接、酸性染料的篩選，實現直接、酸性染料在弱酸性條件下同一浴中分別上染棉纖維和錦綸。

徐璀等采用酸性固色劑TF-506對織物進行預處理，然后再在弱酸性（pH值為 6）條件下染色，采用直接染棉/酸性染料染錦綸一浴法工藝，錦綸和棉都可獲得較高的得色，也可解決直接/酸性染料一浴染色時的相互沾色問題，取得良好的染色效果。

張修強等選用直接染料作為錦/棉交織物中上染棉的染料，弱酸性染料作為上染錦綸的染料來實現錦/棉一浴染色。試驗表明，直接染料與弱酸性染料可在同浴中上染的錦/棉交織物，其色牢度，勻染性較好。

2.8 中性/直接染料一浴法染色

該法基本原理是通過挑選牢度高、重現性好、染色性佳的改良型中性染料和直接染料在弱酸性條件下同浴上染錦綸和棉纖維。

王鵬飛等采用蘭納灑脫（Lanaset）中性染料、沙拉菲尼爾（Solophenyl）直接染料在pH值5.5 ～ 6.0的條件下，對錦/棉染色一浴法染色，色澤穩定，生產重現性也比較好，修色亦較容易。

2.9 液體硫化染料一浴法染色

該法基本原理是將不溶性硫化染料制成已被預還原的隱色體溶液，利用其給色量高，染色性能穩定，滲透性好，色差小的優點，實現在酸性條件下同時上染錦綸和棉纖維。

單新偉采用液體硫化黑RDT-2KS染料在95 ℃、pH值3.5 ～ 4.0的條件下對錦/棉織物一浴法染色，結果表明，該工藝操作簡單，染色牢度高，纖維脆損小，色光穩定、無缸差。

3 結語

錦/棉織物兼具棉的柔軟舒適、吸濕透氣和錦綸優異的耐磨、回彈性能，質地輕盈，穿著舒適，深受消費者青睞，是休閑裝、時裝的理想用料，在面料市場上占據越來越重要的地位。通過對織物或染料進行改性或篩選，可以實現錦/棉織物一浴法染色，縮短加工流程，節約染色時間，提高生產效率，降低能耗，減少污水排放，從而促進印染企業節能減排、清潔生產，具有環境、經濟雙重效益。

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