山羊絨和山羊膚皮點的均一化染色

袁 利，邢建偉，張小萍，徐成書

（西安工程大學紡織與材料學院，陜西西安 710048）

山羊絨和山羊膚皮點的均一化染色

袁 利，邢建偉，張小萍，徐成書

（西安工程大學紡織與材料學院，陜西西安 710048）

為了解決在傳統山羊絨染色加工過程中，尤其是染制淺色時，膚皮點染料吸附率高、著色深的問題，研究一種適合毛用活性染料染羊絨的新型染色工藝，探討新型染色工藝中各個因素對染色樣品羊絨纖維和膚皮點顏色的均一化（同色性）效果的影響，優化出最佳的羊絨纖維與膚皮點均一化染色新工藝，并比較新工藝和傳統工藝的區別.研究結果表明，新工藝染色方法對山羊絨纖維和膚皮點均一化染色效果具有明顯的改善作用，并減小了纖維的染色損傷，改善了染色纖維的手感.

山羊絨；膚皮點；均一化效果

0 引 言

膚皮點主要是山羊衰老脫落的皮膚，膚皮點有活膚皮與死膚皮之分，活膚皮浮在羊絨纖維的表面，在山羊絨加工過程中較容易脫落，而死膚皮則黏連在纖維上一般很難去除［1］.在傳統染色工藝中，由于膚皮點的結構疏松而羊絨纖維結構密實無孔洞，會導致羊絨纖維低溫時的上染速率、染料吸附量明顯小于膚皮點，從而產生膚皮點顏色深、羊絨顏色淺的現象，在染制淺色時這種現象更加明顯，采用人工完全摘除膚皮點幾乎不可能［2－3］.之前有研究采用競染型勻染劑來解決羊絨纖維與膚皮點同色性問題［2］.而在實際生產中，傳統工藝染色產生的深色膚皮點并不能在后續紡紗中被徹底剔除，需要一道人工將其完全剔除.

山羊絨纖維和膚皮點的均一化染色工藝（簡稱新工藝）的主要機理是：首先，采用成膜助劑在纖維表面、膚皮點表面形成吸附薄膜，在一定程度上堵塞了膚皮點的毛細管孔道，阻礙了染料對膚皮點的快速上染；其次，在染色中采用甲酸和配套勻染劑（自制）促進染料對羊絨纖維的上染，成膜堵塞與促染的協同作用降低了染料對羊絨纖維與膚皮點之間上染的差異，使得染料對羊絨和膚皮點的吸附趨于一致，從而達到均一化染色的效果.

1 實 驗

1.1 材料與助劑

（1）纖維 山羊絨（寧夏中銀絨業股份有限公司提供）.

（2）染料 LANASOL系列毛用活性染料，包括LANASOL蘭8G、LANASOL蘭3R、LANASOL黃4G、LANASOL紅6G、LANASOL蘭3G（亨斯邁紡織染化有限公司）.

（3）助劑 成膜助劑，勻染劑（自制）；阿白格B（亨斯邁紡織染化有限公司）；冰醋酸，甲酸，氨水（分析純）.

1.2 設備與儀器

SDM2－12－140高溫高壓染色機（立信染整機械有限公司），pHSJ－4A酸度儀（上海精密科學儀器有限公司），722S可見分光光度計（上海精密科學儀器有限公司），FN0001型電子單纖維強力測試儀（南通宏大儀器有限公司），Color i7愛色麗測色儀（美國愛色麗儀器有限公司）.

1.3 實驗方法

1.3.1 染料組成 分別以傳統工藝和新工藝對山羊絨進行淺色染色，對應染料組成如表1所示.

表1 染料組成Table 1 Dye composition

1.3.2 染色工藝 （1）傳統工藝：染色助劑為阿白格B 1.0%（owf）、冰醋酸0.6～1.0%（owf）（隨染料總用量的不同而不同），染色的浴比為20∶1.染色工藝曲線如圖1所示.（2）新工藝：染色助劑為成膜助劑2.0%（owf）、甲酸1.3%（owf）和勻染劑0.5%（owf），染色浴比為15∶1.新工藝染色曲線如圖2所示.

1.4 測試方法

1.4.1 染色羊絨與膚皮點的均一化效果判斷 由固定的多位人員對染色羊絨纖維與膚皮點的同色性進行評價，根據深色膚皮點的數量、羊絨纖維與膚皮點的色差大小將均一化效果分為3等級：1級（差），2級（較好），3級（好）.評價傳統染色樣品羊絨與膚皮點的同色性為“1級”.

圖1 傳統染色的工藝曲線Fig.1Curve of traditional dyeing process

1.4.2 上染速率曲線的測試方法 準確稱取等量（2 000g）山羊絨纖維多份，另配制一份染液作為空白染浴.分別按照傳統工藝和新工藝對山羊絨進行染色，每隔一定時間待冷卻后測試殘液的吸光度，按式（1）計

圖2 新工藝染色工藝曲線Fig.2Curve of new dyeing process

算上染百分率［4－5］.

式中，A0為空白染液稀釋n0倍后在最大吸收波長處測得的吸光度；Ai為染色殘液稀釋ni倍后在最大吸收波長處測得的吸光度.

1.4.3 羊絨單纖維強力測試 按照GB4711—1984《羊毛單纖維斷裂強力和伸長實驗方法》對染色樣品進行單纖維強力測試.

1.4.4 勻染性測試 采用測色儀對染色樣品均勻取樣，在各部位隨機測定20個點的K／S值，根據式（2）計算其標準偏差.

式中，λ為其最大吸收波長，并以σλ數值的大小來評定織物勻染性［6］.

1.4.5 纖維損傷程度測試 由于羊絨纖維耐酸不耐堿［3］，因而采用堿溶解度法測試并比較新工藝和傳統工藝染色樣品的損傷程度.準確稱取在空氣中已經平衡24h的山羊絨染色散纖維2 000g，等待測試其堿溶解度，同時稱取染色纖維1 000g，求含水率G（%）.堿溶解度的計算方法為

式中，W為經過堿溶解度測試且烘至恒重后樣品的質量，G為對應羊絨樣品的含水率.

測定含水率G是將稱取的山羊絨纖維放在稱量瓶內，在烘箱中置于105～110℃烘至恒重.含水率計算方法為

式中，W1為烘前山羊絨樣品的質量，W2為烘至恒重之后羊絨樣品的質量.

2 結果與討論

2.1 新工藝優化

由于甲酸、成膜助劑、勻染劑以及染色浴比都對羊絨纖維和膚皮點的均一化染色有明顯的影響，因而本節主要探討成膜助劑、甲酸、勻染劑用量和染色浴比對山羊絨纖維與膚皮點均一化染色效果的影響.

2.1.1 甲酸用量的確定 按照1.3.2中的新工藝對羊絨進行染色，分析甲酸對羊絨纖維和膚皮點均一化染色效果的影響，結果如表2所示.

由表2可知，隨著甲酸用量的增加，羊絨纖維與膚皮點均一化染色效果逐漸變好，即隨著甲酸用量的增加，深色膚皮點的數目減少.這主要是因為甲酸對于成膜助劑在羊絨纖維和膚皮點表面的吸附具有促進作用，而且這種作用的程度會隨著甲酸用量的增加而增大，成膜助劑的吸附在一定程度上堵塞膚皮點的毛細管道，阻礙了后續染色染料對膚皮點的快速上染，從而減小了染料對羊絨纖維與膚皮點上染速率的差異，使得羊絨纖維與膚皮點的同色效果得以明顯改善，即實現纖維和膚皮點的均一化染色.但是甲酸用量過高，染料的吸附上染速度太快，難以控制勻染性.綜合考慮甲酸用量對羊絨纖維和膚皮點顏色均一化效果以及染色勻染性效果的影響，確定甲酸用量為1.3%（owf）.

表2 甲酸用量對染品均一化染色效果的影響Table 2 The influence of the dosage of formic on homogeneous dyeing

2.1.2 成膜助劑用量的確定 按照1.3.2中的新工藝對山羊絨進行染色，分析成膜助劑對羊絨纖維與膚皮點均一化染色效果的影響，結果如表3所示.

由表3可知，隨著成膜助劑用量的增大，羊絨纖維和膚皮點的均一化染色效果逐漸變好.該成膜助劑是一種大分子物，可在羊絨纖維和膚皮點表面形成一層薄膜，隨著助劑用量的增大，成膜的完整性提升；另外，由于膚皮點的結構松弛，孔隙較大，部分成膜助劑的大分子能夠擴散進入膚皮內部，對膚皮的毛細管孔隙起到一定的堵塞作用，在成膜與堵塞的協同作用下，同化了羊絨纖維與膚皮點對染料的吸附能力，減小了染料對羊絨纖維與膚皮點的上染差異，有利于實現羊絨纖維與膚皮點均一化染色效果.但是，成膜助劑用量過高時，其在纖維表面吸附量過高使得染色纖維的手感變差，因此確定成膜助劑用量為2.0%（owf）.2.1.3 勻染劑用量的確定 按照1.3.2中的新工藝對山羊絨進行染色，分析勻染劑對羊絨纖維與膚皮點均一化染色效果的影響，結果如表4所示.

表3 成膜助劑用量對染品均一化染色效果的影響Table 3 The influence of the dosage of coalescing agent on homogeneous dyeing

表4 勻染劑用量對均一化染色效果的影響Table 4 The influence of the dosage of levelling agent on homogeneous dyeing

由表4可知，當勻染劑用量為0.1%（owf）時，羊絨纖維與膚皮點的均一化染色效果較差，此時的深色膚皮點數量還較多，隨著勻染劑用量逐漸增大到0.5%（owf）時，羊絨纖維與膚皮點的均一化染色效果明顯改善.這是因為該勻染劑是親纖維的陰非離子復配的表面活性劑，在染色中其優先與呈正電性的羊絨纖維和膚皮點結合，阻礙了染料與纖維和膚皮點的直接結合，延緩了染料的上染，從而有利于勻染.隨著染色溫度升高，染料會置換與纖維和膚皮點結合的勻染劑而上染，達到勻染的目的.因此，確定勻染劑的用量為0.5%（owf）.

2.1.4 染色浴比的確定 浴比主要與染色設備有關，選用較小的浴比可以提高染料和助劑的利用率，但浴比過小會因循環不均勻而影響勻染性［10］.按照1.3.2中的新工藝對山羊絨進行染色，分析染色浴比對羊絨纖維與膚皮點均一化染色效果的影響，結果如表5所示.

表5 染色浴比對染色效果的影響Table 5 The influence of the bath radio on dyeing effect

從表5可知，染色的浴比越大，山羊絨纖維的勻染性、羊絨纖維與膚皮點的均一化效果越好.這是因為浴比小時，助劑和染料的濃度較大，染料與纖維接觸的機會較多，易造成染料快速上染，從而影響勻染性和均一化效果；浴比增大到15∶1，助劑和染料的濃度減小，這樣能減緩染料的上染，以確保勻染性和均一化效果；但隨著浴比繼續增大，勻染性和均一化效果便不再受影響，故將染色浴比定為15∶1.

2.2 不同染色工藝染色效果對比

2.2.1 均一化效果和勻染性的比較 按照1.3.2中的染色工藝對山羊絨進行染色，不同染色工藝所得樣品的染色效果如表6所示.

表6 染色樣品效果比較Table 6 Comparison of effects of dyed samples

從表6可知，采用新染色工藝能顯著改善染色羊絨纖維與膚皮點的均一化染色效果，即深色膚皮點的數量明顯減少.新工藝染色樣品的表觀深度比傳統工藝染色樣品的略深，且不同染色工藝的勻染性能相當.此外，比較時發現新工藝染色樣品的手感比傳統工藝的好，這是因為助劑具有的特殊性能賦予纖維一定的柔軟性.

2.2.2 上染速率曲線的比較 采用1.3.2和1.3.3中的方法對山羊絨纖維進行染色，以1＃色號和2＃色號為代表，測試比較傳統工藝染色和新工藝染色的上染速率差異，實驗結果如圖3所示.

由圖3可知，在染色的各個階段，新工藝的上染速率基本都比傳統工藝的上染速率快，尤其在染色初期，新工藝的上染速率曲線以較大的斜率攀升，這是由于新工藝染色中加入甲酸，增加了染料與纖維的親和力，對染色過程起到明顯的促染作用.隨著染色時間的延長，兩種染色工藝最終達到相近的上染百分率.成膜助劑在纖維表面均勻成膜及勻染劑的作用使得新工藝染色即使在初染階段上染速率較快仍能達到勻染的效果.

2.2.3 染色樣品的強力和堿溶解度測試 斷裂強力和堿溶解度均是評定羊絨纖維染色損傷大小的常用方法，按照

1

.3.2中的染色工藝對山羊絨進行染色，按照1.4.3和1.4.4中的測試方法，分別測試新工藝與傳統工藝染色樣品的強力和堿溶解度，結果如表7所示.

圖3 1＃色號和2＃色號上染速率曲線Fig.3Dyeing rate curve of 1＃color and 2＃color

表7 染色樣品強力和堿溶解度測試結果Table 7 Single fiber strength and Alkali solubility test results of dyed samples

從表7可知，經過傳統工藝和新工藝染色后染色樣品的單纖維斷裂強力、斷裂伸長率均較未染色羊絨的低，堿溶解度均比未染色羊絨的高，可見染色加工不可避免地會對纖維造成損傷.

新工藝染色樣品的斷裂強力比傳統工藝染色樣品的高7%～13%，斷裂伸長率也略有提高，堿溶解度又比傳統工藝染色樣品的小.這是因為新工藝染色中所使用的染色助劑，除了對羊絨纖維與膚皮點的均一化染色有積極貢獻之外，還有效地抑制了染色過程中高溫、摩擦等對纖維鱗片層的物理損傷，保障染色效果的同時也保護了纖維，減小了纖維的損傷，盡可能地保留了纖維的強力和斷裂伸長率等原有性能.

3 結 論

（1）山羊絨和山羊膚皮點的均一化染色的最佳工藝為：甲酸用量為1.3%（owf），成膜助劑用量為2%（owf），強力勻染劑用量為0.5%（owf），染色浴比為15∶1，條件為95℃下保溫30min.

（2）新工藝染色在成膜助劑的成膜堵塞和甲酸促染的協同作用降低了染料對羊絨纖維與膚皮點之間上染的差異，使得染料對羊絨和膚皮點的吸附趨于一致，從而可以實現羊絨和山羊膚皮點均一化染色.

（3）新工藝染色助劑對羊絨纖維有優異的保護作用，纖維的損傷程度明顯降低，可顯著提高羊絨織物的品質.

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編輯、校對：趙 放

The homogeneous dyeing of cashmere and goat dander

YUAN Li，XING Jianwei，ZHANG Xiaoping，XU Chengshu

（School of Textile and Materials，Xi′an Polytechnic University，Xi′an 710048，China）

In order to solve the problem in the traditional dyeing process that the goat dander colors have high adsorption rate and deep staining especially when light color is dyed，dyeing of cashmere using the reactive dyestuffs for wool with new technology was investigated.Each factor affecting the homogenization of dyeing cashmere and skin point was discussed to optimize the optimum new dyeing process.Also，the difference between new dyeing process and traditional process was compared.The results indicate that the new dyeing process obviously improves the homogenization effect of cashmere and skin point，reducing the damage and improving the handle of dyeing fiber.

cashmere；dander；homogenization

TS 193.8

A

1674－649X（2015）05－0535－06

10.13338／j.issn.1674－649x.2015.05.003

2015－06－03

陜西省教育廳科研項目（2013JK0744）

邢建偉（1956—），男，陜西省西安市人，西安工程大學教授，研究方向為紡織品化學新材料、新工藝的理論及應用.E－mail：xjw1123＠sina.com