滌氨針織物的苯甲酸芐酯載體染色

朱紅耀，曹 平，賈夢莉，王春梅,*

(1.南通海匯科技發展有限公司，江蘇 南通 226011；2.南通大學 紡織服裝學院，江蘇 南通 226019)

滌氨針織物的苯甲酸芐酯載體染色

朱紅耀1，曹 平1，賈夢莉2，王春梅2,*

(1.南通海匯科技發展有限公司，江蘇 南通 226011；2.南通大學 紡織服裝學院，江蘇 南通 226019)

為了降低滌氨針織物的染色溫度，采用苯甲酸芐酯作為染色載體，討論了苯甲酸芐酯的用量、染液pH值、染色溫度及恒溫染色時間等因素對滌氨針織物染色性能的影響，并通過正交試驗確定載體苯甲酸芐酯對滌氨針織物的最佳染色工藝。結果表明：分散紅玉DRD用量3%(owf)，浴比為1∶20，苯甲酸芐酯用量為6%(owf)，110 ℃染色50 min，毋需調節染液pH值，苯甲酸芐酯載體染色的滌氨針織物可以獲得較好的表觀顏色特征及色牢度，且苯甲酸芐酯不會對滌氨針織物造成損傷。

滌氨針織面料；載體；染色；苯甲酸芐酯

聚氨基甲酸酯纖維即氨綸[1]，其彈性好，斷裂伸長率大于400%，最高可達800%，有良好的應用性能。氨綸的應用較為廣泛，主要與棉、錦綸及滌綸等纖維組成彈性織物，市場占有率可達25%～30%左右[2]。目前主要采用分散染料對滌氨織物進行染色，但滌綸與氨綸的物化性能存在較大差異，導致兩種纖維染色溫度相差較大[3-4]，氨綸的玻璃化轉變溫度較低，不需在高溫條件下染色，在100 ℃條件下，分散染料對氨綸染色已接近飽和，而滌綸纖維的玻璃化轉變溫度較高，一般需在高溫條件下染色[5-6]。氨綸不耐高溫，尤其在酸性或堿性條件下，長時間對氨綸進行高溫處理，會使氨綸發生脆損，彈力受到較大損傷，為了避免氨綸彈力損傷，一般在120 ℃左右對滌氨混紡織物進行染色[7-8]。

采用苯甲酸芐酯為載體，以降低滌氨針織面料的染色溫度，通過單因素及正交試驗探究染色載體苯甲酸芐酯對滌氨針織面料的最佳染色工藝，并將其染色效果與高溫高壓法染色效果進行比較。

1 試驗部分

1.1 材料及儀器

材料：經前處理、預定型的滌氨針織布88%滌綸 8.3 tex/144 f+12% 氨綸 3.3 tex，150 g/m2(南通泰慕士服裝有限公司)。分散紅玉DRD(安諾其紡織化工有限公司)，苯甲酸芐酯(南京化學試劑股份有限公司)，芐酯乳化劑(杭州綠典化工有限公司)，皂片(上海制皂廠)，氫氧化鈉，保險粉，冰醋酸(西隴化工股份有限公司)等。

儀器：EL303電子天平(梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司)，PHS-3C精密pH計(上海儀電科學儀器股份有限公司)，IR-12SM紅外線試色機(廈門瑞比公司)，101AB-1電熱恒溫鼓風干燥機(海門市恒昌儀器廠)，電熱恒溫水浴鍋(上海華聯環境實驗設備公司恒昌儀器廠)，DatacolorSF650測色配色儀(德塔顏色商貿(上海)有限公司)，Gyrowash415水洗/干洗色牢度試驗機(英國James H Heal公司)，LFY-301B熨燙升華色牢度儀(山東省紡織科學研究院)，YB571預置式染色牢度摩擦儀(溫州大榮紡織標準儀器廠)，YG065H型電子織物強力儀(萊州市電子儀器有限公司)。

1.2 試驗方法

1.2.1 苯甲酸芐酯的乳化

將質量比為9∶1的苯甲酸芐酯及芐酯乳化劑混合成透明的淡黃色液體，加水乳化，配制苯甲酸芐酯質量濃度為10 g/L的乳液。

1.2.2 染色工藝條件

染色工藝條件見表1所示。

1.2.3 還原清洗工藝

燒堿2 g/L，保險粉2 g/L，溫度85 ℃，時間15 min，浴比為1∶50。

1.3 測試方法

1.3.1 顏色特征

采用Datacolor SF650測色配色儀在D65 10 Deg光源下測試，測試8次讀取平均值，用K/S值表征染色織物的染色深度。

表1 染色工藝條件

1.3.2 染色牢度

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C(3)方法測定，皂片質量濃度5g/L，無水碳酸鈉質量濃度2g/L，浴比1∶50，60 ℃皂洗30min。

耐摩擦牢度：參照GB/T3920-2008《紡織品色牢度試驗耐摩擦色牢度》測定。

耐升華牢度：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。

1.3.3 頂破強力

參照GB/T19976-2005《紡織品頂破強力的測定 第1部分：鋼球法》，將8cm×8cm的待測織物在YG065H型電子織物強力儀上進行測試，用直徑38mm鋼球頂桿測試3次，結果取平均值。

2 結果與討論

2.1 滌氨針織面料染色工藝條件選擇

2.1.1 苯甲酸芐酯用量對染色深度的影響

改變載體苯甲酸芐酯用量，測得染色織物的K/S值如圖1所示。染色條件：分散紅玉DRD3%(owf)，染液pH值5，染色溫度100 ℃，染色時間40min，浴比1∶20。

由圖1可見，滌氨染色針織物的K/S值隨著載體苯甲酸芐酯用量的增加先增大后減小，苯甲酸芐酯用量為6%(owf)時，染色織物的K/S值最大。這是因為，苯甲酸芐酯用量小于6%(owf)時，苯甲酸芐酯主要對滌綸纖維起到增塑作用，使滌綸纖維的玻璃化轉變溫度降低，增加分散染料對滌綸纖維的上染率；苯甲酸芐酯用量大于6%(owf)后，較多的染料溶解在苯甲酸芐酯所形成的分散相中，使得纖維對染料的吸附量下降。因此，為提高分散染料的利用率且使織物獲得較深的表觀顏色，苯甲酸芐酯的用量初選為6%(owf)。

圖1 苯甲酸芐酯用量對染色織物K/S值的影響

2.1.2 染色溫度對染色深度的影響

苯甲酸芐酯用量6%(owf)，其他條件不變，改變染色溫度，測得染色織物的K/S值如圖2所示。

圖2 染色溫度對染色織物的K/S值影響

由圖2可見，滌氨染色針織物的K/S值隨著染色溫度的升高先迅速增大后趨于平衡，染色溫度達到105 ℃之前，染色織物K/S值增加速率較快，染色溫度達到105 ℃之后，染色織物K/S值增加速率緩慢且慢慢趨于平衡。這是因為，滌綸纖維的大分子鏈段隨著溫度的升高而運動加劇，有利于分散染料向滌綸纖維中擴散，增加分散染料對滌綸纖維的上染率。因此，染色溫度初選為105 ℃。

2.1.3 染液pH值對染色深度的影響

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苯甲酸芐酯用量6%(owf)，染色溫度105 ℃，其他條件不變，改變染色pH值，測得染色織物的K/S值結果如圖3所示。

由圖3可見，滌氨染色針織物的K/S值受染液pH值的影響較小，在酸性、中性及堿性條件下分散紅玉DRD對滌氨針織物均有較好的染色效果，考慮到氨綸在酸性或堿性溶液中高溫處理時容易發生脆損，造成斷絲等疵點，而原染液的pH值為7.5左右，接近中性環境，有利于保護氨綸纖維的彈性。因此，選擇不調節染液的pH值。

圖3 染液pH值對染色織物的K/S值影響

2.1.4 恒溫染色時間對染色深度的影響

苯甲酸芐酯用量6%(owf)，染色溫度105 ℃，不調節染液pH值，其他條件不變，改變恒溫染色時間，測得染色織物的K/S值結果如圖4所示。為了避免氨綸纖維的脆化，染色時間通常控制在40～60min，故討論60min內恒溫時間對染色織物的K/S值影響較有意義。

由圖4可見，隨著染色時間的延長，滌氨染色針織物的K/S值逐漸增大，在染色的前30min內，染色織物的K/S值隨恒溫時間的延長增大較快；染色的后30min，染色織物的K/S值隨著恒溫時間的延長增大緩慢。分散染料對滌綸纖維的上染屬于Nernst型吸附[9]，分散染料對氨綸纖維上染屬于Nernst和Langmiur二元吸附，氨綸纖維中的大量柔性鏈段主要通過范德華力與分散染料結合，少部分含有-OH和-NH2的硬性鏈段主要由氫鍵與分散染料形成化學鍵[10]。因此，染色時間初選為40min。

圖4 恒溫時間對染色織物的K/S值影響

2.2 正交試驗

由2.1節中單因素試驗可以看出，染液pH值對滌氨染色針織物的K/S值影響較小，因此僅考慮苯甲酸芐酯的用量、染色溫度及恒溫染色時間三個因素對滌氨針織物染色性能的影響，進行三因素三水平正交試驗。其中分散紅玉DRD3%(owf)，浴比為1∶20。正交試驗設計方案及結果如表2所示。

表2 正交試驗方案與結果

由表2可見，三個因素對滌氨染色針織物的K/S值均有影響，其中染色溫度影響最大，恒溫時間次之，苯甲酸芐酯用量影響最小；但三個因素對滌氨染色針織物的皂洗牢度及升華牢度幾乎沒有影響。因此，最佳工藝由三個因素對滌氨染色針織物的K/S值影響決定，最佳染色工藝為A2B3C3，即苯甲酸芐酯的用量6%(owf)，110 ℃恒溫染色50min。

載體法染色條件：分散紅玉DRD3%(owf)，苯甲酸芐酯用量6%(owf)，110 ℃恒溫染色50min，浴比為1∶20，不調節染液pH值。

高溫高壓法染色條件：分散紅玉DRD3%(owf)，120 ℃恒溫染色50min，浴比1∶20，不調節染液pH值。

2.3.1 表觀顏色特征

2種方法染色的滌氨針織物的顏色特征比較如表3所示。

由表3可見，與高溫高壓法染色的織物相比，載體法染色的織物顏色特征相差不大，可以獲得較好的染色深度。

2.3.2 染色牢度

2種方法染色的滌氨針織物的染色牢度比較如表4所示。

表4 染色牢度比較

由表4可見，2種方法染色的滌氨針織物的皂洗及摩擦色牢度均較好，升華牢度略差。說明苯甲酸芐酯不會對滌氨針織物的色牢度造成負面影響。

2.3.3 頂破強力

2種方法染色的滌氨針織物的頂破強力比較如表5所示。

表5 頂破強力比較

由表5可見，載體法染色與高溫高壓法染色滌氨針織物的頂破強力與原未染色布樣頂破強力相差不大，說明載體苯甲酸芐酯不會對滌氨針織物造成損傷。由于高溫高壓染色法會引起織物的收縮，導致織物單位面積克重增加，從而使得強力增加。

3 結論

(1)分散紅玉DRD用量3%(owf)，浴比為1∶20時，載體苯甲酸芐酯對滌氨針織物染色的最佳工藝為：苯甲酸芐酯用量6%(owf)，110 ℃恒溫染色50min，不調節染液pH值；

(2)苯甲酸芐酯載體染色的滌氨針織物可以獲得較好的表觀顏色特征及色牢度，且苯甲酸芐酯不會影響滌氨染色針織物的色牢度，不會對滌氨針織物造成損傷。

[1] 左凱杰，王存山，陳忠軍，等. 滌/氨針織物玫紅色染色工藝研究[J]. 染整技術，2010，32(9)：24-25.

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[10]錢紅飛，宋新遠.氨綸分散染料染色的吸附等溫線和機理研究[J]. 染料工業，2001，38(6)：24-26.

Carrier Dyeing of Polyester/Spandex Knitted Fabric with Benzyl Benzoate

ZHU Hong-yao1, CAO Ping1, JIA Meng-li2, WANG Chun-mei2,*

(1. Nantong Haihui Science and Technology Development Co. Ltd., Nantong 226011, China;2. School of Textile and Clothing, Nantong University, Nantong 226019, China)

In order to reduce the dyeing temperature of polyester/spandex knitted fabric, benzyl benzoate was used as a dyeing carrier on dyeing. The influences of the amount of benzyl benzoate, pH value and dyeing temperature and time on the dyeing properties of polyester/spandex knitted fabrics were studied. The optimum dyeing process was determined by orthogonal test. The results showed that the optimum dyeing process was that Rubine DRD 3%(owf), benzyl benzoate 6%(owf), dyeing at 110 ℃ for 50 min, bath ratio 1:20, and without adjusting pH value. The apparent color characteristics and color fastness of polyester/spandex knitted fabrics dyeing with benzyl benzoate were good and the polyester/spandex knitted fabrics could not be damaged by benzyl benzoate.

polyester/spandex knitted fabric; carrier; dyeing; benzyl benzoate

2016-10-19

南通市科技成果轉化和產業化計劃項目(GY22015066)；南通市港閘區工業創新及產業化計劃項目(2015D112)

朱紅耀(1970-)，男，江蘇南通人，工程師，主要從事黏合襯的研發和生產。

*通信作者：王春梅(1967-)，博士，教授，E-mail: w.cmei@ntu.edu.cn。

TS193.6

B

1673-0356(2017)01-0035-05