影響滌棉混紡織物分散/活性染料一浴法染色效果因素的探討

曾欽學(xué)

中紡標(biāo)（深圳）檢測(cè)有限公司 廣東 518000

影響滌棉混紡織物分散/活性染料一浴法染色效果因素的探討

曾欽學(xué)

中紡標(biāo)（深圳）檢測(cè)有限公司 廣東 518000

為了探討影響滌棉混紡織物染色的因素，本文將滌棉混紡織物在不同溫度、pH值、保溫時(shí)間、浴比條件下染色，進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)和正交試驗(yàn)。試驗(yàn)表明，滌棉混紡織物一浴法染色最佳的試驗(yàn)條件：溫度為130 ℃、pH值為7、保溫時(shí)間為50 min、浴比為1∶20及以上。

滌棉混紡織物 一浴法染色 溫度 pH值 保溫時(shí)間 浴比

1 引言

滌棉混紡織物既有纖維素纖維吸濕透氣的功能，又有聚酯纖維良好的保型性和染色牢度，所以深受廣大消費(fèi)者的青睞，在各類服裝面料中占有重要地位。而傳統(tǒng)和現(xiàn)行滌棉混紡織物染色工藝的染色時(shí)間較長(zhǎng)，生產(chǎn)效率低，水、電、汽消耗大，污水排放量大，急需進(jìn)一步改進(jìn)完善，研究開發(fā)新型的滌棉混紡織物染色工藝，在提高生產(chǎn)效率的同時(shí)，節(jié)水、節(jié)能、減少環(huán)境污染。為了縮短染色工藝流程，降低染色成本，減輕染色廢水處理的困難，幾十年來(lái)染色工作者一直致力于滌棉混紡織物分散染料一浴法染色的研究。本文通過(guò)在不同溫度、pH值、保溫時(shí)間、浴比條件下，對(duì)滌棉混紡織物染色，進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)和正交試驗(yàn)，找出滌棉混紡織物一浴法染色最佳的試驗(yàn)條件，從而幫助企業(yè)在日常生產(chǎn)中調(diào)整工藝、節(jié)約成本，達(dá)到節(jié)能環(huán)保的作用。

2 試驗(yàn)

2.1 原理

通過(guò)不同條件下上染百分率的比較得出最佳試驗(yàn)條件。

2.2 方法

上染百分率采用殘液比色法測(cè)定，染液的吸光度在 722型紫外線可見(jiàn)分光光度儀上測(cè)定，根據(jù)以下公式計(jì)算上染百分率：

式中：

A0--樣液加上和皂洗液相同量的水后的吸光度

A1--染色后的殘液加上皂洗液后的吸光度

2.3 試樣

白色平紋滌棉混紡織物（65/35），80 g/m2，20 m*1.2 m；市場(chǎng)采購(gòu)。

2.4 儀器

GR202-35高溫高壓染色機(jī)（江蘇無(wú)錫市前洲印染設(shè)備有限公司）；電熱恒溫水浴鍋（上海上登實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備廠）；JJ-2000B電子天平（精度0.00001，常熟市雙杰測(cè)試儀器廠）；722紫外線可見(jiàn)光分光度儀（上海奧普勒儀器有限公司）。

2.5 藥品

分散紅3B（見(jiàn)圖1）、活性紅（見(jiàn)圖2）、分散劑（NNO）、元明粉、pH值緩沖劑、滲透劑（JFC）、皂片、氫氧化鈉。以上樣品均為分析純。

2.6 操作

（1）溫度對(duì)染色的影響測(cè)試

根據(jù)傳統(tǒng)二浴法工藝曲線和工藝處方，取70℃、80℃、90℃、100℃、110℃、120℃和130 ℃為一組溫度，其他試驗(yàn)條件不變，分別用分散染料和活性染料對(duì)滌棉混紡織物進(jìn)行染色。經(jīng)紫外線可見(jiàn)光分光度儀測(cè)試染色殘液后，得出不同溫度下分散染料和活性染料對(duì)滌棉混紡織物的上染率。

圖1 蒽醌型分散染料 ：分散紅3B

（2）pH值對(duì)染色的影響測(cè)試

分散染料適合在弱酸性條件下染色，活性染料則要在近中性條件下染色，因此，pH值的波動(dòng)將會(huì)在很大程度上影響工藝的穩(wěn)定性，為此，根據(jù)二浴法染色工藝，在其他試驗(yàn)條件不變的情況下，調(diào)節(jié)染浴pH值分別為4、5、6、7、8、9、10，用分散染料對(duì)滌棉混紡織物進(jìn)行染色；配制相同的一組染浴用活性染料對(duì)滌棉混紡織物進(jìn)行染色。經(jīng)紫外線可見(jiàn)光分光度儀測(cè)試染色殘液后，得出不同pH值下分散染料和活性染料對(duì)滌棉混紡織物的上染率。

（3）保溫時(shí)間對(duì)染色的影響測(cè)試

當(dāng)染色溫度為130 ℃、pH值為7時(shí)，其他試驗(yàn)條件不變，選擇保溫時(shí)間為10～70 min，研究保溫時(shí)間對(duì)染色效果的影響。經(jīng)紫外線可見(jiàn)光分光度儀測(cè)試染色殘液后，得出不同保溫時(shí)間分散染料和活性染料對(duì)滌棉混紡織物的上染率。

（4）浴比對(duì)染色的影響測(cè)試

當(dāng)染色溫度為130 ℃、pH值為7時(shí)，其他試驗(yàn)條件不變，分別以浴比為 1∶10、1∶20、l∶30 和 l∶40 對(duì)滌棉織物進(jìn)行一浴法染色。經(jīng)紫外線可見(jiàn)光分光度儀測(cè)試染色殘液后，得出不同浴比下分散染料和活性染料對(duì)滌棉混紡織物的上染率。

3 結(jié)果與討論

圖2 R型活性染料

圖3 工藝曲線

本正交試驗(yàn)的目的是通過(guò)2.6的試驗(yàn)，得出各影響因素的比對(duì)因子，進(jìn)行正交試驗(yàn)，從而得出最佳的染色條件。染色工藝處方如下，工藝曲線（見(jiàn)圖3）。

3.1 試驗(yàn)方案與結(jié)果

試驗(yàn)方案與結(jié)果設(shè)計(jì)表（見(jiàn)表1）。

3.2 分析與討論

影響滌棉混紡織物染色的因素主要有溫度、pH值、保溫時(shí)間和浴比，現(xiàn)逐一作對(duì)比試驗(yàn)。并進(jìn)行正交試驗(yàn)，從而得出最佳的染色條件。

（1）溫度

經(jīng)試驗(yàn)得出不同溫度下的分散染料和活性染料對(duì)滌棉混紡織物的上染率 (見(jiàn)表 2)。

從表2可以看出，活性染料上染率隨著溫度的升高而提高。如，當(dāng)溫度為約100 ℃時(shí)，上染率為92%，達(dá)到最大；當(dāng)溫度繼續(xù)升高時(shí)，上染率為91%，稍有下降。而分散染料上染百分率隨溫度的升高，上染百分率逐步升高。如，當(dāng)溫度達(dá)到100 ℃時(shí)，上染率為50%，當(dāng)溫度達(dá)到130 ℃時(shí)，上染率為90%，達(dá)到最大值。這是由于，滌綸的玻璃化溫度在130 ℃左右時(shí)，染料最容易進(jìn)入纖維中。因此，分散染料和活性染料一浴法染色的溫度在130 ℃以上時(shí)對(duì)染色最為適宜。另外，當(dāng)溫度升到80 ℃以后時(shí)，由于活性染料上染速率提高，很容易使織物產(chǎn)生色花；因此，當(dāng)溫度達(dá)到80 ℃時(shí)，應(yīng)適當(dāng)保溫，通過(guò)降低升溫速率控制染料的上染速率，可使染料均勻上染，減少色花的出現(xiàn)。

綜上，分散/活性染料一浴法染色的溫度在130 ℃時(shí)染色最適宜。

（2）pH值

測(cè)試后得出不同pH值下分散染料和活性染料對(duì)滌棉混紡織物的上染率（見(jiàn)表3）。

從表3可以看出,分散染料在pH值為4～7的染浴中，上染效果都較好，當(dāng)pH值高于7時(shí)，上染率開始慢慢下降；而活性染料卻相反，在pH值為4～7的染浴中，上染率不斷上升，上升幅度較大，在pH值大于7后，上染率略有增大，但增幅降低。所以，染浴的pH值在7左右時(shí),分散染料和活性染料的上染效果都較好。 由于生產(chǎn)上采用的元明粉偏堿性, 故必須選擇一個(gè)合適的緩沖劑來(lái)穩(wěn)定pH值。為此, 先在染浴中加入HAc和NaAc兩種助劑組成緩沖體系。查資料得出，當(dāng)助劑HAc和NaAc的用量分別為0.45%和0.55%時(shí)，元明粉的用量在20～40 g/L時(shí),染浴的pH值接近中性,對(duì)染浴的緩沖效果最好,且不會(huì)影響染料的上染百分率。

綜上，當(dāng)染浴中的pH值為7時(shí)，分散染料和活性染料都能很接近最佳的上染效果。此外，在中性染浴中染色，既可省去了還原清洗工藝，也符合節(jié)水與環(huán)保的初衷。

（3）保溫時(shí)間

不同保溫時(shí)間對(duì)染色效果的影響。試驗(yàn)結(jié)果（見(jiàn)表4）。

從表4可知，當(dāng)其他條件不變時(shí)，隨著保溫時(shí)間的增加，上染率不斷變大，只是在40 min后略有增加，50min時(shí)上染率接近最大。可見(jiàn)，保溫時(shí)間對(duì)分散/活性染料高溫高壓一浴法染色效果有一定的影響。這可能是由于染色溫度高達(dá)130 ℃后，分散染料從染液中上染到織物上并進(jìn)行擴(kuò)散需要一定的時(shí)間。

綜上，保溫時(shí)間為50 min時(shí)的染色效果較好。

（4）浴比

不同浴比對(duì)滌棉混紡織物進(jìn)行一浴法染色。試驗(yàn)結(jié)果（見(jiàn)表5）。

從表5可看出，在相同條件下，浴比越小殘液中染料量越少，越節(jié)約染料，可減少污水排放。此外，當(dāng)浴比為 l∶10時(shí)，兩種染色工藝處理得到的染色織物都表現(xiàn)出染色不勻現(xiàn)象。工藝中浴比 l∶20、 l∶30 和 l∶40 得到的染色織物的深度用肉眼看來(lái)偏差很小。這說(shuō)明，在上述浴比條件下，織物的勻染性都較好。從節(jié)約染料和保護(hù)環(huán)境的角度出發(fā)，應(yīng)選擇 l∶20的浴比。此后的正交試驗(yàn)中將不再討論。

表1 試驗(yàn)方案與結(jié)果設(shè)計(jì)表

表2 不同溫度下分散染料和和活性染料對(duì)滌棉混紡織物的的上染率（%）

表3 不同pH值下分散染料和活性染料對(duì)滌棉混紡織物的上染率（%）

表4 保溫時(shí)間對(duì)上染率的影響

表5 不同浴比下分散染料和活性染料對(duì)滌棉的上染率

圖4 最佳滌棉混紡織物分散/活性染料一浴法染色工藝曲線

表6 因素水平表

綜上，浴比為 l∶20及以上時(shí)均可。

（7）正交試驗(yàn)

由上述對(duì)比試驗(yàn)得出，一浴法染色適合的染色環(huán)境是：溫度為120℃～130 ℃，正交試驗(yàn)中的X取120 ℃、125 ℃和130 ℃；pH值為6～8，正交試驗(yàn)中的Z取6、7、8；保溫時(shí)間為40 min～60 min，正交試驗(yàn)中的Y取40 min、50 min和60 min。其因素水平表（見(jiàn)表6）, 其試驗(yàn)結(jié)果（見(jiàn)表7）。

由以上正交試驗(yàn)結(jié)果可知，最佳試驗(yàn)條件：溫度為130 ℃，pH值為7，保溫時(shí)間為50 min。從正交試驗(yàn)表中的極差也可以看出，pH值對(duì)滌棉上染率的影響較其他兩因素大一些。這說(shuō)明，溫度值在120℃～130 ℃和保溫時(shí)間在40 min～60 min時(shí)，不會(huì)對(duì)上染率有很明顯的影響。

根據(jù)上述分析可得出溫度、保溫時(shí)間、pH值和浴比對(duì)滌棉混紡織物分散/活性染料一浴法染色效果的影響，最佳滌棉混紡織物分散/活性染料一浴法染色工藝曲線（見(jiàn)圖4）。

4 結(jié)論

滌棉混紡織物一浴法染色最佳的試驗(yàn)條件：溫度為130 ℃、pH值為7、保溫時(shí)間為50 min、浴比為l∶20及以上。

[1]范雪榮.紡織品染整工藝學(xué)[M].北京：中國(guó)紡織出版社,2006.

[2]王曉文，鄭昊等.滌棉織物的分散染料微膠囊/活性染料一浴法染色工藝初探[J].東華大學(xué)學(xué)報(bào),2007,33(4):468-471.

[3]李維勇．滌棉針織物分散/活性染料一浴一步法染色工藝[J]．化纖紡織技術(shù)，2005，8(1):13-16．

TS190.5 TS190.6

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