羊毛衫泡沫染色仿舊工藝研究

陳 博，李美真，張可歆，劉佳鑫，谷 鑫，毛慧臻

(內蒙古工業大學，內蒙古 呼和浩特 010081)

仿舊風格目前幾乎只停留在牛仔服飾上，在其他織物上取得的成果甚微[1-2]。提高高品質羊毛產品的市場競爭力是羊毛行業的重要工作之一[3]，增加羊毛織物產品風格是提高羊毛產品競爭力的有效方法。泡沫染色是通過泡沫將染料不均勻地攜帶、然后涂敷于織物表面，通過壓力擠壓泡沫，在壓力與織物組織、結構間毛羽密度不同等因素作用下，泡沫在織物表面先后破裂，使染料上染不勻，獲得仿舊效果[4-6]。泡沫越大不均勻染色效果越好，但是體系的穩定性越差。本文實驗使用十二烷基硫酸鈉和十二烷基苯磺酸鈉作為發泡劑[7-10]，對羊毛織物進行泡沫染色，以期得到仿舊效果的羊毛織物，擴大毛紡織物產品風格。

1 實驗部分

1.1 材料、試劑與儀器

織物：洗凈的針織緯平針羊毛織物(紗線線密度105.12 tex，5 cm×5 cm)。

染料：蘭納灑脫黑B、蘭納灑脫藏青R、弱酸性黑綠、弱酸性棕(邢臺市博洋化工有限公司)。

試劑：十二烷基苯磺酸鈉、硬脂酸(天津市鼎盛鑫化工有限公司)，十二烷基硫酸鈉(福晨化學試劑有限公司)，十二醇、十八醇、月桂酸鈉(上海麥克林生化科技有限公司)，聚乙烯醇、羥乙基纖維素鈉(中萬新材料有限公司)。

實驗設備：AS-12振蕩式染色機、101-0AB電熱鼓風干燥箱(亞諾精密機械制造有限公司)，GZX-9146 MBE電熱鼓風干燥箱(上海博迅實業有限公司醫療設備廠)，HH-6數顯恒溫水浴鍋(友聯儀器研究所)，TA-2004電子天平(上海衡平儀器儀表廠)，CM-3600A電腦測配色系統(日本翁開爾集團)，YG571-Ⅱ摩擦色牢度儀(美邦儀器有限公司)，HPC-YG406高壓蒸鍋(海爾股份有限公司)，JYL-F700打蛋器(九陽股份有限公司)。

1.2 實驗方法

1.2.1 泡沫浴配方及工藝流程

泡沫浴配方：染料Ag/L,十二烷基硫酸鈉8 g/L,十二烷基苯磺酸鈉 8 g/L,穩定劑1%(owf)，增稠劑E%(owf)，浴比1∶10。

泡沫染色工藝流程：發泡→取出泡沫→放入染料→攪拌均勻至染料溶解(小染液夾在泡沫間)→放入織物→手工涂覆至完全吸附(泡沫量等于織物質量，100%(owf))→烘干→蒸化→測試K/S值并評估仿舊等級。

1.2.2 常規染色工藝配方及工藝流程

工藝配方：染料3%(owf)，硫酸鈉 5%(owf)，滲透劑SP-2用量 1%(owf)，阿白格SET用量 1%(owf)，pH值4～5，浴比1∶10。

工藝流程：織物準備→40 ℃入染→95 ℃染色60 min→水洗→皂洗→水洗→烘干。

1.2.3 泡沫染色體系的準備

將1.2.1配方中試劑加入燒杯中，按照1∶20浴比加入清水，在轉速為3 000 r/min的打蛋器中攪拌1 min獲得泡沫，取出泡沫，加入染料并攪拌均勻。

1.3 性能測試

1.3.1K/S值測試

在CM-3600A測色配色儀上進行織物K/S值測試。K/S值的大小表示染色深度的大小，K/S值越大，染色深度越深，反之則淺。

1.3.2 耐摩擦色牢度測試

依據GB/T 3920—2008《紡織品 色牢度試驗 耐摩擦色牢度》進行測試，參照GB/T 251—2008《紡織品 色牢度試驗 評定沾色用灰色樣卡》評定耐摩擦色牢度級別。

1.3.3 仿舊樣卡等級

由于羊毛衫仿舊處理在毛紡織行業屬于較新的課題，目前尚無針織衫仿舊標準可以借鑒，參考任麗然[11]的研究，進行等級以及ΔK/S值評定，根據自制仿舊樣卡進行效果對比并評級。仿舊等級評定樣卡見圖1。不同仿舊等級所對應的ΔK/S值分別為1級0～5,2級5～10,3級10～15,4級15～20,5級20及以上。

圖1 仿舊等級評定樣卡

2 實驗結果與討論

2.1 助劑對泡沫穩定性的影響

發泡劑、穩定劑、增稠劑的種類及用量直接影響泡沫性能。采用十二烷基硫酸鈉和十二烷基苯磺酸鈉為發泡劑，分別配制質量濃度為8 g/L的溶液50 mL，在3 000 r/min磁力攪拌器中攪拌1 min測試。不同發泡劑生成的泡沫發泡量及半衰期見表1。

表1 不同發泡劑生成的泡沫的發泡量及半衰期

由表1可知，單純使用發泡劑生成的泡沫體積遠大于發泡液本身體積，半衰期較小，說明單純發泡劑產生的泡沫并不穩定，需其他助劑增強泡沫的穩定性。故將不同的穩定劑分別加入2種發泡劑中進行測試，通過查閱文獻[12]，確定發泡劑質量濃度1 g/L。不同穩定劑對發泡劑發泡的影響見表2。

表2 不同穩定劑對發泡劑發泡的影響

由表2可知，加入穩定劑后泡沫體積變化不大，而其半衰期有明顯增長，說明穩定劑的加入有效地提高了泡沫穩定性。通過對比，確定最優的穩定劑為十二醇。雖然泡沫半衰期增長，但是對于染色來說還是較短，故加入增稠劑羥乙基纖維素來進一步改善泡沫穩定性，改變其質量濃度并分別加入2種發泡劑中，增稠劑用量對發泡劑發泡穩定性的影響見表3，其中發泡劑的質量濃度均為8 g/L。

表3 增稠劑用量對發泡劑發泡穩定性的影響

由表3可知，增稠劑的加入使得2種發泡劑產生的泡沫半衰期都大大增長，其原因是增稠劑大幅度提高了發泡液的黏度，增大了液膜的表面張力，從而提高了泡沫穩定性。但黏度增大，降低了氣液的流變性，反而阻礙了發泡。十二烷基硫酸鈉的半衰期短但產生的泡沫體積卻大，十二烷基苯磺酸鈉產生的泡沫體積小但是半衰期長，故將2種發泡劑按不同比例進行混合，改善發泡性能。不同發泡劑比例對發泡量的影響見表4。

表4 不同發泡劑質量比對發泡量的影響

由表4可知，當十二烷基苯磺酸鈉和十二烷基硫酸鈉的質量比為1∶1時，發泡量最大，故選擇2種發泡劑質量比為1∶1進行混合，再對增稠劑的用量進行優化從而改善泡沫的半衰期，增稠劑用量對泡沫穩定性及織物的影響見表5。

表5 增稠劑用量對泡沫穩定性及織物的影響

由表5可知，增稠劑對泡沫穩定性的提高作用明顯，增稠劑用量過大，泡沫穩定不易破裂，織物手感同時變硬，故選擇增稠劑用量為1%(owf)。

2.2 染料對染色效果的影響

固定十二烷基硫酸鈉質量濃度8 g/L，十二烷基苯磺酸鈉質量濃度8 g/L，十二醇質量濃度1 g/L，增稠劑用量1%(owf)，浴比1∶20，改變染料用量進行實驗，染料用量對K/S值的影響見表6。染料用量5%(owf)時，4種染料染得仿舊小樣見圖2。

表6 不同染料類型與染料用量染色后的K/S值

由表6及圖2可知，泡沫染色織物K/S值低于常規染色，因為泡沫染色染浴為泡沫，相比常規染色，染料與織物較難深入結合。弱酸染料染色K/S值高于蘭納灑脫染料，蘭納灑脫黑B染料K/S值下降程度最高，得到較好的仿舊效果可能性更高，故選擇蘭納灑脫黑B用量為5%(owf)進行后續實驗。

2.3 增稠劑用量對染色效果的影響

固定十二烷基硫酸鈉質量濃度8 g/L，十二烷基苯磺酸鈉質量濃度8 g/L，十二醇質量濃度1 g/L，染料用量5%(owf)，浴比1∶20。改變增稠劑用量進行實驗，增稠劑用量對K/S值的影響見表7。

由表7可知，隨增稠劑用量增加，泡沫過于穩定，降低泡沫破裂壓迫染料進入纖維內部的壓力，可能會造成織物表面浮色；此外，羥乙基纖維素本身黏度較大，過量使用易使織物手感變硬，故確定增稠劑最佳用量為1%(owf)。

2.4 蒸化時間對染色效果的影響

固定十二烷基硫酸鈉質量濃度8 g/L，十二烷基苯磺酸鈉質量濃度8 g/L，十二醇質量濃度1 g/L，染料用量5%(owf)，增稠劑用量1%(owf)，浴比1∶20，改變蒸化時間進行實驗。蒸化時間對仿舊效果的影響見圖3。不同蒸化時間所得小樣見圖4。

圖3 蒸化時間對仿舊效果的影響

圖4 不同蒸化時間所得小樣

由圖3、4可知，隨蒸化時間的增加，ΔK/S值逐漸上升，推測是蒸化時間的增加使羊毛織物持續膨脹，更多染料滲透入織物內部，加劇染料在織物表面的不勻。ΔK/S值增大，仿舊效果提升，故蒸化時間選擇為50 min。

2.5 泡沫用量對染色效果的影響

過量的泡沫在織物上涂敷會在織物上留下過量的游離水，染色后織物上會產生較多色斑，因此必須減少泡沫用量。泡沫染色體系制備同2.4，改變泡沫的用量，泡沫用量對染色效果的影響見表8。不同泡沫用量染得仿舊小樣見圖5。

表8 泡沫用量對染色效果的影響

圖5 不同泡沫用量染得仿舊小樣

由表8、圖5可知，降低泡沫用量，織物仿舊等級沒有提高；當帶水量太低時，染料溶解性降低，染后織物浮色增加。當泡沫用量為織物質量的70%時，泡沫剛好可以完全覆蓋織物。考慮到浮色和烘干問題，故選擇泡沫用量為500%(owf)。

綜上，泡沫染色仿舊最優工藝為：蘭納灑脫黑B染料用量5%(owf)，十二烷基硫酸鈉質量濃度8 g/L，十二烷基苯磺酸鈉質量濃度8 g/L，十二醇質量濃度1 g/L，增稠劑用量1%(owf)，浴比1∶20；泡沫用量500%(owf)，仿舊等級達到5級。

2.6 仿舊染色織物耐摩擦色牢度測試

應用以上泡沫染色仿舊的最優工藝，對仿舊織物的耐摩擦色牢度進行測試，以評價仿舊效果。常規浸染工藝染色后織物的干耐摩擦色牢度為4級，濕耐摩擦色牢度為3～4級。泡沫染色后的織物干耐摩擦色牢度為4級，與常規浸染工藝保持一致；而濕耐摩擦色牢度為3級，較常規浸染工藝略有下降，變化不大。與常規浸染工藝相比，泡沫染色節能節水，綠色環保。

3 結 論

實驗通過泡沫染色的方法對羊毛衫進行仿舊整理，通過對實驗結果進行分析得出：

①泡沫最佳配置方法為十二烷基硫酸鈉與十二烷基苯磺酸鈉質量比為1∶1混合，穩定劑十二醇質量濃度1 g/L，增稠劑羥乙基纖維素鈉用量為1%(owf)，在3 000 r/min轉速下攪拌1 min。

②泡沫染色法對部分染料有較好的仿舊效果，最優工藝為：最優染料為蘭納灑脫黑B，用量5%(owf)，蒸化時間50 min，泡沫用量500%(owf)。最優工藝條件下，織物ΔK/S值為20.039，仿舊等級5級，干耐摩擦色牢度4級，濕耐摩擦色牢度3級。