滌棉織物分散/活性同漿印花工藝

傅巧君， 侯愛芹

(東華大學(xué) 國家染整工程技術(shù)研究中心，上海 201620)

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滌棉織物分散/活性同漿印花工藝

傅巧君， 侯愛芹

(東華大學(xué) 國家染整工程技術(shù)研究中心，上海 201620)

對滌棉織物分散/活性同漿印花用染料和工藝條件進行研究。通過篩選染料，研究烘干溫度、焙烘固色時間和溫度，印花色漿中尿素、堿的用量對分散、活性染料固色率的影響，確定最佳焙烘工藝條件，同時研究了表面活性劑對印花沾色性能的影響。結(jié)果表明：使用合適的染料和熱焙烘工藝，活性染料和分散染料都能得到很好的固色效果，印花產(chǎn)品的各項牢度優(yōu)良，平平加O和防沾色劑的混合堿水洗滌可以很好地防止白地沾污，工藝能滿足生產(chǎn)需要。

印花; 滌棉織物; 分散染料; 活性染料; 白地沾污; 防沾色劑

滌棉混紡織物既有滌綸織物挺括、滑爽、快干、耐穿等特點，又有棉織物柔軟、舒適、吸濕、透氣等優(yōu)點，深受廣大消費者的青睞。滌棉混紡織物的印花，由于滌綸和棉纖維的物化性能不同，其著色性能也不同。目前，國內(nèi)外滌棉混紡織物中約有60%～70%左右采用涂料印花工藝[1]。涂料印花雖然顏色直觀、工藝簡單，但對于深濃色、大面積花型，印后手感較硬，摩擦和搓洗牢度差，透氣性差，不能完全滿足消費需求[2]。分散/活性染料同漿印花工藝，工藝簡便，類似于涂料印花，同時具有色澤鮮艷、手感良好、牢度優(yōu)良等的特點, 是提高混紡織物印花產(chǎn)品質(zhì)量的重要方向之一，尤其用于滌棉混紡織物的中深色印花。但該工藝也存在很多技術(shù)問題，主要表現(xiàn)在：由于活性染料固色的需要，印花漿中含有堿，大多數(shù)分散染料對堿敏感，容易變色，褪色，降低固色率，甚至染料結(jié)構(gòu)遭到破壞，同時由于分散染料需在高溫焙烘條件下固色，高溫及堿劑的存在另使滌棉混紡織物(主要是棉纖維)泛黃；且2種染料分別對不同纖維的沾色現(xiàn)象，導(dǎo)致花色鮮艷度降低、白底不白的弊病[3]。

本文利用篩選的耐堿分散染料和活性染料進行同漿印花研究，采用熱熔固色法，選擇合適的染料、助劑及工藝參數(shù)，分別用活性染料印棉、分散染料印滌綸來確定最佳工藝，同時采用表面活性劑的混合堿水洗工藝防止白地沾污，并通過織物白地的反射率曲線來評價沾污情況。

1 實驗部分

1.1 材料與儀器

織物：棉織物，滌綸織物，滌棉(65/35)織物。

染料：活性染料：紅PB-BR，黑PB-BK(新加坡萬得國際有限公司)；分散染料：紅135∶1，黑SA-BK等(浙江萬豐化工有限公司)。

試劑：海藻酸鈉、防染鹽S、尿素、六偏磷酸鈉、洗衣粉、平平加O(以上均為工業(yè)品)，小蘇打、純堿、燒堿、冰醋酸(以上均為化學(xué)純)，防沾色劑6(自制)。

主要儀器：U-2910紫外可見分光光度計(日本HITACHI公司)、RY-25012常溫振蕩染色機(上海龍靈電子科技有限公司)、MU562A磁棒印花小樣機(北京紡織機械器材研究所)、DHE高溫汽蒸烘箱(瑞士Mathis公司)、Datacolor650電腦測色配色儀(美國Datacolor公司)、YB571B摩擦牢度儀(溫州大隆紡織儀器有限公司)、Washtec-P A2水洗牢度機(英國Roaches公司)。

1.2 印花漿的制備和工藝流程

白糊制備：用電動機攪拌至均勻透明狀，然后靜置過夜使糊料充分膨化。白糊配方：尿素Xg，防染鹽S 1 g，NaHCO3Yg，海藻酸鈉6 g，加軟水(0.5份的六偏磷酸鈉，99.5份水)至100 g。

色漿配制：染料先用水溶解(可適當加熱)，再加白糊。色漿處方：白糊80 g，活性染料xg，分散染料yg，加冷水至100 g。工藝流程：印花→烘干→焙烘→冷水洗→堿水洗(50 ℃，5 min)→堿水洗(98 ℃，3 min)→熱水洗(80～90 ℃)→冷水洗→中和→烘干。

堿水洗配方：NaOH 1 g/L； Na2CO33 g/L； 六偏磷酸鈉3 g/L；表面活性劑zg/L。

1.3 測試方法

1.3.1 織物表面得色量測定

測定印花織物的表面得色量，可用色織物表面的K/S值來表示。按照工藝流程印制塊狀花紋，然后用Datacolor650電腦測色配色儀測試織物的K/S值。

1.3.2 皂洗殘液光密度測試

收集50、98 ℃的皂洗殘液，取2 mL殘液用蒸餾水定容，用紫外可見分光光度計測試其最大吸收波長下的光密度。

1.3.3 織物光反射率測試

在皂洗時加入相同質(zhì)量未印花的純棉和純滌綸織物，用Datacolor650電腦測色配色儀測試2種貼襯織物及織物留白處的光反射率曲線。

1.3.4 印花織物各項牢度的測試

耐洗色牢度：按GB/T 3921—2008《紡織品 色牢度試驗 耐皂洗色牢度》進行測試。

耐摩擦色牢度：按GB/T 3920—2008《紡織品 色牢度試驗 耐摩擦色牢度》進行測試。

2 實驗結(jié)果與討論

2.1 各因素對同漿印花效果的影響

分散/活性同漿印花固色，一般有以下幾種方式：高溫常壓汽蒸、熱熔-常壓汽蒸法、熱熔法。本文根據(jù)染料性能，采用熱熔工藝?？紤]印花實際生產(chǎn)中紅色和黑色的沾色問題最為嚴重，本文將重點研究紅色和黑色染料，討論各種因素對分散/活性同漿印花印制效果的影響。

2.1.1 糊料的選擇

印花過程中糊料的選擇至關(guān)重要。海藻酸鈉作為活性染料印花用天然理想性糊料，在活性染料印花中，給色量高，印制精細花紋輪廓清晰，滲透性好，脫糊率高，手感好[4]。分散/活性同漿印花宜采用低黏度的海藻酸鈉，因其結(jié)構(gòu)黏度較小，印花黏度指數(shù)PVI(Printing Viscosity Index)值高，抱水性好，適用于疏水性織物印花[5]。同時低黏度的海藻酸鈉聚合度低，分子質(zhì)量較小，對纖維黏著力較小，易于洗除。

2.1.2 烘干溫度對棉織物K/S值的影響

烘干溫度對棉織物K/S值的影響，如圖1所示。由圖可知，隨著烘干溫度的升高，棉布上的K/S值逐漸增加，棉織物的表面得色量得到改善。說明烘干對活性染料固色率有很大的影響，最佳烘干溫度為110～120 ℃。在烘干過程中，活性染料已漸起反應(yīng)，故當溫度還未達到分散染料熱熔溫度170 ℃時，活性染料已鍵合大半，即將堿消耗了大半，因此對分散染料影響較小。

圖1 烘干溫度對棉織物K/S值的影響Fig.1 Effect of drying temperature on K/S value of cotton fabric

2.1.3 堿對棉、滌綸織物K/S值的影響

研究色漿中堿含量對棉和滌綸織物K/S值的影響，結(jié)果如圖2所示。

圖2 堿質(zhì)量分數(shù)對棉和滌綸織物K/S值的影響Fig.2 Effect of alkali content on K/S value of cotton and polyester fabric

由圖2可知，隨著堿用量的增加，活性染料印棉織物K/S值迅速增加；分散紅135∶1的耐堿性較好，堿質(zhì)量分數(shù)小于1.5%時，滌綸織物的K/S值基本不變，大于1.5%時迅速降低；分散黑SA-BK耐堿性差，隨著堿用量的增加，K/S值迅速降低。綜合考慮，分散/活性同漿印花時堿質(zhì)量分數(shù)應(yīng)在1%～2%之間，低于1%活性染料固色率低，高于2%分散染料被堿破壞，固色率低。

2.1.4 尿素對棉織物K/S值的影響

尿素不但有利于活性染料的溶解和固色率的提高，而且還能有效地減少棉纖維在堿及高溫條件下產(chǎn)生焦黃的現(xiàn)象[6]。印花色漿印上織物烘干后，尿素主要附著在棉纖維上，在高溫焙烘過程中會熔融汽化或分解，這些吸熱反應(yīng)可保護棉纖維，但在這個過程中會放出大量的有毒物質(zhì)[7]。而且尿素會膨化滌綸、棉纖維，加深染料對2種纖維的相互沾色程度，其結(jié)果既降低染料的利用率和色澤鮮艷度，又影響染色牢度。尿素用量對棉織物K/S值的影響如圖3所示。

圖3 尿素質(zhì)量分數(shù)對棉織物K/S值的影響Fig.3 Effect of urea content on K/S value of cotton fabric

圖3表明，色漿中尿素質(zhì)量分數(shù)在8%之前，棉織物的K/S值隨著尿素質(zhì)量分數(shù)的增加迅速增加；之后，棉織物的K/S值沒有明顯增加，趨于穩(wěn)定。綜合考慮，采用熱熔固色時，尿素質(zhì)量分數(shù)以8%～10%為佳。

2.1.5 溫度和時間對棉、滌綸織物K/S值的影響

不同的焙烘溫度和時間條件下，活性紅PB-BR、活性黑PB-BK印棉織物的K/S值如表1所示。分散紅135∶1，分散黑SA-BK印滌綸織物的K/S值如表2所示。

表1 焙烘溫度和時間對棉織物K/S值的影響Tab.1 Effect of baking temperature and time onK/S value of cotton fabric

由表1可知，棉印花織物的K/S值隨著焙烘溫度和時間的增加而降低，在150～160 ℃之間，棉印花織物的K/S值迅速下降，160～170 ℃時K/S值降低緩慢，甚至延長焙烘時間，其K/S值也變化不大。

表2 焙烘溫度和時間對滌綸織物K/S值的影響Tab.2 Effect of baking temperature and time onK/S value of polyester fabric

由表2可知，滌綸印花織物的K/S值隨著焙烘溫度和時間的增加而增加，在150～170 ℃之間，滌綸印花織物的K/S值迅速增加，在170 ℃延長焙烘時間K/S值增加不明顯。焙烘溫度達180 ℃時，分散紅135∶1的K/S值仍有所增加，但是分散黑SA-BK的K/S值迅速下降，說明染料又從纖維內(nèi)部遷移到表面。綜合考慮，分散/活性最佳的焙烘條件為170 ℃，7～10 min。

2.1.6 分散染料對織物的沾色情況

分散染料本身不含水溶性基團，溶解性差，由于與活性染料同漿，使分散染料經(jīng)常采用的還原清洗不能使用?；钚匀玖纤苄曰鶊F多，溶解性好，比較容易去除。圖4為分散染料印滌綸皂洗后滌綸織物留白處和棉、滌襯布對光的反射率曲線。

圖4 分散染料對印花留白處和貼襯織物光反射率的影響Fig.4 Effect of disperse dyes on light reflectivity of background and accompanying fabric

由圖4可知，分散染料印滌綸皂洗時，留白處和滌綸襯布的光反射率較未印花的滌綸織物有明顯下降，而棉襯布的光反射率下降不明顯。故皂洗時分散染料對棉的沾污比對滌綸本身輕許多。皂洗后的棉襯布對光的反射率在420～450 nm有1個較高的反射率峰，是由于洗衣粉里面含有熒光增白劑，吸收了紫外光(360～400 nm)，反射出藍光(420～450 nm)的結(jié)果。以下皂洗時用到洗衣粉也有類似的情況，不再贅述。

2.1.7 不同表面活性劑的混合堿洗效果

分散染料因含有羧基、酯基、酰胺基以及亞硝基、氰基、羥基或某些偶氮結(jié)構(gòu)，在堿洗時可造成還原、水解，以及增溶，容易從纖維上去除而不易沾污于滌纖上[8]。堿性條件下有利于提高活性染料的皂洗效果，因為堿性越強活性染料與纖維的斥力越大，越容易從纖維上解析到皂洗液中[9]。采用分階段的堿水洗可有效地去除浮色。第1階段50 ℃皂洗，在堿性條件下使沒固色的染料水解，增溶到皂洗液中，由于溫度較低纖維膨脹較小，不易再上染；第2階段98 ℃皂洗，雖然纖維膨脹性增強，但是第1階段水洗去除了大部分未固著的染料，而且溫度升高可以降低染料與纖維的親和力，有利于染料的解析。

堿水洗可以使分散染料水解，增溶在水中，但還必須有良好的皂洗劑使浮色不再沉積于纖維表面，從而獲得良好的皂洗效果。從下述平衡式可知，好的皂洗劑必須對纖維和污垢都有較強的親和力。皂洗劑在洗滌時可用關(guān)系式[10]表示：

纖維·污垢+皂洗劑?纖維·皂洗劑+污垢·皂洗劑

用2%的活性紅PB-BR和2%分散紅135∶1印滌棉織物，不同表面活性劑的皂洗效果如表3所示。

表3 不同表面活性劑的皂洗效果Tab.3 Soaping effects of different surfactants

注：洗衣粉、防沾色劑6均為2 g/L，平平加O為1 g/L。

從表3可看出，皂洗殘液光密度越大，說明洗除的染料越多，皂洗效果越好，皂洗后織物的K/S值越小。平平加O的皂洗效果最好，平平加O為脂肪醇聚氧乙烯醚的非離子表面活性劑，對纖維和分散染料都有較強的親和力。防沾色劑6和洗衣粉雖然都是陰離子型表面活性劑，但是防沾色劑6結(jié)構(gòu)上含苯環(huán)，與染料和纖維的共平面性強，故對染料和纖維的親和力強于洗衣粉，其皂洗效果也比洗衣粉好。在分散/活性同漿印花皂洗時，非離子表面活性劑比陰離子表面活性劑更有效。以上結(jié)論也可以從圖5滌棉布留白處的反射率曲線得到證實，織物留白處的光反射率越大，白地沾污越輕，皂洗效果越好。

圖5 不同表面活性劑皂洗留白處的光反射率Fig.5 Light reflectivity of background with different surfactants

2.1.8 復(fù)配表面活性劑的皂洗效果

對于中淺色的分散/活性同漿印花，平平加O的混合堿水洗能滿足生產(chǎn)要求。但對于深色印花，單獨使用平平加O時，白地不白。將平平加O、洗衣粉、防沾色劑兩兩復(fù)配，討論它們用于深色印花的洗滌效果，其結(jié)果如圖6所示。

注：紅色滌棉布染料組成為3%活性紅PB-BR和3%分散紅135∶1;黑色滌棉布染料組成為4.5%活性黑PB-BK和3%分散黑SA-BK。圖6 復(fù)配表面活性劑皂洗留白處的光反射率Fig.6 Light reflectivity of background with mixed surfactants

由圖6可知，平平加O和防沾色劑6復(fù)配的皂洗劑，其皂洗完后，紅色和黑色的留白處對光的反射率最高，故其皂洗效果最佳，其次是平平加O和洗衣粉的復(fù)配，洗衣粉和防沾色劑6的復(fù)配效果最差，這與2.1.7的結(jié)論相符。

2.2 分散/活性同漿印花焙烘工藝評估

根據(jù)2.1討論得出的最佳工藝，分別用活性染料印純棉織物、分散染料印滌綸織物，然后與各自的常規(guī)印花工藝的得色量相比較，結(jié)果見表4。

表4 最佳工藝與常規(guī)工藝的K/S值Tab.4 K/S values of optimum process and conventional process

從表4可以看出，在最佳工藝170 ℃焙烘時，棉織物K/S值基本在常規(guī)工藝的90%以上，滌綸織物與分散常規(guī)印花工藝基本一致。高溫焙烘固色，焙烘溫度越高對分散染料越有利，卻不利于活性染料的固色，分散/活性同漿印花目前最主要的是解決分散染料的沾色問題，應(yīng)在保證活性染料有較高固色率的前提下，盡可能地提高分散染料的固色率，本文的工藝條件能滿足生產(chǎn)的需求。

2.3 印花織物色牢度

分散/活性同漿印花中淺色和深色織物的耐洗和摩擦牢度見表5。由表可知，深色的各項牢度基本與中淺色一致，說明平平加O與防沾色劑6的復(fù)配皂洗劑效果良好，能滿足工業(yè)生產(chǎn)的要求。

表5 印花織物的各項牢度Tab.5 Fastness of printing fabrics

3 結(jié) 論

1)印花烘干階段對活性染料固色率有很大的影響，最佳烘干溫度為110～120 ℃。焙烘階段，活性染料固色率隨焙烘固色溫度的升高而降低，分散染料反之。綜合考慮，最佳焙烘條件為170 ℃，焙烘時間為7～10 min。

2)分散/活性染料同漿印花中，色漿中尿素的用量要嚴格控制，熱熔工藝中尿素用量以8%～10%為佳。色漿中堿質(zhì)量分數(shù)低于1%活性染料固色率低，高于2%時分散染料固色率低，所以堿的質(zhì)量分數(shù)必須控制在1%～2%。

3)皂洗時分散染料對棉的沾污比對滌綸本身輕的多。平平加O的混合堿水洗能滿足中淺色的分散/活性同漿印花的水洗要求，平平加O和防沾色劑6的混合堿水洗能滿足深色的印花水洗要求。

FZXB

[1] 胡平潘, 武祥珊, 錢灝, 等. 篩網(wǎng)印花[M]. 北京: 中國紡織出版社, 2005：397-405. HU Pingpan, WU Xiangshan, QIAN Hao, et al. Screen Print[M]. Beijing: China Textile & Apparel Press, 2005: 397-405.

[2] 錢國良, 金瑋. 滌棉織物分散/活性染料同漿印花工藝[J]. 絲綢, 2000(8): 10-11. QIAN Guoliang, JIN Wei. Combination printing of polyester-cotton fabric with disperse and reactive dyes[J]. Silk Monthly, 2000(8): 10-11.

[3] 上海紡織工學(xué)院染整教研組. 滌/棉混紡織物印花：2[J]. 印染, 1975(4): 42-50. Dyeing & Finishing Research Group of Shanghai Textile Engineering College. Polyester/cotton blended fabric printing：2[J]. Dyeing & Finishing, 1975(4): 42-50.

[4] 黃艷, 朱平, 王炳,等. 活性染料用印花糊料現(xiàn)狀[J]. 印染助劑, 2008(5): 5-8. HUANG Yan, ZHU Ping, WANG Bing, et al. The development of reactive printing pastes [J]. Textile Auxiliaries, 2008(5): 5-8.

[5] 李莉, 李華梅. 滌棉磨絨織物分散/活性同漿印花[J]. 印染, 2007(6):14-16. LI Li, LI Huamei. Disperse/reactive printing of sanded polyester-cotton fabric in one paste [J]. Dyeing & Finishing, 2007(6):14-16.

[6] 王兆峰. 分散/活性同漿印花工藝[J]. 印染, 2003(12):13-14. WANG Zhaofeng.Disperse/reactive printing process in one paste [J]. Dyeing & Finishing, 2003(12):13-14.

[7] 陳從陽. 滌棉交織提花織物分散/活性同漿印花工藝[J]. 紡織導(dǎo)報, 2004(2):84-86. CHEN Congyang.Printing process in one paste with disperse dye and reactive dye on polyester/cotton interwoven jacquard fabric [J]. China Textile Leader, 2004(2):84-86.

[8] 上海第五印染廠. 分散/活性染料印花用燒堿洗布的新方法[J]. 染料工業(yè), 1978(3):47-49. Shanghai 5th Dyeing Factory. A new method of caustic soda to wash cloth for disperse/reactive printing [J]. Dyestuff Industry, 1978(3):47-49.

[9] 唐人成, 常新亮, 蔣珠紅, 等. 影響活性染料染色物皂洗效果因素的探討[J]. 印染助劑, 2008(1):16-19. TANG Rencheng, CHANG Xinliang, JIANG Zhuhong, et al.Investigation on the factors affecting the soaping results of the fabrics dyed with reactive dyes [J]. Textile Auxiliaries, 2008(1):16-19.

[10] 唐增榮. 淺論防沾污皂洗劑與色牢度[J]. 印染助劑, 2009(6):1-7. TANG Zengrong. A discussion on the anti-stain soaping agent and color fastness [J]. Textile Auxiliaries, 2009(6):1-7.

Printing of polyester cotton fabrics by one paste of disperse and reactive dyes

FU Qiaojun, HOU Aiqin

(NationalEngineeringResearchCenterforDyeingandFinishingofTextiles,DonghuaUniversity,Shanghai201620,China)

This paper investigated the printing of polyester/cotton fabrics by one paste of disperse and reactive dyes in respect of dye selection, the impact of drying temperature, curing time and temperature, urea and alkali consumption on the fixation rate of the reactive dye, as well as the effect of surfactant on anti-staining. The optimum technology was determined. The experimental results revealed that employing proper dyes and curing process can render the printed fabric with good color fastness and fixation rate of both disperse and reactive dyes. Washing with mixed alkali water containing Peregal O and anti-staining agent can very well prevent staining to white ground. This process can meet the requirements of practical production.

printing; polyester cotton fabric; disperse dye; reactive dye; staining to white ground; anti-staining agent

0253- 9721(2013)06- 0067- 06

2012-06-28

2012-12-11

傅巧君(1987—)，男，碩士生。研究方向為紡織品印花及其后整理。侯愛芹，通信作者，E-mail: aiqinhou@dhu.edu.cn。

TS 194.4

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