滌氨針織面料常壓染色工藝探討

賈夢莉，王 堅(jiān)，顧 海，章小勇，王春梅,*

(1.南通大學(xué) 紡織服裝學(xué)院，江蘇 南通 226019；2.南通醋酸纖維有限公司，江蘇 南通 226008；3.南通泰慕士服裝有限公司，江蘇 如皋 226572)

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滌氨針織面料常壓染色工藝探討

賈夢莉1，王 堅(jiān)2，顧 海3，章小勇3，王春梅1,*

(1.南通大學(xué) 紡織服裝學(xué)院，江蘇 南通 226019；2.南通醋酸纖維有限公司，江蘇 南通 226008；3.南通泰慕士服裝有限公司，江蘇 如皋 226572)

為降低滌氨針織物的染色溫度，采用肉桂酸作為載體進(jìn)行常壓染色。探討了載體種類、載體用量、pH值、染色時間、染色溫度等因素對滌氨針織物染色性能的影響。結(jié)果表明在分散紅玉DRD用量3%(owf)時的最佳工藝為：肉桂酸載體用量8%(owf)，100 ℃保溫染色45 min。載體法染色與高溫高壓法染色相比較，染色織物的K/S值略小，但差別不大。摩擦牢度、皂洗牢度、升華牢度與高溫高壓法染色織物相同。

分散染料；常壓染色；載體；肉桂酸；滌氨針織物

滌綸是一種疏水性纖維，結(jié)構(gòu)緊密，性能優(yōu)良，是合成纖維中最重要的品種之一[1]。氨綸由于其特殊的超分子結(jié)構(gòu)而具有優(yōu)良彈性，能夠拉長6～7倍，且能隨張力的消失迅速恢復(fù)到初始狀態(tài)，因此含氨綸的彈力織物因具有優(yōu)越的性能而倍受人們的青睞[2-5]。滌綸纖維需高溫高壓染色，而氨綸的耐熱性能隨生產(chǎn)廠家不同也各不相同，一般為104～130 ℃，氨綸不耐高溫，尤其是酸性或堿性條件下高溫、長時間處理易使氨綸絲發(fā)生脆損，強(qiáng)力下降，造成斷絲疵點(diǎn)。目前對滌氨針織物普遍采用的是高溫高壓分散染料染色，且一般為避免因高溫導(dǎo)致氨綸絲老化脆損，大都控制在120 ℃以下染色，否則很容易造成氨綸的各項(xiàng)物理性能受到影響，如發(fā)生黃變等。為了降低染色溫度，保證分散染料對滌綸纖維的上染，可采用載體法進(jìn)行低溫染色[6-11]。

本文選用肉桂酸作為載體，使滌氨針織物能夠在不大于100 ℃的常壓條件下染色，不僅能夠降低能耗，減小對設(shè)備的要求，且可減少高溫對氨綸彈性及織物強(qiáng)力的損傷。

1 試驗(yàn)部分

1.1 材料及儀器

織物：經(jīng)前處理、預(yù)定型的滌氨汗布，88%滌綸 8.3tex/144F+ 12%氨綸3.3tex，150g/m2(由南通泰慕士服裝有限公司提供)。

藥品：分散紅玉DRD、分散黃棕ERW、分散橙S-EC、分散大紅PUD、分散黑ERD(安諾其紡織化工有限公司)，載體LM(南通曙光科技發(fā)展有限公司)，肉桂酸(國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司)，苯甲醇(江蘇強(qiáng)盛化工有限公司)，苯甲酸、苯甲酸鈉、氫氧化鈉、保險粉、冰醋酸(西隴化工股份有限公司)，對羥基苯甲酸甲酯鈉(浙江圣效化學(xué)品有限公司)，中性皂片(上海制皂廠)等。

儀器：SHA-C水浴恒溫振蕩器(金壇市恒豐儀器廠)，HHS11-1電熱恒溫水浴鍋、101AB-1型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱(海門市恒昌儀器廠)，LP502A型電子天平(常熟市百靈天平儀器有限公司)，EL303電子天平(梅特勒-托利多儀器有限公司)，PHS-3C精密pH計(jì)(上海儀電科學(xué)儀器股份有限公司)，DatacolorSF650測色配色儀(德塔顏色商貿(mào)(上海)有限公司)，YSS-02熨燙升華色牢度試驗(yàn)儀(浙江德清縣儀器廠)，YG(B)026H-250型織物強(qiáng)力儀、預(yù)置式染色牢度摩擦儀YB571(溫州大榮紡織儀器有限公司)，紅外線試色機(jī)IR-12SM(廈門瑞比公司)，Gyrowash415水洗/干洗色牢度試驗(yàn)機(jī)(英國JamesHHeal公司)。

1.2 染色工藝

1.2.1 工藝流程和染色處方

配制染液 → 染色 → 水洗 → 還原清洗 → 水洗 → 烘干。

表1 染色處方

1.2.2 染色工藝曲線

注：T——高溫高壓法為125 ℃，載體法為90～105 ℃；t——高溫高壓法為45min，載體法25～55min。

1.2.3 還原清洗工藝

燒 堿/g·L-12

保險粉/g·L-12

浴 比 1∶20

溫 度/℃ 70

時 間/min20

1.3 性能測試

1.3.1K/S值

用DatacolorSF650測色配色儀在D65 10Deg光源下測試。測出染色織物在最大吸收波長處的K/S值，每個樣品在不同區(qū)域測4次，取其平均值。K/S值越大，得色量越大，K/S值越小，得色量越低。

1.3.2 染色牢度

(1)耐皂洗色牢度：參照GB/T3921-2008《紡織品 色牢度試驗(yàn) 耐皂洗色牢度》方法B測定；耐皂洗色牢度等級由DatacolorSF650測色配色儀測出。

(2)耐摩擦色牢度：參照GB/T3920-2008《紡織品 色牢度試驗(yàn) 耐摩擦色牢度》測試；耐摩擦色牢度等級由DatacolorSF650測色配色儀測出。

(3)耐升華色牢度：參照GB/T5718-1997《紡織品 色牢度試驗(yàn) 耐干熱(熱壓除外)色牢度》測試。耐升華色牢度等級由DatacolorSF650測色配色儀測出。

1.3.3 頂破強(qiáng)力

參照GB/T19976-2005《紡織品 頂破強(qiáng)力的測定 鋼球法》測試。

2 結(jié)果和分析

2.1 分散染料的選擇

選擇不同的分散染料，在染料用量為3%(owf)，浴比1∶20的條件下，將滌氨針織物分別在常壓100 ℃染色45min和高溫高壓125 ℃染色45min，不同染料的染色效果如表2所示。

由表2可看出，在相同的染料用量下，染料分散黃棕ERW、分散橙S-EC、分散大紅PUD、分散黑ERD的高溫高壓染色和常壓染色織物的K/S值相對較小，顏色不夠深。而分散紅玉DRD高溫高壓染色和常壓染色織物的K/S值相對較大，高溫高壓顏色較深，說明染料與滌綸針織物具有很好的親和力，故選擇分散紅玉DRD染料作研究。

表2 不同分散染料的染色效果

2.2 常壓染色載體的選擇

選擇不同的載體，在染料分散紅玉DRD用量3%(owf)，浴比1∶20，pH值4～5，100 ℃常壓染色45min，載體用量6%(owf)的條件下對滌氨針織物染色，染色織物的色深值如表3所示。

表3 不同載體染色的色深值

由表3可看出，苯甲酸鈉、苯甲醇和LM的加入不僅沒有使滌氨染色織物的K/S值增加，反而使其降低，說明這幾種載體都不適合充當(dāng)滌氨針織物面料的染色載體。而苯甲酸、對羥基苯甲酸甲酯鈉、肉桂酸都能對滌氨針織物的上染起到良好的促進(jìn)作用，但肉桂酸效果更加明顯，且肉桂酸無毒，具有芳香性，符合環(huán)保要求。故選擇肉桂酸作為滌氨針織物分散染料染色載體。

2.3 肉桂酸載體染色工藝的優(yōu)化

2.3.1 載體用量

載體用量對滌氨針織物的染色性能影響如表4所示。染色工藝為分散紅玉DRD用量3%(owf)，100 ℃常壓染色45min，浴比1∶20，不調(diào)pH值。

由表4可看出，隨著載體用量增加，織物的K/S值增加，當(dāng)載體用量達(dá)到8%(owf)時，織物的K/S值達(dá)到最大值，載體用量繼續(xù)增加，織物K/S值有下降的趨勢。這是因?yàn)檩d體用量較低時，其對滌綸纖維起到增塑作用，隨著用量的增加，滌綸的玻璃化溫度降低，染料的上染量增加；載體用量超過8%(owf)后，染料溶解在載體形成的分散相(第三相)中，增加了染料在水中的溶解性，降低染料在纖維和溶液中的分配系數(shù)，使得纖維對染料的吸附量降低[12]。而載體用量對織物的皂洗牢度和升華牢度幾乎沒有影響。故載體肉桂酸用量選為8%(owf)。

表4 載體用量對滌氨針織物染色性能的影響

2.3.2 染色pH值

pH值對滌氨針織物的染色性能影響如表5所示。染色工藝為分散紅玉DRD用量3%(owf)，載體肉桂酸用量8%(owf)，100 ℃常壓染色45min，浴比1∶20。

表5 pH值對滌氨針織物染色性能的影響

由表5可看出，在不同的pH值條件下，織物的K/S值都比較相近，且皂洗牢度、升華牢度的變化都不大，都能擁有較好的牢度。滌綸在高溫染液中會因pH的提高而遭到破壞。當(dāng)pH>7時，滌綸“堿剝皮”現(xiàn)象顯著，纖維強(qiáng)力降低，且脫落的低聚物又易沾污纖維而造成染疵，所以對于含滌綸的織物一般在酸性條件下染色。由于載體肉桂酸本身為酸性物質(zhì)，故以肉桂酸作為載體染色時可不調(diào)pH值。

2.3.3 染色溫度

不同的染色溫度對滌氨針織物染色性能的影響如表6所示。染色工藝為染分散紅玉DRD用量3%(owf)，載體肉桂酸用量8%(owf)，染色45min，浴比1∶20，不調(diào)pH值。

由表6可看出隨著溫度的升高，織物的K/S值迅速增加。這是因?yàn)殡S著染色溫度的升高，纖維大分子鏈運(yùn)動加劇，染料向纖維內(nèi)部的擴(kuò)散阻力減小，染色速率常數(shù)及染料在纖維中的擴(kuò)散系數(shù)增大，因此染料的吸附量增大。當(dāng)溫度達(dá)到100 ℃時，滌氨針織物能獲得較高的K/S值和較好的染色牢度，故染色溫度選為100 ℃。

2.3.4 染色時間

不同的染色時間對滌氨針織物染色性能的影響影響如表7所示。染色工藝為染料分散紅玉DRD用量3%(owf)，載體肉桂酸用量8%(owf)100 ℃常壓染色，浴比1∶20，不調(diào)pH值。

表6 染色溫度對滌氨針織物染色性能的影響

表7 染色時間對滌氨織物染色性能的影響

由表7可看出，染色織物K/S值隨著染色時間的增加而增加，染色時間達(dá)到45min以后，K/S值隨著保溫時間的增加而增加速率緩慢。這是因?yàn)闇炀]分子排列比較緊密，纖維中只有很小的空隙。隨著時間的延長，更多的染料分子吸附到纖維上，但染料上染纖維是可逆的，吸附和解吸同時存在，當(dāng)染色達(dá)到平衡時，染料的上染不再隨時間的增加而增加。所以當(dāng)時間較短時，染料仍處于從纖維表面進(jìn)入纖維內(nèi)部的階段，所以染色的K/S值和皂洗牢度不高。即染色的保溫時間對分散染料上染滌氨針織物的影響很大，且保溫時間對于織物牢度有很大的影響。綜合考慮，從節(jié)能角度出發(fā)，染色時間選擇45min。

2.4 載體法與高溫高壓法染色效果比較

載體法染色與高溫高壓法染色織物性能的比較如表8所示，織物頂破強(qiáng)力比較如表9所示。載體法染色工藝為分散紅玉DRD用量3%(owf)，載體肉桂酸用量8%(owf)，100 ℃常壓染色45min，浴比1∶20，不調(diào)pH。高溫高壓法染色工藝為分散紅玉DRD用量3%(owf)，染色溫度125 ℃，染色保溫時間45min，pH值為4.5。

表8 載體法染色與高溫高壓法染色織物性能比較

由表7可看出，載體法染色織物表觀色深K/S值比高溫高壓法染色織物略低，亮度(L)及彩度(C)略高，但差別不大，而染色牢度基本相同。說明低溫載體法染色可獲得與高溫高壓法相近的染色效果，且不影響染色織物的牢度。

表9 載體染色與高溫高壓法染色對織物頂破強(qiáng)力的影響

由表9可看出，高溫高壓法染色織物頂破強(qiáng)力低于原布頂破強(qiáng)力，而在相同測試條件下載體法染色織物未被頂破，載體法染色織物頂破強(qiáng)力大于原布頂破強(qiáng)力，載體肉桂酸對滌氨針織物沒有損傷，可提高滌氨針織物的強(qiáng)力性能。

3 結(jié)論

(1)在分散紅玉DRD染料用量為3%(owf)時，載體肉桂酸對滌氨針織物的最佳染色工藝為載體用量8%(owf)，染色溫度100 ℃，染色保溫時間45min。

(2)載體染色與高溫高壓法染色相比較，載體法染色織物的K/S值比高溫高壓法染色織物略低，但染色牢度與高溫高壓法染色織物基本相同。

(3)載體法染色織物的頂破強(qiáng)力比原布及高溫高壓法染色織物頂破強(qiáng)力高，載體肉桂酸對滌氨針織物沒有損傷，可提高滌氨針織物的強(qiáng)力。

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Study on the Dyeing Process of Polyester/Spandex Knitted Fabric at Atmospheric Pressure

JIA Meng-li1, WANG Jian2, GU Hai3, ZHANG Xiao-yong3, WANG Chun-mei1,*

(1. School of Textile and Clothing, Nantong University, Nantong 226019, China;2. Nantong Cellulose Fibers Co., Ltd., Nantong 226008, China;3. Nantong Times Clothing Co., Ltd., Rugao 226572, China)

In order to reduce the dyeing temperature of polyester/spandex knitted fabric, cinnamic acid was used as a dyeing carrier on atmospheric pressure dyeing of polyester/spandex knitted fabric with disperse dyes. The influences of the type and dosage of the carrier, pH value, dyeing temperature and time on the dyeing performance of polyester/spandex fabric were investigated. The results showed that the optimal dyeing process as follows: disperse dye 3% (owf),cinnamicacid8% (owf),dyeingat100 ℃for45min.TherewaslittledifferencesontheK/Svaluebetweenthecarrierdyeingandhightemperature&pressureprocessdyeing.Therewasnodifferenceonrubbingfastness,washingfastnessandsublimationfastnessbetweenthecarrierdyeingandhightemperature&pressureprocessdyeing.

disperse dyes; atmospheric dyeing; carrier; cinnamic acid; polyester/spandex knitted fabric

2015-05-06

江蘇省產(chǎn)學(xué)研前瞻性聯(lián)合創(chuàng)新研究項(xiàng)目(BY2014081-02)

賈夢莉(1991-)，女，在讀碩士研究生，研究方向?yàn)樯鷳B(tài)染整技術(shù)。

*通信作者：王春梅，E-mail：w.cmei@ntu.edu.cn。

TS

A

1673-0356(2015)04-0020-04