真絲/三醋酯交織物脫膠染色一浴法工藝研究

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(浙江理工大學(xué)，a.教育部工程研究中心；b.材料與紡織學(xué)院，杭州　310018)

真絲具有柔軟、舒適等特點(diǎn)，吸濕透氣性良好[1]，對人體肌膚有保健作用，素有“纖維皇后”之稱。但真絲濕彈性較差，容易泛黃，并且價格較高，導(dǎo)致其優(yōu)良性能不能得到廣泛利用。

三醋酯纖維兼有合成纖維和天然纖維的優(yōu)點(diǎn)[2]，有良好的光學(xué)性和平滑性[3]，其懸垂性優(yōu)異，回彈性良好，且比重、強(qiáng)力與真絲接近[4-6]。

將真絲與三醋酯纖維交織，使得兩種纖維實現(xiàn)優(yōu)勢互補(bǔ)，織成的織物不易泛黃，有良好的服用性能，降低了成本，不僅可以用在睡衣、旗袍等高檔產(chǎn)品上，還可以應(yīng)用在家紡、裝飾等領(lǐng)域[7-9]，具有較好的市場前景。

但在真絲/三醋酯交織物加工流程中，真絲脫膠及分散染料染色分兩步進(jìn)行[10-11]，耗時較長且能源消耗大，加工過程真絲易受損。本文采用高溫高壓一浴法，真絲織物脫膠與三醋酯織物染色同時進(jìn)行，在真絲織物達(dá)到適宜練減率的同時，三醋酯織物獲得較好的染色效果，為真絲/三醋酯交織物脫膠染色一浴法提供了指導(dǎo)。

1　試　驗

1.1　材料、藥品和儀器

試驗材料：16電力紡生坯、三醋酯織物(紹興喜能紡織科技有限公司)。

試驗藥品：碳酸鈉、冰乙酸、連二亞硫酸鈉為分析純，耐堿型分散紅SXF200%、分散藍(lán)SXF200%等(浙江閏土股份有限公司)；耐堿型分散橙ALD150%、分散紅玉ALD150%等(浙江吉化集團(tuán)有限公司)；高溫分散勻染劑212W、還原清洗劑TF-110B(浙江傳化股份有限公司)。

儀器和設(shè)備：高溫高壓染色機(jī)DYE-24(上海千立自動化設(shè)備有限公司)，電子天平ARA520(奧豪斯儀器上海有限公司)，恒溫振蕩器SHA-B(國華企業(yè))，電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱DHG-9140A(上海一恒科技有限公司)，計算機(jī)測色配色儀SF600X(美國DataColor公司)。

1.2　試驗方法

1.2.1脫膠與分散染料染色一浴法工藝

分散染料質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%(o.w.f)，調(diào)節(jié)pH值(5.5～8.5)，升溫至30 ℃，按1∶1比例投入16電力紡生坯和三醋酯織物，以2 ℃/min升至所需溫度(90～130 ℃)，保溫一段時間，浴比為1∶50。升溫曲線如圖1所示。

圖1　升溫曲線

1.2.2還原清洗工藝

堿性還原清洗：保險粉1 g/L，純堿1 g/L，85 ℃保溫20 min。

酸性還原清洗：還原清洗劑TF-110B 1 g/L，調(diào)節(jié)pH值為4.5，85 ℃保溫20 min。

1.3　織物性能測試

1.3.1K/S值的測試

采用Datacolor SF600X型電腦測配色儀(D65光源，45°)對織物的染色表觀色深值(K/S值)進(jìn)行測定。

1.3.2練減率的測試

將縫邊處理后的16電力紡生坯與三醋酯織物按1∶1比例一同投入染浴，處理后測試真絲練減率。采用稱重法，按下式計算：

式中：W0為處理前織物干重；W1為處理后織物干重。

1.3.3毛效的測試

根據(jù)FZ/T 01071—2008《紡織品毛細(xì)效應(yīng)試驗方法》，當(dāng)垂直懸掛的紡織材料一端被液體浸濕時計時，測定30 min時沿紡織材料上升的高度。

1.3.4色牢度測試

參照GB/T 3921—2008《紡織品 色牢度試驗 耐皂洗色牢度》標(biāo)準(zhǔn)測試試樣的皂洗色牢度，以三醋酯織物和粘膠織物為貼襯，在60 ℃標(biāo)準(zhǔn)皂洗液(皂片5 g/L、碳酸鈉2 g/L)中，處理30 min，浴比1∶50，充分水洗干燥后用灰色樣卡評定試樣的變色和貼襯織物的沾色牢度級別。

2　結(jié)果與討論

2.1　溫度對織物練減率及染色K/S值的影響

選用吉華ALD系列三原色(分散紅玉ALD、分散橙ALD、分散深藍(lán)ALD)及分散黑ALD 4種染料，研究溫度對真絲織物練減率及三醋酯織物染色K/S值的影響。結(jié)果如圖2所示。

由圖2可知，隨著溫度的升高，真絲織物的練減率逐漸增大，這是因為絲膠的溶解度隨溫度的升高而增加，當(dāng)溫度為120 ℃時，真絲織物練減率為23%左右，當(dāng)溫度達(dá)到130 ℃時，真絲織物的練減率高于24%，對絲素造成損傷。

分散紅玉ALD、分散橙ALD等4種染料對三醋酯織物的染色K/S值隨溫度的提高而逐漸增大，這是因為當(dāng)染液溫度較高時三醋酯大分子鏈段運(yùn)動加快，形成的空穴有利于染料從纖維表面向纖維內(nèi)部擴(kuò)散，溫度越高，染色K/S值越大。當(dāng)溫度達(dá)到110 ℃時，三醋酯織物的染色K/S值達(dá)到或接近最大值；進(jìn)一步提高溫度，三醋酯織物的染色K/S值趨向穩(wěn)定。

因此，綜合真絲織物脫膠與三醋酯織物染色情況，最佳溫度選為120 ℃。

2.2　pH值對織物練減率及染色K/S值的影響

考慮一般分散染料染色pH值為5.5左右，在堿性環(huán)境中染料結(jié)構(gòu)容易被破壞，因此選用耐堿型分散染料(吉華ALD系列分散染料、閏土SXF系列分散染料)，研究不同pH值對真絲織物練減率及三醋酯織物染色K/S值的影響，結(jié)果如表1所示。

圖2　溫度對真絲織物練減率及三醋酯織物染色K/S值的影響

染料真絲織物練減率/%pH值5.5pH值6.5pH值7.5pH值8.5三醋酯織物染色K/S值pH值5.5pH值6.5pH值7.5pH值8.5分散紅SXF21.4222.3023.5123.7223.3933.3536.0734.98分散黃SXF21.8122.8223.2023.7021.2223.3911.8210.41分散藍(lán)SXF21.4322.6023.6023.9418.1917.9916.0413.93分散紅玉ALD21.6022.1023.2023.6014.2714.7314.9012.36分散黑ALD22.0022.2123.1023.545.185.194.734.65分散深藍(lán)ALD20.3021.5023.7124.108.177.337.297.22分散橙ALD21.3022.4023.5023.7019.5715.1215.1014.17

注：分散染料1%(o.w.f)，溫度120 ℃，時間50 min，浴比1∶50。

由表1可知，真絲織物的練減率隨著pH增大而增大，這是因為絲膠的溶解度隨pH值增大而提高；當(dāng)pH值達(dá)到7.5左右時，真絲織物練減率達(dá)到23.5%左右，基本可以脫盡絲膠；進(jìn)一步提高pH值可能會造成絲素?fù)p傷。

由表1還可知，大部分耐堿型分散染料對三醋酯織物染色K/S值隨pH值增加變化較小，能夠在堿性條件下保持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，pH值為6.5～7.5時染色效果較好。

綜合考慮pH值對真絲織物練減率及三醋酯織物染色K/S值的影響，適宜pH值為7.5，且染料應(yīng)選擇耐堿性分散染料，如分散紅SXF、分散深藍(lán)ALD等。

2.3　時間對織物練減率及染色K/S值的影響

選用耐堿型染料分散紅SXF等，研究不同時間對真絲織物練減率及三醋酯織物染色K/S值的影響。結(jié)果如表2所示。

表2　時間對真絲織物練減率及三醋酯織物染色K/S值的影響

注：分散染料1%(o.w.f)，溫度120 ℃，pH值為7.5，浴比為1∶50。

由表2可知，當(dāng)時間為30 min時，真絲織物練減率偏低；時間為40 min或50 min時，真絲織物練減率在23.5%左右，真絲織物脫膠效果較好；時間為60 min時，真絲織物練減率偏高，導(dǎo)致絲素受損。由表2還可知，在時間為50 min時，三醋酯織物染色K/S值較大，因此，綜合真絲織物練減率及三醋酯織物K/S值的情況，溫度120 ℃，pH值為7.5時，時間選擇50 min。

2.4　高溫分散勻染劑212 W用量對織物毛效的影響

脫膠染色一浴法工藝中加入高溫勻染劑，具有勻染作用的同時，還可以有效去除油脂蠟質(zhì)等雜質(zhì)，提高織物毛效，有利于后續(xù)加工。因此選用高溫分散勻染劑212 W，研究其用量對真絲織物毛效的影響，結(jié)果如圖3所示。

分散紅SXF 1%(o.w.f)，溫度120 ℃，pH值7.5，時間50 min，浴比1∶50。圖3　高溫分散勻染劑212 W的用量對真絲毛效的影響

由圖3可知，隨著212 W用量增加，真絲織物毛效逐漸提高。這是因為隨著高溫勻染劑用量的增加，其潤濕、乳化能力增強(qiáng)，去除油脂蠟質(zhì)等雜質(zhì)更為充分。當(dāng)高溫勻染劑212 W質(zhì)量濃度為3 g/L時，真絲織物的毛效達(dá)到9.1 cm，基本達(dá)到精練要求。

2.5　一浴法工藝對真絲織物沾色的影響

將經(jīng)過脫膠染色一浴法工藝處理的真絲織物沾色情況與常規(guī)方法(先脫膠后染色)處理的真絲織物沾色對比，其結(jié)果如表3所示。

表3　一浴法工藝對真絲織物沾色的影響

由表3可以看出使用脫膠染色一浴法工藝，真絲織物的沾色情況要比常規(guī)方法輕，主要原因是一浴法工藝在真絲織物脫膠的同時，沾在真絲織物表面的分散染料會隨著絲膠的脫去而去除，相比先脫膠后染色的常規(guī)方法，可以有效減少真絲織物沾色，由此可見一浴法工藝對減小真絲織物沾色有一定幫助。

2.6　還原清洗

分散染料染色后，一般均需要進(jìn)行還原清洗，以去除織物表面的浮色，提高色牢度。同時還原清洗還可減輕分散染料對真絲織物的沾色。分別進(jìn)行堿性還原清洗與酸性還原清洗，通過比較還原清洗前后織物K/S的變化，研究兩種還原清洗的效果，結(jié)果如表4所示。

由表4可以看出兩種不同的還原清洗方法對三醋酯織物的染色K/S值影響不大，減小真絲織物沾色的效果也較為接近。在還原清洗時，纖維表面的浮色以及在真絲織物上的沾色染料，在堿性或酸性還原條件下都會發(fā)生化學(xué)反應(yīng)被去除，從而達(dá)到減輕真絲織物沾色的效果。對兩種還原清洗處理的三醋酯織物進(jìn)行皂洗色牢度測試，結(jié)果如表5所示。

表4　還原清洗工藝對三醋酯及真絲織物K/S值的影響

注：堿性還原清洗工藝：保險粉1 g/L，碳酸鈉1 g/L，溫度85 ℃，時間20 min；酸性還原清洗工藝：還原清洗劑TF-110B 1 g/L，pH值4.5，溫度85 ℃，時間20 min。

表5　三醋酯織物皂洗色牢度測試　級

注：分散染料1%(o.w.f)，溫度120 ℃，pH值7.5，時間50 min，高溫勻染劑212 W質(zhì)量濃度3 g/L，浴比為1∶50。

3　結(jié)　論

本文以真絲織物、三醋酯織物(1∶1)模擬真絲/三醋酯交織物，研究了高溫高壓脫膠染色一浴法工藝，優(yōu)化了工藝參數(shù)，使真絲織物脫膠、分散染料上染三醋酯織物同時完成，取得了良好的效果。

a) 一浴法最佳工藝為溫度120 ℃、pH值為7.5、時間為50 min、高溫分散勻染劑212 W質(zhì)量濃度為3 g/L，且染料應(yīng)選擇耐堿性分散染料，此時三醋酯織物染色K/S值較高，且真絲織物練減率達(dá)到較好水平為23.6%，毛效達(dá)到9.1 cm。

b) 采用一浴法脫膠染色工藝，一部分浮色隨脫膠過程被去除，對減小真絲織物沾色有一定幫助。

c) 堿性或酸性還原清洗均可有效去除真絲織物沾色，堿性還原清洗工藝條件為：保險粉1 g/L，碳酸鈉1 g/L，85 ℃下處理20 min；酸性還原清洗工藝條件為：還原清洗劑TF-110B 1 g/L，pH值為4.5，溫度85 ℃，時間20 min。還原清洗后三醋酯織物的皂洗色牢度(變色和沾色)均可達(dá)到4級。