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(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010081)

仿舊風(fēng)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(zhì)羊毛產(chǎn)品的市場(chǎng)競爭力是羊毛行業(yè)的重要工作之一[3]，增加羊毛織物產(chǎn)品風(fēng)格是提高羊毛產(chǎn)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?cái)y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(jié)構(gòu)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(wěn)定性越差。本文實(shí)驗(yàn)使用十二烷基硫酸鈉和十二烷基苯磺酸鈉作為發(fā)泡劑[7-10]，對(duì)羊毛織物進(jìn)行泡沫染色，以期得到仿舊效果的羊毛織物，擴(kuò)大毛紡織物產(chǎn)品風(fēng)格。

1 實(shí)驗(yàn)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(tái)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(xué)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(shí)驗(yàn)設(shè)備：AS-12振蕩式染色機(jī)、101-0AB電熱鼓風(fēng)干燥箱(亞諾精密機(jī)械制造有限公司)，GZX-9146 MBE電熱鼓風(fēng)干燥箱(上海博迅實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠)，HH-6數(shù)顯恒溫水浴鍋(友聯(lián)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(cè)配色系統(tǒng)(日本翁開爾集團(tuán))，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(shí)驗(yàn)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(wěn)定劑1%(owf)，增稠劑E%(owf)，浴比1∶10。

泡沫染色工藝流程：發(fā)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(zhì)量，100%(owf))→烘干→蒸化→測(cè)試K/S值并評(píng)估仿舊等級(jí)。

1.2.2 常規(guī)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(zhǔn)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(zhǔn)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(zhuǎn)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(cè)試

1.3.1K/S值測(cè)試

在CM-3600A測(cè)色配色儀上進(jìn)行織物K/S值測(cè)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(cè)試

依據(jù)GB/T 3920—2008《紡織品 色牢度試驗(yàn) 耐摩擦色牢度》進(jìn)行測(cè)試，參照GB/T 251—2008《紡織品 色牢度試驗(yàn) 評(píng)定沾色用灰色樣卡》評(píng)定耐摩擦色牢度級(jí)別。

1.3.3 仿舊樣卡等級(jí)

由于羊毛衫仿舊處理在毛紡織行業(yè)屬于較新的課題，目前尚無針織衫仿舊標(biāo)準(zhǔn)可以借鑒，參考任麗然[11]的研究，進(jìn)行等級(jí)以及ΔK/S值評(píng)定，根據(jù)自制仿舊樣卡進(jìn)行效果對(duì)比并評(píng)級(jí)。仿舊等級(jí)評(píng)定樣卡見圖1。不同仿舊等級(jí)所對(duì)應(yīng)的ΔK/S值分別為1級(jí)0～5,2級(jí)5～10,3級(jí)10～15,4級(jí)15～20,5級(jí)20及以上。

圖1 仿舊等級(jí)評(píng)定樣卡

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論

2.1 助劑對(duì)泡沫穩(wěn)定性的影響

發(fā)泡劑、穩(wěn)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(fā)泡劑，分別配制質(zhì)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(cè)試。不同發(fā)泡劑生成的泡沫發(fā)泡量及半衰期見表1。

表1 不同發(fā)泡劑生成的泡沫的發(fā)泡量及半衰期

由表1可知，單純使用發(fā)泡劑生成的泡沫體積遠(yuǎn)大于發(fā)泡液本身體積，半衰期較小，說明單純發(fā)泡劑產(chǎn)生的泡沫并不穩(wěn)定，需其他助劑增強(qiáng)泡沫的穩(wěn)定性。故將不同的穩(wěn)定劑分別加入2種發(fā)泡劑中進(jìn)行測(cè)試，通過查閱文獻(xiàn)[12]，確定發(fā)泡劑質(zhì)量濃度1 g/L。不同穩(wěn)定劑對(duì)發(fā)泡劑發(fā)泡的影響見表2。

表2 不同穩(wěn)定劑對(duì)發(fā)泡劑發(fā)泡的影響

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

表3 增稠劑用量對(duì)發(fā)泡劑發(fā)泡穩(wěn)定性的影響

由表3可知，增稠劑的加入使得2種發(fā)泡劑產(chǎn)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(fā)泡液的黏度，增大了液膜的表面張力，從而提高了泡沫穩(wěn)定性。但黏度增大，降低了氣液的流變性，反而阻礙了發(fā)泡。十二烷基硫酸鈉的半衰期短但產(chǎn)生的泡沫體積卻大，十二烷基苯磺酸鈉產(chǎn)生的泡沫體積小但是半衰期長，故將2種發(fā)泡劑按不同比例進(jìn)行混合，改善發(fā)泡性能。不同發(fā)泡劑比例對(duì)發(fā)泡量的影響見表4。

表4 不同發(fā)泡劑質(zhì)量比對(duì)發(fā)泡量的影響

由表4可知，當(dāng)十二烷基苯磺酸鈉和十二烷基硫酸鈉的質(zhì)量比為1∶1時(shí)，發(fā)泡量最大，故選擇2種發(fā)泡劑質(zhì)量比為1∶1進(jìn)行混合，再對(duì)增稠劑的用量進(jìn)行優(yōu)化從而改善泡沫的半衰期，增稠劑用量對(duì)泡沫穩(wěn)定性及織物的影響見表5。

表5 增稠劑用量對(duì)泡沫穩(wěn)定性及織物的影響

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

2.2 染料對(duì)染色效果的影響

固定十二烷基硫酸鈉質(zhì)量濃度8 g/L，十二烷基苯磺酸鈉質(zhì)量濃度8 g/L，十二醇質(zhì)量濃度1 g/L，增稠劑用量1%(owf)，浴比1∶20，改變?nèi)玖嫌昧窟M(jìn)行實(shí)驗(yàn)，染料用量對(duì)K/S值的影響見表6。染料用量5%(owf)時(shí)，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(guī)染色，因?yàn)榕菽旧驹榕菽啾瘸Ｒ?guī)染色，染料與織物較難深入結(jié)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(jìn)行后續(xù)實(shí)驗(yàn)。

2.3 增稠劑用量對(duì)染色效果的影響

固定十二烷基硫酸鈉質(zhì)量濃度8 g/L，十二烷基苯磺酸鈉質(zhì)量濃度8 g/L，十二醇質(zhì)量濃度1 g/L，染料用量5%(owf)，浴比1∶20。改變?cè)龀韯┯昧窟M(jìn)行實(shí)驗(yàn)，增稠劑用量對(duì)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(wěn)定，降低泡沫破裂壓迫染料進(jìn)入纖維內(nèi)部的壓力，可能會(huì)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(shí)間對(duì)染色效果的影響

固定十二烷基硫酸鈉質(zhì)量濃度8 g/L，十二烷基苯磺酸鈉質(zhì)量濃度8 g/L，十二醇質(zhì)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(shí)間進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。蒸化時(shí)間對(duì)仿舊效果的影響見圖3。不同蒸化時(shí)間所得小樣見圖4。

圖3 蒸化時(shí)間對(duì)仿舊效果的影響

圖4 不同蒸化時(shí)間所得小樣

由圖3、4可知，隨蒸化時(shí)間的增加，ΔK/S值逐漸上升，推測(cè)是蒸化時(shí)間的增加使羊毛織物持續(xù)膨脹，更多染料滲透入織物內(nèi)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(shí)間選擇為50 min。

2.5 泡沫用量對(duì)染色效果的影響

過量的泡沫在織物上涂敷會(huì)在織物上留下過量的游離水，染色后織物上會(huì)產(chǎn)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(duì)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(duì)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(jí)沒有提高；當(dāng)帶水量太低時(shí)，染料溶解性降低，染后織物浮色增加。當(dāng)泡沫用量為織物質(zhì)量的70%時(shí)，泡沫剛好可以完全覆蓋織物?？紤]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(yōu)工藝為：蘭納灑脫黑B染料用量5%(owf)，十二烷基硫酸鈉質(zhì)量濃度8 g/L，十二烷基苯磺酸鈉質(zhì)量濃度8 g/L，十二醇質(zhì)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(jí)達(dá)到5級(jí)。

2.6 仿舊染色織物耐摩擦色牢度測(cè)試

應(yīng)用以上泡沫染色仿舊的最優(yōu)工藝，對(duì)仿舊織物的耐摩擦色牢度進(jìn)行測(cè)試，以評(píng)價(jià)仿舊效果。常規(guī)浸染工藝染色后織物的干耐摩擦色牢度為4級(jí)，濕耐摩擦色牢度為3～4級(jí)。泡沫染色后的織物干耐摩擦色牢度為4級(jí)，與常規(guī)浸染工藝保持一致；而濕耐摩擦色牢度為3級(jí)，較常規(guī)浸染工藝略有下降，變化不大。與常規(guī)浸染工藝相比，泡沫染色節(jié)能節(jié)水，綠色環(huán)保。

3 結(jié) 論

實(shí)驗(yàn)通過泡沫染色的方法對(duì)羊毛衫進(jìn)行仿舊整理，通過對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)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(zhì)量比為1∶1混合，穩(wěn)定劑十二醇質(zhì)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(zhuǎn)速下攪拌1 min。

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