1前言
毛涤织物传统二浴法染色,工艺复杂、时间长、成本高,且对羊毛纤维损伤大。毛涤织物分散染料一浴法染色能够减少二浴法染色中不同种类染料的套色工艺步骤,可缩短工艺流程、节能,而一直备受关注。但由于羊毛和涤纶纤维,在结构和性能上存在很大差异,此毛涤混纺织物分散染料同浴染色存在很多技术难点。首先,分散染料是一类疏水性非离子染料,在羊毛上的上染率较低。其次,两种纤维的染色温度难以统一。羊毛通常在95℃左右染色,但涤纶纤维浸染染色如果不用载体,染色温度通常需要130℃。在这样的高温下长时间染色,羊毛极易发生毡缩和水解,织物风格和强力受到很大的损伤。理论上,采用常规载体对毛涤织物进行同浴染色是可行的,但常规载体一般有毒,不符合环保要求。基于这几方面因素,本文设计、合成了一系列羊毛改性剂,通过考察不同结构改性剂对羊毛织物分散染料常压载体染色值的影响,选择了对羊毛改性效果较好的改性剂,并将其用于毛涤织物分散染料染色。
1试验
1.1仪器与材料
仪器:三口瓶,电动搅拌器,RJ-1180型高温高压染色机(上海染料化工厂),SCT电子测色配色仪(Dalacolor公司,SpectraTlashSF450),Y571B型干湿摩牢度仪(温州纺织仪器厂),YG065型电子织物强力测试仪(山东莱州电子仪器厂)
三种羊毛织物的改性剂结构式如下:
其它药品:分散蓝2BLN、分散红3B、分散金黄E-3RL(均为商品染料),丙酮、碳酸钠(分析纯),分散(自制),无毒载体CWP-810(江苏科信化工有限司),三聚氰氯(化学纯),对氨基苯乙烯砜硫酸酯(业级),苯胺(化学纯)。
织物+毛涤混纺华达呢,纯毛华达呢(均由无锡新印染厂提供)。
1.2毛涤织物和纯毛织物的改性工艺
1.3改性毛涤织物和纯毛织物染色工艺
1.4测试方法
K/S值,用SCT电子测色配色仪,在D65光源条件下测定:
耐摩擦色牢度按),
2结果与讨论
2.1改性剂对纯毛织物分散染料染色K/S值的影响
改性剂分子中含有氯代均三嗪基和乙烯砜基等活性官能团,均能在适当的条件下与羊毛纤维中的—OH和-NH2等基团发生反应,从而以共价键与羊毛纤维结合。改性剂中所含的疏水性芳环,会使改性后羊毛纤维表面疏水性增加。在羊毛分散染料染色过程中,这些芳环还可以增加分散染料与羊毛纤维之间的范德华力和氢键作用力,尤其是/键作用,经分子识别与自组装,可提高分散染料在羊毛纤维上的上染率。
图1为纯毛织物经三种改性剂改性后,分散蓝2BLN染色样品的值,染料用量为2%(owf)。
由图1可知,当改性剂用量低于6%(owf)时,染色织物的K/S值随改性剂用量增加而上升。其原因可能是,改性剂用量低于6%(owf),羊毛改性不充分,羊毛织物与分散染料的相互作用较小,不能很好上染。当用量达到6%(owf)时,K/S值出现最大值,再增加改性剂的用量,染色毛织物的值变化不大。这可能是,用量过大时,多官能团改性剂在羊毛纤维孔隙中交联、沉积,也不利于分散染料向纤维内部扩散。图1还显示,经改性剂G1和G3改性的羊毛织物,染色K/S值比经G2改性羊毛织物的染色K/S值要高。其原因在于改性剂G3分子上所含苯环数较G2多,对分散染料有更大的亲和力;而G1的分子结构简单,在羊毛纤维孔隙中交联、沉积作用相对较弱,有利于分散染料扩散。经改性剂G1和G3改性的羊毛织物,最大染色K/S值相近
由图2可看出,经改性剂改性后,毛涤混纺织物的染色K/S值较改性前有明显上升。未改性毛涤混纺织物用分散染料染色时,羊毛组分仅有沾色,经皂煮后,染色织物会出现严重的露白现象。但改性剂用量达到2%后,再增加改性剂用量,毛涤织物染色K/S值的变化不大,这可能是由于毛涤混纺织物中,一部分羊毛纤维被涤纶纤维所包覆,阻碍了其与改性剂的接触,影响了改性效果。因而,与图1中纯毛织物染色的K/S值相比,毛涤改性织物染色后的K/S值反而较低。
2.3毛涤织物改性工艺的优化
按表1、2设计的四因素三水平进行正交试验,通过测试毛涤织物的染色K/S值,对毛涤织物G1(4%,owf)改性工艺进行优化,分散蓝2BLN用量2%(owf)。
从表2可知,改性温度对染色织物K/S值的影响最大。其原因在于,在改性过程中,羊毛表面的鳞片层会阻碍改性剂进入羊毛纤维内部,若温度较低,羊毛不能充分膨化,改性剂不能有效扩散进入纤维内部。羊毛纤维改性不充分,导致染色K/S值偏低。考虑到温度对毛织物强度和改性效果的影响,选择改性温度为90℃。
毛涤织物较合适的改性条件为,改性剂用量4%(owf),分散剂0.5g/l,碳酸钠0.05,温度90℃,时间40min。
2.4毛涤混纺织物染色工艺的优化
按表3、4设计的四因素四水平,用2%(owf)分散蓝2BLN对毛涤混纺织物进行染色,测试染色织物K/S值,并据此对改性毛涤织物的染色工艺进行优化。
从表4可知,染色温度对分散染料毛涤织物染色K/S值影响最大。温度越高,K/S值越大,但在时110℃,毛涤织物易泛黄和毡缩,造成织物强力下降,故染色温度不应超过1
从表5可知,改性后的毛涤织物染色牢度均达到3级或3级以上,说明其与分散染料的结合力增大。
染色后毛涤混纺织物的断裂强力和断裂伸长率,如表6所示。
从表6可知,与未改性织物相比,改性后的毛涤混纺织物经纬向断裂强力上升,而断裂伸长率有所降低。
这可能是由于改性后的毛涤织物发生收缩,纤维之间的抱合力增大,且改性剂在羊毛纤维内部及纤维之间形成了共价交联。
3.结论
(1)羊毛织物和毛涤织物经合成的改性剂改性后,可以用分散染料常压一浴法染色。染色织物的皂洗和摩擦牢度能够达到3级以上;改性后的织物染色后,经纬向强力均有提高。
(2)毛涤织物较合适的改性条件:改性剂4%(owf),分散剂0.5g/L,碳酸钠0.05,温度90℃,时间40min,pH值=9。
(3)改性毛涤织物较合适的染色条件:染料2%(owf),载体1.5g/l,乙二醇12ml/l,染色温度100℃,染色时间60min。