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Seacell/涤纶针织物分散/活性一浴两步法染色

来源:印染在线 发布时间:2011年07月28日

前言
  海藻纤维(Seacel1),也称海丝纤维,是一种新型生物高分子纺织材料。通常由可溶性海藻酸盐(常用海藻酸钠)溶于水中形成黏稠溶液,然后通过喷丝孔挤入含有二价金属阳离子(Mg2除外)的凝固浴中,形成固态不溶性海藻酸盐长丝。Seacell纤维具有高吸湿、抗菌、除臭和抗静电等多重功能,是当今纺织新材料研究领域的热点之一。Seacell纤维中含有大量碳水化合物、蛋白质(氨基酸)、脂肪、纤维素和丰富的矿物质等,能产生远红外辐射和负离子,从而激活人体细胞分子,提高人体自然恢复能力_5J,加速人体新陈代谢和血液循环,有利人体保暖。由Seacell纤维制成的纺织品可用于制作衬衣、内衣、T恤、家用纺织品和床垫等,是一种富有保健功能的纺织材料。浙江绍兴七色彩虹针织服装有限公司用Seacell纤维和涤纶纤维混纺,开发出了一系列具有远红外保健功能的针织品,应用于夏季贴身服装,取得了良好的经济效益。
  本文对Seacell/涤纶混纺针织物进行了一浴两步法染色加工的探索,并与两浴法工艺进行了比较。

1试验
  1.1材料、药品及仪器
  材料:Seacell/涤纶(35/65)混纺针织面料(浙江绍兴七色彩虹针织服装有限公司)。
  染化药剂:活性艳红x-3B,活性嫩黄X-6G,活性蓝x—R;活性黄K—RN,活性嫩黄K-6G,活性艳红K一2G;活性红KE一3B,活性橙KE—G,活性蓝KE—R;活性红ED,活性黄ED,活性蓝ED;活性深蓝M-4G,活性嫩黄M一7G,活性艳红M一2B;活性黑KN—B,活性艳蓝KN—R,活性艳橙KN-4R;碳酸钠,氢氧化钠,硫酸钠,冰醋酸(分析纯);皂粉,净洗剂(工业品)。
  仪器:YGY802型八篮恒温烘箱,SW一12耐洗色牢度试验机(山东莱州电子仪器公司);L-24A一1振荡试色机、H.24CF型快速

试色机(RAPID公司);UV-2450紫外可见分光光度计(日本SHIMADZU);Datacolor600测色配色系统(美国Datacolor公司);Y571B型染色摩擦牢度仪(温州纺织仪器厂)。
  1.2测试方法
  1.2.1固色率
  分别配制A和B两个染浴,A染浴不加入试样,其它操作均同B染浴。工艺结束后取出A染浴并冷却至室温,然后稀释至一定体积,在其最大吸收波长处测定吸光度。B染浴加入试样,按规定条件染色。将洗涤液、皂煮液和染色残液合并,稀释至一定体积,在其最大吸收波长处测定吸光度。按式(I)计算染料固色率(F):
  F/%=(1一A B/AA)×100 (1)
  式中:AB—B染浴稀释后的吸光度;
  AA—A染浴稀释后的吸光度;
  VB—B染浴稀释后的体积;
  VA—A染浴稀释后的体积。
  1.2.2耐水洗色牢度
  根据GB/T3921.3一l997《纺织品色牢度试验耐洗色牢度:试验3》,在SW一12型耐洗色牢度试验机上测试;并按照GB/T250--1995染色牢度沾色样卡和GB/T251--1995染色牢度变色样卡评级。
  1.2.3摩擦色牢度
  根据GB/T3920--1997(纺织品色牢度试验耐摩擦色牢度》,在Y571B型耐摩擦色牢度仪上测试,评级方法同1.2.2节。
  1.2.4缩水率
  按GB/T8628--2001《纺织品测定尺寸变化的试验中织物试样和服装的准备、标记和测量》调湿,按GB/T8629--2001《纺织品试验用家庭洗涤和干燥程序》洗涤和烘干,按GB/T8630~2002(纺织品洗涤和干燥后尺寸变化的测定》进行测量。
  1.3试验设计
  1.3.1染料筛选
  Seacell/涤纶混纺针织面料的染色分为两部分,涤纶染色采用常规分散染料即可,不另行筛选,Seacell纤维染色主要采用活
性染料。由于活性染料品种繁多,染色性能各异,故主要对活性染料进行筛选。选用的活性染料要在不同pH值和温度下都保持稳定,即染料在高温碱性条件下不发生水解,与分散染料不发生化学作用,具有较高的上染百分率和固色率。采用分散/活性一浴两步法染色工艺,以不同类型的活性染料对Seacell纤维染色(不加分散染料),染毕,测试固色率和色牢度,以进行染料筛选。
  不同活性染料的常规染色工艺如下:
  (1)X型活性染料(二氯均三嗪活性基,低温型)染色3O~35℃,30min,固色40℃×30min染料1%(owf),元明粉50g/L,纯碱1Og/L,浴比1:20。
  (2)K型活性染料(一氯均三嗪活性基,高温型)染色6O℃×30min,固色9O×30min染料1%(ow1),元明粉60g/L,纯碱l5g/L,浴比1:20
  (3)KE型活性染料(双一氯均三嗪活性基,高温型)染色60℃×30min,固色90℃×30min染料l%(owl"),元明粉60L,纯碱15g/L,浴比1:20
  (4)ED型活性染料(中温型,结构未发表)染色6O℃×30rain,固色6O℃×30min染料l%(ow1),元明粉5Og/L,纯碱15g/L,浴比1:20
  (5)M型活性染料(一氯均三嗪和乙烯砜双活性基,高温型)染色60℃×30min,固色9O℃×30min染料1%(owf),元明粉60昏/L,纯碱15g/L,浴比l:20
  (6)KN型(乙烯砜活性基,高温型)
  染色6O℃x30min,固色9O℃×30min染料1%(owf),元明粉6Og/L,磷酸钠(Na3PO4)60g/L,浴比1:20
  1.3.2染色工艺的确定
  按照传统染色工艺,Seacell/涤纶纤维可采用两浴两步
法染色,即先用分散染料染涤纶,再用活性染料套染海藻纤维。但该工艺流程较长,效率低。若采用一浴两步法,即利用筛选出的耐高温活性染料,将分散染料与活性染料同浴上染,在分散染料高温上染涤纶的同时,活性染料也能够充分上染Seacell纤维,再降温加碱使活性染料固着在Seacell纤维上。这样可大大缩短工艺流程,达到节能降耗目的。为此,设计以下试验以论证Seacell/涤纶一浴两步法染色的可行性,试验结果通过固色率、色差及色牢度三个指标来评定。
  (1)工艺流程
  ①1oo%Seacell纤维活性染料常规染色
  织物准备—前处理—活性染料染色—皂煮
  ②Seacell/涤纶纤维分散/活性一浴两步法染色
  织物准备前处理一分散/活性一浴两步法染色一还原清洗一皂煮
  ③SeacellY涤纶纤维分散/活性染料两浴法染色
  织物准备—前处理—分散染料染涤纶—还原清洗—活性套染Seacell纤维—皂煮
  (2)工艺处方
  ①前处理配方及工艺
  多功能精练酶2%,双氧水(27%)5%,浴比为l:15—1:20。
  工艺流程:浸渍加工液一煮漂(90~95℃.40~50min)一热水洗(80℃,两遍)一冷水洗
  ②染色处方
  染料/%(ow1) 1
  元明粉/(g/L) 50
  纯碱/(g/L) 20
  ③还原清洗
  加人2g/L碳酸钠和2L净洗剂,以3℃/min
  速率升温到8O℃,保温20min,然后以3℃/min速率降温到70℃,再用温水充分清洗。
  ④皂煮
  皂洗剂0.5%,温度80℃,时间20min,浴比为1:20。
  (3)染色工艺曲线(活性染料以ED型为例)
  100%Seacell纤维活性染料常规染色:

2结果与分析
  2.1染料的筛选
  按1.3.1节用不同类型活性染料对Sea

cell纤维染色,染毕,测试固色率和染色牢度,结果见表1。

从表1可以看出,x型,K型和KE型活性染料的固色率及色牢度均较低,这可能是因为均三嗪活性基耐酸稳定性差,不适合SeaceH纤维与涤纶纤维同浴染色;而M型和KN型活性染料的固色率比均三嗪型活性染料高,这可能是因为乙烯砜基耐酸稳定性较好的缘故。对于含有一氯均三嗪和乙烯砜双活性基的M型活性染料,其耐酸水解和耐碱水解的稳定性均比单一活性基的活性染料要好,所以固色率均很好,最高可达73%,但湿摩擦牢度稍显不足。唯ED型活性染料的固色率和色牢度均很好,所以最终选择ED型活性染料用于Seacen纤维染色。
  2.2染色工艺的确定
  2.2.I不同染色工艺的固色率对比
  不同染色工艺下ED型活性染料在对Seacell纤维的固色率见表2。

由表2知,三种不同染色工艺下,Seacell纤维均获得了较高的固色率,其中分散/活性一浴两步法工艺的固色率比另两种工艺的稍高一些。这可能是因为在130℃的高温条件下,Seacell纤维的膨化程度更高,使染料能更容易地扩散到纤维内部。因此,Seacell/涤纶混纺针织物更适合用分散/活性一浴两步法染色。

2.2.2不同染色工艺的色差对比
  表3为ED型活性染料在不同染色工艺下对Seacell纤维和Seacell/涤纶染色织物的色差,以活性染料常规染色的布样为标样。

从表3可以看出,高温高压一浴两步法染色的样品,其色差值与两浴法的相差不大,说明分散染料高温高压的染色条件未对活性染料的上染产生明显的不良影响。
  2.2.3不同染色工艺的色牢度对比  

从表中可以看出,高温高压一浴两步法染样的水洗牢度和摩擦牢度均达到常规染色样品的牢度级别,能够满足工厂实际生产对牢度的要求。
  2.2.4一浴两步法和两浴法染色时间对比
  图1和图2分别为Seacell/涤纶两浴法和一浴两步法染色的工艺流程。

由图1知,两浴法的优点是染

料选择范围广,两种染料均在最佳条件下染色,可以获得高固色率和色牢度,最后的染色效果可以方便地通过活性染料染色来调节。此法的缺点是工艺流程长,共计耗时9h,且用水量大,不利于节能降耗及环保。
  由图2知,两种染料在同一染浴中基本同步染色,省去了升降温和还原清洗的时间,因而整个过程耗时仅为4~5h,与两浴法相比,约减少一半时间,节约能源和水,同时也减轻了环境负担,值得推广。
  2.3皂洗工艺的确定
  在2.2节染色工艺的分析中,采用的皂洗工艺是常规工艺。皂洗后织物的色牢度基本达到实际生产的需要,即水洗牢度达到4—5级,干摩擦牢度达到4级唯湿摩擦牢度稍差,为3—4级。为此,改变皂洗工艺希望通过加强皂洗将湿摩擦牢度提高半级以上。表5为不同皂洗工艺的染色牢度。

表5中,通过增大皂洗剂用量,提高皂洗温度及加大浴比,色牢度可以提高0.5级,但从实际需要考虑,选择皂洗剂用量为1%~2%,温度90℃,时间20min,浴比1:20,即可达到要求。实际生产中,根据织物颜色深浅可以作适当调整。
  2.4ED型活性染料染色助剂用量的确定
  以固色率达到80%以上,色牢度≥3.5级为衡量标准,按照2.2节及2.3节中所确定的染色及皂洗工艺,试验确定不同染料浓度下盐与碱剂的用量,见表6。

2.5染色生产实例
  以分散/活性高温高压一浴两步法对Seacell/涤纶混纺针织物进行生产性染色试验。采用高温高压溢流染色机,中缸,加工量400m,染豆绿色。
  染色处方/‰(owf)
  分散红 0.63
  分散黄 1.22
  分散蓝 1.0
  活性红ED 0.07
  活性黄ED O.33
  活性蓝ED 0.27
  Na2SO/(g/L) 30
  Na2CO3/(g/L) 15
  NaOH/(g/L) 0.5
  浴比 1:20

染色工艺同2.2节,皂洗工艺同2.3节。染品色光纯正

鲜艳,布面光洁,纹路清晰,手感柔软,皂洗牢度为4.5级,干摩5级,湿摩3.5—4级。
  2.6Seacell/涤纶针织物的后整理
  从Seacell/涤纶针织物的特点及服用性能考虑,对其进行亲水柔软整理。采用1O~2Og/L吸湿排汗亲水柔软剂,赋予织物良好的亲水性,增加平滑下垂飘柔效果。拉幅定形温度180—185℃,布速20m/min。
  拉幅定形后测定成品缩水率为6%,符合实际生产要求。

3结论
  (1)Seacell/涤纶针织物染色时,涤纶部分采用分散染料,Seacell纤维则采用活性ED型染料,其在Seacell纤维上的固色率可达到80%以上,水洗牢度4~5级,干摩擦牢度4—5级,湿摩擦牢度3.5—4级。
  (2)Seacell/涤纶针织物适宜采用分散/活性高温高压一浴两步法染色工艺,染色时两种染料先以高温常规工艺染色,再降温,加碱,使活性染料在Seacell纤维上固着。此工艺节能降耗。
  (3)染色后要加强净洗,皂洗剂用量1%一2%,温度9O℃左右,时间20min,浴比1:20。
  (4)染品经过亲水柔软处理,拉幅定形,织物手感柔软,悬垂性好,成品缩水率控制在6%以内。


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