摘要:采用弱酸性染料、活性染料和中性染料，分别在传统和超声波条件下对羽毛纤维进行染色，通过分析探讨染色时间、染色温度对上染百分率、摩擦色牢度和甲醛含量的影响，确定超声波上染羽毛纤维的最佳工艺条件为:弱酸性染料的最佳染色温度70℃，时间40 min;活性染料的最佳染色温度90℃，时间50 min;中性染料的最佳染色温度90℃，时间50 min。实验结果表明:在此染色工艺条件下，上染百分率可以达到89．9%，色牢度均在3级以上，干摩擦色牢度高于湿摩擦色牢度0．5～1．0级，甲醛含量为25．21 mg/kg。采用超声波方法的染色效果明显好于传统染色方法。
关键词:羽毛纤维;超声波;弱酸性染料;活性染料;中性染料;染色
羽毛纤维是一种天然角蛋白纤维，结构蓬松、吸湿性好、轻盈柔软，具有其他纤维不可替代的优势。羽毛纤维的传统染色方法比较简单，染色工艺完全凭借经验，没有科学依据，存在上染百分率低、色牢度差、安全性差等问题，限制了羽毛纤维的应用发展［1—3］。目前，国内外学者对超声波上染纺织品作了很多研究，而超声波技术应用于羽毛纤维染色的研究报道比较少，还有待人们继续开发研究［4—7］。本文选取弱酸性染料、活性染料和中性染料，采用超声波技术对羽毛纤维进行染色，通过与传统染色方法进行对比分析，探索出羽毛纤维较好的染色方法和较优的染色工艺条件。
1·实验
1.1材料与主要仪器设备
材料:鸡羽毛纤维(市售)。
药品:弱酸性红ARL、弱酸性黄A4R、活性红BES(力份150%)、活性黄BES(力份150%)、中性红GB(力份120%)、中性黄GRB(力份200%);元明粉、平平加O、98%冰醋酸、硫酸铵、氯化钠、碳酸氢钠、乙酰丙酮。
仪器:超声波清洗器(上海冠特超声仪器有限公司)、数显恒温水浴锅(金坛市大地自动化仪器厂)、电子精密天平(梅特勒—托利多仪器有限公司)、可见分光光度计(上海元析仪器有限公司)、Y571W纺织品摩刷色牢度仪(无锡纺织仪器厂)。
1.2工艺及方法
1．2．1弱酸性染料染色
工艺处方:羽毛纤维2 g，染料用量2%(owf)，元明粉用量10%(owf)，平平加O用量0．2%(owf)，浴比1∶40，pH值4～6。
工艺流程:制备染液→染色→水洗→干燥。染色工艺曲线如图1所示，其中X为60、70、80、90、100℃。
1．2．2活性染料染色
工艺处方:羽毛纤维2 g，染料用量2%(owf)，元明粉用量10%(owf)，平平加O用量0．2%(owf)，浴比1∶40，pH值6～7。
工艺流程:制备染液→染色→固色→水洗→干燥。
染色工艺曲线如图2所示，其中X为70、80、90、100℃。
1．2．3中性染料染色
工艺处方:羽毛纤维2 g，染料用量2%(owf)，元明粉用量10%(owf)，平平加O用量0．2%(owf)，浴比1∶40，pH值6～7。
工艺流程:制备染液→染色→固色→水洗→干燥。
染色工艺曲线如图3所示，其中X为70、80、90、100℃。
1.3测试方法
1．3．1上染百分率测定
用可见分光光度计找出染料的最大吸收波长，在最大吸收波长处分别测试染色前后染液的吸光度，上染百分率计算公式如下:
式中:A0为染色前染液的吸光度;A为染色后残液的吸光度。
1．3．2色牢度测定
参照GB/T 3920—1997《纺织品色牢度试验耐摩擦色牢度》，在Y571W纺织品摩刷色牢度仪上进行测试，按GB 251—1995《评定沾色用灰色样卡》进行评级。
1．3．3甲醛含量测定
参照GB/T 2912．1—1998《纺织品甲醛的测定第1部分游离水解的甲醛(萃取法)》进行甲醛含量的测试［8］。
2·结果与讨论
2.1染色时间
采用传统和超声波方法染色后，羽毛纤维的上染百分率随时间的变化曲线如图4所示。
由图4可知，采用超声波方法染色后，羽毛纤维的上染百分率明显高于传统染色方法，弱酸性染料、活性染料和中性染料的上染百分率随染色时间的延长而逐渐提高，并且在不同时刻，上染百分率提高程度不同。弱酸性染料在20～40 min之间，上染百分率提高幅度较大，在这段时间内，超声波作用效果比较明显;而活性染料、中性染料在20～50 min之间，上染百分率提高程度较大。这主要是由于，在20～50 min之间，超声波作用于羽毛纤维和染料的空化效应比较明显，可以促进染料向纤维内部扩散，从而提高羽毛纤维的上染百分率。染色50 min后，染料的上染百分率有所降低。这是因为，上染50 min后，随着上染时间的继续延长，染液中染料浓度会降低，导致在羽毛纤维表面的扩散层内外，染料浓度差逐渐减小，所以染料的上染百分率会有所降低。
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