涤棉针织物分散／活性一浴一步法染色工艺优化-纺织技术中心

涤棉针织物分散／活性一浴一步法染色工艺优化

南通纺织职业技术学院潘云芳东丽酒伊织染南通有限公司叶宗保

【摘要】通过对分散染料、活性染料的选择，染色PH值、最高染色温度的确定，优选出适合弱碱性与中性条件下一浴一步法染涤棉混纺针织物的工艺，可提高涤棉针织物的染色牢度、提高匀染性、降低成本，具有较大的应用前景。【关键词】分散活性一浴一步法工艺β-环糊精染色碱

1前言涤棉混纺织物，既具有纤维素纤维吸湿透气的功能，又具有涤纶纤维良好的保型性，极佳的悬垂性、免烫性和染色牢度，深受人们的喜爱。涤棉针织物一般采用两浴法进行染色，但这种方法工艺繁杂、能耗大、对色困难。随着人们对环境保护和能源保护意识的增强，以及分散染料碱性浴染色的发展[1]，涤棉混纺织物或交织物用分散／活性染料的一步法染色，通过减少染色周期的时间、降低能量和水的消耗，还通过免除保险粉的还原清洗过程，具有超常规染色工艺的优点” [2]。在分散／活性一浴一步工艺中应注意到许多影响因素，特别关键的是染料的选择，所用活性染料在不同的PH值和温度下要保持稳定．即高温碱性条件下一方面染料不发生水解，另一方面所用的活性染料不与分散染料发生化学作用；同时所用染料在染色条件下具有较高的上染百分率和固色率，这样可提高染料的利用率并且染色牢度不受影响。活性染料的稳定性主要归因于活性基团的稳定性，低反应性活性染料一般在碱性和80℃条件下进行染色。染色可在较高温度下进行，从而真正实现了T／C混纺一浴一步染色，缩短了工艺流程也简化了染色工艺。2试验2．1实验材料涤棉针织汗布CVC45／55(采用煮漂一步法进行前处理加工) 分散染料、活性染料、匀染剂YL—17、皂洗剂GDW染色碱仪器高温常压甘油染样机、电子测色配色仪、染色震荡仪各种牢度测试仪2．2实验结果与分析弱碱性染浴2．2．1分散染料的选择依据：分别

在不同PH、匀染剂、电解质用量变化及温度大小等情况下，测出分散染料在涤棉染色的K／S值．与同种染料理想工艺条件染色后K／S值大小的比较，确定最佳试验方案。经实验结果分析，选择出适合分散／活性一浴法染色的碱性浴染色的分散染料，如分散ERD系列较适合。2、染色PH值采用有机染色碱调节PH=9左右。3、采用匀染剂YL-17能有效控制分散染料的聚集，减少色花现象，但因缓染使上色率较低。4、电解质采用硫酸钠较好。5、染色温度以125℃最适宜。2．2．2活性染料的选择依据：分别采用活性染料在理想工艺条件和高温125℃染色后所得K／S的比较，％K／S表示用一步法条件染色织物的K／S值和用标准条件染色织物的K／S的比率，小于100的％K／S表示在高温碱性条件下的染色织物比在推荐条件下的染色织物为浅。实验中采用了推荐的染色条件，和用125℃不同工艺条件下的染色织物之间的色泽深度的比较，按照活性基来选择。选择K(一氯均三嗪)、KN型(乙烯砜型)和双活性基型B型和KE型活性染料在不同染色工艺条件下的上色率的比较。为了了解活性染料在一浴法染色中的固着性能，对涤棉混纺织物采用活性染料125℃高温染色固色．活性染料浓度为3％，并与理想工艺条件下染色结果进行比较，找出适合弱碱性浴条件和中性浴条件染色的活性染料。实验中分别采用三种不同染色工艺：理想工艺、高温碱性工艺、高温中性工艺．对

不同类型染料进行实验。由实验可看出，黑体的染料比较适合弱碱性或中性条件染色。其中有些活性染料在C工艺条件下染色的相对K／S值较高，适合中性浴染色。部分B型活性染料在中性条件下比在弱碱性条件下具有比较高的K／S值，这主要是因为高温碱性条件下染料容易水解，因而固色率低。而中性条件下，染料相对于碱性条件下得色率高是因为染料不水解。此时染料与纤维间通过分子间的作用力和氢键结合。B活性染料在高温碱性条件下更易水解。而KE型尤其KD

型比较适合高温染色工艺。

这主要与它们的化学结构有关，具有两个一氯均三嗪型活性基团，化学性质稳定有关，可以用KD型进行高温一浴法染色。

2．2．3一浴一步法与两浴两步法的比较

(1)染色处方：织物4克

分散染料 2％(对织物重)

活性染料 2％(对织物重)

染色碱 10g／l

氯化钠 25g／l

匀染剂1g／l

浴比 1：15

(2) 工艺流程：

表1一浴一步法(A)与两浴两步法(B)对涤棉织物染色性能的影响

染料名

工艺

方法

△L﹡

△C﹡

△H﹡

K／S

％K／S

B-ERD2％活性

KE-4BD兰2％

LG R-ERD

活性KE-3B红

LG B-ERD2％

活性K-GL兰2％

LG R-ERD2％活性

KE-3G大红2％

LG R-ERD4％

活性KE-3B红4％

LG B-ERD4％

KE-4BD兰4％

A

B

A

B

A

B

A

B

A

B

A

B

-1.57

-1.63

-2.16

-1.85

-0.93<

-0.82

-1.41

-1.15

-4.80

-4.32

-3.58

-3.59

0.30

0.22

5.25

4.90

1.00

1.16

2.26

3.9O

5.36

4.85

-0.37

-0.81

-0.83

-0.82

0.98

0.70

-1.07

-l.13

8.00

8.44

1.92

1.79

-2.75

-2.6l

2.7453

31055

2.5628

3.6154

1.6646

1.6710

2.25

2.7016

4.1024

7.6572

4.4715

6.0890

88

100

7l

100

99

100

83

100

54

100

73

100

(3)分析：从上染料一浴一步法与两浴两步法的染色性能比较看，两浴两步法所得到颜色深度明显要高于--浴一步法，这主要是因为在两浴两步法中，染料不会水解，所以缩短其色深差别，主要通过防止染料水解来实现。因此在染色过程中偿试着用β-环糊精作助剂，提高染色深度。2．2．4β-环糊精对分散／活性一浴法工艺的影响 (1)我们选择分散红R

-ERD和活性红KE-3B进行进一步实验。 β-环糊精是淀粉在葡基转移酶的作用下，降解而得到的。它是一种锥形筒状分子．内部呈疏水性，外部为亲水性。它很容易与某些分子大小及理化性能与它匹配的有机分子形成包合物。作为一种简单的大分子，环糊精具有范围极广的客体，如有机分子、无机分子、配合物。甚至稀有气体，提高分子问的作用，如范德华力、氢键、疏水作用、静电作用、电荷转移等形成主一客包合物。在包合过程中，几种力往往同时起作用。作为环糊精最重要的功能，在客体被包合后，形成微胶囊化，起稳定性、挥发性、溶解度及反应性能均获得改善，是普通胶囊所不能比拟的。分散染料用环糊精包合后，可增加染料的溶解度，提高上染率，提高染液的竭染率，提高染色的匀染性。环糊精与纤维的结合方式：对纤维索来说，将活性交联剂和环糊精结合使用，制成反应性环糊精；对涤纶，可采用含疏水性(烃链)加固基团的环糊精溶于水。 (2)实验部分： β-环糊精对染料染色性能的影响实验 ①处方 A B C 活性染料KE-3B红 2％(owt)2％(owf)2％(owf 染色碱 25ml／L 25ml／L 25ml／L NaCl 50g／L 50 g／L 50g／L β-CD 2．5g／L 一氯均三嗪β-CD 2．5g/L②工艺条件125℃30min80℃保温1Omin降温水洗

表2β-环糊精对染料染色性能的影响

(预先将β-环糊精与染料混合3小时后染色)

染料名

工艺

方法

△L﹡

△C﹡

△H﹡

K／S

％K／S

活性KE-3B红2％分散R-ERD2％分散R-ERD2％活性KE-3B2％性深蓝AEH2％

分散蓝B-ERD2％活性深蓝AEH2％分散蓝B-ERD2％

A B C A B C A B C A B C A B C

A B C

-0.72 -0.77 -0.63 -0.61 -0.47 -0.64 1.67 1.09 1.95 0.75 0.73 0.72 -O.83 -0.77 -0.78 0.03 0.13 0.03

0.66 0.79 0.84 -1.12 -1.11 -1.29 5.24 5.22 6.41 0.22 O.19 0.26 1.11 O.92 0.79 1.14 0.94 1.13

0.41 0.44

0.54 -0.61 0.51 -0.54 3.5l 2.98 3.02 0.08 O.17 0.01 0.90 0.99 0.75 0.26 0.23 0.15

1.7523 1.8793 1.7785 1.4229 1.4334 1.3846 3.2364 3.4783 3.2975 0.6865 O.6564 0.6500 1.3840 1.6381 1.4621 1.886l 1.9317 1.9125

100 107 101 100 1O1 97 100 107 101 100 95 95 1OO 118 106 100 102 101

(3)分析：从表可看出：β-环糊精无论对性染料、分散染料单独染色以及活性染料+分散料混合一浴一步染色都有增深作用，且匀染效也非常明显。而β-环糊精的衍生物一氯均三嗪β-CD效果不明显也不显著，所以我们对深色列再做进一步实验。实验表明：不同的碱剂条件下，β-环糊精无论对活性染料、分散染料单独染色以及活性染料+分散染料混合一浴一步染色都有增深作用，且匀染效果也非常明显。但在染色碱存在下，β-环糊精的效果更好。

可能因为在PH值恒定条件，对β-环糊精的包合效果更稳定。中性浴染色2．2．5活性染料选择因为活性染料与分散染料同浴进行染色，因此不能选用乙烯砜等类型的碱性浴活性染料，而应选用可在中性条件下与分散染料同浴染色的活性染料。中性活性染料的活性基团为菸酸均三嗪(国内称B型或AEH型活性染料)，它的反应性主要与染浴PH值、温度有关。经试验，在PH值6．5-7．5范围内得色率最高；且温度越高，反应性越强，在110-130℃时达到最高点，即得色率最高。因而这种染料适合与分散染料中性同浴染色。2．2．6活性染料中性条件染色性能实验(1)理想工艺(A工艺)：工艺流程：在规定温度下．染化料入染．。加盐后20分钟，加纯碱固色40分钟，降温后处理。处方：活性染料3％氯化钠、50g／l纯碱．40g／l(2)高温中性工艺(B工艺)：125℃染色30分钟后降温到80℃保温10分钟，降温后处理处方：活性染料3％硫酸钠20g／l(3)实验表明：活性翠蓝KN-G，活性黄KD-3G,活性翠蓝AEH在中性条件(B工艺)下，得色率比其它染料都高，主要因为KN型是耐酸不耐碱。KD型是双一氯均三嗪型，AEH型是乙烯砜和一氯均三嗪双活性基团，同类型中性能有差异可能因为各种染料母体结构不同，造成化学稳定性也不一样。2．2．7分散／活性中性染色工艺(1)工艺处方(g／l)分散染料2％(owf) 活性染料3％(owf)PH调节剂1 分散匀染剂0．5—2元明粉 30(2)染色工艺曲线

表三分散/活性中性染色

染料名

L﹡

C﹡

H﹡

K／S

活性黄KD-3G

分散黄ERD 活性翠蓝KN-G

分散蓝ERD 活性翠蓝AEH

分散黄ERD

80.34

50.64

52.87

62.32

36.68

32.96

86.99

210.94

220.73

7.8902

9.3345

4.9732

染中深色时，如后处理不当，会导致染色牢度降低，所以需充分洗净。先热水洗，去除多余的元明粉及浮色，再热水皂洗，完全去除浮色。

固色：B型和AEH型染料染中深色时，为提高染色牢度。需进行固色处理。选用反应型染料固色剂2-4g／l，60℃ 20min。

2．2．8染色牢度测试

表4染色牢度测试

皂洗牢度摩擦牢度原样变色棉布沾色干湿

活性黄KD-3G 分散黄ERD 活性翠蓝KN—G 分散蓝ERD 活性翠蓝AEH 分散黄ERD

4—5 4—5 4—5

4-5

4 4

5 4 4

4-5

4 4

3结语3．1分散染料ERD系列较适合分散／活性一浴法染色的碱性浴染色，染色PH值采用有机染色碱调节PH=9左右，电解质采用硫酸钠较好，染色温度125℃最适宜，采用匀染剂YL-17能有效控制分散染料的聚集，减少色花现象，但因缓染使上色率较低。3．2KD型活性染料比较适合高温染色工艺，这主要与它们的化学结构有关，具有两个一氯均三嗪型活性基团，化学性质稳定有关，部分B型活性染料在中性条件下比在弱碱性条件下具有比较高的K／S值，这主要是因为高温碱性条件下染料容易水解，因而固色率低。而中性条件下，染料相对于碱性条件下得色率高是因为染料不水解，此时染料与纤维间通过分子间的作用力和氢键结合。3．3弱碱性染浴中，不同的碱剂条件下，β-环糊精无论对活性染料、分散染料单独染色以及活性染料+分散染料混合一浴一步染色都有增深作用，且匀染效果也非常明显。但在染色碱存在下，β-环糊精的效果更好。可能因为在PH值恒定条件，对β-环糊精的包合效果更稳定。3．4中性工艺中，活性翠蓝KN-G，活性黄KD-3G，活性翠蓝AEH在中性条件(B工艺)下，得色率比其它染料都高，主要因为KN型是耐酸不耐碱，KD型是双一氯均三嗪型，AEH型是乙烯砜和一氯均三嗪双活性基团，同类型中性能有差异可能因为各种染料母体结构不同，造成化学稳定性也不一样。3．5分散／活性一浴一步法工艺在选择适合不同条件下的染化料助剂情况下，此工艺在弱碱性和中性条件下是可行的。参考文献【1】冯海涛等，涤棉混纺织物一浴一步法染色分散染料的选择，苏州丝绸工学院学报。第20卷第5期【2】Y．

Yang，S．1i．Single-bath,one-stepdyeing0f polyester／cottonwithdisperse／reactivedyes．IC&E．1998。420【3】马海涛等，涤棉纺织物分散/活性一浴一步法染色的发展，纺织工程【4】杨军等，活性染料染色用PH滑动剂的开发和应用．印染助剂，2002年8月第19卷第4期【5】崔浩然，提高活性染料浸染湿牢度与日晒牢度的途径．染整技术，2003年8月，第25卷第4期。【6】赵欣等，涤棉织物分散／活性碱性一浴一步法染色工艺的探讨，纺织学报，第24卷，第二期。【7】季丛元，分散/活性浸染一浴法生产实践，印染．2002，第8期【8】雷献玉等，ArgazolNF活性染料涤棉一浴法染色．印染，2002。第9期【9】刘维群涤棉针织物一浴一步法染色工艺，印染．2004，第30卷5期【1O】王蕾等环糊精整理织物的技术开发。印染，2004．第30卷8期


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