棉纤维、聚酯纤维是在纺织工业中使用量最大的两种纤维[1]。在染整加工过程中,由于黑色织物的比例比较高,所以活性染料、分散染料是棉纤维、聚酯纤维染色的常用染料。为了工厂使用方便,市售的活性染料、分散染料中的黑色,大多由三原色拼混制成。不同厂家生产的拼混黑染料,色光略有不同。人们习惯地认为,发青光的黑色才是纯正的黑色,而发红光或者绿光的黑色往往显得黑度不够[2]。如何调整染整工艺,提高黑色织物的表面深度,是本文讨论的重点。
1 染色增深
在染色过程中,从染料选择,到染色配方的调整,再到后处理工艺的调整,是提高织物黑度的关键。
1.1 棉织物染色
织物规格:19.5tex×19.5 tex(30 s×30 s) 全棉平纹细布。染色设备:高温常压甘油染样机。染料:汽巴克隆黑W-NN HC和LS-NH.C。在不同染色温度下对全棉织物染色,通过自动测色配色仪在580 nm处测得的织物表面深度平均值K/S的数据见表1。由表1可知随着染色温度的上升表面深度平均值K/S也随着增加。由于染料W-NN HC在加入量较低时染色深度较高,充分利用该染料在较低温度下染色可以进一步节省能源。
表1 W-NN HC和LS-NH.C染料在不同染色温度下的表面深度值 染色温度/℃ W-NN HC的平均K/S值 LS-NH.C的平均K/S值 30 19.412 16.334 40 20.559 16.517 50 20.956 17.792 60 21.059 18.453 70 21.251 20.325 注:染料7%(o.m.f.),食盐20 g/L,纯碱30 g/L,浴比1︰50,染色 保温时间20min,染色后25℃水洗10 min。
表2中列出了70℃下不同染料量染色棉布在580 nm处表面平均深度值。不难看出,染料LS-NH.C在加入量较低时仍有着较好的染色深度。所以,对黑度要求不高时可以利用该染料的这一性质,进一步降低染料成本。
表2 W-NN HC和LS-NH.C染料不同加入量的表面深度值 染料/%(o.m.f.) W-NN HC的平均K/S LS-NH.C的平均K/S 3 11.815 19.213 4 14.902 19.469 5 16.792 19.800 6 18.540 20.108 7 21.251 20.325 注:食盐:20g/L,纯碱:30g/L,浴比:1︰50,染色温度70℃,染色保温时间:20min,染色后25℃水洗10min。
表3 轻薄涤纶织物在不同染色配方下的表面深度值 波长/ nm 平均K/S值 分散黑S-2BL10%(o.m.f.) 染色配方① 400~450 20.675 32.355 460~500 28.280 33.890 510~550 28.420 33.865 560~600 28.720 34.925 610~650 27.690 31.135 660~700 23.125 25.775 注:浴比:1︰50;染色后25℃水洗10min。
1.2 涤纶染色
1.2.1 轻薄织物染色配方的调整
织物规格:经纱和纬纱为8.3tex/72f的全涤FDY雪纺。染色设备:高温常压甘油染样机。染料:分散黑S-2BL;100%粉状分散深蓝HGL,100%粉状分散橙S-4RL,100%粉状分散红玉S-2GFL,通过实验确定的优化配方①为:分散深蓝HGL 7.2 %(o.m.f.)、分散橙S-4RL 2.5 %(o.m.f.)、分散红玉S-2GFL 0.3 %(o.m.f.)。表3中列出了染料分散S-2BL黑10%(o.m.f.)与优化配方①染色温度在130℃时保温40 min后对全涤雪纺织物染黑的表面平均深度值。两个配方染料总量相同,但染色后织物表面深度相差较大。两种配方染色都在580nm处出现最大平均深度值。市售拼混染料的
表4 厚重织物在不同染色配方下的表面深度值 配方代号 染料/%(o.m.f.) K/S值 ② 8 27.18 ③ 12 25.47 ④ 15 26.37 ⑤ 8 22.84 注:浴比1:50,染色后25℃水洗10min,130℃保温40 min。
1.2.2 厚重织物染色配方的调整
表5 添加不同的分散染料后织物的表面深度值 添加染料的名称与数量(o.m.f.) 表面深度值K/S 配方② + 1% 蓝2BLN 28.25 配方②+1%的蓝2BLN和1%的红3B 28.03 配方②+1%的红3B 27.07 配方② + 2%的蓝2BLN 28.93 配方② + 2%的蓝2BLN和2%的红3B 28.65 配方② + 2%的红3B 27.49 注:浴比1:50染色后25℃水洗10min,130℃保温40 min。
1.2.3 添加不同结构
以涤纶厚重织物为例,在配方②中添加不同结构的分散染料,对6块白织物同时染色,并在580 nm处测得其表面平均深度值(见表5)。从表5中看出,配方②中添加蓝色染料可以增深;配方②中添加红色染料表面深度变浅。在高温三原色(HGL深蓝、S-2GFL红玉、S-4RL橙)中添加比例较低、相对分子量较小的分散染料(如蓝2BLN、红3B),对于提高织物表面深度的意义不大。表5的数据表明,染厂日常改黑色的织物底色较浅时,改色配方可不调整。当改色织物的底色较深时,比如墨绿色或藏青色,前者的改色配方可以较多地减掉产生黄光的分散橙,后者的改色配方可以较多地减掉产生蓝光的分散深蓝。不同染料生产厂家生产的浆状深蓝和粉状深蓝,由于染料的力份和色光都有区别,因此以分散深蓝为主要成分的市售拼混黑色染料的深蓝、橙、红玉的混合比例很难确定。参照表3中具有较高表面深度值的配方①的比例,染黑色涤纶织物配方中深蓝、橙、红玉的混合比例可以定初步选定在为:18:6:1。
2 后处理
2.1 棉织物
棉织物染色的后处理主要包括水洗和皂洗。用活性染料染棉后,皂洗可以提高织物的表面深度值。表6中给出了不同皂洗温度对黑色棉织物表面平均深度值的影响。数据表明黑色织物皂洗温度并不是越高越好,90至95℃是最佳的皂洗温度。
表6 不同皂洗温度下棉织物表面深度值的变化 皂洗温度/℃ W-NN HC的K/S LS-NH.C的K/S 80 20.225 21.260 85 20.485 21.390 90 20.760 21.595 95 21.105 21.715 100 20.673 21.441 注:织物规格与染色条件同1.1,染料7%(o.m.f.), 皂洗时间10min,液皂1g/L。
2.2 涤纶织物
涤纶织物的后处理主要包括水洗和还原清洗。分散染料染涤纶(织物规格同1.2.2)黑色织物,经后处理织物表面平均深度值有提高,相关数据见表7。加强染色后的
表7 后处理对黑色涤纶织物表面深度的影响 工艺条件和工艺处方 平均的K/S 染后25℃水洗10min 27.18 保险粉2g/L;纯碱2g/L;75℃,20 min 28.22 注:染色设备同1.2.1,染色配方同②。
2.3 二次水洗
全棉织物黑色长车平幅连续轧染或平卷缸染色后需要平幅水洗、皂洗和烘干。若烘干后再次用平洗设备水洗,织物黑度有提高。涤纶织物间歇式绳状染色的水洗和还原清洗之后还需要脱水。脱水后重新进缸水洗,可最大限度的去除织物表面的浮色和其他杂质。相关数据见表8。这样的加工流程增加了成本,却较明显地提高了黑色染色织物的黑度。当客户对黑度有较高要求时,可以采取调整染色配方和染整工艺的方式,明显地增加织物的黑度。虽然可以通过增深整理剂的方式也能明显提高织物的黑度,但成本较高。
表8 二次水洗对黑色织物表面深度的影响 工艺条件和工艺处方 平均的K/S 棉织物烘干后再次平洗车清水洗15 min 23.73 涤纶织物脱水后再进缸清水洗15 min 29.96 注:棉织物染色染料为:活性W-NN HC,染料总量(o.m.f.)7%,浴 比1:6,皂洗95℃×10min,染色设备为平卷缸。涤纶织物染色配方 同②,浴比1:10,染色工艺130℃×40min。后处理和水洗同2.2。
3 结语
通过精选染料,调整染色工艺和染色配方,精心设计染整工艺,可以提黑色织物的表面深度。在特黑织物染色时,由染厂根据客户要求自行色光调节,可降低活性染料和分散染料成本,从而达到降低废水处理压力的目的。