酸性染料染锦纶用匀染剂性能检验方法探讨

2012-10-29黄桂珍何丽清薛桂萍颜陈喜

化纤与纺织技术 2012年1期

黄桂珍，何丽清，薛桂萍，颜陈喜

(1.广东纺织职业技术学院，广东佛山 528041； 2.广东三水昊通印染有限公司，广东三水 528100)

酸性染料染锦纶时，染料上染急剧，易在织物表面产生“经绺”或“横档”等染色疵病，当两只或两只以上的染料拼色时，易发生竞染现象[1]，解决的方法是在染液中加入合适的匀染剂。现在市场上酸性染料染色用匀染剂种类繁多，结构各异，匀染效果不尽相同。据文献介绍，检验匀染剂性能常用的方法有：缓染性试验、移染性试验等，综合这些方法能基本检验出匀染剂的性能好坏，但是实验结果评判标准不够直观精确。本文探索新的酸性染料染色用匀染剂检验方法是：染色处方采用三原色弱酸性染料拼色，染色工艺用阶梯式升温的染色方法，染后织物用电脑测色仪测试布样的CIE 1976 L*、a*、b*值，再用数学方法计算结果。该方法能精确判断出匀染剂的性能好坏，帮助企业筛选出优秀的匀染剂应用于生产，提高产品质量，降低翻修风险，使企业在市场上获得更好的竞争力。

1 实验

1.1 材料、试剂和仪器

材料：经前处理的锦纶针织物(广东肇庆鸿基织业有限公司)

染料：雅格赛特红N-2RBL、雅格赛特黄N-R、雅格赛特蓝N-R(广州雅运纺织化工有限公司)。

试剂：匀染剂201(佛山市高明汇通化工有限公司)、匀染剂PSP(佛山市顺德区盈丰达化学工业有限公司)、冰醋酸(市售工业级)。

仪器：JJ1000型电子天平(中国常熟市双杰测试仪器厂)，INFRA-RED红外染色小样机(香港KMS颜色科技有限公司),Datacolor SF600电脑测色仪(美国Datacolor公司)。

1.2 试验方法

1.2.1 染色处方

雅格赛特红 N-2RBL 0.2 %(owf)

雅格赛特黄 N-R 0.2 %(owf)

雅格赛特蓝 N-R 0.6 %(owf)

冰醋酸 0.5 g/L

匀染剂 1.0 g/L

浴比 1∶25

1.2.2 染色工艺曲线

图1 染色工艺曲线(一)

图2 染色工艺曲线(二)

1.2.3 常规试验方法

1.2.3.1 缓染性试验

准确称取5 g织物，均匀分成5份。按1.2.1染色处方配制染液，按染色工艺曲线(一)进行染色，待染液升温至40 ℃时，投入第1块织物染色，并开始计时。在2 min、4 min、8 min、16 min时分别投入第2、3、4、5块织物进行染色，染毕取出水洗、干燥[2]。

1.2.3.2 移染性试验

取按缓染性试验染色的第1块织物与同规格大小白布1块缝合在一起。将缝合布样放入移染液(即按1.2.1染色处方，配制不加染料，只加入助剂的空白液)中，然后按染色工艺曲线(一)进行移染，染毕将染色布与白布取出拆开，水洗、干燥[2]。

1.2.4 新试验方法(匀染性)

按1.2.1染色处方配6杯相同的染液，各加入4 g织物，按染色工艺曲线(二)进行染色。第1杯染液在染至50 ℃保温5 min后染色结束，取出①号布样并水洗、干燥。第二杯染液在染至60 ℃保温5 min后染色结束，取出②号布样并水洗、干燥。以此类推，第6杯染液在染至100 ℃保温5 min后染色结束，取出⑥号布样并水洗、干燥。

1.3 测试方法

1.3.1 常规测试方法(缓染性)

(1)当第5块织物与第1块织物色泽相似，评为5级(缓染性最好)。

(2)当第4块织物与第1块织物色泽相似，评为4级。

(3)当第3块织物与第1块织物色泽相似，评为3级。

(4)当第2块织物与第1块织物色泽相似，评为2级。

(5)当第2块织物与第1块织物色泽不相似，评为1级(缓染性最差)[2]。

1.3.2 常规测试方法(移染性)

用Datacolor电脑测配色仪测定最大吸收波长下，移染后色布、白布的表面深度K/S值，移染率按公式(1)计算：

移染率=[(K/S)2/(K/S)1]×100%

(1)

式中：(K/S)1代表移染后色布的K/S值；

(K/S)2代表移染后白布的K/S值[3]。

1.3.3 新的测试方法(匀染性)

用Datacolor电脑测配色仪测出①～⑥号染色布样的CIE 1976 L*、a*、b*值，其中，L*值是表示颜色的明度值，明度值越高，颜色越亮； a*值是表示颜色的红绿度，正数偏红，负数偏绿； b*值是表示颜色的黄蓝度，正数偏黄，负数偏蓝[4]。以⑥号染色布样为标准样，按公式(2)分别计算各个布样的 L*、a*、b*值对标准样的偏差S(L*)、S(a*)、S(b*)，即相对不匀度，再按公式(3)计算出总不匀度。

(2)

总不匀度= S(a*)+S(b*)

(3)

式中：S(x)代表布样①～⑤号的 L*、a*、b*值对染色布样⑥号的偏差S(L*)、S(a*)、S(b*)，即相对不匀度；

xi代表①～⑤号布样的L*、a*、b*值，xn代表⑥号布样的的L*、a*、b*值，n=6。

2 结果和讨论

2.1 用常规试验方法测到的缓染性和移染性

常规缓染性试验方法是根据染色时间对上染百分率的影响，考查不同时间染色布样在匀染剂作用下能否达到颜色一致，颜色一致性高则说明匀染剂的缓染效果好，反之则差。移染性试验是基于匀染剂能够与纤维或染料结合，因此有一定的剥色作用，将色布与白布置于含匀染剂的移染液中，色布上的染料部份被剥落，上染到白布上，白布得色越深，移染率越高，则说明匀染剂的移染性越好。

用常规方法测得的缓染性和移染性见表1。

表1 缓染性和移染率

由表1可看出，匀染剂201的缓染性评级是4级，也就是说，在染色8 min后，染液达到52 ℃时加入的织物与在染色初始染液温度40 ℃时加入的织物得色一致。说明匀染剂201在染色时能够阻止染料过快地与纤维结合，起到较好的缓染作用。匀染剂201的移染率为45.43 %，说明其移染效果好。即使初始时染料有上染不匀的现象，也能通过移染来提高染色均匀性和遮盖性。匀染剂PSP的缓染性评级是3级，移染率为14.74 %，说明该匀染剂有一定的缓染作用，但移染作用较差。

2.2 用新测试方法测到的匀染性

本文探索的新的匀染性测试方法，染色处方用红、黄、蓝三原色弱酸性染料拼色，是因为两只或两只以上染料拼色时，易产生竞染现象，染色的匀染性更差。染色工艺没有按照常规的染色工艺，而是采用阶梯式升温的染色工艺，每匀速升温10 ℃后保温一小段时间。用电脑测配色仪测量各阶段染色织物的CIE 1976 L*、a*、b*值，再计算出L*、a*、b*值的相对不匀度和总不匀度。总不匀度小则说明在各个染色阶段，三种染料能匀速上染织物，织物的色光都相接近，因此匀染剂的匀染性能就好。

按照新测试方法，检验匀染剂201和匀染剂PSP的匀染性，得到的结果见表2和表3。同时，测试不加入匀染剂染色时染料的匀染性，结果见表4。

表2 匀染剂201的CIE 1976 L*、a*、b*值及织物外观

表3 匀染剂PSP的CIE 1976 L*、a*、b*值及织物外观

表4 不加匀染剂时染料的CIE 1976 L*、a*、b*值及织物外观

由表2的数据计算得出，匀染剂201的相对不匀度为：S(L*)=0.12，S(a*)=0.14，S(b*)=0.14；总不匀度为：S(a*)+S(b*)=0.28。

由表3的数据计算得出，匀染剂PSP的相对不匀度为：S(L*)=0.08，S(a*)=0.99，S(b*)=0.16；总不匀度为：S(a*)+S(b*)=1.15。

由表4的数据计算得出，不加匀染剂的相对不匀度为：S(L*)=0.03，S(a*)=0.54，S(b*)=0.13；总不匀度为：S(a*)+S(b*)=0.67。

在染色过程中，首先，好的匀染剂应该是能够控制染料上染纤维的速度，使每个阶段的染色布样的颜色深度随着时间增加而递增，即L*值逐渐减小，这样计算出来的S(L*)值不能过小，过小则说明染料易瞬染。表4中布样②到布样⑥的L*值非常接近，S(L*)=0.03，说明不加匀染剂染色时染料会急剧上染纤维，使布面产生色花。其次，好的匀染剂应该是能够控制同浴的每只染料以相同的速度上染纤维，降低染料的竞染现象，使每个阶段的染色布样色光都一致，即a*、b*值变化不大，S(a*)和S(b*)越小越好，总不匀度也越小越好。匀染剂201的总不匀度为0.28，匀染剂PSP的总不匀度为1.15，不加匀染剂的总不匀度为0.67，说明匀染剂201有较好匀染性能，而匀染剂PSP的匀染性很差。

用弱酸性染料染锦纶时，染料以离子键、氢键和范德华力共同作用而与纤维末端氨基结合，由于氨基含量低且纤维微结构均匀性差，因此染浴中染料分子对锦纶纤维有很强的亲和力，染色过程中容易瞬染，导致染色不匀[1]。所以不加匀染剂时，三种染料的竞染、瞬染现象严重，匀染性很差，染出来的织物颜色很不均匀。染色时加入匀染剂，匀染剂通过占据纤维上的染座与染料产生竞染，因而延缓染料的上染；或与染料结合减少染料直接上染纤维，然后通过移染达到缓染的效果[5]。匀染剂201能与染料或纤维结合，延缓染料上染纤维，所以有较好的匀染性。匀染剂PSP不能有效地阻止染料过快地与纤维结合，所以匀染性很差。

因此，以不加匀染剂染色得到的总不匀度为分界点，总不匀度越小匀染剂的性能越好。总不均度小于0.3，匀染剂性能很好；总不均度在0.3～0.6范围，匀染剂性能一般；总不均度大于0.6，匀染剂的性能很差，跟不添加匀染剂染色的效果一样。

对比常用的和新的两种匀染剂性能检验方法，我们不难发现，新方法操作简单，准确度高，直观、清晰；常用的方法不够直接和精准。因此，新的方法是一种能有效检验酸性染料染色用匀染剂性能的方法。