丝/棉/麻三合一面料同浴同色染色技术研究

王晓芳，吴 岚，钱士明，余志成

(1.达利(中国)有限公司 研发中心，杭州 311231；2.浙江理工大学 材料与纺织学院，杭州 310018)

丝/棉/麻三合一面料同浴同色染色技术研究

王晓芳1，吴 岚1，钱士明1，余志成2

(1.达利(中国)有限公司 研发中心，杭州 311231；2.浙江理工大学 材料与纺织学院，杭州 310018)

针对丝、棉、麻3种纤维不同的染色性能，研制了适合于丝/棉/麻混纺或交织织物染色的同色匀染剂DL-66，探讨了配套的染整工艺，包括同色匀染剂用量、活性染料筛选、碱剂浓度、染色温度、固色温度与时间等工艺参数。

混纺织物；蚕丝；棉；麻；同浴染色；同色性；匀染剂

随着人们对纺织服饰的消费在品种、数量、文化品位、多层次需求方面的要求日益提高，从现代服装的发展趋势来看，采用单一原料的纺织面料已越来越少，而多种纤维组合而成的面料越来越多。不同纤维的性能各异，各具优缺点，通过混纺或交织可取长补短，大大改善面料的服用性能[1-2]。

丝/棉/麻三组分纺织面料集3种纤维之优点，使真丝纤维优异的光泽、棉纤维良好的舒适性，以及亚麻或苎麻纤维的挺括、滑爽性等自然风格有机结合起来，经过精深加工，产品细腻、滑糯、富有弹性、光泽自然独特，给人以轻薄、凉爽、挺括、高雅的感觉。

多组分纺织品因所含纤维化学组成、化学结构、超分子结构、形态结构和光学性质各不相同，导致其染色性能不同[3]。棉、麻纤维同属纤维素纤维，但由于麻纤维聚合度、取向度、结晶度均较棉高，故手感较硬，染色性能差。真丝属于蛋白质纤维，结构及染色性能与纤维素完全不同。因此，丝/棉/麻三组分面料在染色同色性方面存在着比双组分纤维面料更大的难度。

由于多组分纤维纺织品的染色难点多,目前这类产品大多采用多种染料分浴多步或一浴多步法染色，这样相对容易控制，但是染色工序长、耗水耗能高、污水排放量也多、加工效率低且成本高[4]。因此，本研究针对丝、棉、麻3种纤维不同的染色性能，研制了适合于丝/棉/麻三组分织物染色的同色匀染剂DL-66，并研究了配套的同浴同色染色工艺，包括同色匀染剂用量、活性染料筛选、碱剂浓度、染色温度、固色温度与时间等工艺参数，解决了丝/棉/麻三组分面料同色染色的技术难题，对实际生产具有一定的指导意义。

1 试 验

1.1 材料、药品和仪器

试验材料：桑蚕丝织物，纯棉织物，纯麻织物，平方米克重均为100 g/m2左右。

试验药品：同色匀染剂DL-66(自制)，元明粉、纯碱、小苏打为分析纯，平平加O(上海森斐化学品有限公司)，活性染料3BS红、3RS黄等(德司达有限公司)，活性染料S-G藏青、WNN黑等(亨斯曼有限公司)，活性染料A-3G红、AET海军蓝等(上海纺科化工有限公司)。

仪器和设备：SF600X型电脑测配色仪(美国Datacolor公司)，MP502B型电子天平(上海升隆电子科技有限公司)，HH-6数显恒温水浴锅(常州国华电器有限公司。

1.2 染色方法及升温曲线

加入助剂、染料与DL-66，搅拌均匀，升温至60 ℃加入丝、棉、麻织物各0.5 g，浴比1︰30条件下染色45 min，然后加入小苏打或纯碱，升温至70 ℃保温40 min，皂煮、水洗。

1.3 性能测试

1.3.1 织物K/S值的测试

采用Datacolor SF600X型电脑测配色仪(D65光源，45°)对织物的染色表观度(即K/S值)进行测定。

1.3.2 三组分混纺或交织物同色性的评价方式

由于文献中很少有三组分混纺或交织物同色性的评价方式，本研究借用数学统计中均方差的概念来表征三组分织物染色同色性的好坏。均方差是各变量值与其均值离差平方的平均数，它是测算数值型数据离散程度的最重要的方法。同色性由均方差σ表示：均方差σ越小，表示三组分织物同色性越好，一般情况下，σ值小于0.25则同色性较好。式中：(K/S)1、(K/S)2、(K/S)3分别为三组分织物的染色K/S值，为三组分织物K/S值的平均值。

2 结果与讨论

2.1 DL-66染色匀染剂的研制及其用量对同色性的影响

鉴于真丝、棉与麻纤维对活性染料上染性能的差异，本研究在大量试验的基础上，研制了丝/棉/麻同色匀染剂DL-66，它由无机碱与表面活性剂等复配而成，可调节活性染料在不同纤维的上染性能、上染效果，提高丝/棉/麻三组分面料的同色染色效果。表1为同色匀染剂DL-66用量对纯丝、棉、麻织物同色性效果的影响。

从表1可以看出，随着DL-66质量浓度的增加，棉、麻组分K/S值变大，真丝组分K/S值总体上呈下降的趋势。当DL-66质量浓度在2～2.5 g/L时，基本能达到最佳的同色效果；继续增加DL-66质量浓度，真丝K/S值进一步下降，而棉、麻K/S值进一步提高，真丝与棉、麻色差反而加大，同色性变差。因此，DL-66在有效的质量浓度范围内，能调节活性染料在真丝、棉、麻三组分之间的分配，起到良好的同色效果。

表1 同色匀染剂DL-66用量(g/L)对纯丝、棉、麻织物同色效果的影响Tab.1 Effect of the concentration of DL-66 on the homochromatism of fabrics

2.2 丝/棉/麻三组分面料染色活性染料的筛选及碱剂的选用

同色匀染剂可调节活性染料在丝、棉、麻3种纤维上的染料分配，提高丝/棉/麻三组分面料的同色染色效果，但是对于某些上染性能差异较大的活性染料来讲，仅用同色匀染剂是不够的。本研究对30余只活性染料的同色效果进行了试验，结果见表2。

从表2可知，有些活性染料如S-3R黄、CA橙、A-3G红、AET海军蓝、CA大红、CA蓝、RGB洋红等在纯碱作碱剂时，真丝、棉、麻三组分的同色性良好，只要对其染色工艺参数(如碱剂浓度、温度与时间等)进行合理调节，三组分染色的同色性完全是可以实现的。但也有些活性染料如RN艳蓝、EFFN蓝、6B艳绿、WNN黑、GL黄、3B红、BB蓝、3GL黄、F-2B红、G黑、RGB洋红等在纯碱作碱剂时，真丝、棉、麻三者同色性很差，无论染色工艺参数如何调控，都不能达到较好的同色效果。因此，要使丝/棉/麻三组分织物获得良好的同色性，染料筛选是最重要的一个环节。

表2 丝/棉/麻三组分织物活性染料染色同色性Tab.2 Effect of different reactive dyes on the K/S value and homochromatism of fabrics

从表3可知，用小苏打作碱剂时，活性染料在真丝上的K/S值较高，颜色较深，这是因为真丝纤维上的氨基亲和性高，容易与活性染料发生反应形成共价键结合；而棉、麻织物K/S值都很低，与真丝色差很大，这是因为小苏打碱性不够强，溶液pH值较低，不利于活性染料与纤维素反应，棉、麻织物的K/S值普遍很低。因此，丝、棉、麻三组分织物用活性染料进行同浴染色时，不宜采用小苏打作碱剂。

由表3还可看到，选用纯碱作碱剂，在较低质量浓度(1 g/L)时真丝K/S值就能达到很大，随着纯碱用量的增加，其K/S值反而下降，这是因为蚕丝在碱性浴中带有负电荷，而且所带负电荷随溶液碱性的增加而增加。因此，纯碱浓度提高，使真丝纤维对活性染料阴离子斥力增加，不利于活性染料上染。而棉、麻织物在纯碱浓度较低时K/S值较小，随着纯碱浓度增加而提高。因此，纯碱浓度提高，有利于棉、麻织物K/S值上升，真丝织物K/S值下降，有利于丝、棉、麻三者同色性趋好。

表3 碱剂对纯丝、棉、麻织物染色的影响Tab.3 Effect of alkaline agent on the K/S value and homochromatism of fabrics

2.3 染色温度对纯丝、棉、麻织物同色性的影响

染色温度对纯丝、棉、麻织物染色的同色效果的影响如表4所示。

表4 染色温度对纯丝、棉、麻织物同色性的影响Tab.4 Effect of dyeing temperature on the K/S value and homochromatism of fabrics

从表4可知，纯丝、棉、麻织物的染色K/S值随染色温度提高而增加，当60～70 ℃达到最大值；温度进一步提高，K/S值反而有所下降，这是因为活性染料水解所致。从同色性效果看，染色温度在60～70 ℃时，丝/棉/麻三组分同色性达到最好。这是因为染色温度的升高，既有利于纤维的膨化，又可加速染料分子扩散，两者均有利于染料的上染和染料与纤维反应形成共价键结合。但温度过高，会加剧活性染料的水解，使织物的K/S值下降。

2.4 元明粉用量对纯丝、棉、麻织物同色性的影响

活性染料直接性比较低，因此染色时需加入大量的元明粉进行促染。中性盐用量少，上染率和固着率较低；用量过高，对提高固着率作用不大，而且也易造成真丝绸的“灰伤”等问题。元明粉对纯丝、棉、麻织物同色性的影响如表5所示。

表5 元明粉用量(g/L)对纯丝、棉、麻织物同色性的影响Tab.5 Effect of the dosage of anhydrous sodium sulfate on the K/S value and homochromatism of fabrics

从表5可知，元明粉用量的增加能使活性染料对丝、棉、麻三种面料的K/S值都有不同程度的增加，但是对同色性没有明显的影响。从对染色深度K/S值的影响来讲，元明粉用量超过50 g/L后，K/S值增加不大。因此，试验确定活性染料染丝/棉/麻织物时元明粉用量为50 g/L。

2.5 固色时间对纯丝、棉、麻织物同色性的影响

固色时间对活性染料染纯丝、棉、麻织物染色深度及同色性的影响如表6所示。

表6 固色时间对纯丝、棉、麻织物同色性的影响Tab.6 Effect of the fi xation time on the K/S value and homochromatism of fabrics

从表6可知，纯丝、棉、麻织物K/S值随固色时间增加而提高，当固色时间超过50 min时，增加固色时间对K/S值影响不明显；固色时间对三组分的同色性没有显著影响。

3 结 论

1)DL-66质量浓度在2～2.5 g/L时，能有效调节活性染料在真丝、棉、麻三组分之间的分配，起到良好的同色效果。

2)丝、棉、麻三组分织物用活性染料进行同浴染色时，不宜采用小苏打作碱剂。选用纯碱作碱剂，在较低质量浓度(1 g/L)时真丝K/S值就能达到很大，随着纯碱用量的增加其K/S值反而下降；纯碱浓度提高，有利于棉、麻组分K/S值上升，真丝组分K/S值下降，有利于丝、棉、麻三者同色性趋好。

3)活性染料如S-3R黄、CA橙、A3G红、AET海军蓝、CA大红、CA蓝、RGB洋红等在纯碱作碱剂时，只要对其染色工艺参数合理调节，三组分染色的同色性完全可以实现。但也有些活性染料无论染色工艺参数如何调控，都不可能达到较好的同色效果。

4)丝/棉/麻三组分织物染色工艺配方为：活性染料0.33 g/L、元明粉50 g/L、DL-66 2 g/L、纯碱1 g/L、平平加O 0.2 g/L。染色温度为60 ℃，浴比为1∶30条件下，染色45 min，加入纯碱，升温至70 ℃，保温40～50 min，皂煮、水洗。

[1] 梅士英，唐人成.新型多组分纤维纺织品及染整关键技术[C]//高技术纤维及其面料开发应用论坛论文集.北京：中国纺织工程学会，2010：102-137.

[2] 王宏，王莉. 天丝/竹/棉多组分混纺织物的染色[J].河南工程学院学报，2008，20(2)：1-3.

[3] 宋心远.多组分纺织品活性染料生态染色技术[J].印染，2009，35(11)：43-46.

[4] 宋心远.多组分纺织品活性染料一浴法染色和助剂[J].印染助剂，2009，26(9)：1-8.

Study on one-bath homochromatic dyeing of fabric made of silk, cotton and hemp

WANG Xiao-fang1, WU Lan1, QIAN Shi-ming1, YU Zhi-cheng2
(1. Research Center of High Fashion (China) Co., Ltd., Hangzhou 311231, China; 2. College of Material and Textile, Zhejiang Sci-Tech University,Hangzhou 310018, China)

In order to make different fibers have uniform colors in dyeing, the leveling agent DL-66 was prepared to process the fabric made of silk, cotton and hemp. Meanwhile, the suitable one-bath dyeing and finishing process was researched, including the dosage of DL-66, the filtering of reactive dyes, the concentration of alkaline agent, dyeing temperature, temperature and time of dye fi xation, etc.

Mixed fabric; Silk; Cotton; Hemp; One-bath dyeing; Homochromatism; Leveling agent

TS193.8

A

1001-7003(2012)03-0001-04

2011-09-10；

2011-10-19

杭州市技术创新项目([2008]192号)

王晓芳(1984－ )，女，助理工程师，主要从事真丝绸的印染新技术研究和新产品开发。