真丝绸印花蒸化吸湿剂代替与工艺研究

戴桦根 曹颖 刘会

（嘉兴职业技术学院嘉兴 浙江嘉兴 314001）

0 前言

尿素又名脲，是二氧化碳与氨在180℃-200℃大气压下的产物。尿素为白色晶体或者粉末，有潮解性，以1∶1溶于水，溶液呈弱碱性。尿素在纺织印染中可以做有机溶剂，用于溶解染料；也可以做吸湿剂，印染过程吸收蒸汽中的水分以利于染料充分与纤维起化学作用固着；亦可以做纤维膨胀剂等其他助剂。

活性染料色谱齐全，湿牢度高，手感柔软，是印花过程中的主要染料，在各种织物上广泛应用。目前大多数印花企业采用全料法工艺，因此尿素的用量非常大。我国《国民经济和社会发展第十二个五年计划纲要》明确提出氨氮减排10%的目标，因此市场需要无尿素或低尿素的新型染料和固色系统。

除了以公害对策基本法、大气污染防止法、水质污染防止法等为基础的公害防止措施外，随着对地球环保意识的提高，作为造成水质污染（富营养化）物质，即氮、磷系化合物，减少其用量已成为染色工业的课题。

尤其是，为了促进染料溶解和上染，在必须使用大量尿素的一氯三嗪型活性染料印花工厂中，减少尿素用量已成为当务之急的课题。在工业上气蒸处理前对印花织物补充水分和用尿素替代物，作为降低尿素用量的一种措施已在进行试验。

本文通过筛选出的各种助剂替代尿素对真丝绸进行单色和拼色印花，通过测试织物的K/S值、色差、色牢度和轮廓清晰度，找出能够替代尿素，相对效果较好的助剂。

1 课题的研究背景及意义

本次试验是在传统活性印花染料的基础上，对其吸湿剂的削减或者完全不用尿素，减少环境的污染，做到真正的环保绿色印花。

1.1 尿素的作用机理

在活性染料印花中，尿素是一种必不可少的助剂。尿素是吸湿剂，吸湿量可达24.4%。它又是助溶剂，用于调制染料，帮助溶解、稳定色浆。它对活性染料的主要作用有以下三点：(1)活性染料分子中，虽然有亲水的磺酸基团，已经具有良好的溶解性，但由于印花制浆时，染料用量相应较高，而且浴比小，所以用尿素助溶还是需要的。(2)在活性染料印花后热固时，尿素通过吸湿作用，促进纤维膨化，有利于染料的渗透，提高吸湿量。对热固型的活性染料的得色效果比较显著。(3)为色浆中的水分保留剂。一般尿素的最低用量为1%。当染料用量超过1%时，尿素用量与染料相等，或者再增加3%-5%。

1.2 削减尿素用量的方法

削减尿素用量的方法有：采用取代物质、活性染料二相法印花、控制印花织物的湿度、无尿素的二浴冷轧堆染色法。但本试验是采用取代物质的方法削减尿素或替代尿素。

2 试验准备

2.1 试验材料 试剂 仪器

织物：真丝绸。

替代剂：尿素（工业）、甘油、三甘醇、四甘醇、双氰胺、已内酰胺、1/10GC。

染料：活性艳红K-2G、活性黄M-3R、活性蓝K-BD、活性藏青K-BF。

助剂：防染盐S、碳酸氢钠（分析纯）、碳酸钠（分析纯）、液碱、氢氧化钠、海藻酸钠（工业）。

仪器：电子天平、恒温水浴锅、磁棒印花机、针板烘干机、高温高压蒸化机、小样烘干机、计算机测配色仪。

2.2 工艺处方

数量（%）50 X 5 3成分8%海藻酸钠水尿素/替代剂活性染料碳酸氢钠防染盐S 2.5 1

2.3 原糊的调制

比例：海藻酸钠 8g+水 92ml

具体操作过程：量取92ml水于250ml烧杯中，加热至80℃。将预先称好的海藻酸钠分多次撒入热水中，边撒边搅拌，撒完后继续搅拌30min，呈半透明糊状为止，得到原糊。

2.4 色浆的调制

事先在19.25ml的水中溶解尿素（或其他的替代剂）和防染盐S，再溶解活性染料得到混合液，过滤到25g的原糊中，充分搅拌至均匀，最后在临用前加入碱剂。

2.5 工艺流程

调浆→印花→烘干→汽蒸（102~104℃，8min）→水洗→烘干→测色

3 测试方法

3.1 K/S值

用计算机测色配色仪测定印花后的织物的K/S值。表达式：（K/S）λ=（1-Rλ）2/2Rλ

3.2 色差

用计算机测色配色仪测定织物染色后的△E

3.3 耐摩擦牢度

参照GB／T 3920-1997《纺织品色牢度试验耐摩擦色牢度》测试用灰色样卡评定干摩擦布和湿摩擦布的沾色级数。

3.4 粘度值

用数字式粘度计NDJ-8S测定色浆的粘度

4 结果与讨论

4.1 尿素与替代剂对真丝绸活性染料单个染料印花品性能的影响

这些试剂在理论上可以当作吸湿剂，因此把这些吸湿剂按照工业上的用量替代尿素，调制色浆后对真丝绸进行活性染料印花，印花后与尿素相比得出以下数据：

表1 不同替代剂对真丝绸活性染料单色印花品K/S值的影响

表2 不同替代剂对真丝绸活性染料单色印花品△E的影响

从表1中可以看出三甘醇和甘油的K/S值是最接近尿素的K/S值，说明从得色量上看三甘醇和甘油是比较接近尿素的。

从表2中可以看出三甘醇和甘油的△E是最小的，说明三甘醇和甘油是比较接近尿素的且优于其他四种吸湿剂。

4.2 尿素分别与甘油和三甘醇混合替代剂对真丝绸活性染料单个染料印花品性能的影响

根据第一个试验，我们得出甘油和三甘醇的替代效果比较好，但是和传统工艺尿素相比还是有一定的差距，因此将尿素分别与甘油和三甘醇混合作为替代剂，研究对真丝绸活性染料单个染料印花品性能的影响。

取尿素和甘油的混合比例分别为75%∶25%、50%∶50%、25%∶75%、15%∶85%、5%∶95%，调制色浆后对真丝绸进行活性燃料印花,印花后并与尿素相比得出以下数据:

表3 尿素和甘油的不同混合比例对真丝绸活性染料单色印花品K/S值的影响

表4 尿素和甘油的不同混合比例对真丝绸活性染料单色印花品△E的影响

表5 尿素和甘油的不同混合比例对真丝绸活性染料单色印花品l,a,b的影响

综合从表3、4中可以看出，当甘油替代尿素的比例为25%~85%时效果还好，但是规律性不强，无法判断具体是哪个比例效果最好，最接近尿素，除此之外，从K/S值上看，有几个比例的值高于尿素，说明这几个比例的替代剂的得色量明显高于尿素。

取尿素和三甘醇的混合比例分别为75%∶25%、50%∶50%、25%∶75%、15%∶85%、5%∶95%，调制色浆后对真丝绸进行活性燃料印花，印花后并与尿素相比得出以下数据：

表6 尿素和三甘醇的不同混合比例对真丝绸活性染料单色印花品K/S值的影响

表7 尿素和三甘醇的不同混合比例对真丝绸活性染料单色印花品△E的影响

表8 尿素和三甘醇的不同混合比例对真丝绸活性染料单色印花品l,a,b的影响

综合从表6、7中可以看出，三甘醇和甘油的替代效果差不多，当三甘醇替代尿素的比例为25%~85%时效果还好。从K/S值上看，有几个比例的值高于尿素，其中对于活性黄M-3R来说，任何比例的K/S值都高于尿素，说明其替代剂的得色量明显高于尿素。

4.3 阶段性研究成果

传统真丝绸印花蒸化使用的尿素可以采用三甘醇和甘油削减或者替代，其最佳削减的比例和替代剂的最佳使用量需要在后续研究中确定。

[1]王澜,丁春燕,方浩雁,谢湘宇.真丝绸低尿素活性染料印花技术研究[J].丝绸,2010,(12).

[2]黄艳,朱平,王炳,张林.活性染料用于印花糊料现状[J].印染助剂,2008,(05).

[3]黄艳.活性染料印花糊料复配体系研究[D].青岛大学.2008.

[4]武丰才.活性染料无尿素印花技术[J].纺织导报,2012(01).

[5]王莉莉.印花糊料粘弹性行为及印制性能的研究[D].东华大学.2010.

[6]邱亚静,杨柳弟.活性染料印花糊料CCMS的印花性能[J].印染助剂,2013,(03).

[7]武丰才.真丝面料高精细度活性染料印花技术[J].纺织导报,2012,(04).

[8]宋秉政,刘元军,谭艳君.改变海藻酸钠的制备及其印花效果分析[J].染整技术,2012,(03).

[9]曾林泉.尿素在染整工艺中的应用[J].印染,2002,(02).

[10]朱文均,顾奇正,顾群.真丝绸印花糊料的合成和应用研究[J].染整技术,2005,(12).