毛发快速染色的工艺研究

2016-01-20张瑞文刘小东

中原工学院学报 2015年1期

关键词：助剂毛发

张瑞文，刘小东

(1.中原工学院，郑州 450007； 2.许昌恒源发制品股份有限公司，河南许昌 461000)

毛发快速染色的工艺研究

张瑞文1，刘小东2

(1.中原工学院，郑州 450007； 2.许昌恒源发制品股份有限公司，河南许昌 461000)

摘要：研究了发制品行业中快速染色助剂对毛发染色效果的影响。在常规染色工艺的基础上，加入自制的生物酶染色助剂，观察对染色过程的影响，并对染色成品进行性能测试,结果表明：加入快速染色助剂可使染色工艺时间缩短1/3以上，成品毛发断裂强度均高于国家标准，沾色级别为5级，符合毛发色牢度标准。

关键词：毛发；快速染色；助剂

生活中人们染发目的大致有两种:一是将明显的白发染黑，使其变成自然黑色的头发；二是将头发染成不同的颜色，作为一种时尚追求。目前发制品染色以传统助剂和染色工艺为主，但是利用这种方法会产生毛发上染率低、上染慢、花色、脱色等现象，而且染色过程的高污染性和环境风险，加重了发制品产业节能减排的负担。

快速染色助剂可以降低毛发染色时花色的几率，保持发色的自然特性，对于提高产品质量和促进发制品行业健康持续发展具有重要意义。本文根据当前假发用染色技术中存在的问题，加入自制染色助剂，改进了染色工艺，并研究了快速染色效果。

1实验

1.1实验材料

硫酸钠：工业级，成都三联化工有限公司生产；高效渗透剂：自制；冰醋酸：工业级，郑州兴隆化工有限公司生产。

1.2实验仪器

DZKW-S-4型电热恒温水浴锅、Y571B型摩擦色牢度仪、YG004A型断裂强力测试仪、电子天平、玻璃棒、烧杯。

1.3实验原理

近两年，活性染料是头发或动物毛发染色最受推崇的染料。由于该染料色泽艳丽、色牢度高、吸尽率和耐日晒牢度好，符合环保要求，广泛用于高档发制品上色。毛发主要成分是蛋白质，含有-SH、-NH2、-OH等基团，可以与燃料活性基团以共价键或氢键等方式键合，通过调控pH值，可形成色彩绚丽的发制品。毛发在溶胀的前提下，小分子的染料渗入毛发，然后络合生成大分子不溶色素，锁闭在毛发内部，最终达到染着毛发的目的[1]。

1.4染色过程

流程：配制染液→纤维润湿→挤干→入染→按升温曲线染色→水洗→晾干

配方：酸性大红G(owf%) 2

硫酸钠(owf%) 5

pH值(硫酸调节) 2～4

浴比 1∶50

1.5摩擦色牢度和单纤维强度测试

按GB/T3920-2008标准测试染色毛发的干摩擦色牢度，按GB/T13835.5-2009标准测试染色毛发的力学性能。

2实验结果与讨论

2.1快速染色助剂的配比及制备

假发用快速染色助剂的配制：硫酸钠5～8 g、冰醋酸3～6 g、高效渗透剂8～15 g、去离子水68～83 g(实验用去离子水的硬度≤0.03 mmol/L[2])。向去离子水中慢慢加入硫酸钠，升温搅拌，温度保持在≤85 ℃，搅拌开始时较慢；待溶解完毕后，加入高效渗透剂，继续搅拌，搅拌时先慢搅，等溶液中有小气泡产生时，搅拌速度慢慢加快，直到全部溶解;降温至60 ℃，加入冰醋酸，搅拌均匀，搅拌速度先慢后快;30 min后，加入过硫酸钠，搅拌均匀，降至室温即可。不同实验方案的染色助剂配比如表1所示。

表1　染色助剂配比　g

2.2助溶剂的选用

传统染色技术(常规染色)通常选用硫酸作为反应体系中的助溶促染剂，这样虽然可以达到快速染色的目的，但是硫酸化学反应剧烈，浓硫酸稀释方法不当会引起爆炸，并且硫酸在空气中会自然吸收水分，造成浓度不足。因此，反应体系条件比较苛刻。若选用有机弱酸冰醋酸作为助溶促染剂(快速染色)，就可以避免上述现象的发生。不同染色方法的染色实验对比如表2所示。

由表2可以看出，快速染色工艺使用染料较少，说明毛发上染率较高。

2.3快速染色

表2　染色实验对比表　g

温度越高，作用时间越长，毛发柔软性越高，膨胀越大[3]。图1是毛发快速染色与常规染色的对比升温曲线图。

图1　升温曲线对比图

由图1可以看出，添加促染剂的染色过程(快速染色)需要的时间少于不添加促染剂(常规染色)需要的时间，节省时间1/3左右，提高了生产效率。

2.4固色性能

匀染、色牢度、尽染率是毛发染色性能最主要的评价指标，低温染色虽然可提高染料的染色速度，然而对匀染性不利。低温染色时毛发色牢度指标包括日晒、水洗、汗渍、摩擦等。鉴于发制品的特点，本文只进行摩擦牢度检测。采用干摩擦方式在色牢度测试仪上进行固色性能检测，结果如表3所示。

由表3可知，毛发色牢度沾色级别为5级，达到限定值≥4级的标准要求。

2.5强度分析

按照GB-T 13835.5-2009标准测试方法，用张力夹分组抽取样本，并将抽取毛发的中间部位夹入强力试验机的上、下夹持器中，按“拉伸”按钮，测试结果见表4。

表3　毛发色牢度测试表

表4　强度测试数据表

由表4可以看出，快速染色试样强度与常规染色产品强度对比变化不大，可以满足生产需要。

2.6与国内外同类技术对比情况

利用快速染色技术对毛发进行染色具有上染快、上染率高、固色牢度好、无毒、无刺激等特点。而利用常规染色方法进行染色时，染液中含有对人体有害的有机溶剂。在染整车间，从助剂中挥发出来的有机溶剂扩散到整个生产车间，对工作人员的身体健康造成很大危害。快速染色技术与国内外同类产品染色技术的比较如表5所示。

表5　快速染色技术与国内外同类技术对比

由表5可知，本文快速染色技术在产品质量、环保等方面的优势均非常明显。

3结语

假发用快速染色技术工艺比较简单，具有上染快、上染率高、固色牢度好、无毒、无刺激等优点。比传统工艺染色时间缩短1/3，染料上染率高，毛发色牢度沾色级别为4-5级。

参考文献：

[1]杜锋，杨少锋.无毒染毛剂的研发[J].染料与染色，2004，41(2)：91-92.

[2]赵见栓.假发用快速染色助剂及其制备方法：中国，201010541084.1[P].2011-11-12.

[3]王培义.化妆：原理·配方·生产工艺 [M].北京：化学工业出版社，1999：15-28，153-176.

(责任编辑：姜海芹)

Research on Application of Rapid Dyeing Hair

ZHANG Rui-wen1，LIU Xiao-dong2

(1.Zhongyuan University of Technology，Zhengzhou 450007；

2.Xuchang Hair &Yard Hair Products Co.，Ltd.，Xuchang 461000， China)

Abstract:In this paper, the effect of rapid dyeing auxiliaries on hair coloration was mainly studied by adding as-prepared biological enzyme-dyeing auxiliaries based on the conventional dyeing process in the hair products industry. The experimental results show that adding biological enzyme in dyeing process, time of the finished process is reduced by more than a third, the breaking strength values of the finished hair are higher than that of the national standard, and the staining levels of the finished hair are also up to five, which are in accordance with the standard of hair color fastness.

Key words:hair; rapid-dyeing; auxiliary