羊毛/锦纶纤维酸性染料染色的同色性研究

朱元昭， 赵亚楠， 杨　勇， 汪　青,2

(1.中原工学院； 2.河南省纺织服装协同创新中心， 郑州 450007)



羊毛/锦纶纤维酸性染料染色的同色性研究

朱元昭1， 赵亚楠1， 杨勇1， 汪青1,2

(1.中原工学院； 2.河南省纺织服装协同创新中心， 郑州 450007)

采用酸性染料对羊毛和锦纶纤维进行染色，分析了pH值、温度和匀染剂对染色性能及羊毛/锦纶同浴染色后纤维同色性能的影响。结果表明：在羊毛/锦纶同浴染色时，仅通过调整工艺条件无法达到染色纤维同色性的要求，需要加入自制匀染剂，并在染色温度为95 ℃，染色时间为60 min，元明粉用量为15 g/L，匀染剂用量为1 g/L时，可使两种纤维之间的色差较小，基本达到同色效果。

同色性；匀染剂；色差

羊毛是高档的天然蛋白质纤维，具有优良的弹性、丰满的手感和良好的保暖性能[1]；锦纶纤维的强力和耐磨性能较好，在合成纤维中具有较高的吸湿性及弹性。羊毛/锦纶混纺织物在一定程度上综合了羊毛和锦纶纤维的优点，具有良好的服用性能和独特的穿着风格，对于改善高级服装面料的性能具有重要意义[4]。

采用同浴一步法对羊毛/锦纶混纺织物染色可大大提高生产效率，降低成本，但由于羊毛和锦纶纤维在化学结构和物理性能上的差异，使得羊毛/锦纶混纺织物在同浴染色后同色性不好，锦纶得色往往深于羊毛，故需从染色工艺和染色助剂等方面进行优化[2,5-7]。本文利用酸性染料对羊毛/锦纶混纺织物进行染色，通过优化染色工艺和添加匀染剂，较好地改善了羊毛/锦纶混纺织物同浴染色的同色性。

1　实　验

1.1实验材料和仪器

实验材料：羊毛纤维、锦纶纤维(市售)、ANOSET酸性红2B、ANOSET酸性蓝2R 、ANOSET酸性黄2R、冰乙酸(AR)、乙酸钠(AR)、硫酸铵(AR)、匀染剂(自制)。

实验仪器：电子天平、紫外可见分光光度计(UV2400)、电热恒温水浴锅、pH测试仪、双温对置振荡式染样机、Datacolor SF600X电子测色配色仪、电热恒温鼓风干燥箱。

1.2实验方法

1.2.1染色处方

酸性染料(红、黄、蓝，owf%)为5%，自制匀染剂0.5～2 g/L，元明粉15 g/L，pH值3.45～6.5，浴比1∶100。

1.2.2染色工艺条件

1.3测试方法

图1　染色工艺曲线

1.3.1上染百分率

按处方配置标准液，用移液管吸取一定量的染液，在容量瓶中定容稀释一定倍数，然后通过分光光度计测定标准染液的最大吸收波长，并测定标准染液的吸光度A。染色后，将染色的残液也稀释相同倍数，在最大吸收波长下测定残液的吸光度Ai，按照如下公式计算上染百分率：

上染百分率=(1-A/Ai)×100%

1.3.2上染速度曲线

以规定染料浓度对羊毛和锦纶分浴入染，测定在80 ℃、85 ℃、90 ℃、95 ℃时分别保温5 min、10 min、20 min、40 min、60 min时的上染百分率。以上染百分率为纵坐标，时间为横坐标，绘制上染速度曲线，并标注各染色温度。

1.3.3染色深度的测定

采用Datacolor SF600X电子测色配色仪，选择D65光源和10°视角对织物反射率进行测定。

2　结果与讨论

2.1羊毛、锦纶纤维染色影响因素分析

2.1.1pH值对上染百分率的影响

在相同条件下采用酸性染料分别对羊毛、锦纶纤维进行染色。改变染液的pH值，固定其他染色条件，染色温度取95 ℃，分析pH值对羊毛和锦纶染色性能的影响。测试结果如图2、图3所示。

图2　不同pH值下羊毛上染速度曲线

图3　不同pH值下锦纶上染速度曲线

由图2可知，羊毛在染色过程中，随着pH值的增大，其上染百分率和上染速度均降低；在同一pH值条件下，随着染色时间的延长，羊毛染色的上染百分率增大并达到最大值，随后，上染速度逐渐减慢，最终趋于平衡状态。这可能是因为染液pH值小于羊毛纤维的等电点的pH值(3.5～4.8[8])，羊毛纤维带正电荷，染色时酸性染料靠静电引力被吸附到纤维上，染色速度较高，但是随着pH值增大到4.5～5.5，羊毛纤维不带电荷，染料则因范氏力而上染纤维，染色速度减缓，当染液pH值提高到6.5时，羊毛纤维带负电荷，阻碍酸性染料上染，羊毛的染色速度进一步降低。

由图3可知，pH值的变化对锦纶的最大上染百分率影响较小，而且在不同pH值条件时，锦纶的初染速度几乎没有差别，都是在很短的时间内达到最大上染百分率，随着染色时间的延长，锦纶的上染百分率和上染速度变化不大。这可能是因为锦纶纤维上氨基的数量比羊毛少得多，染液pH值的变化没有造成锦纶纤维电性的变化，酸性染料上染锦纶主要是依靠范氏力的作用，从而使染液pH值对锦纶上染百分率影响较小。

2.1.2染色温度对上染百分率的影响

温度是控制染料上染的一个重要因素。改变染液温度，固定其他染色条件，pH值取4.5，分析温度对羊毛和锦纶染色性能的影响，结果如图4、图5所示。

图4　不同温度下羊毛上染速度曲线

由图4可知，羊毛在80 ℃时，上染百分率较低。随着温度的增加，染料的上染百分率增加。当温度达到95 ℃左右时，染料上染百分率达到最大值,且随着时间的延长，温度对上染百分率影响很小。这是由于羊毛的外层是结构紧密的鳞片层，其对染料的扩散有很大的阻力，但随着温度的升高，羊毛纤维内部结构发生溶胀，在酸性条件下纤维间的氢键被打开，纤维中空隙变大，染料得以顺利进入纤维内部，使得上染百分率增大。

图5　不同温度下锦纶上染速度曲线

由图5可知，在染色时锦纶的初始上染量比羊毛高得多，在极短的时间内达到最大上染百分率,并保持动态平衡，同时随着温度的升高，锦纶上染百分率也逐渐增大，但是相对于羊毛其增大的幅度很小。当锦纶的染色温度达到95 ℃左右时，其上染百分率达到最大值，这是由于酸性染料对锦纶的亲和力更高[6]，使得酸性染料更易对锦纶染色。

2.2羊毛/锦纶混纺织物同色性研究

根据上述分析结果可知，仅仅通过调节pH值和温度不能改善羊毛/锦纶纤维同色效果[9-10]，因为染色时锦纶的初始上染量比羊毛高得多，所以需要在染浴中添加自制匀染剂，通过降低染料在锦纶纤维上的初始上染速度达到同色效果。

2.2.1未添加匀染剂时羊毛/锦纶同浴染色

在相同的染浴组成及工艺条件(染料用量5 %owf，染色温度95 ℃，染色pH值为4.5，元明粉用量15 g/L，染色保温时间60 min)下，不添加匀染剂，对羊毛和锦纶进行同浴染色，其中羊毛和锦纶纤维混合比例为1∶1。反射率曲线如图6所示。

图6　羊毛和锦纶反射率曲线

由图6可知，锦纶反射率远远小于羊毛，说明锦纶纤维的得色量远远大于羊毛纤维,羊毛和锦纶纤维之间存在明显的色差，不能达到匀染效果。

2.2.2添加匀染剂时羊毛/锦纶同浴染色比较

在与2.2.1相同的染浴组成及工艺条件下，在染浴中添加自制匀染剂[11]，使用红、黄、蓝3种酸性染料对羊毛/锦纶进行同浴染色，其染色后反射率曲线如图7所示。

(a)弱酸性红　　　　　　　　　　　(b)弱酸性黄　　　　　　　　　　　(c)弱酸性蓝图7　红、黄、蓝3种染料染色后羊毛和锦纶的反射率曲线

由图7可以看出，羊毛和锦纶对于色光的吸收几乎相同，两者之间的色差明显减小，两者的反射率曲线趋于一致。这说明添加匀染剂后，降低了酸性染料在锦纶纤维上的初染速度，使酸性染料在两种纤维上的上染速度基本一致，染料在羊毛和锦纶上均匀地分配，从而达到同色效果。

3　结　语

在相同工艺条件下，采用酸性染料对羊毛/锦纶进行同浴染色，由于染料对羊毛和锦纶的初始上染速度不同，很容易产生染色不匀，但是仅仅通过调节工艺条件，无法达到同色性要求。通过控制酸性染料在锦纶纤维上的初染速度，使酸性染料对两种纤维的上染速度基本一致，使染料在羊毛和锦纶上均匀地分配，从而达到同色效果，通过在染浴中添加匀染剂可达到这一要求。

[1]赵涛.染整工艺学教程(第二分册)[M ]. 北京:中国纺织出版社,2005:163-201.

[2]王树根,巫若子.毛混纺产品染色动态[C]//江苏省纺织工程学会.2006年度印染学术年会论文集.南京：长三角论坛，2006:170-174.

[3]刘金芝.羊毛/锦纶混纺坯布染色问题的解决方法[J].毛纺科技.2013,41(6):55-57.

[4]程晓鹤,龚异优,王建明.毛/锦混纺织物一浴同色染色[J].印染,2010(1):16-19.

[5]郑今欢,周秋宝.毛/锦混纺纱酸性染料染色的同色性研究[J].现代纺织技术,2002,10(3):1-5.

[6]顾春香.提高锦纶染色匀染效果的途径[J].染整工业,2002,24(5):2-24.

[7]何瑾馨.染料化学[M]. 北京:中国纺织出版社.2009.

[8]周晓东,盛冰冰,董超红,等.羊毛混纺织物的染色[J].染料与染色,2006,43(6):26-29.

[9]蒙蓉敏.羊毛/锦纶混纺织物的染色[J].印染译丛,1988( 3): 7- 9.

[10]李伟.羊毛/锦纶/腈纶纤维同浴染色工艺[J].印染,2007(19):19-21.

[11]杨慧彤.锦纶染色中匀染剂的选用[J].印染,2005(10):31-33.

(责任编辑：姜海芹)

Study on the Color Identity of the Co-dyeing of Wool/nylon Fibres with Acidic Dyestuff

ZHU Yuan-zhao, ZHAO Ya-nan, YANG Yong, WANG Qing

(1.Zhongyuan University of Technology; 2.Henan Textile and Garment Synergy Innovation Center， Zhengzhou 450007, China)

This thesis researches wool and polyamide fiber stained by acid dye, then pH, temperature and leveler agent have been analyzed to find the influence on dyeing properties, and color properties of wool and polyamide apposition dyeing.The experimental result shows that is incapable to meet the requirements of homochromatism just by adjusting technology conditions. Self-made leveler should be added when the wool and polyamide is apposition dyeing. As the dyeing temperature is 95℃, dyeing time is 60min, the dose of sodium sulfate is 15 g/L, and leveler is 1 g/L, color difference between these two fibers could be decreased after dyeing, in the main, monochromy function is reached.

homochromatism; levelling agent; color

2016-06-22

朱元昭(1992-)，男，河南南阳人，硕士生。

1671-6906(2016)04-0043-04

TS193.5

A

10.3969/j.issn.1671-6906.2016.04.009