影响涤棉混纺织物分散/活性染料一浴法染色效果因素的探讨

2017-09-14曾钦学

纺织科学研究 2017年9期

关键词：上染率纺织物分散染料

曾钦学

中纺标（深圳）检测有限公司广东 518000

影响涤棉混纺织物分散/活性染料一浴法染色效果因素的探讨

曾钦学

中纺标（深圳）检测有限公司广东 518000

为了探讨影响涤棉混纺织物染色的因素，本文将涤棉混纺织物在不同温度、pH值、保温时间、浴比条件下染色，进行对比试验和正交试验。试验表明，涤棉混纺织物一浴法染色最佳的试验条件：温度为130 ℃、pH值为7、保温时间为50 min、浴比为1∶20及以上。

涤棉混纺织物一浴法染色温度 pH值保温时间浴比

1 引言

涤棉混纺织物既有纤维素纤维吸湿透气的功能，又有聚酯纤维良好的保型性和染色牢度，所以深受广大消费者的青睐，在各类服装面料中占有重要地位。而传统和现行涤棉混纺织物染色工艺的染色时间较长，生产效率低，水、电、汽消耗大，污水排放量大，急需进一步改进完善，研究开发新型的涤棉混纺织物染色工艺，在提高生产效率的同时，节水、节能、减少环境污染。为了缩短染色工艺流程，降低染色成本，减轻染色废水处理的困难，几十年来染色工作者一直致力于涤棉混纺织物分散染料一浴法染色的研究。本文通过在不同温度、pH值、保温时间、浴比条件下，对涤棉混纺织物染色，进行对比试验和正交试验，找出涤棉混纺织物一浴法染色最佳的试验条件，从而帮助企业在日常生产中调整工艺、节约成本，达到节能环保的作用。

2 试验

2.1 原理

通过不同条件下上染百分率的比较得出最佳试验条件。

2.2 方法

上染百分率采用残液比色法测定，染液的吸光度在 722型紫外线可见分光光度仪上测定，根据以下公式计算上染百分率：

式中：

A0--样液加上和皂洗液相同量的水后的吸光度

A1--染色后的残液加上皂洗液后的吸光度

2.3 试样

白色平纹涤棉混纺织物（65/35），80 g/m2，20 m*1.2 m；市场采购。

2.4 仪器

GR202-35高温高压染色机（江苏无锡市前洲印染设备有限公司）；电热恒温水浴锅（上海上登实验仪器设备厂）；JJ-2000B电子天平（精度0.00001，常熟市双杰测试仪器厂）；722紫外线可见光分光度仪（上海奥普勒仪器有限公司）。

2.5 药品

分散红3B（见图1）、活性红（见图2）、分散剂（NNO）、元明粉、pH值缓冲剂、渗透剂（JFC）、皂片、氢氧化钠。以上样品均为分析纯。

2.6 操作

（1）温度对染色的影响测试

根据传统二浴法工艺曲线和工艺处方，取70℃、80℃、90℃、100℃、110℃、120℃和130 ℃为一组温度，其他试验条件不变，分别用分散染料和活性染料对涤棉混纺织物进行染色。经紫外线可见光分光度仪测试染色残液后，得出不同温度下分散染料和活性染料对涤棉混纺织物的上染率。

图1 蒽醌型分散染料：分散红3B

（2）pH值对染色的影响测试

分散染料适合在弱酸性条件下染色，活性染料则要在近中性条件下染色，因此，pH值的波动将会在很大程度上影响工艺的稳定性，为此，根据二浴法染色工艺，在其他试验条件不变的情况下，调节染浴pH值分别为4、5、6、7、8、9、10，用分散染料对涤棉混纺织物进行染色；配制相同的一组染浴用活性染料对涤棉混纺织物进行染色。经紫外线可见光分光度仪测试染色残液后，得出不同pH值下分散染料和活性染料对涤棉混纺织物的上染率。

（3）保温时间对染色的影响测试

当染色温度为130 ℃、pH值为7时，其他试验条件不变，选择保温时间为10～70 min，研究保温时间对染色效果的影响。经紫外线可见光分光度仪测试染色残液后，得出不同保温时间分散染料和活性染料对涤棉混纺织物的上染率。

（4）浴比对染色的影响测试

当染色温度为130 ℃、pH值为7时，其他试验条件不变，分别以浴比为 1∶10、1∶20、l∶30 和 l∶40 对涤棉织物进行一浴法染色。经紫外线可见光分光度仪测试染色残液后，得出不同浴比下分散染料和活性染料对涤棉混纺织物的上染率。

3 结果与讨论

图2 R型活性染料

图3 工艺曲线

本正交试验的目的是通过2.6的试验，得出各影响因素的比对因子，进行正交试验，从而得出最佳的染色条件。染色工艺处方如下，工艺曲线（见图3）。

3.1 试验方案与结果

试验方案与结果设计表（见表1）。

3.2 分析与讨论

影响涤棉混纺织物染色的因素主要有温度、pH值、保温时间和浴比，现逐一作对比试验。并进行正交试验，从而得出最佳的染色条件。

（1）温度

经试验得出不同温度下的分散染料和活性染料对涤棉混纺织物的上染率 (见表 2)。

从表2可以看出，活性染料上染率随着温度的升高而提高。如，当温度为约100 ℃时，上染率为92%，达到最大；当温度继续升高时，上染率为91%，稍有下降。而分散染料上染百分率随温度的升高，上染百分率逐步升高。如，当温度达到100 ℃时，上染率为50%，当温度达到130 ℃时，上染率为90%，达到最大值。这是由于，涤纶的玻璃化温度在130 ℃左右时，染料最容易进入纤维中。因此，分散染料和活性染料一浴法染色的温度在130 ℃以上时对染色最为适宜。另外，当温度升到80 ℃以后时，由于活性染料上染速率提高，很容易使织物产生色花；因此，当温度达到80 ℃时，应适当保温，通过降低升温速率控制染料的上染速率，可使染料均匀上染，减少色花的出现。

综上，分散/活性染料一浴法染色的温度在130 ℃时染色最适宜。

（2）pH值

测试后得出不同pH值下分散染料和活性染料对涤棉混纺织物的上染率（见表3）。

从表3可以看出,分散染料在pH值为4～7的染浴中，上染效果都较好，当pH值高于7时，上染率开始慢慢下降；而活性染料却相反，在pH值为4～7的染浴中，上染率不断上升，上升幅度较大，在pH值大于7后，上染率略有增大，但增幅降低。所以，染浴的pH值在7左右时,分散染料和活性染料的上染效果都较好。由于生产上采用的元明粉偏碱性, 故必须选择一个合适的缓冲剂来稳定pH值。为此, 先在染浴中加入HAc和NaAc两种助剂组成缓冲体系。查资料得出，当助剂HAc和NaAc的用量分别为0.45%和0.55%时，元明粉的用量在20～40 g/L时,染浴的pH值接近中性,对染浴的缓冲效果最好,且不会影响染料的上染百分率。

综上，当染浴中的pH值为7时，分散染料和活性染料都能很接近最佳的上染效果。此外，在中性染浴中染色，既可省去了还原清洗工艺，也符合节水与环保的初衷。

（3）保温时间

不同保温时间对染色效果的影响。试验结果（见表4）。

从表4可知，当其他条件不变时，随着保温时间的增加，上染率不断变大，只是在40 min后略有增加，50min时上染率接近最大。可见，保温时间对分散/活性染料高温高压一浴法染色效果有一定的影响。这可能是由于染色温度高达130 ℃后，分散染料从染液中上染到织物上并进行扩散需要一定的时间。

综上，保温时间为50 min时的染色效果较好。

（4）浴比

不同浴比对涤棉混纺织物进行一浴法染色。试验结果（见表5）。

从表5可看出，在相同条件下，浴比越小残液中染料量越少，越节约染料，可减少污水排放。此外，当浴比为 l∶10时，两种染色工艺处理得到的染色织物都表现出染色不匀现象。工艺中浴比 l∶20、 l∶30 和 l∶40 得到的染色织物的深度用肉眼看来偏差很小。这说明，在上述浴比条件下，织物的匀染性都较好。从节约染料和保护环境的角度出发，应选择 l∶20的浴比。此后的正交试验中将不再讨论。

表1 试验方案与结果设计表

表2 不同温度下分散染料和和活性染料对涤棉混纺织物的的上染率（%）

表3 不同pH值下分散染料和活性染料对涤棉混纺织物的上染率（%）

表4 保温时间对上染率的影响

表5 不同浴比下分散染料和活性染料对涤棉的上染率

图4 最佳涤棉混纺织物分散/活性染料一浴法染色工艺曲线

表6 因素水平表

综上，浴比为 l∶20及以上时均可。

（7）正交试验

由上述对比试验得出，一浴法染色适合的染色环境是：温度为120℃～130 ℃，正交试验中的X取120 ℃、125 ℃和130 ℃；pH值为6～8，正交试验中的Z取6、7、8；保温时间为40 min～60 min，正交试验中的Y取40 min、50 min和60 min。其因素水平表（见表6）, 其试验结果（见表7）。

由以上正交试验结果可知，最佳试验条件：温度为130 ℃，pH值为7，保温时间为50 min。从正交试验表中的极差也可以看出，pH值对涤棉上染率的影响较其他两因素大一些。这说明，温度值在120℃～130 ℃和保温时间在40 min～60 min时，不会对上染率有很明显的影响。

根据上述分析可得出温度、保温时间、pH值和浴比对涤棉混纺织物分散/活性染料一浴法染色效果的影响，最佳涤棉混纺织物分散/活性染料一浴法染色工艺曲线（见图4）。