羊毛/锦纶格型大衣呢沾色问题的改进措施

2020-03-16曲延梅谭小雨

毛纺科技 2020年2期

曲延梅，王娟，谭小雨

(烟台南山学院工学院，山东烟台 265713)

近年来，国内外掀起一场粗纺千鸟格大衣、小西装的风潮，各类格型大衣呢顺势而生。但在实际生产过程中，使用羊毛与锦纶混纺的大衣呢染色后有严重的沾色问题，造成产品降等甚至滞销。从相关文献报道[1－2]看，可分别对羊毛、锦纶从染料和助剂方面进行工艺改善:对羊毛纤维增加1次纯碱处理，解决浮色问题；对锦纶纤维改用移染性好的强酸性染料，优化染色工艺，色牢度可提高1～2级，且不会沾色，匀染性较好[1]。

本文主要针对羊毛/锦纶原料的格型大衣呢的染色沾色问题加以分析，从染料和染色工艺2方面进行改进，有效降低其沾色问题，提高色牢度。

1 实验

1.1 实验材料

材料:羊毛/锦纶混纺面料，羊毛含量90%，锦纶66含量10%。

主要试剂:雅格赛特E型染料(无锡市丽马化工染料有限公司)，匀染剂、六偏磷酸钠(苏州鼎亚化工有限公司)，醋酸(郑州润泰化工产品有限公司)，元明粉(山东合展化工有限公司)，甲酸(苏州市峰益化工有限公司)，尤纳素CQ系列染料(宿迁虹光化学工业有限公司)，阿白格B、阿白格FFA(丹东恒信化工有限公司)。

织造:采用1/3破斜纬二重组织，以犬牙配色模纹为基础，正面红色和米色平均分布，反面为米白色，形成正面格型犬牙图案。

1.2 色牢度测试

在经过散毛染色、和毛、纺纱、织造工序之后测试面料的色牢度，在标准实验室(恒温25℃，相对湿度60%)对面料进行色牢度测试，耐摩擦色牢度按照GB/T 3920—2008《纺织品色牢度试验耐摩擦色牢度》；耐汗渍色牢度按照GB/T 3922—2013《纺织品色牢度试验耐汗渍色牢度》进行测试；耐皂洗色牢度按照GB/T 3921.1—2008《纺织品色牢度试验耐洗色牢度》进行测试。羊毛、锦纶、棉的色牢度测试结果如表1所示。

表1 色牢度测试结果级

从表1可以看出，织物色泣度很差[2]，说明纤维对染料的吸尽率低，容易造成浮色，导致成品格型深浅色沾色问题严重；而且残液中残留染料多，造成染料浪费；耐碱汗渍色牢度、耐皂洗色牢度差，说明固色效果不好，pH值控制不精确[3]。只有改进羊毛和锦纶66单纤维染色工艺，提高色牢度，才能改善混纺色织面料的色牢度差及沾色问题。

2 染色性能的影响因素

纤维本身的性能会影响纤维的饱和值及吸收染料的速率。在染色过程中，pH值会影响最后的吸尽率、上色速率和移染力[4]。始染温度、升温速率和保温时间也会影响染料与纤维的结合，同时助剂的使用可提高染料的配伍性及匀染性。

2.1 锦纶结构对染色性能的影响

锦纶66对氧化剂稳定性差，不能用双氧水、次氯酸漂白；对还原剂的稳定性较好，可以用保险粉、过氧醋酸进行漂白[5]。

锦纶纤维的结构比蛋白质纤维简单，仅在分子链的末端才具有羧基和氨基，在分子链的中间存在大量碳链和酰胺基，无侧链。羧基含量高于氨基，在等电点时氨基全部以NH3＋的形式存在，而羧基只是部分以—COO—的形式存在，锦纶66的等电点为6～7[6]。酸性染料对锦纶纤维的染色机制基本上与羊毛染色相同。

2.2 羊毛结构对染色性能的影响

染液中 Cl－、、D－受羊毛纤维引力，向纤维表面转移，占据染座。

染料的扩散速率:Cl－＞SO42－＞ D－。

染料与纤维亲和力:D－＞SO42－＞Cl－。

羊毛对氧化剂和还原剂的稳定性较差，还原剂如保险粉，能破坏胱氨酸建和盐式键。氧化剂尤其是含氯的氧化剂对羊毛作用明显，破坏鳞片层，使羊毛角质退化。羊毛对酸的稳定性较好，可使用强酸性染料，但是酸可以抑制羧基电离，并与游离的氨基结合，从而拆散了肽链之间的盐式键，使纤维的强度降低。随着酸的作用条件不同，蛋白质大分子中的肽键也会受到不同程度的水解。羊毛的碱性稳定性较差，羊毛经碱作用后受到严重损伤、变黄、含硫量降低、溶解性增加，影响的程度与时间、温度、碱浓度及碱的性质等有关[7]。

3 染料品种选择

3.1 锦纶用染料的选择

根据锦纶的染色特点，选择雅格赛特3种类型染料进行对比，色牢度对比如表2所示。

3.1.1 雅格赛特E型(匀染性酸性染料)

实验样品散毛染色使用的雅格赛特E型染料，此染料属于小分子单磺酸根染料，与锦纶通过离子键结合，适宜染中、深色。雅格赛特E型染料有较好的匀染性和移染性，条花覆盖性和优异的耐日晒色牢度，染料配伍性好，但起始温度低，湿牢度差，耐碱汗渍色牢度差，热定形色变大。特别是雅格赛特红E-BL，各项色牢度均不达标。

3.1.2 雅格赛特M型染料(中性染料)

雅格赛特M型染料属于单磺酸基染料，与锦纶通过范德华力、氢键结合，提升力佳，优良的各项湿色牢度，优异的耐日晒色牢度，属于1∶2型金属络合染料，雅格赛特红M-GX系列染料色泽偏暗，单从色牢度优势来看，此染料可以作为选择之一。

3.1.3 雅格赛特SNB型染料(弱酸性染料)

弱酸性染料通过范德华力、氢键、离子键与锦纶结合。通过对SNB型三原色的实验发现，SNB型染料各项色牢度优异，染料吸尽率高，提升力高，缸差稳定，不含重金属离子，具有优异的湿色牢度[8]。

锦纶染色的色牢度要求越来越高，环保要求也越来越严格，雅格赛特E型染料不含重金属，但色牢度差；雅格赛特M型染料属于金属络合染料，重金属存在超标风险[9]；雅格赛特SNB型染料属于新型酸性染料，在达到优异色牢度的同时也能满足环保的要求。综合考虑染料配伍性，锦纶66的最佳染料选择为雅格赛特SNB系列染料。

3.2 羊毛用染料的选择

从毛用染料的湿处理色牢度分析，毛用活性染料和媒介染料的色牢度优于强酸性染料[10]，考虑环保因素，现在普遍使用尤纳素活性染料。

尤纳素含有α－溴代丙烯酰胺活性基团，可与羊毛纤维同时发生加成反应和取代反应，提高了尤纳素对纤维的固着[11]。尤纳素染料不含金属离子，颜色鲜艳，色谱齐全，固色率高，重现性好，匀染性和渗透性优良，耐日晒色牢度优良，各项湿处理色牢度均可达到或超过国际羊毛局要求，染色工艺简单方便，易于操作。目前使用的尤纳素染料以CQ系列为主，还有黄4GK、红5BH等系列。

同系列染料配色，尤纳素染料具有良好的配伍性，色牢度优异。但实验中，散毛染色使用的尤纳素红CQ和尤纳素红3GS 2个系列染料配伍性并不好，部分染料没有完全吸尽，附着在纤维表面，在后道工序产生沾色问题。因此在拼染时必须选用上染速率、亲和力相近的染料，否则不同染料竞染现象突出。通过实验对比发现，尤纳素5BH与尤纳素CQ之间的配伍性较好，色光相符。

4 染色工艺改进

4.1 锦纶染色工艺

4.1.1 pH值

雅格赛特SBN属于弱酸性染料，在锦纶66的等电点以下染色时，主要以离子键形式固着在纤维的端氨基上，且染料在锦纶66上的饱和值与端氨基的含量基本相符。经实验分析，当pH值达到6时，染色湿色牢度最好，不同pH值情况下锦纶66的色牢度测试结果如表3所示。

4.1.2 温度

雅格赛特SNB与锦纶66亲和性好，上染速率快，但受温度影响较大，在中低温易造成匀染性差，出现色花现象，在染色过程中调整升温速率为1℃/min，升温到75℃时保温20 min，从而对锦纶66起到缓染作用。

4.1.3 染色工艺

染色处方:雅格赛特酱红SNB 1.2%(owf)，雅格赛特大红 SNB 2.8%(owf)，雅格赛特蓝 SNB 0.2%(owf)，匀染剂 1%(owf)，六偏磷酸钠1%(owf)，醋酸调节pH值至5。锦纶66染色工艺曲线见图1。

图1 锦纶66染色工艺曲线

对锦纶66原料采用雅格赛特SBN染料，选择染液pH值控制为5，控制升温速度为1℃/min时，锦纶66的染色湿色牢度达到4级，较其他2种染料提升1～2级。

4.2 环保型防沾色剂的应用

在图1所示的工艺条件下加入0.6 g/L的锦纶用防沾色剂，与锦纶66同时加入染浴中进行染色，与未加环保型防沾色剂的锦纶上染百分率进行对比，环保型防沾色剂对上染百分率的影响见图2。

图2 环保型防沾色剂对上染百分率的影响

环保型防沾色剂对雅格赛特SNB染料有很好的亲和力，一方面在染色过程中吸附了部分染料，使得染料对锦纶的上染百分率减少[11]，另一方面，吸附从锦纶上脱落的染料和水解染料，有效防止染色过程中色织物沾色问题。

4.3 羊毛染色工艺

羊毛染色的工艺主要从温度、助剂、后处理3个方面加以改进。

4.3.1 温度

羊毛散纤维在染色过程中，在65～75℃这个区间，尤纳素黄CQ、尤纳素蓝CQ和尤纳素红BL的上染速率相似且最快，在70℃保温20 min，有利于染料匀染性的提高，同时缩短了后期高温保温的时间，减少了能源浪费的同时改善了羊毛沾色问题。

4.3.2 助剂

在尤纳素上染羊毛的工艺设计中，实际染色过程出现了色花、色差、缸差等问题，所以使用匀可灵B代替常规使用的匀染剂阿白格B和渗透剂阿白格FFA。匀可灵B的两性亲和力较强，能够促进染料比较均匀地进入羊毛纤维内部；因为是散纤维染色，浴比较小且羊毛纤维排列不均匀，在染色过程中，加入高效渗透剂匀可灵FFA，以改善染料的吸尽率。

4.3.3 染色工艺

染色处方:

A:元明粉 0.5%(owf)，80%醋酸 2%(owf)，匀可灵 B 1.5%(owf)，匀可灵 FFA 0.6 g/L，pH值调节为5.5。

B:尤纳素黄 CQ 0.7%(owf)，尤纳素蓝 CQ 0.2%(owf)，尤纳素红5BL 2.2%(owf)。

C:新染浴。配方为小苏打 2%(owf)(调节pH值至 7～8)。

羊毛染色工艺曲线见图3。