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涂層機之酸性染料易染氨綸/錦綸的同浴染色工藝探討

發布時間：2022-10-11 點擊：

涂層機、定型機、地毯機專業生成廠家無錫前洲興華機械2022年10月11日訊 采用弱酸性紅 GN、中性深黃 GL、中性藍 BM 三種染料對錦綸和酸性易染氨綸纖維進行同浴染色，研究了它們對兩者的染色性能，討論了染液濃度、染色溫度、保溫時間及染浴pH 值等工藝條件對酸性易染氨綸和錦綸同色性的影響，得出了各染料對易染氨綸／錦綸同浴染色時同色性的最佳染色工藝，并測試了在此工藝下染色后兩種纖維的皂洗色牢度。結果表明：易染氨綸／錦綸染深色時不存在色差的問題，染淺色 (染料用量 1 ％( owf ) ) 時在染色溫度 70℃，保溫時間 60 min,染液 pH 4.5 ，浴比 1:30的工藝條件下同色性較好；并且在此工藝下用該三種染料染色后，兩種纖維的沾色牢度和褪色牢度都能達到生產工藝要求。

作者：梁小琴吳志宇林俊雄

自從氨綸出現后，彈性產品就不斷涌現，含氨綸的彈力織物在國內外市場上十分流行，尤其是由氨綸和錦綸纖維交織的健美服飾，這些服飾柔軟舒適，有很多優點。然而，由于氨綸和錦綸纖維的染色性能存在較大差異，染色時產生強烈的競染現象，因此，兩者的交織物經染色后存在色差，使織物達不到理想的染色效果。如使用弱酸性染料染色，沸染足夠時間后，錦綸和氨綸表面上都已染上了顏色，但一經熱水洗，氨綸上的顏色馬上會被洗掉，從而織物會出現明顯的“露白現象” ，于是，氨綸得到良好的染色加工顯得尤為重要。

本研究在酸性染料易染氨綸改性成功并獲得其最佳染色工藝和適用染料的基礎上，對酸性易染氨綸和錦綸纖維同浴染色性能進行研究，并對影響兩種纖維同色性的一些工藝參數進行了探討。

實驗

1.1 材料與儀器

材料:酸性染料易染氨綸纖維(44.4dtex,華峰氨綸股份有限公司),錦綸纖維(44.4atex,t沙江華峰氨綸股份有限公司),弱酸性紅GN,中性深黃GL,中性藍BM,醋酸(AR)。
儀器:L-12/24C振蕩試色機(度門場比有啻機械有限公司)，UV2550型紫外分光光度計(Shimadzu Co.，Ltd) ,SF600X Datacolor測巴凱巴儀(美國DATA COLOR公司)。

1.2 試驗方法

1.2.1 易染氨綸、錦綸染色性能測試

在染料相對紗線的質量分數為 2 ( owf) 、溫度90℃、pH 4.5、浴比 1：30 的條件下對錦綸和易染氨綸分別染色 60min，測試不同時刻染料在纖維上的上染率，并繪制上染速率曲線。

1.2.2 易染氨綸／錦綸同色性工藝參數分析

工藝處方:染料/ %(owf) 1、2、3、4、5
溫度/℃ 60、70、80、90、100
時間/min 30、40、50、60、70
pH(用醋酸調節) 4、4.5、5、5.5、6
浴比 1∶30

1.3 測試方法

1.3.1 上染百分率的測試

在最大吸收波長下使用紫外分光光度計分別測定染色前和不同時刻染色后的染液吸光度,采用式(1)計算上染百分率R。

式中:Ai為不同時間染色所得染色殘液吸光度,Ao 為空白染浴的吸光度。

1.3.2 K/S 值的測試

在 SF 600X Datacolor 測色配色儀上選用 D6 光源和 10°視場下測定試樣 K ／S 值。

1.3.3 同色性平衡值 K 表征

染色同色性指染料在兩種不同纖維上的顏色均衡性。當 K 值等于 1 時，錦綸氨綸同色；當 K值大于1時，錦綸的顏色濃于氨綸；小于 1 時，易染氨綸的顏色濃于錦綸。

1.3.4 皂洗牢度的測定

稱取染色后的紗線,質量約為襯布質量的一半，夾于一塊100×40mm的棉布和一塊100× 40mm的錦綸布之間,沿著四邊縫合。然后將其置于5g/L皂液和2g/L碳酸鈉混合液中,在60℃下皂煮60min,再經清洗和干燥。以原樣作為參照樣,灰色樣卡用于評定試樣變色和貼襯織物沾色。

結果與討論

2.1 易染氨綸與錦綸的染色性能比較

采用弱酸性紅GN、中性深黃GL、中性藍BN三種染料對易染改性氨綸和錦綸分別染色,并繪制兩者的上染速率曲線,分析比較酸性染料對兩種纖維的染色性能。實驗方法見1.2.1,上染速率曲線如圖1--圖3所示:

涂層機,定型機,地毯機,地毯背膠機,靜電植絨機

從圖 1一圖 3 可以看出，三種染料染色時都有一個共同的特點：染料在錦綸上的初始上染率非常高，容易造成染色不勻。當達到染色平衡時，弱酸性紅 GN 和中性深黃G L 染色下的錦綸比易染氨綸的上染率要高，而中性藍BM對錦綸、易染氨綸纖維分別染色時的上染速率曲線幾乎重合，因此，說明此染料對錦綸和易染氨綸的染色性質十分相似。

2.2 影響錦綸／酸性易染氨綸染色同色性的工藝因素分析

采用單因素分析法,依次測定不同染液濃度﹑保溫溫度、保溫時間和 pH值下錦綸和易染氨綸的K/S值,并繪制同色平衡值K與各工藝參數的關系曲線。考慮到錦綸的染色不勻會嚴重影響到K/S值及色差的測定,因此,在以下的實驗中將升溫迷半紅制在1℃/min,并加快染液的振蕩速率。

2.2.1 染液濃度

控制染色溫度90℃,pH4.5,浴比1 ∶30,染色時間60min,通過改變染液濃度進而探究染深色和淺色時,易染氨綸/錦綸的同色性。由圖4可以看出,這三種染料對易染氨綸/錦綸同浴染色時,隨著染液濃度的升高,同色平衡值逐漸減小,并逐漸趨向于1。當染股代.而當濃度較小時,同色性牧時幾乎可以視為同色;而當濃度較小時,同色性較差。因此,必須針對淡中色染色,進行同色染色技術研究。于是,在以下的實驗中均采用染液濃度為1%。

2.2.2 染色溫度

如圖 5 所示，對于不同染料，用于錦綸和易染氨綸染色時，同色性隨溫度變化而變化的趨勢并不相同。在染色溫度為70℃時，對于三種染料來說，同色性都比較好；而對于弱酸性紅染料染色時，染色溫度在100℃ 時同色性比在 70℃ 時的同色性更好，但是，溫度過高對易染氨綸纖維有所損傷，且考慮到三種染料在實際應用時要用于拼色，需在同一溫度下染色。因此，在以下的實驗中選用的溫度為 70℃ 。

2.2.3 保溫時間

由于在同浴染色時，錦綸的上染速率比較快，上染百分率比酸性易染氨綸要高，但兩者存在竟染現象，適當延長時間可能會對兩者的同色性有幫助。因此，實驗研究了保溫時間對易染氨綸／錦綸同色性的影響，如圖 6 所示。

在保溫時間為60min時,錦綸和易染氨綸K值最接近于1,相對于低于60min的保溫時間來說,此刻的上染率最高,透染性更好。而保溫時間再繼續延長時易染氨綸已達到飽和上染,錦綸卻能繼續上染,因此,染色平衡值又漸漸大于1綜合考慮,確定后續實驗的保溫時間為60min。

2.2.4 pH值

染浴pH 值對易染氨綸／錦綸同浴染色同色性的影響如圖 7 所示。

如圖 7( a) 所示，pH 為4.5 時三種染料對錦綸和易染氨綸染色的同色性最好。另外，由 pH 值和K／S 值的關系曲線表明：錦綸的表面顏色深度隨著染浴 pH 值的升高而加深，而易染氨綸的表面顏色深度卻逐漸減小，這說明低 pH 更有利于易染氨綸得色。這是因為當染浴 pH 值與錦綸纖維等電點非常接近時，染料除了與纖維發生離子鍵結合外，還能與纖維發生較強的范德華力和氫鍵結合，使得錦綸的 K ／S 值很大，但此時易染氨綸的 K ／S 值卻并不高，這使得兩者的表觀色深相差很大。最終，將這三種染料染色時的 pH 值確定為 4.5。

2.3 質量評價

根據弱酸性紅GN、中性深黃GL、中性藍BM這3種染料對易染氨綸/錦綸纖維同浴染色的研究，得到最佳工藝:染淺色(染料用量1%(owf))時,染色溫度70℃,保溫時間60min,染浴pH4.5。

2.3.1 同色性評價

將易染氨綸／錦綸在以上所述的最佳染色工藝條件下同浴染色，所得的染色品的同色性質量評價如表 1 所示。

由表1可以看出染淺色時,錦綸和易染氨綸的同色平衡值都大于1,說明錦綸的表觀顏色深度比易染氨綸要深,但與此同時,同色平衡值又都小于1.5,此外,色差值△E小于3,因此,色差較小

2.3.2 皂洗牢度測定

表 2 所示為染淺色( 染料用量 1 (ow f) ) 時，易染氨綸和錦綸在上述最佳工藝下的同浴染色后皂洗牢度情況。

從表⒉可以看出,采用弱酸性紅GN、中性深黃GL、中性藍BM染料對易染氨綸/錦綸纖維同浴染色時,褪色牢度優良,都能達到4級。且弱酸性紅GN和中性深黃GL染色時沾色牢度等級≥4,中性藍BM染料染色時,錦綸纖維和易染氨綸纖維對錦綸布沾色牢度達到3～4級。因此,在染淺色時,實驗所確定的最佳工藝下同浴染色后的纖維基本達到易染氨綸/錦綸復合紡紗染色時色牢度的要求。