棉用活性染料對(duì)真絲綢染色的工藝研究

高 尚，丁 武，黃健夫

(達(dá)利(中國(guó))有限公司，杭州 311231)

棉用活性染料對(duì)真絲綢染色的工藝研究

高 尚，丁 武，黃健夫

(達(dá)利(中國(guó))有限公司，杭州 311231)

通過(guò)對(duì)染色時(shí)間、溫度，促染劑及其用量，堿劑及其用量等因素分析，優(yōu)化了真絲綢的染色工藝，提高了染料的上染率和色牢度，降低了染料和鹽堿的用量，減少了廢液中染料及鹽堿的殘留，使染色工藝更符合環(huán)保要求；新工藝簡(jiǎn)單方便，成本低廉。

活性染料；真絲綢；色牢度；染色

目前，國(guó)內(nèi)外的印染企業(yè)為了提高真絲綢的染色牢度，普遍采用活性染料染色。因?yàn)樵诨钚匀玖戏肿咏Y(jié)構(gòu)中含有反應(yīng)性的活性基團(tuán)，它們與蛋白質(zhì)纖維上的羥基、氨基、亞氨基等發(fā)生反應(yīng)，形成共價(jià)鍵，提高了染料與纖維的結(jié)合率，色牢度好。然而，活性染料對(duì)真絲綢染色常規(guī)工藝存在著染料上染率和固著率低、深色色光不穩(wěn)定，殘液中染料、鹽、堿濃度偏高，對(duì)生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生一定的破壞等問(wèn)題。因此，提高活性染料對(duì)真絲綢染色的上染率和固著率，并降低染料和鹽、堿的用量，是當(dāng)前迫切需要解決的問(wèn)題。

1 試 驗(yàn)

1.1 材 料

16.5 姆米素縐緞(100 %真絲)。

1.2 染化料

染料：諾威克隆系列，雷馬素系列，紡科素A系列。助劑：元明粉、小蘇打、純堿、絲發(fā)油、JFC、SN-S凈洗劑(巴司夫)。以上染料和助劑均為工業(yè)品。

1.3 儀器及設(shè)備

ECO紅外打樣機(jī)(DATACOLOR公司)、DATACOLOR電腦測(cè)配色儀(DATACOLOR公司)、耐洗色牢度儀(溫州大榮標(biāo)準(zhǔn)儀器有限公司)、耐汗?jié)n色牢度儀(溫州大榮標(biāo)準(zhǔn)儀器有限公司)、日曬色牢度儀(美國(guó)Q-SUN公司)、摩擦色牢度儀(溫州大榮標(biāo)準(zhǔn)儀器有限公司)。

1.4 測(cè)試方法

1.4.1 染色深淺的測(cè)定

染色深淺的測(cè)定在Data Color測(cè)色儀上進(jìn)行，測(cè)定染色織物的明度(L)，L值越小表示顏色越深。

1.4.2 色牢度的測(cè)定

按照GB/T 3921－1997《紡織品 色牢度試驗(yàn)?zāi)驮硐瓷味取吩囼?yàn)3標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試耐洗色牢度。按照GB/T 3922－1995《紡織品 耐汗?jié)n色牢度標(biāo)準(zhǔn)》測(cè)試耐汗?jié)n色牢度。按照GB/T 3920－1997《紡織品 色牢度試驗(yàn)?zāi)湍Σ辽味葮?biāo)準(zhǔn)》測(cè)試摩擦色牢度。

2 結(jié)果與討論

2.1 高溫工藝的開(kāi)發(fā)與優(yōu)化

實(shí)驗(yàn)先研究確定高溫染色的工藝，主要研究了溫度、促染劑用量、堿劑用量及染色時(shí)間等因素對(duì)染色性能的影響。

2.1.1 染料的篩選

根據(jù)染料優(yōu)選原則，所選染料必須符合以下幾個(gè)條件：1)符合Eco-Tex Standard 100的要求，環(huán)保無(wú)害；2)含有2個(gè)以上的活性基團(tuán)，具有較高的反應(yīng)性，固著率高，色牢度好；3)染料同纖維具有較大的親和力，上染率高，促染劑的用量少；4)染料中不含金屬、可吸附的有機(jī)鹵化物，以及聯(lián)苯胺等有害結(jié)構(gòu)。

經(jīng)初步篩選，諾威克隆S型、雷馬素RGB超級(jí)系列及紡科素AES系列等棉用活性染料符合以上條件。因此，選擇這幾種染料作進(jìn)一步的研究，并選用諾威克隆S-B紅進(jìn)行高溫工藝的試驗(yàn)。

2.1.2 染色溫度的確定

活性染料常規(guī)工藝一般在70 ℃左右進(jìn)行染色，但染料對(duì)真絲纖維的上染率較低，與纖維反應(yīng)固著的部分較少，造成得色量低，需加入大量的促染劑來(lái)提高得色量，造成染液中染料、鹽、堿殘留量較多等問(wèn)題。若適當(dāng)提高染色溫度，有利于染料的吸附、擴(kuò)散和固著，以提高染料的上染率和固著率，減少鹽、堿的用量。經(jīng)試驗(yàn)比較，并結(jié)合大生產(chǎn)的條件，選定染色上染溫度為90～95 ℃；考慮到固色時(shí)溫度過(guò)高造成染料水解、色光變化等問(wèn)題，選定固色溫度為60～70 ℃。

2.1.3 促染劑用量的優(yōu)選

考慮到生產(chǎn)的成本與功效，生產(chǎn)中使用的促染劑為元明粉。染色時(shí)，絲纖維在中性及堿性染液中呈負(fù)離子態(tài)，同時(shí)，染料也呈負(fù)離子態(tài)，所以它們是相互排斥的，而促染劑的加入將會(huì)減弱這種排斥力，促進(jìn)染料吸附至纖維上并擴(kuò)散至內(nèi)部。促染劑用量會(huì)直接影響染色深度，選取諾威克隆S-B紅做試驗(yàn)，圖1是元明粉質(zhì)量濃度同染色深度的關(guān)系圖。

圖1 染色織物的明度-元明粉用量關(guān)系Fig.1 Relationship between dyed fabrics lightness and glauber salt dosage

從圖1中可見(jiàn)，隨著元明粉質(zhì)量濃度的增加，顏色明度越來(lái)越低，即顏色越來(lái)越深。當(dāng)元明粉質(zhì)量濃度高于60 g/L的時(shí)候，顏色增深不明顯；新工藝中元明粉質(zhì)量濃度為30 g/L時(shí)(L值27.93)的色深較常規(guī)工藝元明粉60 g/L時(shí)(L值28.6)要深。因此，綜合考慮顏色的深淺和環(huán)境因素，元明粉質(zhì)量濃度選為30～40 g/L。

2.1.4 染色時(shí)間的優(yōu)選

染色時(shí)間主要包括上染和固色時(shí)間，選取諾威克隆S-B紅試驗(yàn)。上染時(shí)間與染色深度的關(guān)系如圖2所示。從圖2中可以看出，隨著上染時(shí)間的增長(zhǎng)，顏色的深度增加，時(shí)間長(zhǎng)于60 min時(shí)，深度增加的幅度不大。因此，上染時(shí)間選為50～60 min。

圖2 染色織物的明度-上染時(shí)間關(guān)系Fig.2 Relationship between dyed fabrics lightness and dyeing time

圖3是染色深度與固色時(shí)間的關(guān)系圖。從圖中可見(jiàn)無(wú)論是用純堿或用小蘇打固色，隨著時(shí)間的增長(zhǎng)，顏色開(kāi)始時(shí)都越來(lái)越深，但時(shí)間過(guò)長(zhǎng)后反而變淺。因此，固色時(shí)間選為10～20min。

圖3 染色織物的明度-固色時(shí)間關(guān)系Fig.3 Relationship between dyed fabrics lightness and fi xation time

2.1.5 固色溫度及實(shí)施方式優(yōu)選

固色必須在堿劑的作用下才能生成共價(jià)鍵，但在高溫溶液中加入堿劑，會(huì)使纖維同染料形成的共價(jià)鍵迅速水解，影響固著效果，從而降低色牢度。經(jīng)過(guò)大量的試驗(yàn)驗(yàn)證：在60 ℃左右加入堿劑進(jìn)行固色，其水解速度明顯下降，固色效果也較好，因此選定固色溫度為60～70 ℃。

由于染色溫度為90～95 ℃，而固色溫度控制在60～70 ℃，因此如何降溫成了難題。經(jīng)過(guò)分析認(rèn)為高溫染色后，殘液利用率已不高，在加入堿劑前可排放出1/2左右的原液，然后放入清水至標(biāo)準(zhǔn)水位，再加入堿劑，控溫到60～70 ℃進(jìn)行固色，效果會(huì)更好。

2.2 新工藝同常規(guī)工藝的效果比較

經(jīng)過(guò)反復(fù)試驗(yàn)確立新工藝即：上染溫度90～95 ℃，染色50～60 min，元明粉質(zhì)量濃度30～40 g/L；固色溫度60～70 ℃，時(shí)間10～20 min，固色用純堿2 g/L或小蘇打5 g/L；皂洗采用常規(guī)工藝95 ℃條件下洗滌5～10 min。下面將此工藝應(yīng)用于部分染料的試驗(yàn)情況作一介紹，并分析新工藝同常規(guī)工藝染色效果的差異。

2.2.1 諾威克隆S-B紅的染色效果比較

從表1中可見(jiàn)，染料S-B紅新工藝染色后顏色稍深，各項(xiàng)色牢度俱佳，尤其是干摩擦牢度好；新工藝條件下染料質(zhì)量分?jǐn)?shù)5 %時(shí)的色深可達(dá)到常規(guī)工藝染料質(zhì)量分?jǐn)?shù)5.5 %～6 %的效果，新工藝使用元明粉少，固色時(shí)間短，甚至不用固色，操作簡(jiǎn)單方便，大大節(jié)省了堿劑和能源。

表1 S-B紅新工藝-常規(guī)工藝性能對(duì)比 色牢度/級(jí)Tab.1 Performance comparison of S-B red new process and the traditional technology(Fastness/levels)

2.2.2 德斯達(dá)雷馬素RGB洋紅的染色效果比較

從表2中可見(jiàn)，染料RGB洋紅使用新工藝后顏色較深，各項(xiàng)色牢度都能滿足《國(guó)家紡織產(chǎn)品基本安全技術(shù)規(guī)范》的要求；新工藝條件下染料質(zhì)量分?jǐn)?shù)5 %時(shí)的色深可達(dá)到常規(guī)工藝染料質(zhì)量分?jǐn)?shù)7 %～8 %的效果，元明粉和堿劑大大節(jié)省。

表2 RGB洋紅新工藝-常規(guī)工藝性能對(duì)比 色牢度/級(jí)Tab.2 Performance comparison of RGB magenta new process and the traditional technology(Fastness/levels)

2.2.3 紡科素AES金黃的染色效果比較

從表3中可見(jiàn)，染料AES金黃使用新工藝染色后顏色較深，各項(xiàng)色牢度俱佳，尤其是干摩擦牢度較好；新工藝條件下染料質(zhì)量分?jǐn)?shù)8 %染色后的色深能達(dá)到常規(guī)工藝染料質(zhì)量分?jǐn)?shù)12 %～14 %的色深。

表3 AES金黃新工藝-常規(guī)工藝性能對(duì)比 色牢度/級(jí)Tab.3 Performance comparison of AES golden new process and the traditional technology(Fastness/levels)

2.2.4 諾威克隆R黑染料的染色效果比較

從表4中可見(jiàn)，染料R黑在新工藝條件下染色后顏色較深，各項(xiàng)色牢度俱佳；新工藝染料質(zhì)量分?jǐn)?shù)6 %時(shí)的色深可達(dá)常規(guī)工藝染料質(zhì)量分?jǐn)?shù)7 %～8 %時(shí)的效果。

表4 R黑新工藝-常規(guī)工藝性能對(duì)比 色牢度/級(jí)Tab.4 Performance comparison of R black new process and the traditional technology(Fastness/levels)

3 結(jié) 論

經(jīng)反復(fù)試驗(yàn)，優(yōu)選出了諾威克隆S-B紅、雷馬素RGB洋紅、紡科素AES金黃、諾威克隆R黑等一批適用于真絲綢染色的活性染料；從染色時(shí)間、溫度、促染劑及其用量、堿劑及其用量等因素入手，優(yōu)化了染色工藝，提高了染料的上染率和色牢度，降低了染料和鹽堿的用量，減少了廢液中染料及鹽堿的殘留，使染色工藝更符合環(huán)保要求。新工藝簡(jiǎn)單方便，成本低廉。

Study on the technology of reactive dyestuff for cotton applied on silk

GAO Shang, DING Wu, HUANG Jian-fu
(High Fashion Silk (China) Co., Ltd., Hangzhou 311231, China)

In order to improve the dyeing rate and fixing rate of reactive dyestuff on silk fabric, some factors were analyzed in this paper, such as the dyeing time, temperature, accelerant, alkaline agent, etc. The dyeing process and dyeing technique were also optimized. Both the dyeing amount and the residual quantity in the waste water of dyestuff, salt and alkali decreased. It was environmental, convenient and cost lower.

Reactive dyestuff; Silk; Color fastness; Dyeing

TS193.6

B

1001-7003(2011)03-0005-03

2010-10-12

高尚(1979－ )，女，助理工程師，主要從事紡織印染技術(shù)的研究及應(yīng)用。