絲/棉/麻三合一面料同浴同色染色技術(shù)研究

王曉芳，吳 嵐，錢士明，余志成

(1.達(dá)利(中國)有限公司 研發(fā)中心，杭州 311231；2.浙江理工大學(xué) 材料與紡織學(xué)院，杭州 310018)

絲/棉/麻三合一面料同浴同色染色技術(shù)研究

王曉芳1，吳 嵐1，錢士明1，余志成2

(1.達(dá)利(中國)有限公司 研發(fā)中心，杭州 311231；2.浙江理工大學(xué) 材料與紡織學(xué)院，杭州 310018)

針對(duì)絲、棉、麻3種纖維不同的染色性能，研制了適合于絲/棉/麻混紡或交織織物染色的同色勻染劑DL-66，探討了配套的染整工藝，包括同色勻染劑用量、活性染料篩選、堿劑濃度、染色溫度、固色溫度與時(shí)間等工藝參數(shù)。

混紡織物；蠶絲；棉；麻；同浴染色；同色性；勻染劑

隨著人們對(duì)紡織服飾的消費(fèi)在品種、數(shù)量、文化品位、多層次需求方面的要求日益提高，從現(xiàn)代服裝的發(fā)展趨勢(shì)來看，采用單一原料的紡織面料已越來越少，而多種纖維組合而成的面料越來越多。不同纖維的性能各異，各具優(yōu)缺點(diǎn)，通過混紡或交織可取長補(bǔ)短，大大改善面料的服用性能[1-2]。

絲/棉/麻三組分紡織面料集3種纖維之優(yōu)點(diǎn)，使真絲纖維優(yōu)異的光澤、棉纖維良好的舒適性，以及亞麻或苧麻纖維的挺括、滑爽性等自然風(fēng)格有機(jī)結(jié)合起來，經(jīng)過精深加工，產(chǎn)品細(xì)膩、滑糯、富有彈性、光澤自然獨(dú)特，給人以輕薄、涼爽、挺括、高雅的感覺。

多組分紡織品因所含纖維化學(xué)組成、化學(xué)結(jié)構(gòu)、超分子結(jié)構(gòu)、形態(tài)結(jié)構(gòu)和光學(xué)性質(zhì)各不相同，導(dǎo)致其染色性能不同[3]。棉、麻纖維同屬纖維素纖維，但由于麻纖維聚合度、取向度、結(jié)晶度均較棉高，故手感較硬，染色性能差。真絲屬于蛋白質(zhì)纖維，結(jié)構(gòu)及染色性能與纖維素完全不同。因此，絲/棉/麻三組分面料在染色同色性方面存在著比雙組分纖維面料更大的難度。

由于多組分纖維紡織品的染色難點(diǎn)多,目前這類產(chǎn)品大多采用多種染料分浴多步或一浴多步法染色，這樣相對(duì)容易控制，但是染色工序長、耗水耗能高、污水排放量也多、加工效率低且成本高[4]。因此，本研究針對(duì)絲、棉、麻3種纖維不同的染色性能，研制了適合于絲/棉/麻三組分織物染色的同色勻染劑DL-66，并研究了配套的同浴同色染色工藝，包括同色勻染劑用量、活性染料篩選、堿劑濃度、染色溫度、固色溫度與時(shí)間等工藝參數(shù)，解決了絲/棉/麻三組分面料同色染色的技術(shù)難題，對(duì)實(shí)際生產(chǎn)具有一定的指導(dǎo)意義。

1 試 驗(yàn)

1.1 材料、藥品和儀器

試驗(yàn)材料：桑蠶絲織物，純棉織物，純麻織物，平方米克重均為100 g/m2左右。

試驗(yàn)藥品：同色勻染劑DL-66(自制)，元明粉、純堿、小蘇打?yàn)榉治黾?，平平加O(上海森斐化學(xué)品有限公司)，活性染料3BS紅、3RS黃等(德司達(dá)有限公司)，活性染料S-G藏青、WNN黑等(亨斯曼有限公司)，活性染料A-3G紅、AET海軍藍(lán)等(上海紡科化工有限公司)。

儀器和設(shè)備：SF600X型電腦測(cè)配色儀(美國Datacolor公司)，MP502B型電子天平(上海升隆電子科技有限公司)，HH-6數(shù)顯恒溫水浴鍋(常州國華電器有限公司。

1.2 染色方法及升溫曲線

加入助劑、染料與DL-66，攪拌均勻，升溫至60 ℃加入絲、棉、麻織物各0.5 g，浴比1︰30條件下染色45 min，然后加入小蘇打或純堿，升溫至70 ℃保溫40 min，皂煮、水洗。

1.3 性能測(cè)試

1.3.1 織物K/S值的測(cè)試

采用Datacolor SF600X型電腦測(cè)配色儀(D65光源，45°)對(duì)織物的染色表觀度(即K/S值)進(jìn)行測(cè)定。

1.3.2 三組分混紡或交織物同色性的評(píng)價(jià)方式

由于文獻(xiàn)中很少有三組分混紡或交織物同色性的評(píng)價(jià)方式，本研究借用數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)中均方差的概念來表征三組分織物染色同色性的好壞。均方差是各變量值與其均值離差平方的平均數(shù)，它是測(cè)算數(shù)值型數(shù)據(jù)離散程度的最重要的方法。同色性由均方差σ表示：均方差σ越小，表示三組分織物同色性越好，一般情況下，σ值小于0.25則同色性較好。式中：(K/S)1、(K/S)2、(K/S)3分別為三組分織物的染色K/S值，為三組分織物K/S值的平均值。

2 結(jié)果與討論

2.1 DL-66染色勻染劑的研制及其用量對(duì)同色性的影響

鑒于真絲、棉與麻纖維對(duì)活性染料上染性能的差異，本研究在大量試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，研制了絲/棉/麻同色勻染劑DL-66，它由無機(jī)堿與表面活性劑等復(fù)配而成，可調(diào)節(jié)活性染料在不同纖維的上染性能、上染效果，提高絲/棉/麻三組分面料的同色染色效果。表1為同色勻染劑DL-66用量對(duì)純絲、棉、麻織物同色性效果的影響。

從表1可以看出，隨著DL-66質(zhì)量濃度的增加，棉、麻組分K/S值變大，真絲組分K/S值總體上呈下降的趨勢(shì)。當(dāng)DL-66質(zhì)量濃度在2～2.5 g/L時(shí)，基本能達(dá)到最佳的同色效果；繼續(xù)增加DL-66質(zhì)量濃度，真絲K/S值進(jìn)一步下降，而棉、麻K/S值進(jìn)一步提高，真絲與棉、麻色差反而加大，同色性變差。因此，DL-66在有效的質(zhì)量濃度范圍內(nèi)，能調(diào)節(jié)活性染料在真絲、棉、麻三組分之間的分配，起到良好的同色效果。

表1 同色勻染劑DL-66用量(g/L)對(duì)純絲、棉、麻織物同色效果的影響Tab.1 Effect of the concentration of DL-66 on the homochromatism of fabrics

2.2 絲/棉/麻三組分面料染色活性染料的篩選及堿劑的選用

同色勻染劑可調(diào)節(jié)活性染料在絲、棉、麻3種纖維上的染料分配，提高絲/棉/麻三組分面料的同色染色效果，但是對(duì)于某些上染性能差異較大的活性染料來講，僅用同色勻染劑是不夠的。本研究對(duì)30余只活性染料的同色效果進(jìn)行了試驗(yàn)，結(jié)果見表2。

從表2可知，有些活性染料如S-3R黃、CA橙、A-3G紅、AET海軍藍(lán)、CA大紅、CA藍(lán)、RGB洋紅等在純堿作堿劑時(shí)，真絲、棉、麻三組分的同色性良好，只要對(duì)其染色工藝參數(shù)(如堿劑濃度、溫度與時(shí)間等)進(jìn)行合理調(diào)節(jié)，三組分染色的同色性完全是可以實(shí)現(xiàn)的。但也有些活性染料如RN艷藍(lán)、EFFN藍(lán)、6B艷綠、WNN黑、GL黃、3B紅、BB藍(lán)、3GL黃、F-2B紅、G黑、RGB洋紅等在純堿作堿劑時(shí)，真絲、棉、麻三者同色性很差，無論染色工藝參數(shù)如何調(diào)控，都不能達(dá)到較好的同色效果。因此，要使絲/棉/麻三組分織物獲得良好的同色性，染料篩選是最重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。

表2 絲/棉/麻三組分織物活性染料染色同色性Tab.2 Effect of different reactive dyes on the K/S value and homochromatism of fabrics

從表3可知，用小蘇打作堿劑時(shí)，活性染料在真絲上的K/S值較高，顏色較深，這是因?yàn)檎娼z纖維上的氨基親和性高，容易與活性染料發(fā)生反應(yīng)形成共價(jià)鍵結(jié)合；而棉、麻織物K/S值都很低，與真絲色差很大，這是因?yàn)樾√K打堿性不夠強(qiáng)，溶液pH值較低，不利于活性染料與纖維素反應(yīng)，棉、麻織物的K/S值普遍很低。因此，絲、棉、麻三組分織物用活性染料進(jìn)行同浴染色時(shí)，不宜采用小蘇打作堿劑。

由表3還可看到，選用純堿作堿劑，在較低質(zhì)量濃度(1 g/L)時(shí)真絲K/S值就能達(dá)到很大，隨著純堿用量的增加，其K/S值反而下降，這是因?yàn)樾Q絲在堿性浴中帶有負(fù)電荷，而且所帶負(fù)電荷隨溶液堿性的增加而增加。因此，純堿濃度提高，使真絲纖維對(duì)活性染料陰離子斥力增加，不利于活性染料上染。而棉、麻織物在純堿濃度較低時(shí)K/S值較小，隨著純堿濃度增加而提高。因此，純堿濃度提高，有利于棉、麻織物K/S值上升，真絲織物K/S值下降，有利于絲、棉、麻三者同色性趨好。

表3 堿劑對(duì)純絲、棉、麻織物染色的影響Tab.3 Effect of alkaline agent on the K/S value and homochromatism of fabrics

2.3 染色溫度對(duì)純絲、棉、麻織物同色性的影響

染色溫度對(duì)純絲、棉、麻織物染色的同色效果的影響如表4所示。

表4 染色溫度對(duì)純絲、棉、麻織物同色性的影響Tab.4 Effect of dyeing temperature on the K/S value and homochromatism of fabrics

從表4可知，純絲、棉、麻織物的染色K/S值隨染色溫度提高而增加，當(dāng)60～70 ℃達(dá)到最大值；溫度進(jìn)一步提高，K/S值反而有所下降，這是因?yàn)榛钚匀玖纤馑?。從同色性效果看，染色溫度?0～70 ℃時(shí)，絲/棉/麻三組分同色性達(dá)到最好。這是因?yàn)槿旧珳囟鹊纳?，既有利于纖維的膨化，又可加速染料分子擴(kuò)散，兩者均有利于染料的上染和染料與纖維反應(yīng)形成共價(jià)鍵結(jié)合。但溫度過高，會(huì)加劇活性染料的水解，使織物的K/S值下降。

2.4 元明粉用量對(duì)純絲、棉、麻織物同色性的影響

活性染料直接性比較低，因此染色時(shí)需加入大量的元明粉進(jìn)行促染。中性鹽用量少，上染率和固著率較低；用量過高，對(duì)提高固著率作用不大，而且也易造成真絲綢的“灰傷”等問題。元明粉對(duì)純絲、棉、麻織物同色性的影響如表5所示。

表5 元明粉用量(g/L)對(duì)純絲、棉、麻織物同色性的影響Tab.5 Effect of the dosage of anhydrous sodium sulfate on the K/S value and homochromatism of fabrics

從表5可知，元明粉用量的增加能使活性染料對(duì)絲、棉、麻三種面料的K/S值都有不同程度的增加，但是對(duì)同色性沒有明顯的影響。從對(duì)染色深度K/S值的影響來講，元明粉用量超過50 g/L后，K/S值增加不大。因此，試驗(yàn)確定活性染料染絲/棉/麻織物時(shí)元明粉用量為50 g/L。

2.5 固色時(shí)間對(duì)純絲、棉、麻織物同色性的影響

固色時(shí)間對(duì)活性染料染純絲、棉、麻織物染色深度及同色性的影響如表6所示。

表6 固色時(shí)間對(duì)純絲、棉、麻織物同色性的影響Tab.6 Effect of the fi xation time on the K/S value and homochromatism of fabrics

從表6可知，純絲、棉、麻織物K/S值隨固色時(shí)間增加而提高，當(dāng)固色時(shí)間超過50 min時(shí)，增加固色時(shí)間對(duì)K/S值影響不明顯；固色時(shí)間對(duì)三組分的同色性沒有顯著影響。

3 結(jié) 論

1)DL-66質(zhì)量濃度在2～2.5 g/L時(shí)，能有效調(diào)節(jié)活性染料在真絲、棉、麻三組分之間的分配，起到良好的同色效果。

2)絲、棉、麻三組分織物用活性染料進(jìn)行同浴染色時(shí)，不宜采用小蘇打作堿劑。選用純堿作堿劑，在較低質(zhì)量濃度(1 g/L)時(shí)真絲K/S值就能達(dá)到很大，隨著純堿用量的增加其K/S值反而下降；純堿濃度提高，有利于棉、麻組分K/S值上升，真絲組分K/S值下降，有利于絲、棉、麻三者同色性趨好。

3)活性染料如S-3R黃、CA橙、A3G紅、AET海軍藍(lán)、CA大紅、CA藍(lán)、RGB洋紅等在純堿作堿劑時(shí)，只要對(duì)其染色工藝參數(shù)合理調(diào)節(jié)，三組分染色的同色性完全可以實(shí)現(xiàn)。但也有些活性染料無論染色工藝參數(shù)如何調(diào)控，都不可能達(dá)到較好的同色效果。

4)絲/棉/麻三組分織物染色工藝配方為：活性染料0.33 g/L、元明粉50 g/L、DL-66 2 g/L、純堿1 g/L、平平加O 0.2 g/L。染色溫度為60 ℃，浴比為1∶30條件下，染色45 min，加入純堿，升溫至70 ℃，保溫40～50 min，皂煮、水洗。

[1] 梅士英，唐人成.新型多組分纖維紡織品及染整關(guān)鍵技術(shù)[C]//高技術(shù)纖維及其面料開發(fā)應(yīng)用論壇論文集.北京：中國紡織工程學(xué)會(huì)，2010：102-137.

[2] 王宏，王莉. 天絲/竹/棉多組分混紡織物的染色[J].河南工程學(xué)院學(xué)報(bào)，2008，20(2)：1-3.

[3] 宋心遠(yuǎn).多組分紡織品活性染料生態(tài)染色技術(shù)[J].印染，2009，35(11)：43-46.

[4] 宋心遠(yuǎn).多組分紡織品活性染料一浴法染色和助劑[J].印染助劑，2009，26(9)：1-8.

Study on one-bath homochromatic dyeing of fabric made of silk, cotton and hemp

WANG Xiao-fang1, WU Lan1, QIAN Shi-ming1, YU Zhi-cheng2
(1. Research Center of High Fashion (China) Co., Ltd., Hangzhou 311231, China; 2. College of Material and Textile, Zhejiang Sci-Tech University,Hangzhou 310018, China)

In order to make different fibers have uniform colors in dyeing, the leveling agent DL-66 was prepared to process the fabric made of silk, cotton and hemp. Meanwhile, the suitable one-bath dyeing and finishing process was researched, including the dosage of DL-66, the filtering of reactive dyes, the concentration of alkaline agent, dyeing temperature, temperature and time of dye fi xation, etc.

Mixed fabric; Silk; Cotton; Hemp; One-bath dyeing; Homochromatism; Leveling agent

TS193.8

A

1001-7003(2012)03-0001-04

2011-09-10；

2011-10-19

杭州市技術(shù)創(chuàng)新項(xiàng)目([2008]192號(hào))

王曉芳(1984－ )，女，助理工程師，主要從事真絲綢的印染新技術(shù)研究和新產(chǎn)品開發(fā)。