錦綸織物的低溫染色工藝研究

張 莉，李美真,*，王健紅

(1.內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué) 輕工與紡織學(xué)院，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010080;2.內(nèi)蒙古自治區(qū)纖維檢驗(yàn)局,內(nèi)蒙古 呼和浩特 010011)

錦綸織物的低溫染色工藝研究

張 莉1，李美真1,*，王健紅2

(1.內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué) 輕工與紡織學(xué)院，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010080;2.內(nèi)蒙古自治區(qū)纖維檢驗(yàn)局,內(nèi)蒙古 呼和浩特 010011)

對(duì)乙烯砜型活性染料、蘭納素活性染料、蘭納素灑脫染料、弱酸染料的錦綸染色進(jìn)行研究，優(yōu)選錦綸染色最佳的染料。控制染色溫度、保溫時(shí)間、pH值及其他助劑等工藝條件進(jìn)行染色工藝研究，測試織物強(qiáng)力、摩擦牢度、K/S值等指標(biāo)，以確定錦綸的染色工藝；并對(duì)錦綸低溫染色工藝條件進(jìn)行改進(jìn)，通過加入載體、稀土、CaCl2等助劑，改進(jìn)錦綸的低溫染色工藝。實(shí)驗(yàn)表明，用環(huán)保無味載體與納米固色劑KLD-2型固色劑協(xié)同處理，錦綸織物的強(qiáng)力、斷裂伸長、K/S值等性能都達(dá)到了最優(yōu)狀態(tài)，可得到較理想的錦綸低溫染色效果。

錦綸；低溫染色；載體；纖維性能

錦綸纖維具有優(yōu)良的彈性，廣泛應(yīng)用于實(shí)際生活中。傳統(tǒng)上染錦綸工藝大多數(shù)都是在高溫條件下進(jìn)行的，以得到較高的上染率，但是由于錦綸織物特殊的結(jié)構(gòu)，在高溫條件下容易造成纖維彈性損傷，降低錦綸織物的斷裂強(qiáng)力，因此，研究錦綸的低溫染色工藝是必要的?，F(xiàn)通過染料篩選，控制染浴條件，加入載體、CaCl2、稀土等助劑方法，對(duì)錦綸低溫染色新工藝進(jìn)行探究[1-2]。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 實(shí)驗(yàn)材料和儀器

實(shí)驗(yàn)材料：100%白色錦綸織物，蘭納素活性染料-黑色，蘭納灑脫染料-灰色，弱酸染料-黑色，乙烯砜型染料-藍(lán)色，勻染劑，滲透劑，醋酸，無水碳酸鈉，硫酸銨，環(huán)保載體CWP-NB，染色護(hù)色載體，n-25環(huán)保無味載體，稀土，CaCl2，無醛固色劑DS-1311，無醛固色劑DS1316-B，納米固色劑KLD-2。

實(shí)驗(yàn)儀器：AS-12常溫小樣震蕩式染色機(jī)，BS223-S電子天平，HH-4數(shù)顯恒溫水浴鍋，YG026H-250型織物強(qiáng)力機(jī)，紡織品耐摩擦色牢度測試儀，GZX-9146MBE電熱鼓風(fēng)干燥箱，CM-3600A分光測色儀。

1.2 測試指標(biāo)

(1)摩擦牢度 耐摩擦色牢度按GB/T3920-2008《紡織品色牢度試驗(yàn)?zāi)湍Σ辽味取窐?biāo)準(zhǔn)測試，用GB/T251-2008《紡織品色牢度試驗(yàn)評(píng)定沾色用灰色樣卡》評(píng)級(jí)。

(2)斷裂伸長率 斷裂神長率是織物彈性好壞的一項(xiàng)指標(biāo)。織物的斷裂伸長率較大，表示在受到拉力下，織物有一定的彈性伸長量,不會(huì)立刻斷裂。

(3)K/S值 測試K/S值時(shí)，折疊染色處理后的織物，在折痕處取3點(diǎn)，分別用CM-3600A分光測色儀3次測定在最大吸收波長的3個(gè)表觀色深K/S值、得到平均K/S值，該值為常數(shù)。

(4)上染率 上染率是指在上染錦綸織物過程時(shí)，上染到錦綸纖維上染料的量與最初染浴中的染料總量之比，表示染料對(duì)織物的上染效果。

1.3 實(shí)驗(yàn)工藝

1.3.1 染色工藝流程[3-5]

在電子天平上稱取一定克數(shù)錦綸試樣，根據(jù)染色浴比配制染液，并按照染色工藝曲線進(jìn)行染色實(shí)驗(yàn)。其中，乙烯砜型、蘭納素型、蘭納灑脫型染料采用工藝條件1，弱酸性染料采用工藝條件2，正交試驗(yàn)采用工藝條件3。

工藝1：稱取錦綸試樣→室溫入染→80 ℃保溫5min(升溫速率2 ℃/min)→98 ℃保溫30min(升溫速率1 ℃/min)→70 ℃熱水洗→冷水洗→烘干待測。

工藝2：稱取錦綸試樣→室溫入染→70 ℃保溫10min(升溫速率1.5 ℃/min)→98 ℃保溫45min(升溫速率1 ℃/min)→室溫水洗10min→烘干待測。

工藝3：稱取錦綸試樣→室溫入染→60 ℃保溫5min(升溫速率2 ℃/min)→T℃保溫30min(升溫速率1 ℃/min)→熱水洗→冷水洗→烘干待測。

染色條件：染料3%(owf)，浴比1∶50，滲透劑1.5%，勻染劑1%，硫酸銨3%，醋酸調(diào)pH值為5、6、7、8。各助劑用量均為質(zhì)量百分比。

1.3.2 固色工藝

將染色后的織物進(jìn)行固色處理，無醛固色劑DS-1311 3%，浴比1∶50，保溫溫度45 ℃，處理20min后，160 ℃下烘干。

2 結(jié)果與分析

2.1 染料種類與pH值的優(yōu)選

取4份等質(zhì)量的錦綸織物試樣，分別用乙烯砜型活性染料、蘭納素毛用活性染料、蘭納灑脫染料、酸性染料按1.3.1中的工藝1和工藝2進(jìn)行染色，之后參照1.3.2中的固色工藝進(jìn)行固色處理。處理結(jié)果見表1～表4。

根據(jù)表1數(shù)據(jù)可以得到，在使用乙烯砜型活性染料上染錦論織物時(shí)，染浴的pH值為7時(shí)，上染錦綸織物的強(qiáng)力、K/S值、彈性最優(yōu)。

表2 蘭納素毛用活性染料染色織物性能

根據(jù)表2數(shù)據(jù)可以得到，在使用蘭納素毛用活性染料上染錦綸織物時(shí)，染浴的pH值不同的前提下，pH值為5時(shí)，錦綸的性能最佳。

表3 蘭納灑脫染料染色織物性能

由表3可以看出，在使用蘭納灑脫染料上染錦綸織物時(shí)，染浴的pH值為7的時(shí)候，上染錦綸織物的性能最優(yōu)。

從表4數(shù)據(jù)可以看出，在使用弱酸染料上染錦綸織物時(shí)，染浴的pH值為5時(shí)，錦綸織物擁有最佳的織物性能。

表4 弱酸染料染色織物性能

通過對(duì)上述4種染料上染錦綸織物的強(qiáng)力、色牢度、K/S值以及斷裂伸長率的數(shù)據(jù)測試，綜合分析其結(jié)果可以看出，選擇蘭納灑脫染料，在pH值為7的條件下，錦綸織物的性能最好。所以實(shí)驗(yàn)的低溫染色工藝，優(yōu)選最佳染料為蘭納灑脫染料，染浴pH值調(diào)節(jié)到7。

2.2 正交實(shí)驗(yàn)

正交實(shí)驗(yàn)過程：蘭納灑脫染料，pH7,進(jìn)行染色。T為保溫溫度，采用工藝3進(jìn)行染色。加入n-25型環(huán)保載體，體積用量30ml/L，40ml/L，50ml/L，60ml/L，保溫溫度80 ℃，85 ℃，90 ℃，95 ℃進(jìn)行正交分析實(shí)驗(yàn)，測斷強(qiáng)力、斷裂伸長及K/S值等指標(biāo)，優(yōu)化出最佳保溫溫度和載體最適用量。固色過程及工藝參照1.3.2。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表5。

表5 工藝因素水平表

表6 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

根據(jù)表6數(shù)據(jù)分析可以看出，在載體用量為40ml/L，保溫溫度為85 ℃時(shí)，織物的強(qiáng)力、斷裂伸長、伸長率、K/S值都達(dá)到最優(yōu)。可以優(yōu)選最佳保溫溫度為85 ℃，載體用量為40ml/L。

2.3 工藝優(yōu)化

根據(jù)上述優(yōu)化出的染料、pH值、保溫時(shí)間、載體用量工藝，對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)。通過研究加入CaCl2、稀土、固色劑對(duì)織物性能的影響，優(yōu)化出改進(jìn)的最優(yōu)結(jié)果。

用蘭納灑脫染料在pH值為7的條件下上染錦綸纖維，分別加入5%，8%，11%的CaCl2促進(jìn)錦綸的染色工藝，優(yōu)選一個(gè)最佳的CaCl2用量，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表7。

表7 CaCl2對(duì)錦綸染色后性能指標(biāo)的影響

注：CaCl2用量為質(zhì)量百分比。

通過表7所示結(jié)果，考慮到彈性、強(qiáng)力、表觀色深綜合指標(biāo)，可以看出最佳的CaCl2用量為8%。

用蘭納灑脫染料在pH值為7的條件下上染錦綸纖維，分別加入0.3%，0.5%，0.8%，1.1%的稀土，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)上染錦綸的工藝過程，優(yōu)化出最優(yōu)的稀土用量，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表8。

表8 稀土對(duì)性能指標(biāo)的影響

注：稀土用量為質(zhì)量百分比。

通過對(duì)錦綸纖維性能的測試數(shù)據(jù)分析，可以明顯看出稀土的用量為0.5%時(shí)，對(duì)織物的性能都有很好的改善。

確定了染色的最優(yōu)工藝，通過替換助劑種類，改變固色劑種類，研究何種染色助劑與固色劑配合的工藝可以達(dá)到最優(yōu)，見表9。

表9 固色劑與染色助劑用量

注：以上載體、CaCL2、稀土用量根據(jù)正交實(shí)驗(yàn)中優(yōu)化出的最佳用量百分比計(jì)算得出。

表10 固色劑與助劑對(duì)織物的影響

由表10實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，7#中織物的性能最優(yōu)，與其他組相比，錦綸性能明顯提高。分析得到，使用一種載體染色在不同固色劑條件下，無醛固色劑DS-1316B的固色效果、織物的性能指標(biāo)最佳；使用載體、CaCL2、稀土染色助劑條件下，在3種固色劑條件下，納米固色劑KLD-2的固色效果、織物的力學(xué)性能最佳。綜合載體、CaCl2、稀土的使用和3種固色劑的固色效果、織物的力學(xué)性能指標(biāo)數(shù)據(jù)分析，可以發(fā)現(xiàn)使用環(huán)保無味載體染色條件下，與納米固色劑KLD-2進(jìn)行固色處理，織物的強(qiáng)力、斷裂伸長、K/S值等性能都達(dá)到了最優(yōu)狀態(tài)。

3 結(jié)論

在錦綸傳統(tǒng)染色工藝中，為了滿足上染率的要求，只能在高溫條件下進(jìn)行染色，這必然會(huì)對(duì)織物造成損傷，研究錦綸低溫染色無疑是十分必要的。通過一系列的實(shí)驗(yàn)探究，探討了錦綸低溫染色新工藝可能性，所得結(jié)論對(duì)進(jìn)一步的研究有較重要的指導(dǎo)意義。

(1)錦綸織物的低溫染色最佳染色工藝條件為：染料為蘭納灑脫染料，染浴pH為7，載體用量40ml/L，CaCl2用量8%，稀土用量0.5%。

(2)錦綸織物的低溫染色最佳固色工藝條件為：助劑n-25型環(huán)保載體，固色劑納米固色劑KLD-2。

[1] 唐 杰，吳贊敏.滌綸織物的新型環(huán)保載體染色[J].印染，2013，(14)：14-17.

[2] 王雪燕，狄群英，羅飛豐.錦綸纖維低溫染色工藝的研究[J].絲綢，2003，(3)：23-25.

[3] 郭春燕.細(xì)旦錦綸用活性染料的染色性能及其增深研究[D]．上海：東華大學(xué)，2013.

[4] 張 貴，王思捷.錦綸彈力織物Eriofast活性染料染色[J]．針織工藝，2013，(3)：31-35.

[5] 于魯晉.助劑與酸性染料的相互作用及對(duì)錦綸染色的影響[D]. 蘇州：蘇州大學(xué)，2013.

中國紡織“十三五”規(guī)劃成型 望保持高速增長

從中國紡織工業(yè)聯(lián)合會(huì)獲悉，紡織行業(yè)“十三五”規(guī)劃已經(jīng)成型?！笆濉逼陂g，產(chǎn)業(yè)用紡織品將被重點(diǎn)培育，并有望保持兩位數(shù)的高速增長。

“點(diǎn)金”產(chǎn)業(yè)用紡織品

聯(lián)合會(huì)人士介紹說，紡織行業(yè)“十三五”規(guī)劃已經(jīng)被工業(yè)和信息化部列為部級(jí)規(guī)劃之一，預(yù)計(jì)在2016年上半年由工信部發(fā)布。

該人士透露，根據(jù)全球狀況和中國國情，“十三五”期間，紡織工業(yè)作為我國國民經(jīng)濟(jì)傳統(tǒng)支柱產(chǎn)業(yè)和重要民生產(chǎn)業(yè)的地位不會(huì)變，但是基于比較成本層面的國際競爭優(yōu)勢正在進(jìn)一步轉(zhuǎn)換為產(chǎn)業(yè)鏈層面的國際化新優(yōu)勢。因此，紡織行業(yè)“十三五”規(guī)劃對(duì)新時(shí)期紡織業(yè)有了新定位：“紡織工業(yè)是我國傳統(tǒng)支柱產(chǎn)業(yè)、重要的民生產(chǎn)業(yè)和創(chuàng)造國際化新優(yōu)勢的產(chǎn)業(yè)，是科技和時(shí)尚融合、衣著消費(fèi)與產(chǎn)業(yè)用并舉的產(chǎn)業(yè)，在美化人民生活、帶動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)、拉動(dòng)內(nèi)需增長、建設(shè)生態(tài)文明、增強(qiáng)文化自信、促進(jìn)社會(huì)和諧等方面發(fā)揮著重要作用”。

聯(lián)合會(huì)人士介紹說，“創(chuàng)造國際化新優(yōu)勢、科技和時(shí)尚的融合、衣著消費(fèi)和產(chǎn)業(yè)用并舉”，這三點(diǎn)是新提出的表述，會(huì)在“十三五”期間有明顯的體現(xiàn)，而這也是中國紡織工業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)走向高端的必然要求和必經(jīng)過程。

我國產(chǎn)業(yè)用紡織品起步于20世紀(jì)80年代，起初被稱作產(chǎn)業(yè)用布?！笆濉逼陂g，行業(yè)已取得了長足進(jìn)步，有3家非織造布生產(chǎn)企業(yè)進(jìn)入世界40強(qiáng)；上市公司達(dá)14家；行業(yè)前20強(qiáng)企業(yè)的勞動(dòng)生產(chǎn)率年均增長15%，涌現(xiàn)出一批“專、精、特、優(yōu)、新”的中小企業(yè)。

行業(yè)增速有望保持兩位數(shù)

中國產(chǎn)業(yè)用紡織品行業(yè)協(xié)會(huì)會(huì)長李陵申認(rèn)為，對(duì)于產(chǎn)業(yè)用紡織品行業(yè)來說，“十三五”時(shí)期最大的機(jī)遇是中國經(jīng)濟(jì)仍然保持中高速增長。

專家表示，產(chǎn)業(yè)用紡織品行業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)依存度較高的產(chǎn)業(yè)，與國家基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和國家大政方針密切相關(guān)。

近年來，交通工具用紡織品呈現(xiàn)出快速增長的勢頭，行業(yè)的銷售收入和利潤總額增長超過15%。據(jù)統(tǒng)計(jì)，現(xiàn)如今在汽車中應(yīng)用紡織材料的零件已超過80種，每輛轎車大約需要20 kg的紡織材料。

有測算指出，到2020年，全球汽車保有量將超過10億輛，也就是說，在未來的7年內(nèi)，每年的汽車保有量漲幅將達(dá)到12%～15%，因此車用紡織品也有巨大的發(fā)展空間，并將隨人們生活水平的提高向高端系列邁進(jìn)。

同時(shí)，交通運(yùn)輸、外貿(mào)旅游業(yè)的日益繁榮，海陸空涉及的交通工具都有快速增長的趨勢。特別是在交通工具朝著高端大型、節(jié)能環(huán)保發(fā)展的驅(qū)動(dòng)下，高速鐵路近幾年得到了迅猛發(fā)展，國產(chǎn)大飛機(jī)C919也即將為國人效力，這些都推動(dòng)著輕量、高性能的紡織品及其復(fù)合材料逐步替代鋼鐵，應(yīng)用量進(jìn)一步增加，是近年來紡織行業(yè)最具發(fā)展?jié)摿透吒郊又档男屡d產(chǎn)品。

李陵申說，只要我國國民經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)總值增長能保持在6.5%～7%之間，基本就能保證產(chǎn)業(yè)用紡織品行業(yè)主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)以兩位數(shù)增長。

(來源：上海證券報(bào))

Study on the Dyeing Process of Nylon Fabric at Low Temperature

ZHANG Li1, LI Mei-zhen1,*, WANG Jian-hong2

(1. Light Industry and Textile School, Inner Mongolia University of Technology, Hohhot 010080, China;2.The Inner Mongolia Autonomous Region Fiber Inspection Bureau of Hohhot, Hohhot 010011, China)

The dyeing effects of vinyl sulfone reactive dyes, lanasol reactive dyes, lanasol easy dye and weak acid dye on nylon were explored to optimize the suitable dyes for nylon dyeing. The dyeing process of polyamide was studied by controlling the process conditions of dyeing temperature, holding time, pH value and other auxiliaries. The optimum dyeing process was confirmed through the test of fabric strength, rubbing fastness,K/Svalueandotherindicators.Theoptimizationprocessconditionwasproceededbyjoiningcarrier,rareearthandCaCl2topromotenylondyeingprocessatlowtemperature.TheresultsshowedthatthebestfixationprocessfornylonsockswasnanofixingagentKLD-2solidcolorprocessing.Thefabricstrength,breakingelongationandK/Svalueoftreatednylonfabricwerebestatlowtemperature.

nylon；low temperature dyeing；carrier；fiber property

2015-09-14；

2015-10-10

張 莉(1988-),在讀碩士研究生,主要研究方向?yàn)槿菊夹g(shù)。

*通信作者：李美真(1963-)，碩士生導(dǎo)師，主要研究方向?yàn)槿菊夹g(shù)，E-mail：617312113@qq.com。

TS

A

1673-0356(2016)01-0010-04