羊毛/錦綸纖維酸性染料染色的同色性研究

朱元昭， 趙亞楠， 楊　勇， 汪　青,2

(1.中原工學(xué)院； 2.河南省紡織服裝協(xié)同創(chuàng)新中心， 鄭州 450007)

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羊毛/錦綸纖維酸性染料染色的同色性研究

朱元昭1， 趙亞楠1， 楊勇1， 汪青1,2

(1.中原工學(xué)院； 2.河南省紡織服裝協(xié)同創(chuàng)新中心， 鄭州 450007)

采用酸性染料對(duì)羊毛和錦綸纖維進(jìn)行染色，分析了pH值、溫度和勻染劑對(duì)染色性能及羊毛/錦綸同浴染色后纖維同色性能的影響。結(jié)果表明：在羊毛/錦綸同浴染色時(shí)，僅通過調(diào)整工藝條件無法達(dá)到染色纖維同色性的要求，需要加入自制勻染劑，并在染色溫度為95 ℃，染色時(shí)間為60 min，元明粉用量為15 g/L，勻染劑用量為1 g/L時(shí)，可使兩種纖維之間的色差較小，基本達(dá)到同色效果。

同色性；勻染劑；色差

羊毛是高檔的天然蛋白質(zhì)纖維，具有優(yōu)良的彈性、豐滿的手感和良好的保暖性能[1]；錦綸纖維的強(qiáng)力和耐磨性能較好，在合成纖維中具有較高的吸濕性及彈性。羊毛/錦綸混紡織物在一定程度上綜合了羊毛和錦綸纖維的優(yōu)點(diǎn)，具有良好的服用性能和獨(dú)特的穿著風(fēng)格，對(duì)于改善高級(jí)服裝面料的性能具有重要意義[4]。

采用同浴一步法對(duì)羊毛/錦綸混紡織物染色可大大提高生產(chǎn)效率，降低成本，但由于羊毛和錦綸纖維在化學(xué)結(jié)構(gòu)和物理性能上的差異，使得羊毛/錦綸混紡織物在同浴染色后同色性不好，錦綸得色往往深于羊毛，故需從染色工藝和染色助劑等方面進(jìn)行優(yōu)化[2,5-7]。本文利用酸性染料對(duì)羊毛/錦綸混紡織物進(jìn)行染色，通過優(yōu)化染色工藝和添加勻染劑，較好地改善了羊毛/錦綸混紡織物同浴染色的同色性。

1　實(shí)　驗(yàn)

1.1實(shí)驗(yàn)材料和儀器

實(shí)驗(yàn)材料：羊毛纖維、錦綸纖維(市售)、ANOSET酸性紅2B、ANOSET酸性藍(lán)2R 、ANOSET酸性黃2R、冰乙酸(AR)、乙酸鈉(AR)、硫酸銨(AR)、勻染劑(自制)。

實(shí)驗(yàn)儀器：電子天平、紫外可見分光光度計(jì)(UV2400)、電熱恒溫水浴鍋、pH測(cè)試儀、雙溫對(duì)置振蕩式染樣機(jī)、Datacolor SF600X電子測(cè)色配色儀、電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱。

1.2實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1染色處方

酸性染料(紅、黃、藍(lán)，owf%)為5%，自制勻染劑0.5～2 g/L，元明粉15 g/L，pH值3.45～6.5，浴比1∶100。

1.2.2染色工藝條件

1.3測(cè)試方法

圖1　染色工藝曲線

1.3.1上染百分率

按處方配置標(biāo)準(zhǔn)液，用移液管吸取一定量的染液，在容量瓶中定容稀釋一定倍數(shù)，然后通過分光光度計(jì)測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)染液的最大吸收波長(zhǎng)，并測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)染液的吸光度A。染色后，將染色的殘液也稀釋相同倍數(shù)，在最大吸收波長(zhǎng)下測(cè)定殘液的吸光度Ai，按照如下公式計(jì)算上染百分率：

上染百分率=(1-A/Ai)×100%

1.3.2上染速度曲線

以規(guī)定染料濃度對(duì)羊毛和錦綸分浴入染，測(cè)定在80 ℃、85 ℃、90 ℃、95 ℃時(shí)分別保溫5 min、10 min、20 min、40 min、60 min時(shí)的上染百分率。以上染百分率為縱坐標(biāo)，時(shí)間為橫坐標(biāo)，繪制上染速度曲線，并標(biāo)注各染色溫度。

1.3.3染色深度的測(cè)定

采用Datacolor SF600X電子測(cè)色配色儀，選擇D65光源和10°視角對(duì)織物反射率進(jìn)行測(cè)定。

2　結(jié)果與討論

2.1羊毛、錦綸纖維染色影響因素分析

2.1.1pH值對(duì)上染百分率的影響

在相同條件下采用酸性染料分別對(duì)羊毛、錦綸纖維進(jìn)行染色。改變?nèi)疽旱膒H值，固定其他染色條件，染色溫度取95 ℃，分析pH值對(duì)羊毛和錦綸染色性能的影響。測(cè)試結(jié)果如圖2、圖3所示。

圖2　不同pH值下羊毛上染速度曲線

圖3　不同pH值下錦綸上染速度曲線

由圖2可知，羊毛在染色過程中，隨著pH值的增大，其上染百分率和上染速度均降低；在同一pH值條件下，隨著染色時(shí)間的延長(zhǎng)，羊毛染色的上染百分率增大并達(dá)到最大值，隨后，上染速度逐漸減慢，最終趨于平衡狀態(tài)。這可能是因?yàn)槿疽簆H值小于羊毛纖維的等電點(diǎn)的pH值(3.5～4.8[8])，羊毛纖維帶正電荷，染色時(shí)酸性染料靠靜電引力被吸附到纖維上，染色速度較高，但是隨著pH值增大到4.5～5.5，羊毛纖維不帶電荷，染料則因范氏力而上染纖維，染色速度減緩，當(dāng)染液pH值提高到6.5時(shí)，羊毛纖維帶負(fù)電荷，阻礙酸性染料上染，羊毛的染色速度進(jìn)一步降低。

由圖3可知，pH值的變化對(duì)錦綸的最大上染百分率影響較小，而且在不同pH值條件時(shí)，錦綸的初染速度幾乎沒有差別，都是在很短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到最大上染百分率，隨著染色時(shí)間的延長(zhǎng)，錦綸的上染百分率和上染速度變化不大。這可能是因?yàn)殄\綸纖維上氨基的數(shù)量比羊毛少得多，染液pH值的變化沒有造成錦綸纖維電性的變化，酸性染料上染錦綸主要是依靠范氏力的作用，從而使染液pH值對(duì)錦綸上染百分率影響較小。

2.1.2染色溫度對(duì)上染百分率的影響

溫度是控制染料上染的一個(gè)重要因素。改變?nèi)疽簻囟?，固定其他染色條件，pH值取4.5，分析溫度對(duì)羊毛和錦綸染色性能的影響，結(jié)果如圖4、圖5所示。

圖4　不同溫度下羊毛上染速度曲線

由圖4可知，羊毛在80 ℃時(shí)，上染百分率較低。隨著溫度的增加，染料的上染百分率增加。當(dāng)溫度達(dá)到95 ℃左右時(shí)，染料上染百分率達(dá)到最大值,且隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，溫度對(duì)上染百分率影響很小。這是由于羊毛的外層是結(jié)構(gòu)緊密的鱗片層，其對(duì)染料的擴(kuò)散有很大的阻力，但隨著溫度的升高，羊毛纖維內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生溶脹，在酸性條件下纖維間的氫鍵被打開，纖維中空隙變大，染料得以順利進(jìn)入纖維內(nèi)部，使得上染百分率增大。

圖5　不同溫度下錦綸上染速度曲線

由圖5可知，在染色時(shí)錦綸的初始上染量比羊毛高得多，在極短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到最大上染百分率,并保持動(dòng)態(tài)平衡，同時(shí)隨著溫度的升高，錦綸上染百分率也逐漸增大，但是相對(duì)于羊毛其增大的幅度很小。當(dāng)錦綸的染色溫度達(dá)到95 ℃左右時(shí)，其上染百分率達(dá)到最大值，這是由于酸性染料對(duì)錦綸的親和力更高[6]，使得酸性染料更易對(duì)錦綸染色。

2.2羊毛/錦綸混紡織物同色性研究

根據(jù)上述分析結(jié)果可知，僅僅通過調(diào)節(jié)pH值和溫度不能改善羊毛/錦綸纖維同色效果[9-10]，因?yàn)槿旧珪r(shí)錦綸的初始上染量比羊毛高得多，所以需要在染浴中添加自制勻染劑，通過降低染料在錦綸纖維上的初始上染速度達(dá)到同色效果。

2.2.1未添加勻染劑時(shí)羊毛/錦綸同浴染色

在相同的染浴組成及工藝條件(染料用量5 %owf，染色溫度95 ℃，染色pH值為4.5，元明粉用量15 g/L，染色保溫時(shí)間60 min)下，不添加勻染劑，對(duì)羊毛和錦綸進(jìn)行同浴染色，其中羊毛和錦綸纖維混合比例為1∶1。反射率曲線如圖6所示。

圖6　羊毛和錦綸反射率曲線

由圖6可知，錦綸反射率遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于羊毛，說明錦綸纖維的得色量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于羊毛纖維,羊毛和錦綸纖維之間存在明顯的色差，不能達(dá)到勻染效果。

2.2.2添加勻染劑時(shí)羊毛/錦綸同浴染色比較

在與2.2.1相同的染浴組成及工藝條件下，在染浴中添加自制勻染劑[11]，使用紅、黃、藍(lán)3種酸性染料對(duì)羊毛/錦綸進(jìn)行同浴染色，其染色后反射率曲線如圖7所示。

(a)弱酸性紅　　　　　　　　　　　(b)弱酸性黃　　　　　　　　　　　(c)弱酸性藍(lán)圖7　紅、黃、藍(lán)3種染料染色后羊毛和錦綸的反射率曲線

由圖7可以看出，羊毛和錦綸對(duì)于色光的吸收幾乎相同，兩者之間的色差明顯減小，兩者的反射率曲線趨于一致。這說明添加勻染劑后，降低了酸性染料在錦綸纖維上的初染速度，使酸性染料在兩種纖維上的上染速度基本一致，染料在羊毛和錦綸上均勻地分配，從而達(dá)到同色效果。

3　結(jié)　語(yǔ)

在相同工藝條件下，采用酸性染料對(duì)羊毛/錦綸進(jìn)行同浴染色，由于染料對(duì)羊毛和錦綸的初始上染速度不同，很容易產(chǎn)生染色不勻，但是僅僅通過調(diào)節(jié)工藝條件，無法達(dá)到同色性要求。通過控制酸性染料在錦綸纖維上的初染速度，使酸性染料對(duì)兩種纖維的上染速度基本一致，使染料在羊毛和錦綸上均勻地分配，從而達(dá)到同色效果，通過在染浴中添加勻染劑可達(dá)到這一要求。

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(責(zé)任編輯：姜海芹)

Study on the Color Identity of the Co-dyeing of Wool/nylon Fibres with Acidic Dyestuff

ZHU Yuan-zhao, ZHAO Ya-nan, YANG Yong, WANG Qing

(1.Zhongyuan University of Technology; 2.Henan Textile and Garment Synergy Innovation Center， Zhengzhou 450007, China)

This thesis researches wool and polyamide fiber stained by acid dye, then pH, temperature and leveler agent have been analyzed to find the influence on dyeing properties, and color properties of wool and polyamide apposition dyeing.The experimental result shows that is incapable to meet the requirements of homochromatism just by adjusting technology conditions. Self-made leveler should be added when the wool and polyamide is apposition dyeing. As the dyeing temperature is 95℃, dyeing time is 60min, the dose of sodium sulfate is 15 g/L, and leveler is 1 g/L, color difference between these two fibers could be decreased after dyeing, in the main, monochromy function is reached.

homochromatism; levelling agent; color

2016-06-22

朱元昭(1992-)，男，河南南陽(yáng)人，碩士生。

1671-6906(2016)04-0043-04

TS193.5

A

10.3969/j.issn.1671-6906.2016.04.009