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涤纶织物靛蓝染料染色研究

                                              涤纶织物靛蓝染料染色研究

                                                 巫若子,苏 毅,黄道华

                                      (江门职业技术学院,广东江门 329090)

     摘要:文章研究了涤纶织物用靛蓝染料染色过程中,染浴pH值、温度、时间、助剂用量对织物得色量K/S值的影响。最终确定靛蓝用量为1% (owf),染浴pH为6~7,温度120~130℃,时间10~20min,尿素用量10g/L的条件下,织物可获得较高的得色深度,摩擦牢度4~5级,水洗牢度4~5级。

      关键词:涤纶;靛蓝染料;染色

      中图分类号:TS190·645 文献标识码:A 文章编号:1009-265X (2008) 04-0005-03

      涤纶纤维是疏水性纤维,结晶度高、分子排列紧密,在水中膨化程度低,不会像棉纤维那样能通过剧烈溶胀而使空隙增大,因此染料分子很难渗透到纤维内部去。涤纶主要用分散染料染色,鉴于涤纶特殊的理化性能,还必须采取一些有效的方法,如载体染色法、高温高压染色法和热熔染色法[1]。近年来陆续开发了分散染料碱性染色和超临界二氧化碳染色等新型工艺,运用其他类型染料对涤纶进行染色的研究还不多。

       涤纶织物有着优异的“洗可穿”性,其抗皱性和保形性优良,制成的衣服挺括不皱,外形美观,经久耐用,在窗帘装饰市场更是涤纶织物的天下。采用靛蓝对棉纱进行染色,经向采用蓝、白纱合并,与纬向白纱交织成牛仔布,外观粗犷,风格独特,更是与全世界人民结下了不解的蓝色情缘。本着开发新品种、再续世人“蓝色情缘”和“牛仔情缘”的愿望、克服涤纶与靛蓝的特殊理化性能,本实验采用靛蓝染料对涤纶织物染色,探讨染色的最佳工艺条件。

1 实 验

1·1 材料及药品

      材料 涤纶织物(85g/m2)药品 靛蓝染料、氢氧化钠、保险粉、醋酸、碳酸钠、尿素、高温匀染剂、净洗剂(工业品)。

1·2 实验仪器

      HT型高温小样机(广东精湛染整设备厂),电子天平(常熟双杰测试仪器厂),电热恒温水浴锅(上海医疗器械五厂), Y571D型多功能色牢度摩擦仪(温州方圆仪器有限公司), HZ-16型水洗牢度测试仪(温州方圆仪器有限公司), DC-SF600PLUS型测色配色仪(瑞士Datacolor公司)。

1·3 染 色

       染色配方

       靛蓝          1% (owf);

       氢氧化钠           3g/L;

       保险粉             8g/L;

       高温匀染剂         1g/L;

       浴比               1∶40

       化料、染色及其后处理的工艺曲线如图1、图2、图3。

         

1·4 测 定

1·4·1 表面深度测定 采用DC-SF600PLUS型测色配色仪进行测试。

1·4·2 摩擦牢度测试

      按GB/T 3920-1997《纺织品耐摩擦色牢度试验方法》,用Y571D型多功能色牢度摩擦仪进行测试。

1·4·3 水洗色牢度测试

     按GB/T3921-1997《纺织品耐洗色牢度试验方法》,用HZ-16型水洗色牢度测试仪进行测试。

2 结果与讨论

2·1 染浴pH值对得色深度的影响

     由于还原染料的特殊性,染浴的pH值决定着染料的存在状态,对染色起着不可忽略的影响。pH值对涤纶织物靛蓝染色的得色深度影响如图4所示。

          

      由图4可知,涤纶织物的得色深度受pH值的影响比较大。在pH值为6~7时达到最高点,即pH为6~7时,织物表面得色最深;染浴的碱性越强,织物得色越浅。还原染料不溶于水,碱性溶液中在还原剂的作用下,染料分子中的羰基还原成为可溶性的隐色体钠盐[2]。靛蓝隐色体具有很好的水溶性,对纤维素纤维(尤其是棉)有很强的亲和力,上染性能也较好;但是由于涤纶是疏水性纤维,靛蓝对其缺乏亲和力,不能有效上染。加入醋酸后,氢离子逐渐取代钠离子的位子,染料的亲水性逐渐减弱,对涤纶的亲和力逐渐增大,当染色达到一定的温度时,因纤维分子链段运动而形成的瞬时孔隙增大,染料分子才能进入纤维内部,此时上染率明显提高,织物的得色深度也明显提高[2]。

2·2 染色温度对得色深度的影响

      由于涤纶的结构紧密, Tg较高,故需要在较高的温度下进行染色。将染浴的pH值调到6~7,在不同的温度下对涤纶织物进行染色,测试织物的表面得色深度,结果见图5。

          

      当温度达到90℃时,染料刚刚开始上染纤维,得色很浅,随着温度的升高,涤纶织物的得色深度也逐渐增大,当温度升至120~130℃时得色深度达最大值,当温度达到140℃以上时,得色浓度又稍有下降。这个问题可以从以下3个方面来说明:首先,涤纶纤维的结晶度高,在高温高湿以及水的增塑作用下,纤维分子链段运动才能加剧,分子间微隙才能增大[3];其次,靛蓝染料分子也需要在较高温度下才能获得足够多的能量,扩散进入纤维内部;再次,在温度和碱浓度较高的情况下,一些还原染料会发生水解,导致织物得色变浅。

2·3 染色时间对得色深度的影响

      在染浴的pH值为6~7,温度为120℃的条件下,分别上染10、20、30、40、50、60min,不同染色时间下,涤纶织物的得色深度如图6所示。

              

      由图6可知,随着时间的延长,得色深度越来越浅,当染色时间在10~20min时,织物得色深度没多大变化。这可能是由于在高温及长时间的作用下,靛蓝染料发生了一些旁支反应如过度还原,水解或者其结构发生了某种变化。

2·4 尿素对得色深度的影响

       在靛蓝染料的染色中,常常加入一定量的助溶剂———尿素,尿素不仅能使靛蓝更好地溶解,对纤维也有一定的溶胀作用。靛蓝还原后,在染浴中加入不同量的尿素,调节pH为6~7,温度120℃的条件下染色20min,其得色情况如图7所示。

          

       由图7可知,加入尿素可明显增加涤纶织物的得色深度,在其用量为10g/L时,由于尿素的加入,染料的溶解性提高,纤维的溶胀性也有所提高,上染率也得到相应的提高,效果最佳。

2·5 织物的色牢度

      在最佳染色工艺(pH值为6~7,温度120~130℃,时间20min,尿素用量为10g/L)条件下,用不同量的靛蓝染料对涤纶织物进行染色,测试其摩擦牢度及水洗牢度。结果见表1。

           

       由表1可知,靛蓝染色后的涤纶织物,其摩擦牢度和水洗牢度均较好。靛蓝用量为1% (owf)时,所得织物的干湿摩擦牢度都可达到4~5级;当靛蓝用量增加时,摩擦牢度会有所下降。

3 结 论

       a)通过探讨染浴pH值,染色温度、染色时间和尿素用量对涤纶织物得色量(K/S)的影响。确定涤纶织物靛蓝染料染色的较好工艺条件为:pH值6~7,染色温度120~130℃,染色时间10~20min,尿素10g/L。

       b)用上述工艺条件染色后,染成品的干、湿摩擦色牢度及水洗色牢度均达到4~5级。

参考文献:

[1]蔡再生.纤维化学与物理[M].北京:中国纺织出版社, 2004: 256-264.

[2]沈志平.染整技术(第2册) [M].北京:中国纺织出版社, 2005: 102-107, 151-156.

[3]郝龙云,蔡玉清.涤纶织物靛蓝染色[J].印染,2006 (23): 21-23.

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