2023年珍珠纤维TencelModel混纺针织物的染色工艺研究.doc

珍珠纤维/Tencel/Modal混纺织物的染色工艺 Study on Dyeing Technology of Pearl/Tencel/Modal Blended Knitted Fabric 杨秦浩/陕西省纺织科学研究所 杨银英/西安工程大学 摘 要：以珍珠纤维/Modal/Tencel混纺针织物为研究对象，用单因素试验法探讨了碳酸钠质量浓度、氯化钠质量浓度、固色时间以及固色温度对其染色效果的影响。确定了合理工艺条件，氯化钠20 g/L，碳酸钠20 g/L,升温到85 ℃后进行固色反响30 min，得出织物的耐摩擦色牢度、耐洗色牢度均较好，强力变化也较小。采用该工艺处理的织物可获得良好的染色效果。 关键词：珍珠纤维；Tencel；Modal；混纺；针织物；单因素试验；色牢度；工艺 0 前言 珍珠纤维是由东华大学和上海新型纺纱技术开发中心合作共同研发的一种新型纤维，是国内外首创的高档功能性纤维，于2023年申报为国家创造专利。珍珠纤维是采用高科技手段将纳米级珍珠粉在粘胶纤维纺丝时参加纤维内，使纤维内外均匀分布着纳米珍珠微粒。珍珠纤维既有珍珠的养颜护肤成效，又有纤维素纤维吸湿透气、服用舒适的特性。珍珠纤维外表均匀分布着珍珠微粒，长期与皮肤接触，具有养颜护肤、清火败毒、嫩白肌肤、抗紫外线、发射远红外线的成效[1]。 由于本试验选用织物的三组分都为纤维素纤维，可以选用活性染料一浴法来完成。影响活性染料的染色因素很多，例如，染料浓度、促染剂用量、碱剂的用量、固色剂的用量等等。因此工艺优化很重要，为了能在最低的纤维损伤下获得良好的染色效果，必须选择适宜的染色工艺条件。 1试验局部 1.1试验材料 织物：30/30/40珍珠纤维/Modal/Tencel罗纹半空气层组织〔14.8×3tex,120cm×65cm〕织物漂白织物 染料：活性翠蓝KN-G 1.2试验仪器 Q113型常温绳状染色机，YG571型摩擦牢度试验，SW12B耐水洗牢度试验仪，YG〔B〕026D-500型电子织物强力机。 1.3试验方法 染色配方：活性翠蓝KN-G为x%，氯化钠10 g/L～30 g/L，碳酸钠5 g/L～25 g/L。 染色工艺：使用活性翠蓝KN-G和氯化钠共同配制染液，在60 ℃入染，浴比为1:50，染色30min后，以1 ℃/min的升温速度加热至一定温度，参加碱剂进行固色反响一段时间后降温水洗，然后进行后整理。具体工艺流程见图1。 图1 染色工艺曲线图 2 测试指标 2.1染色工艺效果测试 本课题采用上染百分率和染色深度〔K/S值〕两个指标，衡量染色效果，制定最正确染色工艺。 〔1〕 上染百分率的测定：采用残液比色法测定上染百分率〔E〕 式中，和分别为染色前后最大吸收波长处染液的吸光度。 〔2〕 K/S值的测定：染色深度K/S值在Datacolor 650型测色配色仪上测定。将织物折叠4层，取三个不同的点测定，取平均值。 2.2染色牢度测试 分别按照国家标准GB/T 3920—2023和GB/T3921—2023对处理织物的耐摩擦色牢度和耐洗色牢度进行测试。 2.3织物顶破强力测试 按照国家标准GB/T3923.1—1997,使用电子织物强力机对处理织物样品进行顶破强力的测试。 3 结果与讨论 3.1碳酸钠用量确实定 对碳酸钠进行单因素分析。其中，活性黄活性翠蓝KN-G染料2%〔o.w.f〕，氯化钠为20 g/L，染色温度为60 ℃，上染时间为30 min，固色时间30 min，固色温度为85 ℃。其上染率、K/S值与碳酸钠用量的关系如图2所示。 图2 碳酸钠用量与上染率及K/S值的关系 活性染料在碱性条件下与纤维素分子上的羟基发生反响，到达固色的目的。一般根据活性基反响性的不同，选择碱剂的强弱。低温型活性染料反响性较强，一般选用碳酸钠做碱剂，碳酸钠碱性较弱且缓冲能力较强，染液pH值也较稳定。此外，碱剂要中和反响中生成的酸，固色时要消耗较多碱剂，因此碱剂浓度与染料浓度有关，染料浓度高碱剂应多用一些[2]。由图2可见，随着碳酸钠用量的增加织物的上染率增加，但当碳酸钠用量过大〔大于20 g/L〕时，织物的上染率稍有下降，考虑到碳酸钠用量的增加会加大对环境的污染。所以碳酸钠用量选择应不超过20 g/L。 3.2固色温度 对固色温度进行单因素分析，其中，活性翠蓝KN-G为2%〔o.w.f〕，碳酸钠为15 g/L，氯化钠为20 g/L，染色温度为60 ℃，染色时间为30 min，固色时间为30 min。根据织物外表色深K/S值大小确定最正确固色温度。其上染率、K/S值与固色温度的关系如图3所示。 图3 固色温度与上染率及K/S值的关系 由图3可知，当固色温度没有超过85 ℃时，织物的上染率和K/S值随着固色温度的升高而升高；当固色温度升高至85 ℃后，织物的上染率和K/S值又开始下降。综合考虑上染率和K/S值，固色温度应该控制在85 ℃左右。 3.3固色时间 对染色的固色时间进行单因素分析。其中，活性翠蓝KN-G染料2%〔o.w.f〕，氯化钠为20 g/L，碳酸钠为15 g/L，染色温度为60 ℃，上染时间为30 min，固色时间10 min ~50 min，固色温度为80 ℃。其上染率、K/S值与固色时间的关系如图4所示。 图4 固色时间与上染率及K/S值的关系 染色后参加碱剂固色。碱剂使吸附在纤维外表上的染料与纤维反响结合而固着，染料在纤维上的吸附平衡被打破，上染吸附率又进一步的提升。一定时间后吸附在纤维上的染料与纤维反响固着已趋向平衡。继续延长时间，染料又会解吸附，同时解吸的染料有一局部发生水解而无法上染，所以对上染产生一些负面影响[3]。由图4可见，固色30 min时，织物的上染率和K/S值都最大。高于30 min时，随着固色时间的增加，织物的上染率有所下降，从而固色时间选取为30 min。 3.4氯化钠浓度 对染色的氯化钠用量进行单因素分析，其中，活性翠蓝KN-G为2%〔o.w.f〕，碳酸钠为15 g/L，氯化钠为10 g/L～30 g/L，染色温度为60 ℃，染色时间为30 min，固色时间为30 min，固色温度为85 ℃。其上染率、K/S值与氯化钠用量的关系如图5所示。 图5 氯化钠用量与上染率及K/S值的关系 染浴中通常参加中性电解质以提高染料的上染率，如食盐、元明粉等。但电解质的参加会使上染加速而导致染色不匀，电解质的参加用量应根据染料的直接性和染色色泽深浅决定[4]。由图5可见，氯化钠用量增加，上染率也随之提高。氯化钠用量大于20 g/L时，而K/S值略有下降。虽然氯化钠有促染作用，但随氯化钠用量的提高，其作用会逐渐趋于一种平衡状态。从节约本钱和环保考虑，氯化钠用量为20 g/L。 3.5染色工艺效果 按照试验所得的合理工艺：染色温度60 ℃，氯化钠为20 g/L，碳酸钠为20 g/L，染色时间30 min，固色时间30 min，固色温度85 ℃。对珍珠纤维织物染色后，分别对染色前和染色后的织物的顶破强力进行比照，观察染色工艺对织物强力的影响[4]。 表1 染色对织物强力的影响 织物 K∕S值 上染率/ % 顶破强力/N 染色前 413 染色后 21.92 52.28 387 由表1可知，珍珠纤维织物经过合理工艺染色后，织物的顶破强力有所下降，但对织物性能的影响不大。珍珠纤维针织物的上染率可达52.28%，这与合理工艺的理论值相差不大。说明工艺条件的选择是合理的，所得的染色效果也较为理想。 3.5染色牢度 按上述优选工艺参数对珍珠纤维针织物进行染色后，测得的织物染色牢度：耐洗色牢度〔变色4级～5级，沾色4级～5级〕，耐摩擦色牢度〔干摩4级～5级，湿摩4级～5级〕。 可知：珍珠纤维针织物的耐皂洗色牢度较好，沾色、变色级别均比拟高。 4 结论 本课题对珍珠纤维/Tencel/Modal混纺针织物产品的染色性能进行了研究，对织物的染色性能进行了阐述和探讨，并对织物的染色性能进行了测试。具体试验结论如下： 〔1〕活性翠蓝KN-G染珍珠纤维/Tencel/Modal混纺针织物产品的合理工艺：活性染料2%〔o.w.f〕，染色温度60 ℃，氯化钠为25 g/L，碳酸钠为20 g/L，染色时间30 min，固色时间30 min，固色温度85 ℃，浴比为1:50。 〔2〕珍珠纤维针织物经过染色后，织物的强力都有所下降，但影响不大。 〔3〕对染色后织物的染色性能进行测试，织物的耐摩擦色牢度、耐洗色牢度均较好，符合染色质量要求。 〔4〕活性染料在水中易分解，所以配好的染液不宜搁置时间太长。染色后在80 ℃水中皂洗10 min。 参考文献： [1] 陈心华，李东平，吕彩霞.珍珠共混纤维素纤维的性能及其应用[J]．针织工业，2023〔2〕：1-2. [2] 董永春，徐凯，唐新桥.纤维素纤维织物的一浴法染色和生物整理[J].纺织学报，2023〔8〕：61-63. [3] 章杰.纤维素纤维用活性染料技术进展[J].染料与染色，2023〔8〕：1-8. [4] 范立红，沈兰萍.纺织品检测试验教程[M].西安：西安工程科技学院，2023：15-71. 个人信息： 杨秦浩〔1984-〕，男，陕西西安人，助理工程师 联系 ：15291917875； ：陕西省西安市纺织城西街138号； 邮政编码：710038； 电子邮箱：sf-sc@ctsti