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大豆蛋白纖維織物酸性染料染色工藝技術探討
發布時間:2013-06-22

生意社12月21日訊 

  摘要:大豆蛋白纖維織物能用活性、酸性、中性、直接、分散等染料染色,染色生產中,一般中、淺色大部分采用經濟的活性染料染色,活性染料染色均勻、遮蓋性良好,透染性優異,但存在染深色性差的問題。酸性染料因上染率高而具有較好的染深色性能,且染色工藝簡單,但耐洗牢度欠佳。針對這一問題采用固色處理來提高色牢度,利用固色劑能在織物表面形成薄膜,或與染料、纖維交聯,從而起到固色效果,使牢度得到提高。

  關鍵詞:大豆蛋白織物;酸性染料;染色性能;深色;固色

  中圖分類號:TS193.636文獻標識碼:B文章編號:1005-935(02007)03-0014-03

  在大豆纖維中含有一定的羥基、氨基、羧基等極性氨基酸,還有少部分未交聯的聚乙烯醇分子上的羥基。因此,它能用活性、酸性、中性、直接、分散等染料染色,但由于每種染料結構和性能的不同,上染百分率等染色性能也各有差異。在進行了大量的實踐后,體會到活性染料染色的優點是勻染及透染性良好,亮度及鮮艷度好、耐洗牢度好,但存在染深性差的問題;酸性和中性染料的染深色性能好,但存在耐洗牢度欠佳的問題,這就要根據各類染料性能及上染率的不同,合理選用染料及工藝,本文就酸性染料的染深色性能和如何提高色牢度的問題進行探討。

  1試驗部分

  1.1實驗材料

  大豆蛋白纖維織物40×50150cm115.7g/m2(由鄭州國棉一廠提供)。

  1.2染化藥劑及儀器

  弱酸性藍G,弱酸性紅RN,弱酸性大紅FRS,酸性橙Ⅱ,酸性藏青GGR;酸性染料固色劑XG(棕色粘稠液體、廣東東莞產),SBL-423羊毛酸性染料固色劑(琥珀色半透明或透明液體、上海塞博化工有限公司產),固色劑Y,滲透劑JFC(安陽助劑廠產);HAc、元明粉(市售分析純或化學純試劑);分光光度計(722型),紅外線染色機(XW-HCL-24型),烘箱(101-2A型),摩擦牢度儀(571型)。

  1.3測試方法

  染色皂洗牢度測定:參照GB/T3921.3-1997方法,用灰色樣卡評定等級。

  染色摩擦牢度試驗:參照GB/T3920-1997方法,用灰色樣卡評定等級。

1.4上染百分率的測定

        用722型分光光度計在最大吸收波長處測定染液的吸光度,計算上染百分率。上染百分率〔=1-(Di/Do)〕×100%,其中Di是在指定時間處染液的吸光度,Do是空白染浴的吸光度。

2結果與討論

2.1弱酸性染料對染色性能的影響

        弱酸性染料含磺酸基、羧酸基等親水性基團,對大豆蛋白纖維織物有較強的親和力,染色時,染料在溶液中必須要有足夠的酸性條件,使纖維和染料發生結合。如果酸性條件不夠則難以上染,必須控制好pH值、溫度等條件才能得到滿意的染色效果。

2.1.1pH值對上染百分率的影響

        弱酸性染料在酸性條件下染色時,上染百分率與纖維中的堿性氨基酸和羥基氨基酸(主要是酪氨酸)含量有關,大豆蛋白纖維中這兩類氨基酸總量遠小于羊毛和蠶絲,故得色量最低,相對深度最淺。染液pH值不同,纖維上氨基、羧基的離解程度也就不同,使纖維所帶電荷的性質和數量不同,導致染料對纖維的上染百分率和上染速率不同,見圖 1。

        在酸性條件下隨染液pH值的增加,上染百分率呈降低趨勢。因此在弱酸性染料染色時一般控制pH在4~5,這樣上染百分率較高。如果酸性過強,上染太快會造成染色不勻。因染色時溫度和pH值是較為重要的兩個因素而后者更關鍵,即使在染色前染浴pH值已經調節好,仍可能受到許多因素的影響而發生變化,如織物對酸的吸收及加入其它助劑等,都可使染浴中pH變化而使上染百分率受到影響。

2.1.2染色溫度對上染百分率的影響

        

       由圖2可見,弱酸性染料上染大豆蛋白纖維織物,溫度在60~80℃左右上染速率最高。試驗中弱酸性染料上染大豆蛋白纖維織物因擴散性、初染性差,極易出現 “經柳”疵病,考慮其勻染性,在染色開始時就控制升溫速度,使升溫速率放慢,逐步升溫起到勻染效果。弱酸性染料的上染溫度應控制在80~90℃為宜。

2.1.3染色時間對上染百分率的影響

       

      從圖3可知,在弱酸性條件下,弱酸性大紅FRS的初始上染百分率較快,在染色10min后,隨著染液中染料濃度的降低,染料的上染速率明顯降低,但在染色過程中,隨染色溫度的提高,染料的上染百分率也有所提高。由于弱酸性染料與大豆蛋白纖維在相當程度上是有條件的離子鍵結合,導致染料的水洗牢度較低。因此弱酸性染料低溫染色時,常采用適當延長染色時間讓染料充分滲入織物內部,以提高上染百分率和染色牢度。多次試驗得出:染色時間的長短取決于染色溫度、pH和染料在纖維中的擴散。

2.2酸性染料染深色性能及工藝

2.2.1染料的選擇

        我們選擇酸性橙Ⅱ和酸性藏青GGR拼黑色。酸性橙Ⅱ帶一個強親水基和一個弱親水基,屬偏強酸性染料,其分子量較小,勻染性好:酸性藏青GGR帶兩個強親水基屬偏弱酸性染料,其分子量大、染色深,勻染性好。

2.2.2工藝條件及處方

通過多次試驗基本確定大豆蛋白織物染深色工藝處方為:

染料3%~4%

勻染劑0.4g/L

冰醋酸>2g/L(調pH4~5)

保溫溫度:85~95℃

保溫時間:60~80min或根據顏色濃淡而定。染色后水洗、固色。染色效果見表1。

由表1得出配方4染色效果最好,色深均勻,上染速率快,以較少的染料、較低的溫度和較短的時間就可染出色澤濃厚光亮的黑色。

2.2.3大豆蛋白織物的固色處理

        為了提高染色的牢度,人們常采用固色劑來提高色牢度,大豆蛋白織物有-NH2、-OH等活性基團,固色劑分子末端有-NH2基團,兩者之間能在一定條件下發生縮合反應,使纖維和染料通過固色劑這個橋梁相連起來;我們分別選用無甲醛酸性染料固色劑XG和無甲醛SBL-423羊毛酸性染料固色劑對實驗(4見表1)的織物進行固色處理。

工藝處方:

固色劑4%~6%(對布重);浴比:1∶20。

工藝:染色→水洗→固色(60℃,20minpH值4~4.5)→上軸→烘干。

和固色劑Y作比較得出不同固色劑的固色效果。

        用無甲醛固色劑XG和固色劑SBL-423處理后,可提高色牢度0.5~1級。固色劑用量太大則手感發硬,用量太少則達不到固色效果,以加入4%~6%為宜。從固色前后織物變化來看,顏色變化較小,色澤濃厚、手感柔軟。大豆蛋白織物用酸性染料染色后一定要用加表面活性劑的溫水洗,這對提高色牢度是有幫助的。需要清楚的是色牢度的好壞很大程度上是由所用的染料所決定的,而不是由固色劑所決定的。固色劑不是萬能的,它對色牢度的提高是有限的,根本的解決辦法是選擇牢度好的染料。

3結論

(1)采用弱酸性染料染深色,織物較容易上染,只要工藝條件控制適當,可以獲得色澤均勻濃厚的效果??椢锔黜椚旧味染蛇_到標準要求。

(2)從弱酸性染料染色工藝因素對上染百分率的影響來看:溫度、pH是影響的主要因素,并起著決定性作用。因此染色的溫度、pH在染色工藝中要嚴格控制,而時間可隨溫度、pH的不同有所改變。

(3)大豆蛋白織物拼色時染料應選同類型的,這樣有利于染色工藝的操作及工藝的簡化,且要注意色牢度指標相近,否則色牢度不同會給固色造成困難。

(4)選擇固色劑:首先固色劑對織物本身顏色影響要小,對提高色牢度方面效果要比較明顯。其次還需特別考慮固色劑對手感影響要小,應選環保型固色劑。

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