海水在羊毛織物染色中的應用

王懷芳1， 李連鋒2， 韋富1

(1.中原工學院, 鄭州 450007； 2.山東濟寧如意毛紡織股份有限公司， 山東 濟寧 272073)

摘要：將未經(jīng)任何處理的海水和軟化后的海水應用在羊毛織物酸性染料染色及水洗過程中，并與淡水染色結果進行對比。結果表明：在相同染色工藝條件下，與淡水染色結果相比，海水對織物的上染速率和上染百分率較高，尤其是軟化海水，其對織物的上染速率與淡水接近，在染色80 min時，上染百分率為96.7%，而淡水的為89%；軟化海水和淡水所染織物經(jīng)水洗后其K/S值、牢度和均勻性都接近，且海水染色織物的強力比淡水的高得多。因此，海水可代替淡水用于羊毛織物的染色和水洗。

關鍵詞：海水；羊毛織物；酸性染料；染色；軟化；上染率

中圖分類號：TG142.1

文獻標志碼：A

DOI:10.3969/j.issn.1671-6906.2015.03.009

Abstract：Untreated and softened seawater was used in the dyeing and rinsing process of wool fabric with weak acid dyes，dye-uptake speed of dyeing process, K/S value，fastness to rubbing and breaking strength of dyed and washed with seawater were measured. Results show that dye-uptake rate speed of Acid Red is higher that in tape water, especially in softened seawater, where dye-uptake rate is 96.7% with the similar uptake speed with that in tape water. The K/S value and crockfastnes of fabric dyed and washed in seawater is about the same with that in tape water, and the strength of fabrics dyed in seawater is higher. Seawater can be used in the dyeing and washing process of wool fabrics with acid dyes.

收稿日期：2014-09-17

作者簡介：馬菲(1987—)，女，河南商丘人，碩士生。

文章編號：1671-6906(2015)03-0044-03

紡織印染業(yè)用水較多，但水的重復利用率較低，印染廢水回用率僅為8%[1]，浪費嚴重。當今世界淡水資源緊缺，海水資源豐富，全球海洋中海水總量約為13.5億km3。因此，海水淡化和直接利用對我國經(jīng)濟發(fā)展具有現(xiàn)實意義。早在上個世界80年代，就有研究將海水用于印染[2]。在淡水資源日益缺乏的今天，將海水用于印染更加引起了研究者的關注[3-4]。

羊毛織物染色所選染料一般為酸性染料和活性染料，其中酸性染料水溶性基團大多為磺酸基，對鈣鎂離子不敏感，而海水中富含各種鹽類，因此本文選擇弱酸性染料，將未經(jīng)任何處理的海水和軟化海水用于羊毛織物的染色和水洗過程，并與淡水染色結果進行對比，以探究海水用于羊毛織物染色的可行性。

1實驗

1.1實驗材料與儀器

(1)實驗材料：羊毛織物(商業(yè)用品，山東濟寧如意毛紡織股份有限公司)、海水(山東青島棧橋附近海水)、無水碳酸鈉(分析純，天津市致遠化學試劑有限公司)、鹽酸(分析純，洛陽市吳華化學試劑有限公司)、乙二胺四乙酸二鈉(分析純，西隴化工股份有限公司)、酸性紅(商業(yè)用品，安諾其紡織化工股份有限公司)。

(2)實驗儀器：可見分光光度儀(722型，上海光譜儀器有限公司)、pH測試儀(pH510，MALAYSIA)、Datecolor測色配色儀(SF600，美國電子儀器公司)、染色摩擦色牢度儀(Y57L，萊州市電子儀器有限公司)、電子織物強力儀(YG065，萊州市電子儀器有限公司)。

1.2染色方法

酸性染料為2% (owf)，用醋酸將染液pH調節(jié)至4～4.5(未經(jīng)處理的海水呈弱堿性，軟化后海水pH>10)，浴比1∶50。50 ℃入染，緩慢升溫至98 ℃，保溫染1 h。從染杯中取出試樣，放入另一燒杯，采用海水或淡水對其進行充分水洗，然后烘干。

1.3海水的軟化處理

參照文獻[4]中的方法，取一定量的海水，向其中加過量軟水劑純堿，攪拌至溶液渾濁，然后過濾取濾液。

1.4上染速率測定

按照上述1.2染色工藝和流程染6份羊毛織物，分別在染色開始后5 min、10 min、20 min、40 min、60 min、80 min時取染色殘液，采用殘液比色法，用721型分光光度計分別測定染液吸光度，按照以下公式計算上染百分率：

(1)

其中：Ei為染液殘液吸光度(要考慮稀釋倍數(shù))；E0為標準染液吸光度。

1.5染色性能測試

采用Datacolor測色配色儀測定染色織物的K/S值，測試時選用D65光源，10度視角。干、濕摩擦牢度按《紡織品色牢度試驗耐摩擦色牢度》(GB /T 3920-2008)進行測試。采用《織物斷裂強力和斷裂伸長率的測定-條樣法》(GB/T3923.1-1997)測定染色后羊毛織物的斷裂強力。測試五經(jīng)五緯，取平均值。

2結果與分析

2.1上染速率

在相同條件下，經(jīng)海水、軟化海水、淡水染色的羊毛織物上染速率曲線如圖1所示。

圖1　不同水染色羊毛織物的上染速率曲線

由圖1可知，在海水中羊毛織物的上染速率最快，軟化海水上染速率其次，在淡水中織物的上染速率最慢，但無論海水還是軟化海水，最后達到的上染百分率都比淡水高，這可能是由于鹽效應的緣故[5]。在pH高于羊毛等電點的時候，羊毛纖維帶負電荷，染液中的鹽離子可以起到促染作用，提高了上染速率及上染百分率。軟化海水比海水染色的織物的上染百分率高，這可能是因為海水中的鈣鎂離子與染料形成一定絡合的緣故。但從圖1中可以看出，海水中的鹽類對織物上染百分率未產生不利影響。三者相比，經(jīng)海水染色的織物上染速率最快；經(jīng)軟化海水與淡水染色的織物上染速率相當；染色80 min時，經(jīng)軟化海水染色的織物上染百分率為96.7%，經(jīng)海水染色的織物上染百分率為93.6%，而經(jīng)淡水染色的織物上染百分率僅為89%。

2.2染色織物性能

當上染速率過快時，會使織物染色均勻性差。因此，這里只探討軟化海水用于羊毛織物的染色及水洗過程。

經(jīng)軟化海水和淡水洗后織物的K/S值、摩擦牢度、斷裂強力和染色均勻性分別如圖2、表1、圖3、圖4所示。

圖2　不同染色水洗織物的K/S值

染色方式淡水染色軟化海水洗淡水洗軟化海水染色軟化海水洗淡水洗干摩擦牢度443-43-4濕摩擦牢度21-222

圖3　不同梁色水洗織物的強力

(a)軟化海水染色織物

(b)淡水染色織物 圖4　水洗后織物的照片

從圖2-圖4及表1中可以看出，采用軟化海水進行染色和水洗對織物的染色深度與干、濕摩擦牢度及勻染性并沒有太大影響，但是采用軟化海水染色和水洗引起的強力降低程度較小。這可能是由于軟化海水中其他物質的影響所致[2]。因此，將海水軟化后，可以代替淡水用于酸性染料染色。

3結語

(1)將未經(jīng)任何處理的海水及軟化海水用于弱酸性染料的染色發(fā)現(xiàn)，用海水染色，相比淡水染色，上染速率和上染百分率都有所提高，其中軟化海水的上染速率與淡水的上染速率曲線相似，但可獲得較高的上染百分率。染色80 min時，軟化海水的上染百分率為96.7%，淡水的上染百分率僅為89%。

(2)將軟化海水用于羊毛織物的染色和水洗，發(fā)現(xiàn)羊毛織物的K/S值、摩擦牢度、斷裂強力和均勻性等性能，與淡水相比，除強力外各項性能均無明顯差異，軟化海水染色和水洗對羊毛織物的強力損失影響更小，因此，軟化海水可替代淡水用于染色。

參考文獻：

[1]國家發(fā)展和改革委員會環(huán)境和資源綜合利用司.中國工業(yè)用水與節(jié)水概論(第1版)[M].北京：中國水利水電出版社，2004.

[2]石岫云.海水在紡織工業(yè)中的應用及其機理探討[J].毛紡科技，1986(3)：42-49.

[3]劉大朋，趙濤.海水在活性染料固色后水洗中的應用[J].染料與染色, 2012，49(2): 35-39.

[4]劉大朋，趙濤.海水處理及其在活性染料染色中的應用研究[J]. 印染助劑, 2012， 29(7): 39-42.

[5]趙濤.染整工藝原理(下)[M].北京：中國紡織出版社，2009.

(責任編輯：姜海芹)

Application of Seawater in the Dyeing Process of Wool Fabric

WANG Huai-fang1, LI Lian-feng2, WEI Fu

(1. Zhongyuan University of Technology, Zhengzhou 450007;

2. Shandong Jining Ruyi Woolen Textile Co., Ltd., Jining 272073, China)

Key words:seawater； wool fabrics； acid dyes； dyeing； soften dye-uptake