李瑞卿,李繼往,王 偉

(蘇州中紡學(xué)面料產(chǎn)業(yè)研究院,江蘇 蘇州 215000)

0 前言

硫化黑染料由于合成工藝簡(jiǎn)單、生產(chǎn)成本低廉、產(chǎn)品適用性強(qiáng),且染色產(chǎn)品烏黑度高,一直用于纖維素纖維的染色[1-2]。但使用硫化黑染料染色也存在一定問(wèn)題,一是染色產(chǎn)品的牢度有待提高,特別是干濕摩擦色牢度;二是染色產(chǎn)品貯藏過(guò)久纖維強(qiáng)力會(huì)下降,織物容易發(fā)生脆損,染色時(shí)需要做防脆處理;三是硫化黑染色的上染率低,染色廢水中含有較多染料,對(duì)生態(tài)環(huán)境影響很大[3-4]。

活性染料能與纖維素纖維形成牢固的共價(jià)鍵結(jié)合,從而具備其他纖維素纖維染料無(wú)法比擬的特點(diǎn)[5-6]?；钚匀玖先旧に嚭腿旧僮骱?jiǎn)單,因此,近年來(lái)活性染料發(fā)展迅速[7-8]。

但活性染料染色也存在一些問(wèn)題,如活性染料染深色品種較少[9-10],尤其是黑色產(chǎn)品的烏黑度還達(dá)不到硫化黑染料的要求[11-12]。因此,本論文使用新型活性黑染料對(duì)散纖維進(jìn)行浸染染色,探究最佳的染色工藝,并與使用硫化黑浸染染色的散纖維對(duì)比得色深度和各項(xiàng)色牢度。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 實(shí)驗(yàn)材料、試劑及儀器

材料:精梳棉(湖州金騄印染實(shí)業(yè)有限公司),

試劑:活性黑ED-HW(浙江億得化工有限公司提供),硫化黑、硫化堿、燒堿、純堿、元明粉、專用精煉滲透劑LFD-30、專用皂洗劑TBS-A、專用固色劑T-8、醋酸(佛山市暢染科技有限公司提供)

儀器:LT502電子天平(常熟市天量?jī)x器有限公司),MYP19-2磁力攪拌器(上海梅穎浦儀器儀表有限公司),恒溫水浴鍋(上海亞榮生化儀器廠),101A-2E電熱鼓風(fēng)干燥箱(上海試驗(yàn)儀器廠有限公司)

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 散纖維的前處理

將散纖維浸在前處理液中,室溫浸入,升溫速率2 ℃/min,升溫至95 ℃處理30 min,降溫排液,60 ℃熱水洗5 min,冷水溢流洗一道。

1.2.2 活性黑散纖維的染色

40 ℃入染(加元明粉)→升溫(2 ℃/min至80 ℃)→加純堿,保溫固色60 min→水洗(30 ℃,5 min)→熱水洗(80 ℃,5 min)→第一次皂洗(95 ℃,15 min,專用皂洗劑TBS-A 3 g/L)→冷水溢流洗一道→第二次皂洗(95 ℃,15 min,專用皂洗劑TBS-A 3 g/L)→熱水洗(80 ℃,5 min)→水洗(30 ℃,5 min)→加酸(40 ℃,15 min,醋酸 0.5 g/L)→脫水烘干

1.2.3 硫化黑散纖維的染色

40 ℃入染→升溫(2 ℃/min至80 ℃)染色60 min→水洗(30 ℃,5 min)→氧化(27.5%雙氧水,5 g/L,20 min)→水洗(30 ℃,5 min)→熱水洗(80 ℃,5 min)→第一次皂洗(95 ℃,15 min,專用皂洗劑TBS-A 3 g/L)→冷水溢流洗一道→第二次皂洗(95 ℃,15 min,專用皂洗劑TBS-A 3 g/L)→熱水洗(80 ℃,5 min)→水洗(30 ℃,5 min)→加酸(40 ℃,15 min,醋酸 0.5 g/L)→脫水烘干

1.3 測(cè)試方法

1.3.1 纖維表觀顏色深度K/S值

使用測(cè)色儀對(duì)染色后纖維的K/S值進(jìn)行測(cè)定,采用D65光源、10°觀察視角,測(cè)試四次取得平均值。

1.3.2 各項(xiàng)色牢度測(cè)試

耐皂洗色牢度:對(duì)染后纖維的耐皂洗色牢度按照GB/T 3921—2008《紡織品 色牢度試驗(yàn) 耐皂洗色牢度》進(jìn)行測(cè)試。

耐摩擦色牢度:對(duì)染后纖維的耐摩擦色牢度按照GB/T 3920—2008《紡織品 色牢度試驗(yàn) 耐摩擦色牢度》進(jìn)行測(cè)試。

耐光色牢度:對(duì)染后纖維的耐光色牢度按照GB/T 8427—2008《紡織品 色牢度試驗(yàn) 耐人造光色牢度:氙弧》進(jìn)行測(cè)試。

2 結(jié)果與討論

2.1 元明粉質(zhì)量濃度對(duì)染色性能的影響

固定活性黑ED-HW染料質(zhì)量濃度為10%(o.w.f),純堿質(zhì)量濃度為20 g/L,染色溫度85 ℃,染色時(shí)間60 min,探討不同元明粉質(zhì)量濃度對(duì)染色性能的影響。測(cè)試染色后散纖維的K/S值,結(jié)果如圖1所示。

由圖1可知,隨著元明粉質(zhì)量濃度的增加,染色后散纖維的K/S值不斷升高。當(dāng)元明粉質(zhì)量濃度從100 g/L增加至120 g/L時(shí),染色后散纖維的K/S值升高幅度較大;當(dāng)元明粉質(zhì)量濃度從120 g/L增加至140 g/L時(shí),染色后散纖維的K/S值升高幅度降低。說(shuō)明通過(guò)增加元明粉的用量來(lái)提高染色散纖維的K/S值存在一定限制,元明粉用量超過(guò)120 g/L后對(duì)染色散纖維的K/S值增加不明顯;且元明粉的用量過(guò)高,染色廢水中含鹽量較高,污水處理成本加大,污水處理難度增加。因此,本實(shí)驗(yàn)優(yōu)選合適的元明粉質(zhì)量濃度為120 g/L。

2.2 純堿質(zhì)量濃度對(duì)染色性能的影響

固定活性黑ED-HW染料質(zhì)量濃度為10%(o.w.f),元明粉質(zhì)量濃度為120 g/L,染色溫度85 ℃,染色時(shí)間60 min,探討不同純堿質(zhì)量濃度對(duì)染色性能的影響。測(cè)試染色后散纖維的K/S值,結(jié)果如圖2所示。

圖2 純堿質(zhì)量濃度對(duì)染色散纖維K/S值的影響

由圖2可知,純堿質(zhì)量濃度對(duì)染色散纖維K/S值的影響較大,當(dāng)純堿質(zhì)量濃度從10 g/L增加至20 g/L時(shí),染色后散纖維的K/S值依此升高;當(dāng)純堿質(zhì)量濃度為20 g/L時(shí),染色后散纖維的K/S值達(dá)到最大,此時(shí)再增加純堿質(zhì)量濃度,染色后散纖維的K/S值反而略微下降。活性染料在堿性條件下固色,但當(dāng)染液中堿性過(guò)高時(shí),染料會(huì)發(fā)生水解,水解的染料無(wú)法上染纖維,導(dǎo)致染色后散纖維的K/S值降低。因此,本實(shí)驗(yàn)優(yōu)選合適的純堿質(zhì)量濃度為20 g/L。

2.3 染色溫度對(duì)染色性能的影響

固定活性黑ED-HW染料質(zhì)量濃度為10%(o.w.f),純堿質(zhì)量濃度為20 g/L,元明粉質(zhì)量濃度120 g/L,染色時(shí)間60 min,探討不同染色溫度對(duì)染色性能的影響。測(cè)試染色后散纖維的K/S值,結(jié)果如圖3所示。

由圖3可知,隨著染色溫度的升高,染色后散纖維的K/S值依此升高,但增加幅度依此降低。因此,從節(jié)約能源、降低染色成本的角度考慮,本實(shí)驗(yàn)優(yōu)選合適的染色溫度為85 ℃。

圖3 染色溫度對(duì)染色散纖維K/S值的影響

2.4 染色時(shí)間對(duì)染色性能的影響

固定活性黑ED-HW染料質(zhì)量濃度為10%(o.w.f),純堿質(zhì)量濃度為20 g/L,元明粉質(zhì)量濃度120 g/L,染色溫度85 ℃,探討不同染色時(shí)間對(duì)染色性能的影響。測(cè)試染色后散纖維的K/S值,結(jié)果如圖4所示。

圖4 染色時(shí)間對(duì)染色散纖維K/S值的影響

由圖4可知,隨著染色時(shí)間的延長(zhǎng),染色后散纖維的K/S值逐漸升高,當(dāng)染色時(shí)間超過(guò)60 min后,染色散纖維的K/S值增加很小,通過(guò)延長(zhǎng)染色時(shí)間來(lái)增加染色散纖維的K/S值的作用有限。因此,本實(shí)驗(yàn)優(yōu)選的染色時(shí)間為60 min。

2.5 活性黑ED-HW與硫化黑的染色性能對(duì)比

按照1.2實(shí)驗(yàn)方法,分別使用活性黑ED-HW和硫化黑對(duì)散纖維進(jìn)行染色,并按照1.3測(cè)試方法,分別測(cè)試染色后散纖維的K/S值和各項(xiàng)色牢度,結(jié)果如表1所示。

由表1可知,活性黑ED-HW染色散纖維的K/S值略高于硫化黑染色的散纖維。硫化黑染色散纖維的耐洗色牢度和耐光色牢度可以達(dá)到活性黑ED-HW染色散纖維的色牢度;但活性黑EDHW染色散纖維的耐干摩擦色牢度比硫化黑染色散纖維的耐干摩擦色牢度高半級(jí),耐濕摩擦色牢度比硫化黑染色散纖維的耐干摩擦色牢度高2級(jí)。

表1 活性黑與硫化黑的染色性能對(duì)比

3 結(jié)論

(1)使用活性黑ED-HW染色散纖維,通過(guò)探究元明粉質(zhì)量濃度、純堿質(zhì)量濃度、染色溫度、染色時(shí)間對(duì)染色效果的影響,得到活性黑ED-HW染色散纖維的優(yōu)化工藝條件為:染料濃度10%(o.w.f)、元明粉質(zhì)量濃度120 g/L、純堿質(zhì)量濃度20 g/L、染色溫度80 ℃、染色時(shí)間60 min。

(2)使用活性黑ED-HW染色散纖維的耐干摩擦色牢度比硫化黑染色散纖維的耐干摩擦色牢度高半級(jí),耐濕摩擦色牢度比硫化黑染色散纖維的耐干摩擦色牢度高2級(jí)。