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大豆蛋白纤维织物酸性染料染色工艺技术探讨
发布时间:2013-06-22

生意社12月21日讯 

  摘要:大豆蛋白纤维织物能用活性、酸性、中性、直接、分散等染料染色,染色生产中,一般中、浅色大部分采用经济的活性染料染色,活性染料染色均匀、遮盖性良好,透染性优异,但存在染深色性差的问题。酸性染料因上染率高而具有较好的染深色性能,且染色工艺简单,但耐洗牢度欠佳。针对这一问题采用固色处理来提高色牢度,利用固色剂能在织物表面形成薄膜,或与染料、纤维交联,从而起到固色效果,使牢度得到提高。

  关键词:大豆蛋白织物;酸性染料;染色性能;深色;固色

  中图分类号:TS193.636文献标识码:B文章编号:1005-935(02007)03-0014-03

  在大豆纤维中含有一定的羟基、氨基、羧基等极性氨基酸,还有少部分未交联的聚乙烯醇分子上的羟基。因此,它能用活性、酸性、中性、直接、分散等染料染色,但由于每种染料结构和性能的不同,上染百分率等染色性能也各有差异。在进行了大量的实践后,体会到活性染料染色的优点是匀染及透染性良好,亮度及鲜艳度好、耐洗牢度好,但存在染深性差的问题;酸性和中性染料的染深色性能好,但存在耐洗牢度欠佳的问题,这就要根据各类染料性能及上染率的不同,合理选用染料及工艺,本文就酸性染料的染深色性能和如何提高色牢度的问题进行探讨。

  1试验部分

  1.1实验材料

  大豆蛋白纤维织物40×50150cm115.7g/m2(由郑州国棉一厂提供)。

  1.2染化药剂及仪器

  弱酸性蓝G,弱酸性红RN,弱酸性大红FRS,酸性橙Ⅱ,酸性藏青GGR;酸性染料固色剂XG(棕色粘稠液体、广东东莞产),SBL-423羊毛酸性染料固色剂(琥珀色半透明或透明液体、上海塞博化工有限公司产),固色剂Y,渗透剂JFC(安阳助剂厂产);HAc、元明粉(市售分析纯或化学纯试剂);分光光度计(722型),红外线染色机(XW-HCL-24型),烘箱(101-2A型),摩擦牢度仪(571型)。

  1.3测试方法

  染色皂洗牢度测定:参照GB/T3921.3-1997方法,用灰色样卡评定等级。

  染色摩擦牢度试验:参照GB/T3920-1997方法,用灰色样卡评定等级。

1.4上染百分率的测定

        用722型分光光度计在最大吸收波长处测定染液的吸光度,计算上染百分率。上染百分率〔=1-(Di/Do)〕×100%,其中Di是在指定时间处染液的吸光度,Do是空白染浴的吸光度。

2结果与讨论

2.1弱酸性染料对染色性能的影响

        弱酸性染料含磺酸基、羧酸基等亲水性基团,对大豆蛋白纤维织物有较强的亲和力,染色时,染料在溶液中必须要有足够的酸性条件,使纤维和染料发生结合。如果酸性条件不够则难以上染,必须控制好pH值、温度等条件才能得到满意的染色效果。

2.1.1pH值对上染百分率的影响

        弱酸性染料在酸性条件下染色时,上染百分率与纤维中的碱性氨基酸和羟基氨基酸(主要是酪氨酸)含量有关,大豆蛋白纤维中这两类氨基酸总量远小于羊毛和蚕丝,故得色量最低,相对深度最浅。染液pH值不同,纤维上氨基、羧基的离解程度也就不同,使纤维所带电荷的性质和数量不同,导致染料对纤维的上染百分率和上染速率不同,见图 1。

        在酸性条件下随染液pH值的增加,上染百分率呈降低趋势。因此在弱酸性染料染色时一般控制pH在4~5,这样上染百分率较高。如果酸性过强,上染太快会造成染色不匀。因染色时温度和pH值是较为重要的两个因素而后者更关键,即使在染色前染浴pH值已经调节好,仍可能受到许多因素的影响而发生变化,如织物对酸的吸收及加入其它助剂等,都可使染浴中pH变化而使上染百分率受到影响。

2.1.2染色温度对上染百分率的影响

        

       由图2可见,弱酸性染料上染大豆蛋白纤维织物,温度在60~80℃左右上染速率最高。试验中弱酸性染料上染大豆蛋白纤维织物因扩散性、初染性差,极易出现 “经柳”疵病,考虑其匀染性,在染色开始时就控制升温速度,使升温速率放慢,逐步升温起到匀染效果。弱酸性染料的上染温度应控制在80~90℃为宜。

2.1.3染色时间对上染百分率的影响

       

      从图3可知,在弱酸性条件下,弱酸性大红FRS的初始上染百分率较快,在染色10min后,随着染液中染料浓度的降低,染料的上染速率明显降低,但在染色过程中,随染色温度的提高,染料的上染百分率也有所提高。由于弱酸性染料与大豆蛋白纤维在相当程度上是有条件的离子键结合,导致染料的水洗牢度较低。因此弱酸性染料低温染色时,常采用适当延长染色时间让染料充分渗入织物内部,以提高上染百分率和染色牢度。多次试验得出:染色时间的长短取决于染色温度、pH和染料在纤维中的扩散。

2.2酸性染料染深色性能及工艺

2.2.1染料的选择

        我们选择酸性橙Ⅱ和酸性藏青GGR拼黑色。酸性橙Ⅱ带一个强亲水基和一个弱亲水基,属偏强酸性染料,其分子量较小,匀染性好:酸性藏青GGR带两个强亲水基属偏弱酸性染料,其分子量大、染色深,匀染性好。

2.2.2工艺条件及处方

通过多次试验基本确定大豆蛋白织物染深色工艺处方为:

染料3%~4%

匀染剂0.4g/L

冰醋酸>2g/L(调pH4~5)

保温温度:85~95℃

保温时间:60~80min或根据颜色浓淡而定。染色后水洗、固色。染色效果见表1。

由表1得出配方4染色效果最好,色深均匀,上染速率快,以较少的染料、较低的温度和较短的时间就可染出色泽浓厚光亮的黑色。

2.2.3大豆蛋白织物的固色处理

        为了提高染色的牢度,人们常采用固色剂来提高色牢度,大豆蛋白织物有-NH2、-OH等活性基团,固色剂分子末端有-NH2基团,两者之间能在一定条件下发生缩合反应,使纤维和染料通过固色剂这个桥梁相连起来;我们分别选用无甲醛酸性染料固色剂XG和无甲醛SBL-423羊毛酸性染料固色剂对实验(4见表1)的织物进行固色处理。

工艺处方:

固色剂4%~6%(对布重);浴比:1∶20。

工艺:染色→水洗→固色(60℃,20minpH值4~4.5)→上轴→烘干。

和固色剂Y作比较得出不同固色剂的固色效果。

        用无甲醛固色剂XG和固色剂SBL-423处理后,可提高色牢度0.5~1级。固色剂用量太大则手感发硬,用量太少则达不到固色效果,以加入4%~6%为宜。从固色前后织物变化来看,颜色变化较小,色泽浓厚、手感柔软。大豆蛋白织物用酸性染料染色后一定要用加表面活性剂的温水洗,这对提高色牢度是有帮助的。需要清楚的是色牢度的好坏很大程度上是由所用的染料所决定的,而不是由固色剂所决定的。固色剂不是万能的,它对色牢度的提高是有限的,根本的解决办法是选择牢度好的染料。

3结论

(1)采用弱酸性染料染深色,织物较容易上染,只要工艺条件控制适当,可以获得色泽均匀浓厚的效果。织物各项染色牢度均可达到标准要求。

(2)从弱酸性染料染色工艺因素对上染百分率的影响来看:温度、pH是影响的主要因素,并起着决定性作用。因此染色的温度、pH在染色工艺中要严格控制,而时间可随温度、pH的不同有所改变。

(3)大豆蛋白织物拼色时染料应选同类型的,这样有利于染色工艺的操作及工艺的简化,且要注意色牢度指标相近,否则色牢度不同会给固色造成困难。

(4)选择固色剂:首先固色剂对织物本身颜色影响要小,对提高色牢度方面效果要比较明显。其次还需特别考虑固色剂对手感影响要小,应选环保型固色剂。