棉针织坯布色媒体无盐无碱活性染料染色工艺

$放大字体$ $缩小字体$ 中国纺织品网 tex.org.cn 日期：2012-09-03

棉针织布活性染料染色的传统工艺流程为：煮漂→染色→皂煮→固色→柔软。煮漂时，一般采用烧碱和双氧水在98 ℃高温下煮30~60 min，不仅对纤维损伤大，而且造成棉纤维上的天然蜡状物质过度流失，使手感粗硬［1］。染色时，需加入大量的无机盐（如氯化钠、元明粉），使磺化的水溶性活性染料“上染”纤维，然后加入碱使得染料-纤维形成共价键而固色［2］。染后大量的盐、碱的排放导致水质恶化，严重破坏了生态环境。近年来，许多研究工作者致力于探求棉纤维的化学改性，以实现无盐或低盐染色，但大都难以实现真正的无盐、无碱染色。

本实验采用德美公司新开发的染色助剂———色媒体，直接对未经煮漂的棉针织坯布进行预处理，在棉纤维上引入正电荷和反应性功能团，实现棉针织坯布的无盐、无碱活性染料染色。
1 实验部分
1.1 实验材料
18 tex（32S）棉针织双面坯布；色媒体、渗透剂DM-1231、湿摩擦牢度提升剂DM-2588、固色剂DM-2519（广东德美精细化工有限公司）；活性蓝BRF （中国台湾永光化学工业股份有限公司）、活性黄3RS （广州年华染料有限公司）、活性红3BS （广州年华染料有限公司）、活性红2B （亨斯迈公司）。
1.2 仪器设备
摩擦牢度测试仪（温州大荣纺织仪器有限公司）、计算机测色仪（美国HunterLab）、YG065 强力拉伸仪（温州方圆有限公司）、Rapid染色小样机（Labortex 公司）。
1.3 实验方法
1.3.1 色媒体对棉针织坯布的预

处理工艺
色媒体对棉针织坯布的预处理工艺曲线见图1。

1.3.2 活性染料对色媒体预处理布的染色工艺
活性染料对色媒体预处理布的染色工艺曲线见图2。

1.3.3 湿摩擦牢度提升整理
    采用湿摩擦牢度提升剂DM-2588 30 g/L，二浸二轧，100 ℃烘干。
1.3.4 手感评定
    综合5 名有经验的手感评定人员的评定结果，通过触摸法，测试试样的手感，分3 个等级：3 级为
优；2 级为一般；1 级为差。
1.3.5 牢度测试
    耐摩擦牢度按GB/T 3920—1997 《纺织品色牢度实验耐摩擦色牢度》测试。
    皂洗牢度按GB/T 3921—1995《纺织品色牢度实验耐皂洗色牢
度》测试。
1.3.6 强力测试

   顶破强力按FZ/T 01030—1993《针织物和弹性机织物接缝强力和扩张度的测定顶破法》测定。
1.3.7 亲水性测试
   参照AATCC 79—1995 标准进行测试。
1.3.8 失重率测试
   失重率=（坯布质量-成品布质量）/ 坯布质量×100%
2 结果与讨论
2.1 色媒体预处理棉针织坯布的目的和效果

色媒体能在棉纤维上引入正电荷和反应性功能团，辅以一定量的渗透剂，使棉针织坯布预处理时具有一定的吸湿性，有利于色媒体渗透到棉纤维内部并发生聚合反应，并使色媒体在织物上均匀分布，避免染色时色花。引入棉上的正电荷能在不加盐的条件下充分吸附活性染料，而反应性功能团能在不加碱的条件下与活性染料形成共价键固色。
2.2 色媒体预处理工艺的优化
2.2.1 色媒体用量对染色效果的影响
将棉针织坯布分别浸渍到不同色媒体用量的工作液中进行预处理，预处理工艺见1.3.1，取出，水洗。预处理后的棉针织坯布用4.0%活性蓝BRF 染色，染色工艺见1.3.2，取出，测定其K/S 值，结果见图3。

由图3 可知，当色媒体用量较低时，随着色媒体用量提高，染色后织物K/S 值明显提高；当色媒体用量达到10%后，再增加其用量，染色后织物的K/S 值提高幅度较小。这说明色媒体用量为10%时，在棉纤维上基本达到饱和吸附。因此，在色媒体预处理棉针织坯布的无盐无碱染色工艺中，选取色媒体用量10%为最佳。
2.2.2 预处理时间与温度对染色效果的影响

选取色媒体用量10%，浴比1∶10，在40 ℃、60 ℃、80 ℃、95 ℃的温度条件下，分别预处理30 min、45 min、60 min、75 min、90 min，再用5.0%活性蓝BRF 染色，染色工艺同2.2.1，测定其K/S 值，结果见图4。

由图4 可知，随着时间的延长，各温度下预处理的织物采用相同用量染料染色后的K/S 值均无显著提升，温度60 ℃、80 ℃和95℃预处理棉织物染色后的K/S 值差别较小，但均比40 ℃预处理织物染色后的K/S 值有一定提高。因此，综合染色的效果和成本，确定预处理温度为60 ℃，时间为30min。

2.3 色媒体预处理棉针织坯布活性染料染色工艺的优化
2.3.1 染料用量对染色效果的影响
按1.3.2 工艺曲线，用活性蓝BRF 和活性红3BS，分别对10%色媒体预处理的棉针织坯布进行染色实验，选取染料用量为1%、2%、3%、4%、5%、6%。染毕，测定其K/S 值，结果见图5。

由图5 可知，随着染料用量的增加，10%色媒体预处理的棉针织坯布的K/S 值均随之提高。本实验条件下，当染料用量大于5.0%时，K/S 值曲线趋于平缓。这是因为10%色媒体上的阳离子基团与活性基团的数量是有限的，不能无限吸附染料并固色。因此，综合考虑上述两只染料的利用率和成本，用量小于或等于5.0%为宜。
2.3.2 染色温度对染色效果的影响
按1.3.2 工艺曲线进行染色，分别采用活性蓝BRF 和活性红3BS，用量均为5%，比较不同染色温度对色媒体预处理棉针织坯布染色效果的影响，结果见图6。

由图6 可知，对于5%活性蓝BRF，当染色温度低于80 ℃时，随着温度的提高，其K/S值提高明显；而染色温度高于80 ℃时，随着温度的提高，其K/S 值提高不明显。对于5%活性红3BS ，当染色温度低于60 ℃时，随着温度的提高，其K/S 值提高较快；而染色温度高于60 ℃时，随着温度的提高，其K/S值提高较平缓。由此可见，不同染料对色媒体预处理的棉针织坯布进行染色的较佳温度有一定的差异，但综合考虑，染色温度以80 ℃为宜。
2.3.3 染色时间对染色效果的影响
按1.3.2 工艺曲线进行染色，活性蓝BRF 和活性红3BS 用量均为5%，保温时间分别为30 min、45min、60 min、90 min。染毕，测定其K/S 值，比较不同染色时间对染色效果的影响，结果见图7。

    由图7 可知，染色时间对色媒体预处理的棉针织坯布的染色效果影响不大，从30 min 增加到90min，其K/S 值增加幅度较小，因此考虑到实际的生产效率及成本，染色时间以30 min 为宜。
    综合上述实验结果，色媒体预处理棉针织坯布活性染料最佳染色工艺为：染料用量≤5.0%，染色温度80 ℃，染色时间30 min。
2.4 染色性能测试
2.4.1 摩擦牢度及皂洗牢度
    采用上述优选工艺条件对棉针织坯布进行预处理，然后采用不同活性染料在无盐、无碱的条件下染色，并用固色剂DM-2519 浸渍法进行固色和湿摩擦牢度提升剂DM-2588 浸轧法进行整理后，测试其皂洗牢度和干、湿摩擦牢度，其结果见表1。

由表1 可知，用色媒体预处理的棉针织坯布，采用不同活性染料染色后通过固色和湿摩擦牢度提升剂整理，湿摩擦牢度可以达到4级，皂洗牢度也可达到3～4 级，能够满足客户的需求。

2.4.2 活性染料无盐、无碱染色工艺与传统染色工艺性能比较

采用上述优选工艺条件对棉针织坯布进行色媒体预处理和无盐、无碱染色，测试其失重率、顶破强力、亲水性以及手感，并与传统染色工艺进行比较，结果见表2。

由表2 可知，色媒体预处理棉针织坯布无盐、无碱染色，由于染色前没有使用烧碱、双氧水和高温来去除杂质和色素，较多地保留了纤维上的蜡状物，对纤维的损伤较小，因此失重率低于传统染色工艺，强力明显好于传统染色工艺，手感较好，亲水性比传统染色工艺稍差，但基本不影响服用。
3 结论
3.1 棉针织坯布色媒体预处理的最佳工艺为：色媒体用量10%，渗透剂DM-1231 用量1 g/L ，60 ℃下处理30 min；最佳染色工艺为：染料用量≤5.0%，染色温度80 ℃，染色时间30 min。
3.2 通过对棉针织坯布色媒体预处理，可实现无盐、无碱活性染料染色，具有强力保留高、失重小、工艺简单、染色时间短、节约能源、提高效率、降低成本、减少污染等特点。

参考文献
［1］唐昱，陈颖. 棉织物活性染料中性染色工艺［J］.印染，2008（5）:47-50.
［2］邹志奇，李洪源. 棉针织物一浴练染工艺［J］.印染，2007（22）:26-27.

来源：广东德美精细化工股份有限公司