專家投稿
錦/氨綸織物酸性染料染色釋酸劑的應用實踐
彭志忠
佛山市敬展紡織材料有限公司
萊菲雅廣州新材料科技有限公司
2020/3/7
瀏覽數:379 (統計時間:2018年5月起)

錦/氨綸織物酸性染料染色釋酸劑的應用實踐


彭志忠 

[1.佛山市敬展紡織新材料有限公司  廣東佛山  528216;2.萊菲雅(廣州)新材料科技有限公司  廣東廣州  510660]


摘  要:探討了有機酸酯釋酸劑CS/VS及醋酸緩沖液隨溫度、濃度、時間的變化而pH值變化,以及對染色性能的影響情況;結果表明:有機釋酸劑隨著溫度的升高而緩和釋放酸劑以調節染浴pH值,有效控制酸性染料染色的上染速率,使染料的上染百分率平穩增加,可防止因醋酸緩沖液染色時上染較快,而產生染色不勻、染花及色差等疵病。

關鍵詞:酸性染料染色;釋酸劑;錦/氨綸織物;上染百分率;勻染性;染色重現性


1.前言

錦綸纖維強力高、耐磨性好、手感柔軟、質感輕盈及透氣吸濕性佳,廣泛用于泳衣和內衣等服飾面料,錦綸纖維和羊毛及蠶絲等蛋白質纖維需在酸性條件下染色。錦綸纖維分子鏈兩端分別含有-NH2和-COOH,分子鏈中也含有大量的-CONH-,酸性染料主要依靠范德華力和氫鍵上染,染料擴散進入纖維后,在pH值較低時與纖維上的-NH3+生成離子鍵上染,上染速度較快(特別是超過錦綸纖維玻璃化溫度Tg時,上染速率迅速加快,極易產生錦綸染色不勻)。

同時,錦綸染座少,錦綸染色的酸性染料(包括弱酸浴和中性浴)與纖維的親和力較高,染料在纖維上的遷移較困難,勻染性差,易發生競染現象,造成染色不勻、色差、染花等疵病;染浴pH值對酸性染料的上染存有很大的影響,pH值不同,纖維吸附H+的量有很大的變化,染料的上染速率和上染量必然也不同。

理想的染浴pH值控制應是隨染色的進行和溫度提高,pH值由高到低平穩滑動變化,當pH值較高(即在中性至弱堿性)時,染料以范德華力和氫鍵上染錦綸纖維,作用力小,上染緩慢,染料可以通過解吸、移染獲得勻染效果。隨著溫度升高,pH值下降至弱酸性,染料以離子鍵進入纖維內部與纖維結合,以保持染料的平穩上染。因此,采用pH值控制劑(染色釋酸劑)使染浴的pH值受控,從而具有生產顏色穩定性較佳的染色工藝。

本文就研制的有機酸酯類釋酸劑CS,測試其空白溶液的釋酸性能和在染色中的上染速率、上染百分率、染色深度、始染和終染pH值、勻染度等性能,表明釋酸劑CS可減少勻染劑的用量,其染色深度、勻染性均很好,工藝簡單易行,使用方便,成本低。

2.實驗部分

2.1 材料與藥品

織物:錦/氨經編針織物 85%錦綸40D/12f、15%氨綸40D;門幅160cm。

染料:酸性Red N-2RBL、Yellow N-3RL、Blue N-BL系列,酸性Turquoise M-5G、Yellow N-4GL(萊菲雅公司)。

助劑:釋酸劑Acid CS(自制),釋酸劑Sandacid VS、酸性勻染劑M(科萊蒽公司),浴中柔軟劑CN,醋酸、醋酸鈉(化學純),無水碳酸鈉。

儀器與設備:FA2104精密電子天平(上海嘉展儀器有限公司);紅外染色機(Roaches 英國羅切斯公司);YG741烘箱(常州市第二紡織儀器廠);pH值儀(上海醫用儀器廠);電腦測色配色儀(Datacolor SF 650 美國);光源箱(Verivide CAC 60),THEN氣流染色機,MONFONGS-328定形機。  

2.2 試驗部分

2.2.1 染色工藝配方

染色配方/%(o.w.f)

A、卡其色染色配方

圖片.png

B、湖綠色染色配方

圖片.png

2.2.2染色升溫曲線

圖片.png

2.2.3 測試

A、釋酸劑性能/染浴pH值:根據染色升溫曲線,用pH計測定空白/染浴的pH值。

B、上染百分率:在升溫過程中每10min吸取2mL染液測它的光密度,并補充2mL蒸餾水;用分光光度計測出殘液光密度值,按下式計算染料的上染百分率。

上染百分率(%)=(1 -N1/N0)×100%   

式中,N1:染余液光密度值;N0:初始液光密度值。

C、勻染性和染深性:用Datacolor SF650電腦測配色儀,按CIE1976LAB色差系統檢測其K/S值及勻染度,光源D65,入射角10°。

D、△E色差:按CIE1976LAB色差系統檢定被測樣品與標準樣品之間的色差;

E、色牢度測試

耐皂洗色牢度參照AATCC Test Method 61-2004測定;

耐汗酸色牢度參照AATCC Test Method 15-2009測試;

耐水漬色牢度參照AATCC Test Method 107-2009測定。

3.結果與分析

3.1 釋酸劑的釋酸性能

分別配制規定濃度的釋酸劑CS、VS溶液,按照上2.2.2染色升溫曲線,每隔10℃取樣(直至保溫溫度),冷卻到25℃用pH計測定pH值;測定釋酸劑CS/VS在不同濃度、不同溫度段的pH值變化情況,比較兩種釋酸劑的釋酸性能;測試結果如表1所示。

圖片.png

由表1分析比較可看出:

(1)隨時間的延長、溫度的升高,釋酸劑緩慢地放出酸劑,染浴的pH值逐漸降低;同時隨著釋酸劑用量增大,最終的pH值也越低;若增加釋酸劑的用量,pH值會繼續下降。

(2)從釋酸劑CS/VS的釋酸情況,發現兩者的釋酸速率接近,最終都能使染色體系達到pH值4.0~6.0的狀態;對于釋酸劑CS其釋酸能力較強,釋酸性能大于釋酸劑VS。

3.2 釋酸劑在染色中的pH控制性能

錦綸織物若染浴起始pH值過低,染料上染速率過快,易產生缸差及顏色穩定性差,尤其是卡其色和湖綠等敏感顏色最難控制;根據上2.2.2染色曲線,起始pH值分別取7、8.0、8.5,測試釋酸劑CS=1.0g/L在不同溫度空白染浴pH值變化,結果見表2所示。

圖片.png

由表2可看出,隨著溫度的升高,釋酸劑緩慢地釋放酸劑,染浴的pH值逐漸降低。從起始不同pH值對比可知:同樣的釋酸劑用量,釋酸劑加入后的染浴pH值存有不同,若要達到相同的終染pH值,需酌情調整染色用釋酸劑用量;由于弱酸性染料染錦綸的pH范圍在4~6,因此,釋酸劑的用量應根據染浴起始、終染pH值而定,若始染pH值越高,對應釋酸劑用量就增大。

3.3 釋酸劑染色工藝對酸性染料的上染速率

錦綸彈力織物酸性染料染卡其、肉色和湖綠色系等實際生產始染pH值通常會選擇7.0或8.0甚至低于8.0;根據上表2中不同始染pH值情況,選擇始染pH值7.0、釋酸劑CS=0.75g/L及pH值8.0、釋酸劑CS=1.0g/L與傳統工藝醋酸緩沖溶液(pH=4~4.5)對比,分析其對染料上染速率的影響;結果如圖1所示。

圖片.png

由上圖1可看出,當始染pH=7.0、釋酸劑用量0.75g/L及始染pH=8.0、釋酸劑用量1.0g/L時,上染速率都比傳統工藝(醋酸緩沖液工藝)的緩慢,平衡狀態上染百分率不低于同傳統工藝。由于釋酸劑CS的加入,染浴的pH值逐步降低,可減緩始染與整個染色過程中染料的上染速率,有利于進行錦綸染色織物敏感顏色染色生產和色花、色差疵病的控制。

3.4 釋酸劑染色工藝對酸性染料的上染率影響

配制釋酸劑CS=0.75g/L、VS=1.0g/L和醋酸緩沖溶液(pH=4.5)于染浴中,按上2.2染色處方和升溫曲線染色,每隔10℃測定酸劑對酸性染料染錦綸的上染百分率,測試結果圖2。

由圖2看出,隨著溫度的升高、時間的延長,染料上染百分率均增加上升;釋酸劑CS、VS的上染百分率曲線比較平緩,有利于防止因上染百分率增加過快而導致產生的染色不勻與色差;而醋酸緩沖溶液的染浴中,曲線開始的斜率較大,切線方向較陡,由于醋酸緩沖溶液染浴的pH值較低,染料以離子鍵上染,初始上染百分率較高及上染較快,易造成染色不勻、色花。

而使用釋酸劑染色由于開始階段染浴的pH值較高,其上染百分率曲線開始的斜率較小,曲線較平緩,切線方向較平坦,染料上染較慢、初染率低,這樣有利于避免染色不勻、色花的產生,而最終的織物得色量K/S不比醋酸緩沖液低。

圖片.png

從釋酸劑GS與VS的上染百分率曲線中可以發現,兩者的曲線基本吻合,速度基本相似,兩者的染色效果相當。釋酸劑CS由于釋放酸速度慢、終點放酸能力強,所以實際生產中釋酸劑CS用量為0.5~1.0g/L,而釋酸劑VS用量1.0~1.5g/L。

3.5 釋酸劑對染色的勻染度、染色深度的影響

按上2.2.1湖綠染色處方和2.2.2升溫曲線工藝,采用釋酸劑CS/VS和醋酸緩沖液染色,測試不同濃度的釋酸劑和醋酸緩沖溶液加入染浴后染色織物的染色深度、勻染性數值,結果見表3。

圖片.png

由表3可以得出以下結論:

(1)隨著釋酸劑用量的增加,染色的K/S值都普遍提高,染色深度增加。這說明釋酸劑用量增加后,隨溫度升高,釋酸劑放酸量增加,使染浴的pH值下降得多,織物上的染座數量增加,染料以離子鍵上染,染料的得色量高。采用釋酸劑GS和VS染色時相比,兩者染色織物的K/S值基本相當,但其染色織物的K/S值總體比醋酸緩沖液要高。

(2)選用釋酸劑與醋酸緩沖溶液為酸劑的染色織物相比,在釋酸劑用量達0.8g/L時,錦綸織物K/S值就超越醋酸緩沖溶液的K/S值,而用量達1.0g/L時,已大超過。這是由于釋酸劑隨溫度升高,釋酸能力增加所致,利于酸性翠藍上染。

(3)選用釋酸劑與醋酸緩沖溶液為酸劑的染色織物相比,釋酸劑染色工藝的勻染數值一般較低,絕大部分勻染性值小于0.39,說明其勻染性很好;而選用醋酸緩沖溶液為酸劑的染色織物勻染數值較高(高于0.65),因而其勻染性就較差。

3.6 釋酸劑與傳統工藝的染色牢度對比

按上2.2.1湖綠染色處方和2.2.2升溫曲線工藝,采用釋酸劑CS和醋酸緩沖液染色,測試不同染色酸染色工藝的織物染色牢度情況,測試結果見表4.

圖片.png

由上表4可看出,與傳統醋酸緩沖液染色工藝相比,釋酸劑的染色工藝不影響酸性染料對錦綸的染色牢度,反而存有一定的色牢度提升。

4.結語

4.1 有機酸酯釋酸劑隨著染色溫度的升高,緩慢地釋放酸劑,染浴的pH值逐漸降低;可有效控制酸性染料上染錦綸的速率,避免醋酸/醋酸緩沖液染色時由于起始pH值較低、上染較快以及pH值波動產生的色差,減輕染色不勻和色差等疵病的問題。

4.2 釋酸劑CS有效提供錦綸酸性染料染色的最佳酸度(pH值=4~6),平衡上染百分率、染色深度K/S值,提高勻染性,可降低勻染劑的用量,減少染色缸差和重現性差的缺陷,其性能和指標已超過國外同類產品。

4.3 釋酸劑染色效果好,不影響錦綸織物染色得色量K/S值,而提升色牢度,工藝簡單易行,使用方便;更能適宜高品質泳衣和內衣面料顏色的一致性和缸差穩定性的苛刻要求,尤其適宜卡其色(俗稱肉色)和湖綠色等敏感色系生產。

 

作者簡介:

彭志忠,江西新余人,印染高級工程師,從事染整技術三十余年;致力紡織染整、印花新工藝技術研發及應用推廣管理等工作。

手  機:13922372675(微信同號)

郵  箱:E-mail:[email protected]



歡迎投稿  [email protected]  (公司)
   [email protected]  (個人)
品牌推廣咨詢 020-84869930
請關注微信CTA666,歡迎瀏覽雜志

              
可以赚钱的网游