羽毛/棉混纺织物的染色性能研究

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劉偉時1,劉維錦2(1.廣東省化學纖維研究所,廣東廣州510245;2.華南理工大學材料學院,廣東廣州510640)作者簡介:劉偉時(1979-),女,湖南宁鄉人,助理工程師,碩士,從事化學纖維的研究与開發工作。



    摘要:對羽毛/棉混紡織物的染色性能進行了研究,通過對不同染料的選擇實驗,選定了适合于此种織物的混合染料,并對混合染料同浴染色濃度配比進行了探討。研究表明,對羽毛/棉混紡織物進行染色時,采用分別對棉纖維和羽毛纖維上染性最好而又彼此不沾色的直接染料和中性浴染色的酸性染料作為羽毛纖維織物一浴法染色的复合染料,并選定此复合染料的最佳配比為4/6。

    關鍵詞:羽毛/棉混紡織物;染色;色牢度



    在傳統服裝行業中,羽毛由于纖維短一般都是被制成羽絨作為服裝填充料,很少用來紡紗織布,所以利用率很低。把羽毛与紡織纖維按一定比例混紡后織成的織物,具有質輕、保暖、防潮、抗皺等优异性能,可以獲得比作為填充物高得多的附加值。公開號為1584159的中國專利公開了一种羽毛纖維复合紗及其織物生產方法,它是由羽毛絨纖維、水溶性纖維、其它紡織纖維,經過原料篩選、混合、紡紗、定型、織造、水洗溶除等一系列處理加工而成,解決了羽毛纖維短、平直

、沒有抱合性、抗拉強度較低,不能直接用來紡紗的難題[1]。但是,由于羽毛与其混紡的纖維結构不同,其染色性能相差很大,所以.不能采用常規染色方法對其進行染色。本文對羽毛/棉混紡織物的染色性能進行了研究,通過對不同染料的選擇實驗,選定了适合于此种織物的混合染料,并對混合染料同浴染色濃度配比进行了探讨。

    1 試驗与測試

    1.1　儀器

    RY-25012常溫振蕩型染樣机(青島山紡儀器有限公司);DATACOLORSF600X分光測色儀(廣州絲綢印染厂);HR-RO電子天平(江蘇省金壇市醫療儀器厂);PHB-3便攜式pH計(上海偉業儀器厂);SW-24A耐洗色牢度試驗机(無錫紡織儀器厂);日晒气候牢度儀XENOTESTALPHA(深圳市計量質量檢測研究院)。

    1.2　材料

    織物:羽毛/棉混紡織物(經前處理,廣州絲綢印染厂)。染料:活性紅X-3B,活性黃X-RG,活性紅K/3BS,活性黃K/RN,活性紅M3BE,活性黃M3RE,直接紅SF/8B,直接黃SF/RL,酸性紅G,酸性金黃G,弱酸性紅FRL,弱酸性黃RLN,酸性紅3GX,酸性黃E-GNL,中性紅GRL,中性黃GL,直接S橙,酸性2G橙。助劑:氯化鈉,元明粉,平平加,碳酸氫鈉,固色劑。

    1.3　染色工藝

    1.3.1　染料選擇試驗工藝

    各种染料　　　　　　2%(owf)

    平平加0.2g/L

    浴比1︰50

    1.3.1.1　活性染料染色工藝

    用活性染料配制成pH值為6.0～7.0的染浴,染色工藝流程如下:入染(X型25℃,M型40℃,K型60℃)→染色(氯化鈉40g/L,隔15min分兩次加入)→升溫(X型升至40℃,M型升至60℃,K型升至90℃)→固色(碳酸氫鈉10g/L,30min)→水洗→皂煮(洗衣粉2g/L,95℃,10min)→水洗干燥。

    1.3.1.2　直接染料染色工藝

    用直接染料配制成pH值為6.0～7.0的染浴,染色工藝流程如下:入染(40℃)→升溫(15min內升至85℃)→保溫染色(氯化鈉8g/L,隔15min分兩次加入)→清洗→固色(固色劑10g/L,60℃,20min)→水洗干燥。

    1.3.1.3　酸性染料染色工藝

    用酸性染料配制成一定pH值(強酸浴2.0～4.0,弱酸浴4.0～6.0,中性浴6.0～7.0)的染浴,染色工藝流程如下:入染(強酸浴30℃,弱酸浴50℃,中性浴70℃)→染色(元明粉10g/L,隔25min分兩次加入)→升溫(強酸浴升至100℃,弱酸浴、中性浴升至95℃)→保溫(40～60min)→清洗(30℃出机)→干燥。

    1.3.1.4　中性染料染色工藝

    用中性染料配制成pH值為6.0～7.0的染浴,染色工藝流程如下:入染(50℃)→升溫(在50min內升至100℃)→沸染(60min)→清洗干燥。

    1.3.2　复合染料(染料a+染料b)一浴法染色工

    藝染料a　　　　X%(owf)

    染料bY%(owf)

    氯化鈉40g/L

    平平加0.2g/L

    固色劑10g/L

    pH值7.0浴

    比1︰50

    入染(45℃,20min,此時加入勻染劑平平加)→升溫(升至80℃)→保溫(30min,隔15min分兩次加入氯化鈉)→升溫(升至95℃)→沸染(30min)→冷水清洗3次→固色(60℃,20min)→清洗干燥。

    1.4　測試方法

    1.4.1　染色效果的測定

    使用DATACOLORSF600X分光測色儀測定染色后羽毛/棉混紡織物的K/S值,并通過肉眼觀察布面情況,比較染色效果。

    1.4.2　耐洗色牢度的測定

    按GB/T3921.3-1997紡織品耐洗牢度試驗3方法測定。

    1.4.3　耐光色牢度測定

    按GB/T8427-1998紡織品耐人造光色牢度(氙弧)方法測定。

    1.4.4　強度損失率的測定

    按照GB/T3923.1-1997方法測定織物斷裂強力,根据所測布樣加工前后的斷裂強度,計算其強度損失率。

    2　結果与討論

    2.1　染料的選擇

    在常規工藝條件下,選用常規染料如活性染料(包括X型、M型和K型)、直接染料、酸性染料(包括強酸浴、弱酸浴、中性浴染色)、中性染料上染羽毛/棉混紡織物的結果見表1。



    由表1可知,從顏色深度K/S值分析,以直接染料和酸性染料上染后織物顏色最深,中性染料次之,活性染料最差;其中酸性染料中強酸浴染后織物的顏色深度大于弱酸浴、弱酸浴大于中性浴。從耐洗色牢度和耐光色牢度分析,以酸性染料和中性染料的牢度最佳,活性染料次之,直接染料最差,不過牢度都在3級之上。從纖維著色情況分析,直接、活性染料能上染棉纖維,且直接染料要优于活性染料,酸性、中性、活性染料能上染羽毛纖維,酸性染料要优于中性和活性染料。從強度損失率分析,活性、直接以及中性浴染色的酸性染料染后對織物強度沒有多大損傷,而強酸浴酸性染料、弱酸浴酸性染料和中性染料對織物有損傷,以強酸浴酸性染料損傷最大。

    羽毛/棉混紡織物中,棉纖維屬于纖維素纖維,适合于染纖維素纖維的活性、直接染料都可用來上染棉纖維,且直接染料對棉纖維的直接性要比活性染料高,所以經直接染料染色后的羽毛纖維織物K/S值最大(在15以上);但經直接染料染色后的織物的色牢度沒有活性染料高,這是因為染色時,直接染料主要是以范德華力和氫鍵与纖維結合,而活性染料主要是以共价鍵与纖維結合,所以,如果對直接染料染后的織物進行固色處理,可以有效地改善其色牢度。羽毛纖維屬于蛋白質纖維,主要成分是氨基酸,所以适合于染蛋白質纖維的酸性和中性染料都可以上染羽毛纖維,且色牢度較好,同時活性染料上的活性基團能和羽毛纖維上的氨基發生反應生成共价鍵,其中含雙活性基團的M型活性染料反應性更強,所以活性染料也能上染羽毛纖維,且由于染料和纖維是以共价鍵結合,因此活性染料上染后的色牢度也比較优越。

    強度損失方面,可以從兩种纖維的耐酸、鹼性能作出解釋。棉纖維耐鹼不耐酸,而羽毛纖維耐酸不耐鹼。在上述染料染色過程中,活性、直接以及中性浴染色的酸性染料都是在中性條件下進行的,所以,它們對織物的強度損傷不大。強酸浴和弱酸浴酸性染料分別在強酸性和弱酸性條件下對羽毛纖維織物染色,織物中的棉纖維受到了損傷,所以有強度損失。至于中性染料,雖然也是在中性條件下染色,但所染織物的強度也出現了損失,可能是因為染料中絡合的鉻等金屬离子在空气中發生了氧化作用,引起了纖維強度的降低。

    從表1中還可以看出,直接染料對羽毛纖維几乎不著色,酸性和中性染料對棉纖維也很難著色。如果兩种纖維的染色性能差別較大,不能用一种染料同時染色時,則要用兩种染料染色,但這兩种染料應該是各自上染一种纖維,而不沾染另一种纖維[2]。因此選定分別對棉纖維和羽毛纖維上染性最好而又彼此不沾色的直接染料和中性浴染色的酸性染料作為羽毛纖維織物一浴法染色的复合染料。

    2.2　复合染料同浴最佳濃度配比的選擇

    從2.1實驗選擇的結果,選定直接染料和中性浴染色的酸性染料作為复合染料同浴染色。為了能使織物上兩种纖維染成同一色澤,且具有相近的染色牢度,選擇顏色相近的直接S橙和酸性2G橙作為复合染料,改變兩种染料濃度的配比,對羽毛/棉混紡織物進行了染色,表2為其染色結果。



    從表2可以看出,隨著直接染料/酸性染料配比的減少,K/S值先緩慢增加后急速減少,在配比為7︰3的時候出現最大值19.75,此時織物顏色最深,但此時羽毛卻沒有完全著色,出現這种情況一方面是因為棉纖維是線型纖維素纖維,直接染料的分子也是直鏈型的,加上染料分子中含有多個共軛雙鍵呈現平面性,致使棉纖維与染料分子容易靠近,產生范德華力,同時纖維素大分子上含有多個羥基,能夠与直接染料分子上含有的羥基、氨基和偶氮基等生成氫鍵,所以直接染料對棉纖維的直接性較其他染料高[3],因此在与酸性染料同浴染羽毛纖維織物時,為防止產生色差,直接染料用量要少于酸性染料用量。在色牢度方面,織物的耐洗色牢度和耐光色牢度都隨著染液中酸性染料份量的增加而加強,很明顯,用酸性染料染色后的織物要比用直接染料染色后的織物色牢度高,综合考虑之,选择直接染料/酸性染料同浴最佳配比为4/6.

    3   結論

　　通過對不同染料的選擇實驗,選定分別對棉纖維和羽毛纖維上染性最好而又彼此不沾色的直接染料和中性浴染色的酸性染料作為羽毛/棉混紡織物一浴法染色的复合染料,最佳配比為4/6。



    參考文獻

    [1]　張立文.水溶性羽毛絨纖維复合紗及其織物的生產方法[P].中國專利:1584159.2005-02-23.

    [2]　吳冠英.染整工藝學(第三冊)[M].北京:紡織工業出版社,1985.394.

    [3]　侯毓汾.染料化學(一)[M].北京:化學工業出版社,1994.133.