吳軍玲,王超
(1.河北科技大學(xué)紡織服裝學(xué)院,河北石家莊050018;2.石家莊金利源經(jīng)編針織有限公司,河北石家莊050000)
目前,國內(nèi)滌綸纖維普遍采用傳統(tǒng)的酸性條件染色工藝。對于含滌綸和天然纖維素纖維兩種組分及以上的織物,滌綸采用酸性條件染色,而前處理則需在堿性條件下進行,因此在染色前必須經(jīng)過中和及充分水洗,不僅延長了加工周期,而且耗水量大。滌綸在酸性條件下染色時易產(chǎn)生大量低聚物沉積在纖維表面,使纖維變得粗糙,摩擦系數(shù)增大,從而影響纖維外觀及性能,容易造成染斑、色點、染花、色澤變化、手感差等情況,也會影響其后加工,很難獲得高品質(zhì)的產(chǎn)品。滌綸在酸性條件下染色時所產(chǎn)生的大量油狀低聚物也牢固地附著在高溫高壓染機缸體內(nèi)壁及管道中,增加了缸體清潔的難度。因此,滌綸的堿性條件染色逐漸引起了業(yè)界的關(guān)注。
此外,多組分織物的印染加工多采用先前處理再分別進行染色的加工模式。此種加工方式工藝流程復(fù)雜,加工時間長,水、電、汽、人工等成本高,生產(chǎn)效率低,與當(dāng)前節(jié)能環(huán)保的理念相背離。現(xiàn)在短流程加工工藝已經(jīng)成為印染行業(yè)工藝創(chuàng)新發(fā)展的趨勢。另外,滌綸多組分織物(如滌棉混紡織物、竹蓋滌織物、滌棉竹纖維織物、滌錦棉纖維織物等)的氧漂染滌一浴短流程工藝[1-2]已經(jīng)有研究和探索。如果采用滌綸堿性染色工藝,由于前處理——雙氧水漂白也在堿性條件下進行,這就意味著兩個步驟可以在相似的條件下進行,使氧漂、染色同浴工藝具有了可行性,這樣全部過程就可簡化。滌綸多組分纖維織物漂染一浴法在縮短工藝流程、簡化操作、減少化學(xué)品用量、節(jié)約能源、提高生產(chǎn)效率、降低成本、實現(xiàn)節(jié)能減排方面具有優(yōu)越性。在當(dāng)前印染行業(yè)不景氣、競爭激烈的艱難處境中更值得大力推廣。而要實現(xiàn)這一目標(biāo),需要篩選出耐堿性能好、可與雙氧水同浴染色的分散染料,研究在不同條件下染色時色光、明度等數(shù)據(jù)的變化情況。
堿性染色助劑HK-2008A是一種用于滌綸堿性條件下染色的特種環(huán)保型助劑,無毒、無污染、無腐蝕性,不含烷基酚聚氧乙烯醚(APEO),在染浴中可以形成特殊的堿性染色緩沖體系,具有較強的分散和勻染能力??椢镌趬A性浴中染色,可以降低纖維之間的摩擦系數(shù),使得織物變得柔軟、滑爽,不易起毛、擦傷。
本實驗對于部分常用的分散染料在弱酸性條件下染色、弱堿性條件下染色和弱堿性條件下與雙氧水同浴染色進行了研究,比較了染色物的色度學(xué)指標(biāo),篩選出常用的耐堿,適合氧漂、染色一浴法的分散染料。
1.1.1 織物
滌綸緯編針織物。
1.1.2 藥品
分散紅玉S-5BL、分散深藍(lán)EX-SF、分散黑ECT等(浙江龍盛集團股份有限公司),堿性染色助劑HK-2008A(浙江寧波華科紡織助劑有限公司),27.5%雙氧水、98%冰醋酸(工業(yè)級)。
MP 200A型電子天平(天津天馬衡基儀器有限公司),101-3型電熱鼓風(fēng)干燥箱(江蘇省東臺縣電器廠),Sx636型紅外線染色機(無錫雙雄通用機械有限公司),Color i5型計算機測色配色儀(美國Gretag-Macbetch公司)。
采用高溫高壓染色法,用常用的分散染料上染滌綸緯編針織物,每只染料分別做3組不同條件下的實驗,浴比1∶50,具體實驗條件見表1。
表1 漂染實驗配方
染色工藝曲線如下:
將色彩分析儀Datacolor預(yù)熱0.5 h,把白板放在觀測口進行校正,再放黑板進行校正,最后將染色樣品對折置于觀測口,在電腦上選擇測色程序讀取數(shù)據(jù)。通過測得的數(shù)據(jù)先計算L*、a*、b*、K/S平均值,然后再計算明度差(ΔL*)、飽和度差(ΔCs*)、色度差(ΔCc*)、色相差(ΔH*)和總色差(ΔE)(以在酸性條件下染色所得數(shù)值為基準(zhǔn))。
由表2可以看出,分散橙S-4RL、分散深藍(lán)HGL在3種實驗條件下的ΔK/S%以及ΔE值都較大。分散橙S-4RL的ΔK/S%達(dá)到-20.98%和-22.81%,ΔE達(dá)到4.14和3.76。分散深藍(lán)HGL的ΔK/S%達(dá)到-27.78%和-13.52%,ΔE達(dá)到10.02和6.96。分散紅FB在弱酸性、弱堿性條件下染色ΔK/S%、ΔE值都較小,但在弱堿性條件下與雙氧水同浴染色時,色差變大,ΔE達(dá)到4.24。其余染料在不同條件下染色的色度學(xué)數(shù)值都較小。
根據(jù)生產(chǎn)實踐經(jīng)驗,一般情況下,ΔK/S%超過10%或者ΔE超過3.0時,分散染料的耐堿性能較差,用于堿性或堿氧一浴時,色光或得色量與酸性條件下的差異較大。通過分析表2實驗數(shù)據(jù),再結(jié)合生產(chǎn)實踐經(jīng)驗以及相關(guān)文獻得出以下結(jié)論:耐堿性較差的分散染料為分散深藍(lán)HGL、分散橙S-4RL、分散嫩黃SE-4GL/S-6GLN、分散熒光黃8GFF/10GFF、分散熒光紅G、德司達(dá)EX/SF系列、安諾其DRD/PUD系列(滌氨專用分散染料);耐堿性較好的分散染料為分散黃E-3G、分散紅FB/3B、分散黃S-G、分散熒光橙2GFL、分散翠藍(lán)S-GL、分散紅GS、分散紅BS、分散紫HFRL、分散艷藍(lán)2BLN、分散深藍(lán)EX-SF、分散黑ECT、分散黑ECO、分散黃AC-E、分散紅AC-E、分散藍(lán)AC-E、分散黃E-GL/RGFL、分散紅E-2GFL、分散紫2RL、分散棕S-3R、分散黃5GL、分散橙SE-3RL、分散紅玉SE-2GF、分散深蘭HSF、分散紫RL、分散黑HF-KBN、分散大紅S-3GFL、分散紅玉S-5BL、ALK系列(堿性浴染色專用分散染料)等;不耐雙氧水的分散染料為分散紅FB。
表2 不同染色條件下染料的染色結(jié)果
通過比較表2數(shù)據(jù)可以看出:(1)多數(shù)情況弱酸性條件下染色的織物K/S值較弱堿性條件下染色略深或相當(dāng);(2)大多數(shù)耐堿性好的染料采用弱堿性條件下染色,其L*值略高,說明弱堿性條件下染色,織物的明度較高,得色較鮮艷;(3)大部分常用分散染料可以適應(yīng)弱堿性條件下氧漂、染滌一浴工藝;(4)分散紅FB在弱堿性條件下耐雙氧水的性能較差,而分散深藍(lán)HGL、分散橙S-4RL的耐堿性、在堿性條件下耐雙氧水性能均較差,這可能與其分子結(jié)構(gòu)有關(guān)。研究認(rèn)為,帶有酯基、酰胺基、羥基、氰基等極性基團的分散染料在堿性條件下容易發(fā)生水解,使染料的染色性能及色澤受到影響[3]。查詢這幾只染料的分子結(jié)構(gòu)[4-5]:分散深藍(lán)HGL(又名分散深藍(lán)S-3BG)是偶氮類染料,分子結(jié)構(gòu)中含有兩個酯基和一個酰胺基;分散橙S-4RL是偶氮類染料,分子結(jié)構(gòu)中有一個酯基和一個氰基;分散紅FB是蒽醌類染料,分子結(jié)構(gòu)中有一個羥基。每只染料至少含有一個在堿性條件下容易水解的基團,是染料分子結(jié)構(gòu)導(dǎo)致其在弱堿性條件或弱堿性和雙氧水同時存在下色光出現(xiàn)較大的變化。
對于常用分散染料,在弱堿性條件下加入雙氧水并于130℃對滌綸織物進行染色,大部分分散染料適應(yīng)這一工藝條件,這為開發(fā)含滌綸的天然纖維素纖維多組分織物氧漂、染色一浴短流程、低能耗新工藝奠定了基礎(chǔ),為大生產(chǎn)提供了技術(shù)保障。
(1)大部分分散染料采用氧漂染滌一浴工藝,織物滌組分色光和色差能夠滿足生產(chǎn)要求。
(2)分散紅FB在弱堿性條件下耐雙氧水的性能較差,而分散深藍(lán)HGL、分散橙S-4RL的耐堿性能和在堿性條件下耐雙氧水的性能均較差。在采用氧漂染滌一浴工藝進行大生產(chǎn)時,應(yīng)盡量避免使用這幾種染料??梢愿鶕?jù)染料的配伍性、色光選用其他分散染料,以滿足不同色譜的需求。