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棉針織物練染一浴法技術研究

來源：印染在線　發(fā)布時間：2015年03月10日

棉針織物練染一浴法技術研究

摘要：本研究在棉針織物用活性染料浸染染色時，采用固色堿HS-310J及精練劑HS-113E助劑，同時配備相應的工藝，達到練染同浴目的，從而縮短練染時間、節(jié)省能源、降低生產(chǎn)成本、減少污水排污，有利于環(huán)境保護。本技術研究成功，具有較大的實用意義。
關鍵詞：棉針織物活性染料浸染染色練染同浴節(jié)能減排
1前言
棉針織物染色前一般都需進行前處理，其目的是為了去除織物上的雜質(zhì)。這些雜質(zhì)包括棉纖維中非纖維素的物質(zhì)(棉纖維上的果膠、蠟質(zhì)和蛋白質(zhì))及在織造過程中可能上的漿料及粘污物、油漬等。若這些雜質(zhì)去除不凈，勢必會影響染色效果，易產(chǎn)生色漬、色點及染色鮮艷度下降。
棉針織物染色一般采用活性染料染色。活性染料具有色澤鮮艷、染色牢度優(yōu)良、染色方便等優(yōu)點。染料分子結構中的活性基團，在堿性及一定的染色溫度條件下與纖維發(fā)生化學反應而結合。但堿的加入及染色溫度具有兩重性，堿性太弱及染色溫度太低染料反應不完全，染料的上染固著率不高;堿性太強染色溫度太高染料發(fā)生水解，同樣也影響染料的上染固著率。傳統(tǒng)棉織物的精練需在高溫和較強的堿性(一般加燒堿)條件下進行，染色pH值及染色溫度對活性染料上染固著率的影響較大。
本研究在棉針織物用活性染料浸染染色時，采用固色堿HS-310j及精練劑HS-113E助劑，同時配備相應的工藝，達到練染同浴目的，從而縮短練染時間、節(jié)省能源、降低生產(chǎn)成本、減少污水排污，有利于環(huán)境保護。本技術研究成功，具有較大的實用意義。
2試驗內(nèi)容與方法
2．1試驗材料
材料：棉針織物(生坯);
染料：活性紅M-3BE、活性黃M-3RE、活性藍M-2GE(浙江舜龍化工有限公司);
藥品：固色堿HS-310J(浙江華晟化工有限公司)、精練劑HS-113E(浙江華晟化工有限公司)、元明粉、純堿、凈洗劑209等;
儀器：振蕩恒溫水浴鍋、電子天平、色差(白度)儀、電子織物(頂破)強力儀、SF600XDATAC

OLOR計算機測色配色儀等。
2．2試驗內(nèi)容
1．固色堿HS-310J用量與織物染色效果(K/S值)關系的研究;
2．精練劑HS-113E用量與織物染色、精練效果(K/S值、潤濕性)關系的研究;
3．工藝條件(精練溫度、時間等)與織物染色、精練效果(K/S值、潤濕性)關系的研究;
4．織物染色牢度測試：
5．織物強力測試。
2．3試驗配方及工藝條件
1．小樣試驗基本配方：
染色后進行皂煮、水洗。
此工藝從理論上來說是比較合理的，即先精練后染色。但精練須在高溫、強堿下進行，在該條件下染料會發(fā)生水解，因而染料須在精練結束后冷卻到一定溫度及加酸中和至一定pH值后加入。本工藝與二浴法工藝已相差不大。若能采用染色、精練(先染色后精練)一浴二步法工藝，就不采用此工藝。
(2)染色、精練(先染色后精練)一浴二步法：
染色后進行皂煮、水洗。
此工藝從工藝流程來說是比較合理的，即先低溫后高溫。在精練時又有活性染料皂煮作用。本工藝若能成功是可行的。
2．4測試方法
1．染色織物的K／S值測試：
染色織物用SF600XDATACOLOR計算機測色配色儀測定其K／S值。所測得的K／S值越大，說明該織物的色澤越深。

2．針織物毛效(潤濕性)測試：
將試樣放在玻璃皿上，在不同部位(一般取5個點)進行滴水試驗，觀察其水珠完全潤濕的時間(取平均值)，其時間越短該試樣的潤濕性越好。
3．針織物的頂破強力測試：
(1)實驗前要把待測織物放在標準條件(溫度20±l℃，相對濕度65±3%)下，放置24小時以上，以免織物含濕不同帶來的的影響。
(2)取以6cm為直徑的三塊試樣，使用同樣的方法測試三次，取其平均值。
(3)將試樣放置在測試筒內(nèi)，使布邊緊貼著測試筒的內(nèi)部，用鐵片壓住試樣，旋緊內(nèi)筒，再用扳手將內(nèi)筒旋至最緊，防止試樣的滑動以至所測的數(shù)據(jù)不準確。確認內(nèi)筒已經(jīng)旋緊后，將測試筒放置在測試儀上，啟動測試，儀器所顯示的數(shù)據(jù)即為織物的頂破強度。同步測試三次，得出

數(shù)據(jù)。
4．耐皂洗牢度測試：按GB3921-83方法測試。染色織物與兩塊規(guī)定的貼襯織物貼合，放于皂液中，在規(guī)定的時間和溫度條件下(不斷攪拌)處理，沖洗涼干后，再用灰色樣卡評定試樣的變色和貼襯織物的沾色牢度;
5．耐摩擦牢度測試：按GB3920-83方法測試。將試樣分別用干及濕織物摩擦，將摩擦后的沾色織物(濕摩擦織物待涼干)用灰色樣卡評定其摩擦牢度。

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3實驗結果及分析
在棉針織物練染一浴法工藝設計中，可采用精練、染色(先精練后染色)一浴二步法及染色、精練(先染色后精練)一浴二步法兩種工藝。
精練、染色一浴二步法工藝從理論上來說是比較合理的，即先精練后染色。但精練須在高溫(強堿)下進行，該條件下染料會發(fā)生水解，因而染料須在精練結束后冷卻到一定溫度及加酸中和至一定pH值后加入。該工藝與二浴法工藝已相差不大。若能采用染色、精練一浴二步法工藝，就不采用此工藝。
染色、精練一浴步法工藝從工藝流程來說是比較合理的，即先低溫后高溫。在精練時又有活性染料皂煮作用。因而本研究主要以此工藝進行試驗。
3．1固色堿對活性染料上染棉針織物的影響試驗
活性染料上染纖維素纖維時，染色pH值起到了關鍵的作用，而pH值是通過堿劑用量來調(diào)節(jié)，為此本試驗首先做了堿劑(固色堿HS-310J)對活性染料上染棉針織物的染色深度影響試驗(固色堿HS-310J建議用量為3.Og／L左右)。
通過試驗，結果如表I所示：
練染配方及工藝條件：染料用量(owf)2%元明粉50g／L精練劑1g／L浴比1：15染色溫度60℃時間30min
精練：溫度95℃時間30min
從上表1中可以看出：所試驗的活性染料上染棉針織物(中等染色深度)的染色深度隨著固色堿HS-3lOJ用量的增加而提高，當固色堿用量為3．Og／L左右時，染色織物的K／S值最大(即染色織物最深，染料上染固著率最高)，隨著固色堿用量的增加反而有所下降，但幅度不是太大。因而

對于中等染色、深度染色時，固色堿的用量為3．Og／L左右為好。
3．2．精練劑用量與棉針織物染色、精練效果的影響試驗
在棉針織物(生坯)染色時，精練劑用量與精練效果(潤濕性)關系較大，但精練劑的加入，是否對活性染料染棉針織物有影響，為此做了精練劑用量與棉針織物染色、精練效果的影響試驗。
通過試驗，結果如下表2、3所示：
練染配方及工藝條件：同上表2。
從上表2中可以看出：所試驗的活性染料上染棉針織物的染色深度隨著精練劑HS-113E用量的增加而下降，但幅度不是很大，但從染色織物觀察，其勻染性隨著精練劑HS-113E用量的增加而提高。再從上表3中可以看出：染色針織物的潤濕性隨著精練劑HS-113E用量的增加而提高，當精練劑HS-113E用量為0．5g／L左右時，染色針織物的潤濕性已較好(即2～10秒潤濕，經(jīng)試驗2～10秒潤濕的機織物其毛效為8～10cm／30min);當用量為1．Og／L左右時，染色針織物的潤濕性已很好(即瞬間潤濕，經(jīng)試驗瞬間潤濕的機織物其毛效為l2cm左右／30min)。精練劑用量與棉針織物染色、精練效果綜合考慮，其用量為0．5～1．Og／L左右為好。
3．3．練染工藝條件與棉針織物染色、精練效果的影響試驗
本試驗為染色、精練一浴二步法(即為先染色后精練)工藝。而活性染料染色又可分為升溫加堿法及加堿升溫法。為了染色簡便起見，本試驗采用加堿升溫法工藝(作者在活性染料染色升溫加堿法及加堿升溫法工藝做了大量試驗，對于大部分染料來說加堿升溫法也是可行的)。因而棉針織物練染同浴確定為以下工藝。
在上述的工藝曲線中，前一段為活性染料染色，后一段為棉針織物的精練。根據(jù)以往活性染料染色的經(jīng)驗，對于一氯均三嗪與乙烯砜雙活性基團染料的染色溫度為60℃，加堿升溫法工藝由于升溫過程中有固著的作用，到達60℃后保溫時間一般20～30min就行。對于淺色考慮到容易色花，升溫時間定為40min，保溫時間

20min;對于中、深色染色升溫時間定為30min，保溫時間30min。(染色溫度、時間不做進一步試驗)。只做了以下試驗：
1．精練溫度及時間與棉針織物染色、精練效果影響試驗
通過試驗，結果如下表4、5所示：
練染配方及工藝條件：同上表4。
從上表4中可以看出：所試驗的活性染料上染棉針織物的得色深度與精練溫度及時間關系不是很大，隨著精練溫度升高及時間增加而有所下降，但幅度不大，這是由于活性染料與棉纖維反應后以共鍵結合色牢度較好，因而精練溫度升高及時間增加對其影響不大。再從表5中可以看出：染色針織物的潤濕性與精練溫度及時間關系較大(尤其是溫度影響)，潤濕效果隨著精練溫度升高及時間增加而提高。當精練溫度為95℃，時間為30min左右或精練溫度為90℃，時間為50min左右時，其潤濕性已較好(即瞬間潤濕)。這是由于棉纖維的脫脂、去雜在高溫及一定的時間內(nèi)去除。從棉針織物染色、精練效果綜合考慮，精練溫度及時間以95℃*30min左右為好。
2．精練劑加入時間及精練時加入堿劑對棉針織物染色、精練效果影響試驗
在棉針織物練染同浴過程中，精練劑的加入對精練效果有利(即潤濕性的提高)，而對染料的上染反而有所下降。因而精練劑是否可在染色結束后加入，同時在加精練劑時補加堿劑是否可提高精練效果，為此做了試驗，結果如下表6所示：
練染配方及工藝條件：染料(活性紅)用量(owf)2%元明粉50g／L固色堿3g／L精練劑1g／L燒堿0～2g／L
浴比1：15
染色：溫度60℃時間30min
精練：溫度95℃時間30min
從上表6中可以看出：在棉針織物練染同浴中，堿劑(燒堿)的加入對所試驗的活性染料上染棉針織物的得色深度影響很大(精練劑、堿先后加都是)，隨著堿劑(燒堿)用量的增加而下降，尤其精練劑、堿先加影響更大。這是由于堿性太強活性染料與棉纖維反應時導致染料水解及染料與纖維的共價鍵斷裂，因而在棉針織物練染同浴(淺、中色)中

不加燒堿為宜。
從上表6中還可看出：精練劑(不加燒堿)后加比先加K／S值略大,但從染色織物來看，精練劑后加勻染性明顯下降，這是由于生坯織物的潤濕性很差，精練劑的存在對染色勻染及透染有利，因而精練劑在染色時加入(先加)為好。

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3．4練染同浴與常規(guī)二浴工藝對比試驗
1.織物的得色深度(K／S值)比較
為了了解棉針織物的練染同浴與常規(guī)練染分浴工藝對活性染料上染棉針織物的得色深度有何影響，為此做了試驗，結果如下表7所示：
從上表7中可以看出：棉針織物練染同浴比常規(guī)練染分浴織物的得色深度略低，但下降幅度不是太大(約下降2～5%左右)。這是由于染色時精練劑的存在對染料上染有所影響所至。
2．染色織物的色澤鮮艷度比較
在棉針織物常規(guī)練染分浴(二浴)工藝中，為了增加織物的白度，精練時可加入雙氧水。但在練染同浴工藝中，雙氧水的加入會使染料色變或消色，因而對于一些淺色及特別鮮艷的色澤不適宜用練染同浴工藝。在不加雙氧水的精練劑精練與練染一浴(不加染料)進行精練試驗，其精練效果下表8所示：
練染一浴配方及工藝條件：元明粉50g／L固色堿3g／L精練劑1g／L
浴比1：15溫度60℃時間30min
溫度95℃時間30min
精練劑精練配方及工藝條件：精練劑HS-1174g／L燒堿2g／L
浴比1：15溫度95℃時間40min
從上表8中可以看出：在棉針織物練染同浴(不加染料)精練與精練劑精練其織物白度幾乎相同，潤濕性都好。
3．染色織物的色牢度比較
棉針織物練染同浴與常規(guī)練染分浴(二浴)工藝其染色牢度如何，經(jīng)測試結果如下表9、10所示：
染色織物：染料(活性紅)用量(owf)2%
染色織物：染料(活性紅)用量(owf)2%
從上表9、10中可以看出：棉針織物練染同浴與常規(guī)練染分浴(二浴)工藝其染色牢度變化不大。
4．染色織物的頂破強力比較
棉針織物練染同浴與常規(guī)練染分浴(二浴)工藝其織物強力如何，經(jīng)測試其頂破強力，結

果如下表11所示：
從上表11中可以看出：棉針織物練染同浴與常規(guī)練染分浴(二浴)工藝其染色織物的頂破強力差異不大。
4結論
通過對棉針織物活性染料練染同浴工藝的試驗，得到以下結論：
1．在棉針織物用活性染料浸染染色時，采用固色堿HS-310J及精練劑HS-113E助劑，同時配備相應的工藝，達到練染同浴目的是可行的;
2．通過試驗，棉針織物的練染同浴基本配方及工藝條件以下為好：
(1)基本配方：
染料用量(owf)X%
元明粉用量Yg／L
固色堿用量2．0～4．Og／L(根據(jù)色澤深淺而定)
精練劑用量0～2．Og／L(根據(jù)練染織物要求而定)
浴比：1：Z
(2)練染工藝條件及升溫曲線：
95℃*30min
染色后進行皂煮、水洗
3．再從試驗中可以看出，除上染固著率略低于常規(guī)練染分浴(二浴)工藝外，染色織物的潤濕性、耐洗牢度、耐摩擦牢度及頂破強力達到常規(guī)分浴練染工藝;
4．由于棉針織物在練染同浴工藝中，雙氧水的加入會使染料色變或消色，因而對于一些淺色及特別鮮艷的色澤不適宜練染同浴工藝：
5．棉針織物練染同浴工藝縮短練染時間、節(jié)省能源、降低生產(chǎn)成本、減少污水排污，有利于環(huán)境保護。本技術研究成功，具有較大的實用意義。