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涤纶针织物碱减量和染色一浴一步法工艺

发表时间：2021/5/19 来源：《基层建设》2020年第35期作者：圣光

[导读] 摘要：为解决常规涤纶织物染整加工需要碱减量、染色、还原清洗、水洗分步分浴进行所带来的耗时耗能等问题,使用耐碱分散染料,采用“碱减量和染色一浴一步法”工艺对涤纶针织物进行染整加工。

        杭州卓达染整有限公司
        摘要：为解决常规涤纶织物染整加工需要碱减量、染色、还原清洗、水洗分步分浴进行所带来的耗时耗能等问题,使用耐碱分散染料,采用“碱减量和染色一浴一步法”工艺对涤纶针织物进行染整加工。分别探讨一浴一步法工艺中烧碱质量浓度、温度、时间对涤纶针织物性能的影响,得到最优工艺:处理温度为130℃,保温时间为50min,烧碱质量浓度为10g/L。结果表明:使用相同的染料、助剂及烧碱量对涤纶针织物处理,采用一浴一步法工艺得到织物的染色深度值比常规工艺处理得到的织物大,增深10%左右,若要达到相同的颜色,一浴一步法工艺可有效节省染料的用量;采用一浴一步法得到的染色涤纶针织物能达到免还原清洗的效果,染色产品色光稳定,色牢度优异。
        关键词：涤纶针织物;耐碱分散染料;涤纶染色;碱减量;一浴一步法;染色性能
        涤纶特有的结构和分子链的排列方式使得涤纶织物存在吸湿困难、触感差、手感硬等缺点,服用性能不像天然纤维那么优异。为了使涤纶织物具有良好的垂悬性、蓬松度和柔软度以及较好的吸湿性和透气性,通常需先对涤纶织物进行碱减量处理。传统的分散染料结构中通常含有—HNCO—、—CN、—OCO—等基团,这些基团会在高温且有碱的条件下水解导致染料性能如色光、上染百分率等的变化。为了使其获得良好的手感,避免染色后再进行碱减量处理对已经上染到涤纶上的染料分子造成破坏,传统染色方法采用先碱减量再染色的工艺路线。
        本文使用高耐碱分散染料进行涤纶织物的染色和碱减量一浴处理。由于高温条件下析出的涤纶低聚物在碱性染浴中具有较好的分散性,染色结束后织物可不进行还原清洗,染色设备也不必因涤纶低聚物的不断黏附和积累而需要定期停机清洗。使用高耐碱分散染料采用碱减量和染色一浴法工艺对涤纶针织物进行染整加工相对于常规工艺,流程短,操作简便。
        1　实验部分
        1.1　材料和仪器
        材料:纯涤纶针织坯布(双面涤纶针织布,面密度为160g/m2)。耐碱分散大红HA-G,耐碱分散黄棕H-2R,耐碱分散蓝HA-RL(蓬莱嘉信染料化工股份有限公司),高温染色用分散匀染剂(日华化学中国有限公司),保险粉、氢氧化钠、冰醋酸,二水合磷酸二氢钠、十二水合磷酸氢二钠、盐酸、乳酸、尿素、氯化钾、硫酸钠、氯化钠、氯化铵(国药集团化学试剂有限公司),L-组氨酸-盐酸盐水合物(广州千胜精细化工有限公司),渗透剂JFC(广东德美精细化工有限公司)。
        仪器:AhibaIR型红外小样染色机、Datacolor650型测色配色仪(德塔颜色商贸(上海)有限公司),SW-24E型耐洗色牢度试验机(无锡纺织仪器厂),YG611型耐汗渍牢度试验机、Y(B)571-II型耐摩擦牢度试验机(温州市大荣纺织标准仪器厂),HD026N型电子织物强力机(南通宏大实验仪器有限公司)。
        1.2　实验方法
        1.2.1　常规染色工艺
        碱减量处方:烧碱0~10g/L;浴比1∶20。染色处方:耐碱分散染料2%(o.w.f);匀染剂1g/L;调节染浴pH值为7,浴比为1∶20。还原清洗及皂洗工艺处方:烧碱2g/L,保险粉2g/L,渗透剂JFC1g/L,皂片3g/L,浴比为1∶20。常规染色工艺如图1所示。

                                图1　涤纶织物常规碱减量与水洗、染色、清洗工艺流程
        1.2.2　碱减量染色一浴一步法工艺
        工艺处方:耐碱分散染料2%(o.w.f);匀染剂1g/L;烧碱0~10g/L;浴比1∶20。皂洗工艺处方:皂片3g/L;浴比1∶20。碱减量染色一浴一步法工艺如图2所示。
        1.3　测试方法
        1.3.1　颜色特征值
        使用分光光度仪测定试样K/S值,选用D65为标准光源,在10°视场下观察。将织物折叠成4层,至少在10个不同部位测量后,取其平均值。
        1.3.2　减量率
        分别将碱减量处理前后的织物在105℃的烘箱中烘干,然后在干燥器中冷却到室温,在标准大气条件(温度为20℃,相对湿度为65%,大气压力为101.325kPa)下称量。重复烘干、冷却后称量,直至质量递变率不大于0.1%,此时样品质量为织物干态质量。
        2　结果与讨论
        2.1　烧碱质量浓度对织物性能的影响
        2.1.1　对染色织物K/S值的影响
        耐碱分散大红HA-G、分散黄棕H-2R、分散蓝HA-RL在常规工艺下处理得到的染色涤纶织物的K/S值几乎不随烧碱浓度的变化而变化。采用一浴一步法工艺处理涤纶时,与不加碱的数据对比,加碱染色涤纶织物的K/S值增加,但是K/S值随着烧碱质量浓度的增大变化却不大。使用相同的染料量、助剂量及烧碱量,采用一浴一步法工艺处理得到的染色涤纶织物颜色更深。如果要求得到相同颜色深度的染色织物,那么一浴一步法需要的染化料理论上应该更少;同时,由于一浴一步法将染色和碱减量同时进行,相比较常规工艺,一浴一步法更加节省能源及时间。
        2.1.2　对染色织物减量率和强力的影响
        采用碱减量和染色一浴一步法加工涤纶织物时,随着NaOH质量浓度的提高,织物减量率增大;且在相同的烧碱浓度下,一浴一步法与常规工艺处理后的涤纶织物减量率相近;使用10g/L烧碱进行碱减量时,减量率在20%左右,而在实际工业生产中,通常将涤纶织物的减量率控制在20%左右,以达到良好的手感和吸湿性,因此在此工艺中可以采用10g/L的烧碱对涤纶织物进行染整加工。
        2.1.3　对染色织物匀染性的影响
        图2示出采用涤纶碱减量和染色一浴一步法工艺不同染料在不同碱质量浓度下染色织物的偏差。

             图2　不同烧碱质量浓度时涤纶织物匀染性
        由图2可知,三原色染料的染色织物除了NaOH质量浓度为0g/L的试样外,其余试样的偏差值均在很小的数值范围内波动,说明采用耐碱染料的碱减量染色一浴一步法所得染色布样的匀染性良好。
        2.3　一浴一步法染色时间对织物性能的影响
        涤纶针织物的减量率随保温时间的延长而增大。保温时间在10~50min时,织物的减量率随保温时间的延长有较为显著的增加,但当保温时间从50min增加到60min时,涤纶针织物的减量率没有很大的变化,只是略有增大。这可能是由于在碱减量的初始阶段,OH-由表及里进入涤纶内部进行刻蚀,随着时间的延长,涤纶被水解脱落并溶于碱液中,纤维质量损失较为迅速,随着处理时间的延长,较多的纤维水解产物溶于碱液中,溶液的黏度增大,阻碍了OH-的扩散,导致减量速率变慢,织物减量率趋于稳定;同时,在碱减量过程中,水解生成1分子乙二醇对应消耗2分子烧碱,随着时间的延长,减量率增大,消耗的烧碱数量增多,能够进行水解反应的烧碱数量明显减少,织物减量率在50min后增长变缓,趋于稳定。
        3　结　论
        1)使用耐碱分散染料,采用碱减量和染色一浴一步法工艺对涤纶进行加工具有可行性。一浴一步法优化后工艺为:处理温度130℃,保温时间50min,烧碱质量浓度10g/L;
        2)使用相同的染料量,一浴一步法工艺比常规工艺染得的涤纶针织物颜色深,K/S值增加约10%。
        3)一浴一步法工艺中,高质量浓度的烧
        碱(10g/L)处理后的涤纶针织物,其色光稳定、匀染性好,各项色牢度均能达到4~5级到5级,可免还原清洗;减量率为约20%,强力下降8%左右,在达到改善涤纶针织物服用性能的同时仍保持较高的强力水平。
        参考文献：
        [1]王小艳,杜金梅,彭铃淇,荆丽丽,许长海.涤纶针织物碱减量和染色一浴一步法工艺[J].纺织学报,2020,41(01):80-87.
        [2]崔浩然.怎样以一浴一步法工艺染黑闪红风格锦花缎?[J].印染,2016,42(04):60-61.
        [3]胡玲玲,蒋云峰,邢剑伟.PTT织物前处理染色一浴一步法工艺研究[J].绍兴文理学院学报(自然科学),2012,32(01):15-20.