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羊毛纤维LanasolCE型活性染料低温染色


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毛纺科技 Wool Textile Journal

第 39 卷 第 3 期 2011 年 3 月

羊毛纤维 Lanasol CE 型活性染料低温染色
师文钊 , 刘瑾姝 , 徐成书 , 任
( 西安工程大学纺织与材料学院, 陕西 西安

燕, 邢建伟

710048 )



要:以 Lanasol CE 型毛用活性染料为染色用染料, 通过在羊毛染色的上染 阶 段 加 入 低 温 染 色 助 剂 , 染 料 使

保证上染均匀。 探 索 了 低 温 助 剂 对 羊 毛 Lanasol CE 型 染 料 低 温 染 色 工 艺 的 影 响。 在低温条件下被纤维均匀吸附, 通过比较羊毛低温染色工艺和常规染色工艺的上染速率及染色后纤维的各项性能, 温 染 色 工 艺 染 色 样 品 表 观 深 低 度和常规工艺染色样品一致, 纤维碱溶解度优于常 规 染 色, 温 染 色 工 艺 可 降 低 染 色 温 度, 少 羊 毛 的 损 伤, 能 低 减 节 同时减少能耗。 关键词:低温染色;羊毛; Lanasol CE 型活性染料 中图分类号:TS193. 632 文献标识码:A 1456(2011)03000604 文章编号:1003-

Low temperature dyeing of wool with Lanasol CE series reactive dyes
SHI Wen-zhao,LIU Jin-shu, Cheng-shu, XU REN Yan, XING Jian-wei ( School of Textile and Materials, Xi′an Polytechnic University, Xi′an 710048, China) Abstract:This topic uses the Lanasol CE series reactive dyes,the low temperature dyeing assisants which are added in the dyeing process enables the dye to be absorbed by the textile fiber evenly in the low temperature,guarantees the dyes’up-take evenly. The influence of the low temperature dyeing assisants to the Lanasol CE series reactive dyes’low temperature dyeing is explored. By comparing the up-take rate and the dyeing properties of dyed samples between the low temperature dyeing process and traditional dyeing process,the apparent depth of samples dyed by the low temperature dyeing process is in line with the samples dyed by the traditional dyeing process, the fiber ’s solubility in alkali is better than conventional dyeing sample. The low temperature dyeing process can lower the dyeing temperature, reduce the wool’ damage,save the energy and reduce the energy consumption in the meantime. s Key words:low temperature dyeing; wool; Lanasol CE series dyes 羊毛是一种优 良 的 天 然 蛋 白 质 纤 维, 在 公 元 早 前 14 世纪的埃及就开始使用了。时至今日, 羊毛仍 以其丰满的手感, 优良的吸湿性、 弹性、 透气性、 保暖 性、 舒适性以及独特的成衣效果而深受人们的喜爱。 但是在毛纺织品的加工过程中, 如果处理不当, 这些 优良的性能就会受 到 影 响, 毛 纤 维 的 损 伤 就 是 其 羊 中的一种。众所周 知, 毛 损 伤 的 结 果 会 导 致 纤 维 羊 强力下降、 延伸度 降 低、 伸 性 能 恶 化、 维 可 纺 性 拉 纤 下降, 以及纤维弹 性 降 低、 易 脆 化、 松 度 下 降 等 容 蓬 问题
[ 1]

。目前 染 色 过 程 中 减 少 羊 毛 纤 维 损 伤 的 方
[ 2]

法主要有 2 种:低 温 染 色 工 艺 和 保 护 剂 存 在 下 的 高 温染色工 艺 。在蛋白质纤维染色过程中加入的 低温助剂, 要能够降低染料上染的初始温度, 促进染 料在低温条件下的 上 染, 不 影 响 染 料 的 最 终 上 染 且 百分率;具有良好 的 润 湿、 化 作 用;对 染 浴 中 使 用 乳 的各种染化药剂有良好的相容性;使用稳定性好, 温 度变化时, 用 性 能 不 改 变, 动 时 无 大 量 气 泡 产 使 搅 生
[ 3]

收稿日期:2010 - 06 - 30 作者简介:师文钊, 硕士研究生, 主要研究方向为纺织 品 化 学 加 工、新 材 料、新 工 艺 的 理 论 及 应 用 研 究 。 E-mail: shiwenzhao1986@ 126. com。



通过 使 用 低 温 助 剂, 羊 毛 在 低 温 条 件 下 进 行 使

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染色成为可能, 从而 减 少 高 温 染 色 给 纤 维 带 来 的 损 伤, 提高羊毛纤维的各项性能。 本文研究的低温染色法应用在天然蛋白质纤维 染色中, 通过缩短染料对羊毛的吸附时间, 降低染色 从 温度来减少纤维在 高 温 阶 段 的 受 热 时 间, 而 减 少 纤维在染色过程中所受的损伤。

1
1. 1

实验
材料与药品
材料:70 支未丝光羊毛。 染料:Lanasol CE 系 列 红、 毛 用 活 性 染 料 ( 亨 蓝 10 min) 。

图2

低温染色工艺

1. 4
1. 4. 1

测试指标
上染百分率 用 722S 型可见分光光度计分别测得染色残 液、

斯迈纺织染化公司) 。 Albegal 试剂:低温助剂 WS( 自制) , 酸, 酸, 甲 醋 B( 亨斯迈纺织染化公司) 。

水洗液以及皂洗液在其标准染液下最大吸收波长处 的吸光度。 E = (1 - n 1 A 1 / n 0 A 0 ) × 100% (1) F = E - ( n 2 A 2 / n 0 A 0 + n 3 A 3 / n 0 A 0 ) × 100% (2) 式中:E 为 上 染 百 分 率;F 为 固 色 率;A 0 为 标 准 染 液 稀释 n 0 倍 后 在 最 大 吸 收 波 长 处 测 得 的 吸 光 度; A 1 为染色残液稀释 n 1 倍 后 在 最 大 吸 收 波 长 处 测 得 的 吸光度; A 2 为 水 洗 液 稀 释 n 2 倍 后 在 最 大 吸 收 波 长 处测得 的 吸 光 度; A 3 为 皂 洗 液 稀 释 n 3 倍 后 在 最 大 吸收波长处测得的吸光度 1. 4. 2
[ —5] 4

1. 2

设备
SDM2 - 12 - 140 型高温 高 压 染 色 机 ( 立 信 染 整

722S 型可见分光光度计( 上海精密 机械有限公司) , FA2104A 型电子天 平 ( 上 海 精 科学仪器有限公司) , DHJ - 9076A 型 电 热 恒 温 鼓 密科学仪器有限公司) , SF300 型 风干燥箱( 上 海 精 宏 实 验 设 备 有 限 公 司 ) , 思维士 电 脑 测 色 仪 ( 思 维 士 颜 色 科 技 有 限 公 司 ) , Y57113 型纺织品耐摩擦色牢度测试仪( 温州纺织仪 SW 器厂) , - 12A 型纺织品耐洗色牢度测试仪( 无锡 纺织仪器厂) 。



上染速率曲线的测定

染 色过程中每隔 5 min 或 10 min 测得染液在其 分 标准染液下最大吸 收 波 长 处 的 吸 光 度, 别 计 算 出 上染百分率。最后 以 上 染 百 分 率 为 纵 坐 标, 时 间 以 为横坐标作曲线图, 即得到上染速率曲线。 1. 4. 3 织物深度 K / S 值的测定 使用 Data Colour SF 300 型 思 维 士 电 脑 测 色 仪 测定常规工艺和助剂处理工艺染色样品的 K / S 值。 1. 4. 4 色牢度的测定 耐摩擦色牢度按 GB / T 3920—1997 中规定的方 法测试。 耐皂 洗 色 牢 度 按 GB / T 3921. 1—1997 ~ GB / T
图1 常规染色工艺

1. 3
1. 3. 1

实验方法
常规染色工艺 Albegal B 处方:染料 4% ( owf) , 醋酸 2% ( owf) ,

1% ( owf) 。染色工艺曲线如图 1 所示。

3921. 5—1997 中规定的方法测试。 1. 4. 5 碱溶解度的测试 将已 去 除 油、 及 其 他 杂 质 的 试 样 在 空 气 中 平 汗 衡 24 h, 精确称 取 试 样 3 g 测 碱 溶 解 度。 同 时 称 取 试样 1 g, 求含水率。 准确称取浓度 0. 1 mol / L 氢氧化钠溶液100 mL 置于有塞锥形瓶中, 加塞。放入水浴振荡器中, 使瓶 外水位至少 高 于 瓶 内 液 面 5 cm。 当 瓶 内 温 度 达 到 (65 ± 0. 5 ) ℃ 时, 试 样 放 入 锥 型 瓶 内, 紧 瓶 塞, 将 盖 轻轻摇动, 将试样浸透, 放在水浴振荡器中保持上述

后处理工艺:水 洗 ( 70 ℃ × 10 min) → 皂 洗 ( 皂 80 洗剂 1% ( owf ) , ℃ × 10 min ) → 水 洗 ( 70 ℃ × 10 min) 。 1. 3. 2 低温染色工艺 处 方: 染 料 4% ( owf ) ,甲 酸 1. 2% ( owf ) , Albegal B 1% ( owf) 。染色工艺曲线如图 2 所示。 后处理工艺:水 洗 ( 70 ℃ × 10 min) → 皂 洗 ( 皂 80 洗剂 1% ( owf ) , ℃ × 10 min) → 水 洗 ( 70 ℃ ×

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温度 1 h。然后用已 恒 重 的 玻 璃 漏 斗 使 用 循 环 水 式 多用真空泵过滤, 过滤时, 瓶内残留试样尽可能先留 最后在 移 入 漏 斗 内 吸 干。 瓶 内 试 样 先 用 水 在瓶内, 洗涤 6 次, 后 用 每 升 含 10 mL 冰 醋 酸 的 溶 液 洗 然 2 次, 再用水洗 6 次。 最 后 将 漏 斗 内 试 样 放 入 电 热 恒温鼓风干燥箱, 105 ~ 110 ℃ 烘至恒重。碱溶解 于 度以试样的失重对干燥试样重的百分率表示。 2(1 - G) - W × 100% 碱溶解度 = 2(1 - G) 式中:W 为残留试样重( g) ;G 为含水率( % ) 。 含水率的测定方法是精确称取 1 g 羊 毛 散 纤 维 放在称量瓶 内, 后 在 烘 箱 中 于 105 ~ 110 ℃ 烘 至 然 恒重。 含水率 = ( W 1 - W 2 ) / W 1 × 100% 式中:W 1 为烘前试样重( g) ;W 2 为烘后试样重( g) 。 (3)

2. 1. 2

保温时间的确定

实验中 除 保 温 时 间 为 变 量 外, 他 染 色 条 件 其 染料选用 Lanasol 红 CE 和 Lanasol 蓝 CE, 同 1. 3. 2, 用量为 4% ( owf) , 结果见表 2。
表2
保温时间 / min 75 90 105

保温时间对固色率的影响
Lanasol 红 CE 92. 80 94. 29 93. 31

%

Lanasol 蓝 CE 84. 92 86. 91 86. 37

从表 2 可以看出, 随着保温时间的延长, 染料的 固色率逐渐提高, 这是因为保温时间太短, 染料还未 充分上染到纤维上, 间 的 延 长 有 利 于 染 料 在 纤 维 时 增加染料与纤维反应程度, 从而使得固 内充分扩散, 色率增加。随着保 温 时 间 的 延 长, 维 上 的 染 料 会 纤 发生吸附和解吸的动态平衡, 当达到平衡时, 纤维上 染 的浮色也会减少, 料 的 固 色 率 增 大。 保 温 时 间 过 由于活性染料 的 水 解 作 用, 吸 加 剧, 色 率 降 解 固 长, 低, 同时过 长 的 染 色 时 间 会 造 成 较 大 的 纤 维 损 伤。 综合考虑, 将保温时间定为 90 min。

2
2. 1

结果与讨论
低温染色工艺的优化
低温助剂 WS 用量的确定 其 实验中除低 温 助 剂 WS 的 用 量 为 变 量 外, 他

2. 1. 1

染色条件 与 1. 3. 2 中 的 羊 毛 低 温 染 色 方 法 条 件 相 同。染料选用 Lanasol 红 CE 和 Lanasol 蓝 CE, 量 用 为 4% ( owf) , 实验结果见表 1。
表1
助剂用量 / % ( owf) 0 0. 2 0. 3 0. 5 0. 7 1. 0

2. 2
2. 2. 1

低温染色工艺与常规工艺的对比
上染速率曲线的对比 为了具体了解低温染色加工与常规染色加工的

低温助剂用量对固色率的影响
Lanasol 红 CE Lanasol 蓝 CE

%

Lanasol 蓝 CE 分别对羊毛纤 以 不同, Lanasol 红 CE、 羊 维进 行 染 色, 毛 的 具 体 染 色 工 艺 按 照 1. 3 中 的 常 规工艺和低 温 工 艺 进 行, 料 用 量 均 为 4% ( owf) , 染 4 上染速率曲线分别如图 3、 所示。

低温助剂 WS 92. 63 95. 70 96. 18 96. 24 95. 03 95. 04

Albegal B 92. 63 — — — — 95. 44

低温助剂 WS Albegal B 82. 53 85. 52 92. 50 92. 86 91. 46 91. 41 82. 53 — — — — 93. 14

从 表 1 可 以 看 出, 低 温 助 剂 WS 的 用 量 为 当 0. 5% ( owf) 时, 料 的 固 色 率 最 高, 是 因 为 助 剂 染 这 WS 为低温染 色 助 剂, 羊 毛 在 较 低 的 温 度 区 间 发 使 生膨胀, 以利于染料及其他试剂的进入, 将上染区间 前移, 使染料均匀、 充分地上染固着。从表 1 还可以 与常规工艺中加入阿白格 B 对固色率的影响 看出, 相比, 低温助剂 WS 的 加 入 同 样 可 以 使 染 料 在 低 温 状态下使纤维保 持 良 好 的 固 色 率。当 低 温 助 剂 WS 用量达到 0. 5% ( owf) 时, 增 加 其 用 量, 法 起 到 再 无 更进一步促进染料吸附和扩散的作用, 综合考虑, 将 低温助剂 WS 的用量定为 0. 5% ( owf) 。
图3 Lanasol 红 CE 上染速率曲线对比

4 从图 3、 可 以 看 出, 用 Lanasol CE 系 列 染 料 采 对羊毛纤维进行染 色 时, 温 染 色 工 艺 上 染 百 分 率 低 均比常规工艺高, 低温染色初染速率较高, 这说明低 温助剂能够保证染 料 快 速 且 均 匀 地 吸 附, 而 实 现 从 匀染。同时由于上染速率的增加使得到达上染平衡 的时间提前, 染料提前上染, 增加了染料在纤维中的 扩散 时 间, 利 于 改 善 染 品 的 染 色 牢 度。 Lanasol 有

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服用要求。这是因为 Lanasol CE 活性染料染蛋白质 pH 纤维可以看成有双重反应而结合成氮丙啶环, 值 能再开环与 蛋 白 质 纤 维 的 氨 基 发 生 加 成 反 适中时, 应, 一 步 形 成 共 价 键, 色 样 品 的 各 项 牢 度 均 进 染 较好。 2. 2. 4 纤维损伤的对比 分别 在 常 规 染 色 工 艺 和 低 温 染 色 工 艺 下, 用 选 Lanasol 红 CE、 Lanasol 蓝 CE 染料进行染色, 料 用 染
图4 Lanasol 蓝 CE 上染速率曲线

然 量 4% ( owf) , 后 对 染 色 样 品 进 行 碱 溶 解 度 测 试, 结果如表 5。
表5
染料 Lanasol 红 CE

CE 染料低温染色 工 艺 的 最 终 上 染 百 分 率 略 高 于 常 规工艺, 因为低温染色工艺时间短, 可以减少活性染 料水解, 提高染料利用率。 2. 2. 2 染色织物 K / S 值的对比 将羊毛织物分别在常规工艺和低温染色工艺下 染料用 量 4% ( owf) , 后 用 思 维 士 电 脑 测 色 然 染色, 结果见表 3。 仪测试染色样品的 K / S 值,
表3
染料 Lanasol 红 CE Lanasol 蓝 CE

不同染色工艺羊毛纤维的碱溶解度
染色工艺 常规 低温 碱溶解度 22. 92 22. 45 20. 71 19. 24

%

Lanasol 蓝 CE

常规 低温

从表 5 可以看 出, 温 染 色 工 艺 所 染 样 品 的 碱 低 溶解度比常规染色 样 品 低, 明 应 用 低 温 染 色 工 艺 说 因 时能有效减少纤维 损 伤, 而 染 色 后 纤 维 具 有 较 好 的加工性能和手感, 提高了羊毛的可纺性。

羊毛不同染色工艺的染色样品 K / S 值
常规工艺 19. 912 16. 099 低温染色工艺 21. 631 20. 204

3
从表 3 可 以 看 出, 温 染 色 工 艺 样 品 比 常 规 染 低 色工艺样品的颜色 深 度 略 高, 明 采 用 低 温 染 色 工 说 艺可提高染料的利用率。 2. 2. 3 染色牢度的对比 分别 在 常 规 染 色 工 艺 和 低 温 染 色 工 艺 下, 用 选 Lanasol 红 CE、 Lanasol 蓝 CE 染料进行染色, 料 用 染 所染织物按照国标进行 各 项 牢 度 指 标 量 4% ( owf) , 测试, 结果如表 4 所示。
表4 不同染色工艺的染色样品牢度测试结果
耐皂洗色牢度 染料 染色工艺 原样 变色 3 ~4 3 ~4 3 ~4 3 ~4 毛沾 变色 4 4 4 5 棉沾 变色 4 ~5 4 ~5 4 4

结论
① 低温助剂改变了染料在染浴中的存在状态,

使染料与被染纤维 表 面 具 有 相 近 的 表 面 张 力, 而 因 二者之间界面张力 较 小, 显 著 提 高 染 料 与 被 染 纤 能 维间的亲和力, 并能使染料分子被纤维均匀吸附, 保 证最终染品获得优良的匀染效果。 ② 采用低温染色工艺能使纤维染色过程所造 成的纤维损伤减 小, 用 Lanasol CE 染 料 对 羊 毛 染 应 色后, 纤维碱溶解度分别较常规工艺低, 染品手感较 常规染色工艺好。 参考文献:
[1 ] 汪 家 鼐. 国 外 羊 毛 生 产 及 其 贸 易[M ] 北 京: 纺 织 工 业 出 版 . 1988 , - 6. 1 社,



耐摩擦色牢度 干 4 4 ~5 3 ~4 3 ~4 湿 4 4 3 3

Lanasol 红 CE

常规 低温

[2 ] 郑卫宁. 羊毛染色的新进展[J] 天 津 纺 织 工 学 院 学 报 , . 1995 , 14(1) :63 . [3 ] 林 诗 钦. 羊 毛 低 温 染 色 助 剂 NT[J ] 上 海 染 料, . 1990 ( 6 ) : 52 - 53 . [4 ] 陈英. 染整工艺实验教程[M] 北京:中国纺织出版社, . 2004.

Lanasol 蓝 CE

常规 低温

由表 4 可以看 出, 温 染 色 工 艺 样 品 的 各 项 色 低 可 牢度与常规染色工 艺 染 色 样 品 基 本 相 同, 以 满 足

[5 ] 李洪霞, 赞 敏. 活 性 染 料 染 色 牢 度 的 研 究[J] 北 京 纺 织, . 吴 2004 , (2 ) :35 - 38. 26


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