樊啟平，沈一峰，蔡祖伍

(1.杭州喜得寶集團有限公司，杭州 311100；2.浙江理工大學 a.先進紡織材料與制備技術教育部重點實驗室；b.生態(tài)染整技術教育部工程研究中心，杭州 310018)

真絲綢免水洗染色工藝研究

樊啟平1，沈一峰2a,b，蔡祖伍1

(1.杭州喜得寶集團有限公司，杭州 311100；2.浙江理工大學 a.先進紡織材料與制備技術教育部重點實驗室；b.生態(tài)染整技術教育部工程研究中心，杭州 310018)

針對真絲綢染色后水洗能耗大的問題，采用“浸軋→預烘→汽蒸→焙烘”的免水洗染色工藝對真絲綢進行染色，考察了黏合劑、交聯(lián)劑、pH、汽蒸和焙烘條件等對染色性能的影響，發(fā)現(xiàn)該工藝廣泛適用于真絲綢的酸性染料染色，染色織物色牢度好，手感柔軟，符合生態(tài)紡織品的要求。

真絲綢；免水洗；染色工藝；黏合劑；染料；汽蒸

真絲綢染色過程大多數(shù)是以水為介質，同時為保證染色品的色牢度達到要求，充分的水洗工藝必不可少，但水洗工藝的繁復程度和耗水量遠過于染色工序，且需用大量的凈洗劑等一系列水洗助劑，是染色工業(yè)的又一大污染源。隨著水資源的緊張，社會對生態(tài)環(huán)境的要求不斷提高，研究和開發(fā)清潔的染色工藝，從根本上消除染色加工對環(huán)境的污染無疑是一種最佳的選擇。本研究從染料浸染、涂料染色和染料軋染原理受到啟發(fā)[1-4]，提出一種免水洗染色的新技術。該技術[5]采用浸軋染料、黏合劑等組成的染液體系，通過汽蒸使染料與織物發(fā)生鍵合或化學反應而固著，而未與織物發(fā)生鍵合或化學反應的染料，通過黏合劑等相關助劑在一定溫度下與織物牢固結合。

1 試 驗

1.1 試驗材料和藥品

織物：市售12103雙縐、10103喬其紗、14101素緞。

試劑：活性染料：汽巴克隆P系列染料、雷馬素RGB系列、KN-R藍，均為工業(yè)純；酸性染料：藏青5R、麗華特黑B、普拉紅10B、普拉黃GN、酸性黑LDN、尤麗特棕S-GR 100 %、尼龍山大紅F3CI、酸性藏青200 %S-GR、尤麗特黃C-2R 100 %、酸性艷藍5GM、麗華特藏青R、弱酸艷藍G、品藍6B、普拉艷紅B、黃N-GL、普拉紅3BN、尤麗特棕C-G 100 %、卡普桃紅B 100 %，均為工業(yè)純；中性染料：中性深黃GL、中性灰2BL、中性棗紅GRL，均為工業(yè)純；化學試劑：碳酸鈉(分析純)、碳酸氫鈉(分析純)、黏合劑LD-1、LD-2、LD-3(工業(yè)純)、交聯(lián)劑T(工業(yè)純)、乙酸(分析純)。

1.2 試驗設備

RJ-350Ⅲ軋染機(上海雙翼實業(yè)有限公司)，DHG-9140A型電熱恒溫鼓風干燥箱(上海一恒科技有限公司)，BSJ200-4S電子天平(北京賽多利斯天平有限公司)，WFM-035A臥式壓力蒸汽滅菌器(上海博迅實業(yè)有限公司)，連續(xù)式定形烘干機(杭州三錦科技有限公司)、Datacolor SF600計算機測配色儀(美國Datacolor公司)。

1.3 工藝流程

浸軋(染料、黏合劑及其他助劑)→預烘(85 ℃，3 min)→汽蒸(105 ℃，60 min)→焙烘(130 ℃，3 min)。

1.4 測試方法

皂洗牢度按GB/T 3921—2008《紡織品 色牢度試驗 耐洗色牢度》第1號說明測定，摩擦牢度按GB/T 3920—2008《紡織品 色牢度試驗 耐摩擦色牢度》測定，柔軟性評定以手感觸摸評定，K/S值的測定采用Datacolor SF600測配色儀測定。

2 結果與討論

2.1 免水洗染色工藝的開發(fā)和優(yōu)化

2.1.1 染料篩選

按照染色工藝流程，試驗了部分活性染料、中性染料和酸性染料進行免水洗染色。結果表明，活性染料免水洗染色時，染色過程中需加堿促進活性染料固色，染色完成后，因為沒有水洗，染色布面pH值偏堿性，不符合生態(tài)紡織品標準；染色過程不加堿促進活性染料固色，染色色牢度很差，水洗牢度、摩擦牢度均不超過3級。中性染料染色的濕摩擦牢度、褪色牢度較酸性染料差，色牢度勉強能達到3級，且中性染料品種也少，生產應用中受限多。酸性染料的色牢度指標較好，但是有待通過工藝優(yōu)化進行改進提高，工藝優(yōu)化中選用酸性藏青5R(質量濃度40 g/L)、12103雙縐織物來進行試驗。2.1.2 黏合劑的影響

2.1.2.1 黏合劑的選擇

按照染色工藝流程，選用不同類型黏合劑(質量濃度30 g/L)進行試驗，試驗結果如表1所示。

表1 黏合劑種類對摩擦牢度、皂洗牢度和柔軟性的影響Tab.1 Effects of different types of adhesives on rubbing fastness, soaping fastness and softness

從表1可以看出，黏合劑對提高染色織物摩擦牢度作用顯著，自交聯(lián)型黏合劑LD-3效果好。分析認為自交聯(lián)黏合劑LD-3經高溫焙烘能通過自身交聯(lián)反應形成三維結構薄膜，其良好的黏接性，沾附了未反應的酸性染料，結成了彈性好、強度高的皮膜，提高了染色織物的色牢度。

2.1.2.2 黏合劑用量的優(yōu)選

選用自交聯(lián)型黏合劑LD-3，按照染色工藝流程進行試驗，試驗結果如表2所示。

表2 LD-3質量濃度對摩擦牢度、皂洗牢度和柔軟性的影響Tab.2 Effects of adhesive LD-3 concentration on rubbing fastness, soaping fastness and softnesss

由表2可以看出，隨著黏合劑LD-3用量的增加，染色織物色牢度提高，黏合劑質量濃度為20 g/L時，摩擦牢度能達到4～5級，但是褪色牢度和棉沾色牢度較差。分析認為，自交聯(lián)黏合劑在水洗后能重新形成自發(fā)的分散體，具有一定的黏連性，沾附酸性染料到棉織物上，導致褪色牢度和棉布沾色牢度較差，同時黏合劑質量濃度增加時，染色織物的手感越來越差。綜合考慮黏合劑LD-3質量濃度為20 g/L。

2.1.2.3 黏合劑LD-3加入順序的影響

黏合劑的浸軋順序不同，染色色牢度如表3所示。

表3 LD-3浸軋順序對摩擦牢度和皂洗牢度的影響Tab.3 Effects of different padding sequence of adhesive LD-3 on rubbing fastness and soaping fastness

由表3可以看出，染液與黏合劑一起浸軋(工藝A)比分開浸軋(工藝B)的摩擦牢度好，且工序簡單，因此采用染液與黏合劑混合后進行軋染染色，黏合劑LD-3質量濃度為20 g/L。

2.1.3 pH值的影響

醋酸調節(jié)混合液pH值，染色織物的色牢度試驗結果如表4所示。

表4 pH值對摩擦牢度和皂洗牢度的影響Tab.4 Effects of pH value on rubbing fastness and soaping fastness

從表4可以看出，pH值對染色織物的牢度影響不大，不能提高染色織物的褪色牢度和沾棉色牢度。分析認為，酸性染料主要靠離子鍵和范德華力與蠶絲纖維結合，未反應的酸性染料在高溫焙烘下與黏合劑形成了皮膜結構黏附在織物上，酸性太強，超過了黏合劑的最佳使用范圍，黏合劑成膜能力不好，導致色牢度變差。因此免水洗染色時無須加入醋酸調節(jié)pH值。

2.1.4 交聯(lián)劑的影響

為了提高染色織物褪色牢度和沾棉色牢度，浸軋液中加入交聯(lián)劑T，試驗結果如表5所示。

表5 交聯(lián)劑T質量濃度對摩擦牢度和皂洗牢度的影響Tab.5 Effects of cross-linking agent T concentration on rubbing fastness and soaping fastness

由表5可以看出，隨著交聯(lián)劑T質量濃度的增加，染色織物的褪色牢度和沾棉牢度得到提高，當交聯(lián)劑T質量濃度達到10 g/L時，染色織物牢度符合生態(tài)紡織品標準，質量濃度繼續(xù)增大，牢度沒有提高，分析認為交聯(lián)劑T上的反應基團不僅可以與黏合劑中可交聯(lián)基團反應，而且可以與蠶絲纖維上的氨基、羥基等反應，形成多元交聯(lián)產物，提高了皮膜在纖維上的黏結程度和皮膜本身的機械強度，但交聯(lián)劑T質量濃度高時，織物手感變硬。因此綜合考慮選擇交聯(lián)劑T質量濃度10 g/L。

2.1.5 汽蒸時間的影響

改變汽蒸時間，試驗結果如表6所示。

表6 汽蒸時間對摩擦牢度和皂洗牢度的影響Tab.6 Effects of steaming time on rubbing fastness and soaping fastness

由表6可以看出，染色織物的摩擦牢度、皂洗牢度隨著汽蒸時間的增加而提高，汽蒸時間為40 min時色牢度保持不變。分析認為織物汽蒸時，飽和蒸汽直接噴射到織物上，冷凝時的給熱系數(shù)較大，蒸汽在織物上冷凝成為冷凝液均吸入纖維內，使纖維膨化，同時染料由纖維表面向纖維間隙、內部擴散，依靠染料的離子鍵和范德華力等與纖維結合，汽蒸時間太短，染料難以完全占滿纖維的無定形區(qū)，導致浮色較多，黏合劑高溫焙烘形成的皮膜也難以固著，導致色牢度差；汽蒸時間太長，染色織物色光稍微有變化。綜合考慮，汽蒸時間為40 min合適。

2.1.6 焙烘溫度和時間的影響

改變焙烘溫度和焙烘時間，試驗結果如表7所示。

表7 焙烘溫度和焙烘時間對摩擦牢度和皂洗牢度的影響Tab.7 Effects of temperature and baking time on rubbing fastness and soaping fastness

由表7可以看出，焙烘溫度130 ℃、3 min時摩擦牢度和皂洗牢度基本維持不變。焙烘溫度低和焙烘時間短，黏合劑自交聯(lián)還沒進行完全；焙烘溫度和焙烘時間太長，織物色光稍有改變。綜合考慮選擇焙烘溫度為130 ℃，焙烘時間為2 min。

2.2 常用酸性染料的免水洗工藝染色

當染料質量濃度40 g/L時，按照免水洗染色工藝流程：浸軋(染液、黏合劑LD-3 20 g/L、交聯(lián)劑T 10 g/L)→預烘(85 ℃，3 min)→汽蒸(105 ℃，40 min)→焙烘(130 ℃，2 min) 進行染色，試驗結果如表8所示。

表8 常用酸性染料染色織物的摩擦牢度、皂洗牢度和K/STab.8 The rubbing fastness, soaping fastness and K/S value of the dyeing silk with frequently-used acid dyestuffs

由表8可以看出，染色常用的酸性染料采用免水洗染色工藝染色后，黑色系牢度好，大部分染色產品的得色量高，色牢度符合生態(tài)紡織品要求，說明該工藝對酸性染料具有很廣的適用性。

2.3 常用真絲綢的免水洗工藝染色

選用上述色牢度較好的酸性染料尤麗特黃C-2R、普拉紅3BN、麗華特藏青R拼成咖啡色，按照免水洗染色工藝染色，試驗結果如表9所示。

表9 不同面料咖啡色的摩擦牢度和皂洗牢度Tab.9 The rubbing fastness and soaping fastness of coffee color of different silk fabrics

從表9可以看出，常用真絲綢采用免水洗工藝染色后染色織物色牢度符合生態(tài)紡織品要求，該工藝對真絲綢具有廣泛適應性。

3 結 論

1)酸性染料作為真絲綢免水洗工藝用染料較為合適，自交聯(lián)黏合劑LD-3提高了染色織物的摩擦牢度，交聯(lián)劑T提高了染色織物的皂洗牢度。

2)采用酸性染料代替顏料的新型軋染真絲綢的免水洗染色工藝染色，染色織物得色量高，色牢度好，手感柔軟，符合生態(tài)紡織品要求。

[1] 沈一峰，林鶴鳴.雙活性基活性染料真絲綢染色工藝研究[J].染料與染色，2004，41(2)：105-108.

[2] 柴廣全，沈培榮.涂料染色技術的開發(fā)應用[J].印染，2001，28(1)：17-19.

[3] 陶堯定，侯春紅.真絲綢軋染工藝[J].絲綢，2001(8)：48-51.

[4] 沈一峰，張蓉，林鶴鳴.真絲綢活性染料冷軋堆染色工藝研究[J].絲綢，2008(6)：21-23.

[5] 楊愛琴，樊啟平，胡國強.絲綢面料免水洗染色方法：中國，101275365[P].2008-10-01.

Study on non-water washing dyeing process for silk

FAN Qi-ping1, SHEN Yi-feng2a,b, CAI Zu-wu1
(1.Hangzhou HSDP Group Co., Ltd., Hangzhou 311100, China; 2a. Key Laboratory of Advanced Textile Materials and Manufacturing Technology,Ministry of Education; 2b.Engineering Research Center for Eco-Dyeing and Finishing of Textiles, Ministry of Education,Zhejiang Sci-Tech University, Hangzhou 310018, China)

In view of high energy consumption of water washing after silk dyeing, a non-water washing dyeing process for silk with the process of "pad→pre-drying→steaming→baking" was put forwarded in the paper.Then, influences of adhesive, cross-linking agent, pH value, steaming and baking condition on the dyeing property were discussed. The results showed that the dyeing silk with the non-water process had good color fastness and soft handle, and met the ecological textile requirements, so the process had extensive applicability for the dyeing of acid dyes.

Silk; Non-water washing; Dyeing; Adhesive; Dyestuff; Steaming

TS193.8

A

1001-7003(2012)04-0015-04

2011-07-22；

2011-10-10

樊啟平(1977－ )，男，工程師，主要從事紡織印染技術研究與應用。