王曉飛，趙平陽，周秋寶

(1.浙江理工大學(xué) 材料與紡織學(xué)院，杭州310018;2.紹興縣盛鑫印染有限公司，浙江紹興312000)

非織造仿革布在結(jié)構(gòu)和性能上模擬天然皮革，以非織造布為基材，經(jīng)聚氨酯等高分子物質(zhì)浸漬處理，形成帶有連續(xù)開孔的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，具有天然皮革所具有的透氣、透濕性能［1-2］。仿皮革布染色方法有兩種，一種是無紡布成形前的纖維染色，將染料濃縮液加入到纖維生產(chǎn)前的聚合物熔融液中，直接生產(chǎn)出有色無紡布，色牢度較好;另外是利用常規(guī)紡織品染色方法。非織造仿皮革布中的聚氨酯，在基布表面和內(nèi)部形成不完全連貫的高分子膜，其結(jié)構(gòu)由軟鏈段和硬鏈段組成。軟鏈段部分結(jié)構(gòu)疏松，是分散染料上染的主要位置，因此分散染料是染聚氨酯的主要染料類型;硬鏈段中含有多種極性基團(tuán)(脲基、氨基甲酸基)，可以通過氫鍵和配位鍵上染酸性和金屬絡(luò)合染料［2］。隨著仿皮革布的普遍應(yīng)用，錦綸PU仿皮革布的濃深色染色后，染色余液中會留下較高含量的殘余染料，提高了成本，也不利于環(huán)保。

試驗(yàn)選用的Dorolan黑色染料是一類分散性金屬絡(luò)合染料，對含聚氨酯的聚酰胺超細(xì)纖維制成的人造革具有卓越的配伍組合特性和染色性能［3］。采用吸盡染色法與連缸染色法，分析其對非織造仿皮革布深色染色殘液之再利用的可行性。為深色面料染色工藝的節(jié)能環(huán)保加工設(shè)計提供一些參考。

1 試驗(yàn)

1.1 試驗(yàn)材料與儀器

試驗(yàn)材料:錦綸PU非織造仿皮革布(平方米質(zhì)量為 500 g/m2)，Dorolan Black RB染料，Dorolan Black MRX染料(杭州多聞化工有限公司)，36%醋酸(CP)，純堿(CP)，平平加 O，肥皂，滲透劑 JFC，元明粉，雷米幫A，均為工業(yè)級。

試驗(yàn)儀器:Datacolor SF600X測色配色儀(美國Datacolor公司)，S22PC可見分光光度計(上海棱光技術(shù)有限公司)，HH-6數(shù)顯恒溫水浴鍋(常州國華電器有限公司)，SP3401F電子天平(奧豪斯國際貿(mào)易公司)，紅外染色機(jī)(臺灣新瑞公司)，Y571L染色摩擦色牢度儀(萊州市電子儀器有限公司)，BGY9802A標(biāo)準(zhǔn)光源箱(杭州贊成機(jī)電科技開發(fā)中心)。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 上染率

染色殘液光密度由分光光度法測定，上染率的計算公式如下:

式中:A1為染色殘液的光密度;A0為空白染液的光密度。

1.2.2 K/S 值、L*、a*、b*的測定

由Datacolor SF600X測色配色儀測得。

1.2.3 色牢度

耐摩擦色牢度按GB/T 3920—1997《紡織品 色牢度試驗(yàn)?zāi)湍Σ辽味取窚y定;耐洗色牢度按GB/T 3921.1—1997《紡織品 色牢度試驗(yàn) 耐洗色牢度:試驗(yàn)1》測定。

1.2.4 吸盡率

吸盡率按以下公式計算:

式中:n為吸盡次數(shù)。

1.3 染色工藝

1.3.1 染色條件

染料質(zhì)量濃度 x g/L，平平加 O質(zhì)量濃度0.5 g/L，36%醋酸1 mL/L，浴比1︰30，時間70 min，溫度105℃。

1.3.2 吸盡法染色

將每次染色后所留下的殘余液繼續(xù)進(jìn)行新面料再染色，測定染色上染百分率、表面得色量K/S值。

1.3.3 連缸染色法

在染后的殘液中補(bǔ)加一定量的染料，分別采用中性和弱酸性兩種染色方法(圖1)，使其保持與前缸染液條件相一致，測定染色布的表面得色量與顏色指標(biāo)。

圖1 連缸染色工藝曲線Fig.1 Process curve of dyeing in successive vat

2 結(jié)果與討論

2.1 吸盡染色法

按1.3.1染色條件，選用 Dorolan Black RB 和Dorolan Black MRX兩種染料，設(shè)計染料質(zhì)量濃度分別為 1.75、3.5、5.25、7、8.75 g/L，測定每一次染色前原液吸光度，染色后殘液吸光度，并計算吸盡率，測定仿皮染色布樣表面得色量K/S值及其耐摩擦色牢度，結(jié)果見表1和表2。

表1 非織造仿皮布吸盡法染色的各次吸盡率Tab.1 Absorption rate of non-woven imitation leather cloth dyed with absorption method

表2 非織造仿皮布吸盡法染色品的表面得色量K/S值和摩擦色牢度Tab.2 K/S value of surface color yield and color fastness to rubbing of non-woven imitation leather cloth dyed with absorption method

表1中，第一次吸盡染色時，隨著染料質(zhì)量濃度的增加，兩種染料的吸盡率也逐漸下降，但下降的程度有差異，其中Black MRX染料吸盡率從93.98%下降到了46.12%，下降的幅度較明顯，顯然PA/PU無紡布對Black RB染料的吸盡率較高，更容易上染纖維。染色濃度為1.75～3.50 g/L的第二次吸盡染色中，殘液光密度已很小(小于0.12)，總吸盡率已達(dá)95%以上，不需繼續(xù)染色，而質(zhì)量濃度為 5.25、7、8.75 g/L的高濃度吸盡染色中，Black RB染料的第一次吸盡率均大于80%，而Dorolan Black MRX染料小于70%。通過二次、三次吸盡染色，染料的總吸盡率已能超過95%。由于染料結(jié)構(gòu)有一定差異，一般對于染色吸盡率低的染料，可以增加吸盡的次數(shù)。表2為多次吸盡染色布樣之表面得色量和色牢度結(jié)果。

由表2看出，隨著染料質(zhì)量濃度的提高，無紡布表面得色量K/S值增加，吸附在纖維表面的染料增多，導(dǎo)致色摩擦牢度下降，其中干摩比濕摩色牢度要高0.5級到1級。這是由于染料具有一定的水溶性，會促進(jìn)染料的轉(zhuǎn)移，經(jīng)過第二次、第三次吸盡的染色物，其表面得色量較前一次染色樣淺，其色摩擦牢度都有所提高。而兩種染料所染同樣濃度的染色樣，摩擦色牢度一致。分析染色濃度與表面得色量K/S值關(guān)系，在質(zhì)量濃度7 g/L以內(nèi)，兩種染料提升趨勢相似，繼續(xù)提高濃度，Black RB染料染色深度還有提高，而Black MRX染料染色樣已達(dá)到飽和，K/S值幾乎不變。相同濃度染色樣的K/S值，Black MRX染料較Black RB染料表現(xiàn)得更深，說明Black MRX染料親和力更高［4］。由于Black RB染料由無磺基、單磺基及分散性1︰2金屬絡(luò)合染料所組成，Black MRX染料為雙磺基1︰2金屬絡(luò)合染料，兩者在中性、弱酸性條件下染色時，其在錦綸上表現(xiàn)為二元吸附特征，以庫侖力、范德華力和氫鍵染著于錦綸、氨綸中，形成金屬配合物結(jié)構(gòu)，較好地提高了鍵合能力及色牢度。

2.2 連缸染色

連缸染色是一種將每缸染色后的染料殘液通過補(bǔ)加染料再續(xù)缸染色的工藝。針對該種染料結(jié)構(gòu)類型，分別采用中性染色法和弱酸性染色法進(jìn)行，弱酸染色用補(bǔ)加醋酸來調(diào)節(jié)每缸染浴的pH值在5.5左右，而中性染色法，不加酸堿直接進(jìn)行染色。選用Dorolan Black MRX染料，進(jìn)行7次連缸染色試驗(yàn)，由2.1試驗(yàn)結(jié)果可知，Black MRX染料的一次染色上染率大約80%，因此，通過在染色殘液中補(bǔ)加20%染料量，每缸染料補(bǔ)加量保持一致，在補(bǔ)加完染液的染缸中加入白色原仿皮布，繼續(xù)同樣工藝流程的染色加工。每次染色完成后取出染布進(jìn)行后處理、烘干、平衡、測量，7次連缸染色效果用染后織物的表面得色量K/S值，顏色指標(biāo) ΔL*、Δa*、Δb*等表示，結(jié)果如圖1、表3。

圖1 pH值對連缸染色的影響Fig.1 Effects of pH values on dyeing in successive vat

表3 非織造仿皮布連缸染色后各項(xiàng)指標(biāo)Tab.3 Various indicators after dyeing of non-woven imitation leather cloth in successive vat

染色條件:染料質(zhì)量濃度3.5 g/L，平平加O質(zhì)量濃度 0.5 g/L，36%醋酸 1 mL/L，時間 70 min，溫度105 ℃，浴比 1︰30。

表3中，顏色指標(biāo)ΔL*、Δa*、Δb*為連缸染色中2#～7#(對應(yīng)2～7次連缸染色)的每個色樣與頭缸1#染色樣進(jìn)行比較的結(jié)果。可見，無論是加酸與否，染色樣的顏色深度基本在均值上下變動，其每缸染色樣之間的偏差很小。另外，通過改變?nèi)驹H值，即中性和弱酸性染色方法，酸性浴染色中似乎可以促進(jìn)含雙磺基絡(luò)合染料與纖維之間離子鍵的結(jié)合，但每缸次之間也沒有規(guī)律。分析無紡布染色樣的顏色指標(biāo)，如色調(diào)Δa*、Δb*，數(shù)值較小，也就是色調(diào)偏向很小，與頭缸1#色樣一致，缸次間改變也很小。明度ΔL*反應(yīng)了布樣顏色的深淺改變，中性染色加工條件中，第一缸色樣稍深于其余缸次，而2#～7#缸染色樣顏色相互差異均微小。因此，對于雙磺基1︰2金屬絡(luò)合染料，它與錦綸、聚氨酯之間更重要的是共價鍵鍵合能的作用，pH值的影響較小。

連缸染色具有節(jié)能、節(jié)水、節(jié)染化料、節(jié)工時和少排污水，具有較好的實(shí)際應(yīng)用價值。當(dāng)然，隨著連缸次數(shù)的增加，染液中的成分會發(fā)生改變，殘留染料的上染能力也可能會有所改變，包括從染色布原料中落入的纖維等雜質(zhì)，對后缸的染色效果造成某些干擾?？梢酝ㄟ^機(jī)械分層，沉淀，過濾，或者利用技術(shù)人員在長期工作中積累的經(jīng)驗(yàn)，修正配方，盡可能做到人機(jī)互補(bǔ)，增加連缸次數(shù)與減小缸差。

3 結(jié)論

1)Dorolan Black RB染料有很高的上染吸附率，而Dorolan Black MRX染料有更高的染料著色強(qiáng)度，因此，兩者均適合仿皮布的深色染色。

2)通過仿皮布的深色染色殘液的吸盡染色法，可以提高染料的利用率，對仿皮染色樣的色牢度和色調(diào)影響也很小，且減少廢液排放。

3)連缸染色法中通過補(bǔ)加染料的連續(xù)染色，可以達(dá)到與首次染色樣深度和色調(diào)一致的效果，實(shí)現(xiàn)染料的充分利用，大大降低廢液排放。

［1］盧志敏，錢曉明.桔瓣型雙組分紡粘法非織造布的開纖方法及開纖效果評價［J］.現(xiàn)代紡織技術(shù)，2011，19(5):62-64.LU Zhimin，QIAN Xiaoming.The open fiber method and open fine effect evaluation of orange peel bicomponent spunbond process nonwovens［J］.Advanced Textile Technology，2011，19(5):62-64.

［2］何建江.針刺法非織造布技術(shù)現(xiàn)狀和工藝要點(diǎn)［J］.現(xiàn)代紡織技術(shù)，2011，19(2):49-51.HE Jianjiang.Present situation and technology points of needlepunched nonwoven［J］.Advanced Textile Technology，2011，19(2):49-51.

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