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        蠶絲纖維低溫染色工藝研究

        2016-10-22 18:58:13王健紅王莉祁弘戴玲杰
        中國(guó)纖檢 2016年8期
        關(guān)鍵詞:紫外線

        王健紅+王莉++祁弘++戴玲杰

        摘要:

        本文深入研究了蠶絲纖維的低溫染色工藝,通過(guò)采用弱酸性染料、活性染料和直接染料對(duì)蠶絲纖維在100℃進(jìn)行染色試驗(yàn),選出一種上染率高的染料對(duì)蠶絲進(jìn)行低溫染色,并分析了酶和紫外線兩種預(yù)處理方式對(duì)蠶絲的各項(xiàng)性能的影響,研究蠶絲纖維低溫染色的可行性。通過(guò)試驗(yàn),得知蠶絲在酸性染料低溫染色過(guò)程中先用酶做預(yù)處理的前提下上染率有所上升,其斷裂強(qiáng)力和斷裂伸長(zhǎng)率等各項(xiàng)性能都比高溫上染蠶絲時(shí)低。

        關(guān)鍵詞:弱酸性染料;蠶絲纖維;低溫染色;酶;紫外線

        1 引言

        蠶絲纖維是一種優(yōu)質(zhì)的蛋白質(zhì)纖維,具有良好的光澤、手感柔軟,吸濕性、透濕性良好,是一種重要的紡織纖維。一般來(lái)說(shuō),蠶絲是一種在工藝過(guò)程中非常容易擦傷的織物[1]。對(duì)蠶絲纖維進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的高溫處理很容易對(duì)蠶絲織物造成這種損傷,所以蠶絲的低溫染色工藝對(duì)保護(hù)蠶絲制品的品質(zhì)質(zhì)量和降低能耗都具有重要意義[2]。

        本文通過(guò)使用直接染料、酸性染料和活性染料分別對(duì)蠶絲進(jìn)行染色,選擇出一種最佳染料;再用該種染料對(duì)蠶絲進(jìn)行低溫染色,在低溫染色的過(guò)程中,分別對(duì)蠶絲進(jìn)行酶預(yù)處理和紫外線輻射預(yù)處理,上染后測(cè)試蠶絲纖維的各項(xiàng)性能。探討減少蠶絲在普通工藝染色中的損傷,提高蠶絲上染率的方法。

        2 試驗(yàn)材料和儀器

        試驗(yàn)材料: 天然蠶絲纖維。染料及化學(xué)品: 活性黃PW-4G、直接大紅4B、弱酸性藍(lán)MF、元明粉、平平加O、碳酸氫鈉、滲透劑(JFC)、醋酸、固色劑Y、皂洗液。儀器與設(shè)備:722型紫外線可見(jiàn)光分光光度儀、電子天平、恒溫水浴鍋、溫度計(jì)、燒杯、量筒、pH值試紙、玻璃棒、LL-06B電子單纖維強(qiáng)度儀、烘干機(jī)。

        3 染料選擇

        3.1 直接染料[3]染蠶絲的試驗(yàn)方法

        試驗(yàn)步驟:配制直接性染料染浴的兩份染液,一份作為空白樣液,另一份里面放蠶絲染色。

        染色處方:染料(o.w.f):2%,滲透劑(JFC):4g/L,元明粉:40g/L,平平加O:0.1g/L,浴比1:50。固色處理:固色劑Y,醋酸0.1%。

        工藝流程:工藝操作曲線見(jiàn)圖1,在弱酸性條件下,加溫到30℃,染料和一半元明粉同時(shí)加入,加熱到100℃再加入另一半元明粉。

        后處理處方:皂片2g/L,碳酸鈉2g/L,溫度50℃,時(shí)間10min,浴比1:50。

        3.2 活性染料染蠶絲的試驗(yàn)方法

        試驗(yàn)步驟:配制活性染浴的兩份染液,一份作為空白樣液,另一份里面放蠶絲染色。

        染色處方:染料(o.w.f)2%,平平加O0.5g/L,元明粉40g/L,碳酸氫鈉5g/L,滲透劑(JFC)4g/L,浴比1:50。固色處理:固色劑Y;醋酸0.1%。

        工藝流程:a)未經(jīng)固色劑處理的蠶絲工藝操作曲線見(jiàn)圖1。b)加固色劑處理:在a)的染色配方基礎(chǔ)上,元明粉處理后加入固色劑Y和醋酸,50℃~60℃處理20min,然后皂洗、烘干。

        后處理見(jiàn)3.1。

        3.3 酸性染料染蠶絲的試驗(yàn)方法

        試驗(yàn)步驟:配制pH值為弱酸性染浴的兩份染液,一份作為空白樣液,另一份里面放蠶絲染色

        色處方:染料(o.w.f)2%,滲透劑(JFC)4g/L,元明粉15g/L,用醋酸調(diào)pH值到6.0左右。固色處理:固色劑Y,醋酸0.1%。

        工藝流程:a)未加固色劑,未經(jīng)固色劑處理的蠶絲工藝操作曲線見(jiàn)圖2。在弱酸性條件下,在常溫下將染料和一半元明粉同時(shí)加入,加熱到100℃再加入另一半元明粉。b)加固色劑處理:在a)的染色配方基礎(chǔ)上,元明粉處理后加入固色劑Y和醋酸,50℃~60℃處理20min,然后皂洗、烘干。

        后處理同3.1。

        本文中所涉及的固色劑Y采用陽(yáng)離子化合物作為固色劑,對(duì)染料陰離子有較大的反應(yīng),使蠶絲染色物上的染料分子增大,親水基被封閉在織物上形成不溶性染料鹽沉淀,這樣防止了染料因離子化而從織物上脫落及水解,從而提高了織物的色牢度[3]。同時(shí),固色劑Y除能降低染料的溶解度外,還可在烘干時(shí)在染色物表面生成樹(shù)脂薄膜,提高處理時(shí)蠶絲織物的牢度。經(jīng)固色劑Y處理后的染色物的色光及耐曬牢度變化較小,最終提高了上染后蠶絲織物的質(zhì)量。

        3.4 試驗(yàn)測(cè)試

        7組等量的蠶絲纖維試樣分別在活性染料、酸性染料、直接染料上染處理后,測(cè)試其上染率、染色后斷裂強(qiáng)力及染色后斷裂伸長(zhǎng)率各項(xiàng)性能,結(jié)果如表1所示。

        通過(guò)上面的試驗(yàn)和相應(yīng)的結(jié)果分析可以看出,蠶絲的上染率及染后的蠶絲斷裂伸長(zhǎng)率:弱酸性染料>活性染料>直接染料,各染料處理蠶絲后的斷裂強(qiáng)力相對(duì)較好。綜合各項(xiàng)指標(biāo),用弱酸性染料染蠶絲對(duì)蠶絲纖維的損傷較小,上染率高,各項(xiàng)性能優(yōu)異。本文將選用弱酸性染料對(duì)蠶絲纖維進(jìn)行低溫染色試驗(yàn)。

        4 染色方法優(yōu)化試驗(yàn)

        4.1 酶預(yù)處理后酸性染料上染蠶絲

        先用蛋白酶做預(yù)處理,配制pH值為弱酸性的染浴的兩份染液,其中一份作為空白樣液,另一份里面放蠶絲染色,按以下工藝進(jìn)行處理:

        ①預(yù)處理:蛋白酶0.3%,溫度50℃~60℃,時(shí)間30min。

        ②染色處方:染料(o.w.f)2%,滲透劑(JFC)4g/L,元明粉15g/L,平平加O1g/L,用醋酸調(diào)pH值6.0左右。固色處理:固色劑Y,醋酸0.1%。

        ③工藝曲線:酶預(yù)處理的工藝操作曲線見(jiàn)圖3,預(yù)處理后經(jīng)酸性染料染色的工藝曲線見(jiàn)圖4。在弱酸性條件下,加溫到常溫,染料和一半元明粉同時(shí)加入,加熱到85℃再加入另一半元明粉。

        后處理如3.1。

        4.2 紫外線預(yù)輻射處理后酸性染料上染蠶絲

        先用紫外線20W的功率下照射處理蠶絲纖維5min、10min、15min,然后再配制pH值為弱酸性的染浴的兩份染液,其中一份作為空白樣液,另一份里面放蠶絲染色,按以下工藝進(jìn)行處理。染色處方、工藝曲線、后處理如4.1中所述。

        4.3 優(yōu)化試驗(yàn)物理性能測(cè)試結(jié)果

        從表2可以看出,酶處理后的蠶絲纖維在上染率、斷裂強(qiáng)力、斷裂伸長(zhǎng)率都比較好,最適合做蠶絲的低溫染色。紫外線預(yù)處理時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng),否則上染率下降,其原因在于輻射時(shí)間較短時(shí),會(huì)因刻蝕增強(qiáng)潤(rùn)濕性體改上染率,但是輻射時(shí)間太長(zhǎng),會(huì)引發(fā)很多的羧基,使纖維表面負(fù)電性增強(qiáng)而不利于染色。因此,蠶絲在酸性染料低溫染色過(guò)程中,即在85℃下先用酶做預(yù)處理的前提下上染率有所上升,其染后斷裂強(qiáng)力和斷裂伸長(zhǎng)率等各項(xiàng)性能都比高溫上染蠶絲時(shí)低。

        5 結(jié)論

        1)弱酸性染料對(duì)蠶絲纖維的損傷較小,上染率高,其處理后纖維的各項(xiàng)性能優(yōu)異。

        2)蠶絲纖維在酶預(yù)處理30分鐘(50℃~60℃),再在85℃下進(jìn)行染色的上染率、斷裂伸長(zhǎng)率、斷裂強(qiáng)力綜合來(lái)說(shuō)比較好。

        參考文獻(xiàn):

        [1] 范雪梅.紡織品染整工藝學(xué)[M].北京:中國(guó)紡織出版社,2006.

        [2] 姚穆.紡織材料學(xué)[M].北京:中國(guó)紡織出版社,1990.

        [3] 最新染料使用大全編寫(xiě)組編.最新染料使用大全[M].北京:中國(guó)紡織出版社,1996.

        (作者單位:內(nèi)蒙古纖維檢驗(yàn)局)

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