王 進(jìn),劉艷君

(西安工程大學(xué)紡織與材料學(xué)院，陜西西安 710048)

鍺纖維針織面料的染色

王 進(jìn),劉艷君

(西安工程大學(xué)紡織與材料學(xué)院，陜西西安 710048)

采用分散藍(lán)2BLN染料對鍺纖維針織面料進(jìn)行兩浴法染色，探討載體用量、染液PH、固色溫度和固色時間對上染率和 K/S 值的影響。確定的最優(yōu)染色工藝為：分散藍(lán)2BLN染料1%(o.w.f)，含固量為4%的防泳移劑5g/L，載體用料1.0%，平平加O1.0 %(o.w.f)，PH為5.0，染色溫度85℃，固色溫度90℃，上染時間60min，固色時間65 min，浴比1∶25。對染色后織物進(jìn)行性能測試，結(jié)果顯示，鍺纖維面料的耐洗色牢度、耐汗?jié)n色牢度和耐摩擦色牢度達(dá)到4級以上，織物的經(jīng)緯向頂破強(qiáng)力均有所下降，但能夠滿足服用要求。

分散染料 染色 針織物 鍺纖維

0 前言

鍺纖維[1-3]是一種具有提高人體免疫、增加皮膚活性、能發(fā)射遠(yuǎn)紅外線的特殊功能保健纖維。它的化合物擁有廣泛的有益生物學(xué)效應(yīng)，既具有增強(qiáng)抗氧化系統(tǒng)的功能，又擁有刺激造血系統(tǒng)功能，讓人體能夠明顯抗衰老以保持青春活力。鍺元素是從鍺石中經(jīng)過特殊的高科技工藝提取而得，以滌綸為載體，并能夠持久、牢固地粘附在滌綸上的纖維。

鍺纖維在針織面料中一般與棉纖維混紡，試驗(yàn)采用精梳棉/鍺纖維混紡比為6:4，其中鍺纖維是以滌綸為載體的。對該混紡針織面料的染色必然涉及到滌/棉染色問題，即選用分散染料和活性染料染色。但一浴法染色時，分散染料和活性染料在堿性條件下易形成共價鍵而導(dǎo)致染料凝結(jié)沉淀并產(chǎn)生污花[4-5]，因此，本試驗(yàn)采用二浴法染色[6-8]。試驗(yàn)通過對影響鍺纖維混紡針織面料的幾個主要因素進(jìn)行分析優(yōu)化從而確定最佳染色工藝，并對染色后針織物的撕破強(qiáng)力和各項(xiàng)色牢度進(jìn)行測試。

1 試驗(yàn)

1.1 試驗(yàn)材料、試劑與儀器

試驗(yàn)材料 鍺纖維1+1羅紋組織針織物面料(經(jīng)漂白后的試樣多塊)

試驗(yàn)試劑 分散藍(lán)2BLN染料，滌綸載體，防泳移劑，碳酸鈉，元明粉，平平加O等。

試驗(yàn)儀器 Datacolor SF300型電腦測色、配色儀，JY-1180高溫電腦程控染樣機(jī)，722型光柵分光光度計，SW-12AH型耐洗色牢度儀，YG631汗?jié)n色牢度儀，CHY-65摩擦色牢度儀，YG(B)026B型電子織物強(qiáng)力機(jī)、PH計、水浴鍋、天平、烘箱等。

1.2 染色工藝

活性染料染色試劑參數(shù)：分散藍(lán)2BLN染料1%(o.w.f)，含固量4%的防泳移劑5g/L，平平加O為1%(o.w.f)，染色溫度為85℃，上染時間為60min，浴比為1∶25。

1.3 測試衡量指標(biāo)

1.3.1 上染比率

上染比率是指原液吸光度與染色結(jié)束后殘液吸光度的差值和原液吸光度的比值，采用分光光度計測定，其上染百分率計算如公式(1)所示：

(1)

式中，E為上染比率，A0為原液在最大吸收波長處的吸光度，A1為上染后殘液在最大吸收波長處的吸光度。

1.3.2 K/S值(染色深度)

采用Datacolor SF300型電腦測色配色儀進(jìn)行測定。

1.3.3 染色牢度評定

耐汗?jié)n色牢度 參照GB/T 3922—2013《紡織品 色牢度試驗(yàn) 耐汗?jié)n色牢度》測定。

耐皂洗色牢度 參照GB/T 3921—2008《紡織品 色牢度試驗(yàn) 耐皂洗色牢度》測定。

耐摩擦色牢度 參照GB/T 3920—2008《紡織品 色牢度試驗(yàn) 耐摩擦色牢度》測定。

1.3.4 頂破強(qiáng)力測試

采用YG(B)026B型電子織物強(qiáng)力機(jī)對染色前/后織物頂破強(qiáng)力進(jìn)行測試。

2 結(jié)果與討論

2.1 鍺纖維組分上染

2.1.1 載體用量的確定

根據(jù)1.2節(jié)的染色工藝配方，并選取載體用量為0.5～3.0%，染液pH=4，固色溫度85℃，固色時間60min，得出的載體用量對上染比率和K/S值的影響如圖1所示。

圖1 載體用量對上染率和K/S值的影響

由圖1可以看出，當(dāng)載體用量為1.0%以下時，針織面料的上染率和染色深度K/S值均隨載體用量的增加而增加，但當(dāng)載體用量超過1.0%時，織物上染率和染色深度K/S值均隨載體用量的增加而減小，且兩個衡量指標(biāo)走勢基本保持一致。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的可能原因是在染液中出現(xiàn)了第三相，而第三相的出現(xiàn)使得染料在染液中的溶解度增加，一方面會使得參與上染的染料減少導(dǎo)致上染比率和染色深度下降，另一方面也抑制了反應(yīng)的正向進(jìn)行。綜合考慮，本實(shí)驗(yàn)確定的載體用料為1.0%。

2.1.2 染液PH值的確定

根據(jù)1.2節(jié)的染色工藝配方，確定載體用量為1.0%，染液pH=3～5.5，固色溫度85℃，固色時間60min，得出的PH對上染比率和K/S值的影響如圖2所示。

圖2 PH值對上染率和K/S值的影響

由圖2可以看出，PH值在5.0以下時，面料的上染率和染色深度K/S值均增大，但當(dāng)PH值超過5.0時，上染率和染色深度急劇下降。這是因?yàn)殒N纖維混紡面料更適宜在較弱酸性條件下反應(yīng)，所以后續(xù)工藝需掌握好染液的相對酸性。綜合考慮，這里確定PH為5.0。

2.1.3 固色溫度的確定

根據(jù)1.2節(jié)的染色工藝配方，確定載體用量為1.0%，染液pH=5，固色溫度75℃～100℃，固色時間60min，得出的固色溫度對上染比率和K/S值的影響如圖3所示。

圖3 固色溫度對上染率和K/S值的影響

由圖3可以看出，當(dāng)固色溫度在90℃以下時，織物上染率與染色深度K/S值隨溫度的增加而增加，但固色溫度超過90℃后，上染率和染色深度反而下降。這是因?yàn)闇囟鹊陀?0℃時，反而較適宜并能保持正向進(jìn)行，上染率和染色深度提高。超過90℃后，織物受熱而力學(xué)性能下降，并伴有泛黃、手感下降的現(xiàn)象。綜合考慮，本試驗(yàn)選擇固色溫度為90℃。

2.1.4 固色時間的確定

根據(jù)1.2節(jié)的染色工藝配方，確定載體用量為1.0%，染液pH=5，固色溫度85℃，固色時間30min～80min，得出的固色時間對上染比率和K/S值的影響如圖4所示。

圖4 固色時間對上染率和K/S值的影響

由圖4可以看出，固色時間對織物的上染率和染色深度K/S值也產(chǎn)生一定的影響，當(dāng)固色時間不超過65℃時，上染率和染色深度隨固色時間的延長而增加，但固色時間超過65℃時，上染率顯著下降，而K/S值還持續(xù)增加。這是因?yàn)楣躺珪r間過長，一部分染料會發(fā)生解吸而不利于反應(yīng)的繼續(xù)進(jìn)行。綜合考慮，確定的固色時間為65 min。

由以上試驗(yàn)分析可以得出最優(yōu)染色工藝條件為：分散藍(lán)2BLN染料1%(o.w.f)含固量為4%的防泳移劑5g/L，載體用料1.0%，PH 5.0，平平加O 1%(o.w.f)，染色溫度85℃，固色溫度90℃，上染時間60min，固色時間65 min，浴比1∶25。

2.2 棉纖維組分上染

2.1節(jié)已經(jīng)對鍺纖維混紡針織面料的鍺纖維載體滌綸組分進(jìn)行了染色工藝優(yōu)化，但織物中的棉組分并未上染，因此在此基礎(chǔ)上使用活性染料對織物的棉組分上染來達(dá)到最優(yōu)染色效果。優(yōu)化過程類似于前面滌綸因素分析，以碳酸鈉用量、氯化鈉用量、固色時間、固色溫度四個因素為主因素，最后確定的活性染料最優(yōu)染色工藝為：活性翠蘭KN-G 1.2%(o.w.f)，碳酸鈉10g/L，氯化鈉20g/L，六偏磷酸鈉1%(o.w.f)，浴比1∶25，染色溫度60℃，染色時間30min，固色溫度90℃，固色時間30min。

2.3 染色牢度測試分析

通過最優(yōu)染色工藝對鍺纖維/棉混紡針織面料染色，并對其各項(xiàng)色牢度進(jìn)行測試，結(jié)果如表1所示。

表1 染色后鍺纖維針織面料各項(xiàng)色牢度

注：色牢度共分5級，5級最好，1級最差。

染色牢度是評價染色效果的重要指標(biāo)，從表1可以看出，染色后織物的耐洗色牢度和耐汗?jié)n色牢度變色均為5級，而沾色均為4級；而干、濕耐摩擦色牢度經(jīng)緯向也都在4～5級，能完全滿足服裝色牢度的要求。

2.4 頂破強(qiáng)力測試分析

通過最優(yōu)染色工藝對鍺纖維/棉混紡針織面料染色，并對其頂破強(qiáng)力進(jìn)行測試，結(jié)果如表2所示。

表2 染色后鍺纖維針織面料頂破強(qiáng)力

由表2可以看出，鍺纖維針織面料經(jīng)最優(yōu)工藝染色后，上染率可達(dá)到76.89%，染色前/后織物的頂破強(qiáng)力分別為502.41N/489.76N，頂破強(qiáng)力略有下降，但不會影響服裝用要求。

3 結(jié)論

(1)鍺纖維混紡織物中鍺纖維組分最優(yōu)染色工藝條件為：分散藍(lán)2BLN染料1%(o.w.f)含固量為4%的防泳移劑5g/L，載體用料1.0%，PH5.0，平平加O1%(o.w.f)，染色溫度85℃，固色溫度90℃，上染時間60min，固色時間65 min，浴比1∶25。

(2)染色后織物耐水洗色牢度和耐汗?jié)n色牢度變色均為5級，而沾色為4級；干、濕耐摩擦色牢度經(jīng)緯向也都在4～5級，能滿足服裝色牢度的要求。

(3)鍺纖維混紡針織面料染色后，頂破強(qiáng)力略有下降，但不影響服用性能要求。

[1] Yang Ji, Liu yanjun. Research on the performance of the Germanium fiber and yarn[J]. Advanced Materials Research, 2012(2):11.

[2] 韓學(xué)政，張本孟，蔣秀鳳,等. 合金鍺纖維混紡針織紗的開發(fā)[J].棉紡織技術(shù)，2012(4)：34-36.

[3] 鐘國能，范沛飛，何立峰. 鍺纖維針織產(chǎn)品的開發(fā)[J].針織工業(yè)，2013(10)：12-13.

[4] 劉新華，王宗乾，姚正．提高粘/棉交織物同浴染色同色性[J]．印染，2009，35(8)：27-29.

[5] 趙雪，Kenneth chan，展義臻．環(huán)保型纖維紡織品的生態(tài)性及染整加工(下) [J]．染整技術(shù)，2008(2)：30-32.

[6] 周明華. 棉/派絲特交織面料的染色實(shí)踐[J].印染，2015(20)： 19-21.

[7] 陳朦，朱泉. 滌/棉混紡織物分散/活性染料一浴染色工藝研究[J]. 染料與染色，2013，50(5)：35-40.

[8] 張永鋒，孟家光，張琳玫,等. Outlast 空調(diào)纖維機(jī)織面料的染色[J].印染，2015(4)：27-29.

DyeingofGermaniumFiberKnittedFabric

WANGJin,LIUYan-jun

(School of Textile and Materials, Xi’an Polytechnic University, Xi’an 710048)

Two-bath dyeing method was adopted to dye germanium fiber knitted fabric with disperse blue 2BLN dye. The influence of carrier dosage, PH value of dyeing solution, fixing temperature and time on the uptake rate and K/S value were explored. The optimal technical process was decided: disperse blue 2BLN dye was 1%(o.w.f), migration inhibitor with 4% amount of solid was 5g/L, carrier dosage 1.0%, Pregal O 1.0%(o.w.f), PH value 5.0, the dyeing temperature 85℃ for 60 min and fixing temperature 90 ℃ for 65 min, bath ratio 1:25. The properties of dyed fabric were tested and the results showed that the color fastness to washing, perspiration and rubbing could reach Level 4 and above while the warp and weft tearing strength decreased slightly, which could meet the clothing requirements.

disperse dye dyeing knitted fabric germanium fiber

2017-05-11

王進(jìn)(1991-)，男，碩士研究生，研究方向：功能性針織面料的研究與開發(fā)。

劉艷君(1963-)，女，教授，碩士生導(dǎo)師。

TS193

A

1008-5580(2017)04-0114-04