蔣吾偉，賴忠開，邢亞杰，郝海濤，陳 旭，李永強,1b

(1.浙江理工大學，a.紡織科學與工程學院(國際絲綢學院)；b.生態(tài)染整技術教育部工程研究中心，杭州 310018；2.傳化智聯(lián)股份有限公司，杭州 311215)

目前在提升氨綸染深性方面，研究主要集中于優(yōu)選染料[5-6]或者在氨綸紡絲過程中添加改性劑，制備易染氨綸[7-8]，但這些方法或應用范圍局限，或成本較高。為此，錦氨染色實際生產(chǎn)中，通常會添加少量分散染料來提升氨綸顏色深度，遮蓋錦氨色差，但是牢度仍然不理想[9]。為了改善錦氨織物色牢度，目前通常采用固色劑固色的方式[10-12]，或者在染色過程中添加氨綸防沾色劑[13-14]，但是這些方式又無法改善錦氨同色性較差的問題。氨綸上色劑是一種含有氨基的酯類物質(zhì)，與氨綸結構相似，因此可以較好地吸附在氨綸表面，同時助劑中的氨基為酸性染料上染氨綸提供了染座，可改善錦氨織物染色過程中氨綸的上色性能，增加錦氨同色性且改善織物色牢度[15]。但目前關于氨綸上色劑的應用研究報道較少，本文探討了氨綸上色劑用量以及應用于不同單色和拼混酸性染料時，氨綸上色劑對錦氨K/S值、同色性及色牢度的影響，對錦氨織物染色的實際生產(chǎn)具有指導意義。

1 實 驗

1.1 實驗材料與儀器

織物：錦綸塔絲隆(115 g/m2)，氨綸(4.44 tex，浙江華峰氨綸股份有限公司)，錦氨針織物(212 g/m2，21% 氨綸、79% 錦綸)

試劑：酸性紅337、酸性黃199、酸性藍324、酸性紅88、酸性橙7、酸性藍25、酸性紅414、酸性黃220、酸性藍317、酸性大紅FGS、分散大紅GS、分散深藍HGL、分散黑ECT，以上染料均為工業(yè)級，由浙江恒生印染有限公司提供；去油劑TF-109H、氨綸上色劑TF-217s、固色劑TF-506s，以上試劑為工業(yè)級，由浙江傳化智聯(lián)股份有限公司提供。

儀器：DYE-24型紅外染色機(上海千立自動化設備有限公司)，Datacolor SF 600X測色配色儀(美國Datacolor公司)，SW-12AII型耐洗色牢度試驗機(溫州大榮紡織標準儀器廠)，AFK-S型氨綸專用編織機(上海意承實業(yè)有限公司)。

1.2 實驗方法

1.2.1 染色工藝流程

具體的染色工藝流程如下：

前處理工藝：去油劑TF-109H 1 g/L，Na2CO31 g/L，浴比1∶30，時間30 min，溫度95 ℃。

皂洗工藝：皂洗劑TF-230M 0.5 g/L，浴比 1∶40，時間20 min，溫度50 ℃。

固色工藝：固色劑TF-506s 3%(owf)，時間 20 min，溫度75 ℃。

1.2.2 單色染料染色

氨綸(氨綸專用編織機編織襪片)：0.5 g，錦綸：0.5 g，酸性染料：3%(owf)，氨綸上色劑：x%(owf)，浴比：1∶50，pH值：4.5。工藝曲線如圖1所示。

圖1 染色工藝曲線

1.2.3 拼混染料染色

4種顏色拼混染料配方以及所添加分散染料用量如表1所示。其余染色工藝同1.2.2。

表1 拼混染料配方及添加分散染料用量

1.3 測試方法

1.3.1K/S值測試

染色織物表觀得色量通常由K/S值來表示，在一定條件下K/S值越大，織物的顏色越深。采用SF600X Datacolor測色光譜儀測試織物的K/S值，取不同位置平行測量3次取平均值，D65光源。

1.3.2 染料IOB值計算

染料的IOB值(Inorganic organic balance)是指染料的無機性有機性平衡值，IOB值越小，染料的疏水性越強，反之染料親水性越強[16]。染料IOB值可依據(jù)染料分子結構中基團的無機性值和有機性值計算[17]。以酸性紅337為例(分子式示意如圖2所示)，無機性值：氟(5×3)、苯環(huán)(15)、偶氮基(30)、奈環(huán)(60)、亞氨基(70)、羥基(100)、磺酸基(250)、鈉離子(500)，共計1040；有機性值：碳(20×16)、氟(5×3)，共計335；染料IOB值：無機性值/有機性值為3.10。

圖2 酸性紅337分子式示意

1.3.3 染料BDI值測試

染料提升力指數(shù)BDI值可表征染料染深性，按照GB/T 21875—2016《染料提升力的測定》，以染料質(zhì)量分數(shù)2%為基準，計算各單色染料的BDI值。

1.3.4 錦氨同色性和氨綸K/S值提升率測試

為了考察錦氨同色性，通過比較錦綸和氨綸的K/S值評判，引入同色性平衡值K，計算公式見式(1)。

K=(K/S)n/(K/S)P

(1)

式中：(K/S)n為錦綸K/S值，(K/S)P為氨綸K/S值，均為相同最大吸收波長下K/S值。

氨綸K/S值在使用上色劑染色后有明顯的變化，氨綸K/S值提升率由式(2)計算得到。

(K/S)E/% =(K/S)1/(K/S)0×100

(2)

式中：(K/S)E為K/S值提升率，(K/S)1為加入上色劑染色氨綸K/S值，(K/S)0為未用上色劑染色氨綸K/S值。

1.3.5 耐皂洗色牢度測試

參照GB/T3921—2008《紡織品 色牢度試驗 耐皂洗色牢度》中B(2)的實驗方案，測試織物的變色牢度和沾色牢度。貼襯織物分別為羊毛、腈綸、滌綸、錦綸、棉和醋酯。

2 結果與討論

2.1 氨綸上色劑用量對錦氨織物K/S值的影響

使用酸性紅414對錦綸和氨綸同浴染色，對比加入不同氨綸上色劑和不同用量對錦綸和氨綸K/S值的影響，結果如圖3所示。不加氨綸上色劑時，染色后錦綸K/S值為21.4，氨綸K/S值為 13.6，二者相差較大，且由于酸性染料與氨綸結合力相對較弱，氨綸上的染料在經(jīng)皂洗固色后掉落較多，導致最終錦綸與氨綸色差增大。在加入氨綸上色劑之后，與氨綸結構類似的陽離子組分會先吸附在氨綸上，為染料提供氨基染座，使得部分原本會上染錦綸的染料在氨綸上染色固著，且經(jīng)過皂洗和固色之后，仍能保留在氨綸上，最終提升氨綸K/S值，降低錦綸K/S值。在添加質(zhì)量分數(shù)1% TF-217s時，固色后氨綸K/S值由11.3提高至12.6，錦綸K/S值由20.5降低至20.2。此效果隨著氨綸上色劑用量的提升而增加。當氨綸上色劑質(zhì)量分數(shù)為3%時，錦綸K/S值由20.5降低至18.3，下降較多，由于通常錦氨織物錦綸占比較高，掉色較多時不利于錦氨染色品的實際生產(chǎn)，所以氨綸上色劑質(zhì)量分數(shù)應小于3%。后續(xù)的實驗主要采用質(zhì)量分數(shù)1%和2%的TF-217s，重點考察氨綸的K/S值變化情況。另外對比市場樣1和市場樣2，氨綸上色劑TF-217s對氨綸K/S值提升更多，對錦綸K/S值下降較少，效果顯著優(yōu)于市場樣1和2。這是由于市場樣1和市場樣2中的陽離子組分雖然會吸附在氨綸上為染料提供染座，但同時也會在染浴中與陰離子染料結合生成難溶性色淀，導致上色性不佳。而TF-217s中除了陽離子組分，還包含聚氧乙烯醚類非離子表面活性劑，可緩解染料與上色劑在染浴中的結合，因此可讓更多染料上染纖維。

圖3 氨綸上色劑用量對錦/氨織物K/S值的影響

2.2 氨綸上色劑應用于不同染料時對氨綸K/S值的影響

為了探究TF-217s應用于不同染料時對氨綸K/S值的影響，采用淺中深三原色的單色染料進行染色，分別是淺色：酸性紅337、酸性黃199、酸性藍324；中色：酸性紅88、酸性橙7、酸性藍25；深色：酸性紅414、酸性黃220、酸性藍317。氨綸K/S值如圖4所示。

圖4 氨綸上色劑應用于不同單色染料時對氨綸K/S值的影響

由圖4可知，TF-217s在應用于淺中深三原色酸性染料時都可以對氨綸K/S值有提升作用。且經(jīng)過皂洗固色后，添加TF-217s后的氨綸比空白樣K/S值都高，這表明通過TF-217s而上染到氨綸上的染料可進入纖維內(nèi)部，經(jīng)皂洗固色后，中、深色染料染色有較多保留，淺色染料染色保留較少，但都比空白樣有明顯的改善。

不同的酸性染料上染到氨綸上K/S值不同，這與染料的IOB值有關。如圖5所示，在相同結構類型的染料中，氨綸染色后K/S值隨著染料IOB值的減小而增加。這是由于氨綸分子結構上有較多的憎水性的酯基和脲基，屬于疏水性纖維。而IOB值越小，染料越疏水。根據(jù)相似相親的原則，疏水性越高的染料越容易上染氨綸。

圖5 不同染料染色氨綸K/S值與染料IOB值相關性

在錦氨同浴染色中加入氨綸上色劑TF-217s之后，對于不同染料，TF-217s對氨綸K/S的提升率也不同。如圖6所示，TF-217s對氨綸K/S的提升率與染料的BDI值成正相關，即染料的BDI值越高，加入TF-217s之后對氨綸K/S值的提升也越明顯。因為BDI值反映的是染料的染深性，在相同用量的TF-217s的情況下，染料的BDI值高，染深性好，氨綸得色越深，K/S值也越高。

圖6 氨綸K/S值提升率與染料BDI值相關性

2.3 氨綸上色劑對錦氨織物同色性的影響

在使用拼混染料對錦氨面料染色時，為了改善錦綸與氨綸之間的色差，通常采用添加少量分散染料的方式。分散染料可上染疏水性的氨綸，而錦綸對分散染料有選擇性，分散染料不易上染錦綸。為了探究氨綸上色劑TF-217s對錦氨同浴染色時錦氨同色性的影響，以同色性平衡值K值為指標，選用質(zhì)量分數(shù)1% 和2%的TF-217s與分散染料做對比，結果如圖7所示。對于4種拼混染料，在未加任何助劑時，K值都顯著高于1，表示錦綸比氨綸顏色深。在加入分散染料之后，K值都有所下降，表明分散染料的加入確有遮蓋氨綸淺色，改善錦氨色差的效果。而添加TF-217s后，K值下降程度更大。對于大紅來說加入質(zhì)量分數(shù)2%的TF-217s后，K值為1.006，此時錦綸與氨綸之間色深接近，色差改善明顯。對于另外三支染料，在加入質(zhì)量分數(shù)2% 的TF-217s后K值均小于1，表明此時氨綸比錦綸色深更淺，添加的TF-217s有些過量。為達到較佳錦氨同色性效果，染咖啡色氨綸上色劑TF-217s質(zhì)量分數(shù)應小于1%，大紅、藏青和黑色質(zhì)量分數(shù) 1%～2% 為宜。

圖7 氨綸上色劑對錦氨織物同色性的影響

2.4 氨綸上色劑對錦氨織物耐皂洗色牢度的影響

以錦氨針織物為染色對象，選用質(zhì)量分數(shù)1%和2%的TF-217s與分散染料做對比，考察其對耐皂洗牢度的影響，結果如表2所示。

由表2可知，四支拼混染料的空白樣變色牢度評級均在3～4級至4級。在添加TF-217s之后，變色牢度提高至4～5級。這是由于在染色浴中，陽離子性的TF-217s可吸附在氨綸上為陰離子酸性染料提供“染座”，以此來提高酸性染料與氨綸的結合力，從而提高氨綸的耐皂洗牢度。而添加分散染料之后，雖然可以改善錦氨色差，但變色牢度只有3級至3～4級。這是由于分散染料微小顆?？稍谌旧羞M入氨綸軟鏈段，提高上染率，然而氨綸軟鏈段結構松散，在后續(xù)染整加工過程中，分散染料也易從纖維內(nèi)部遷出，因此牢度較差。在沾色牢度評級方面，酸性染料對錦綸親和力較高，容易對錦綸沾色。四支拼混染料的空白樣錦綸沾色均為3級至3～4級。加入氨綸上色劑TF-217s后可提高半級至一級。而分散染料容易對滌綸沾色，加入分散染料染料后，滌綸沾色牢度均有半級至一級的下降。TF-217s整體沾色牢度評級均優(yōu)于分散染料。

表2 氨綸上色劑對錦氨織物耐皂洗色牢度的影響

3 結 論

選用氨綸上色劑對錦氨織物同浴染色進行研究，探討了氨綸上色劑的用量以及應用于不同染料時對錦氨織物染色同色性及耐洗色牢度的影響，結論如下：

a)在使用酸性染料對錦氨織物同浴染色時，加入氨綸上色劑可提高氨綸K/S值，此效果隨著氨綸上色劑用量的提升而提升；改善錦氨同色性，上色劑質(zhì)量分數(shù)1%～2%為宜。

b)氨綸上色劑TF-217s在應用于淺中深紅黃藍等多種酸性染料時均有提高氨綸K/S值的作用，其提升效果對不同染料不一。在相同結構類型的染料中，染色后氨綸K/S值隨IOB值的減小而增加。氨綸上色劑對氨綸K/S值的提升率與染料BDI值成正相關。

c)氨綸上色劑TF-217s在應用于單色染料和拼混染料時，可有效改善錦氨同色性，錦氨織物耐洗色牢度有提升，并優(yōu)于使用分散染料的情況。