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锦纶染色后不排液固色工艺探讨2014-12-05广东德美精细化工股份有限公司 周光勇等
摘 要:选择不同类型的酸性固色剂,对锦纶或锦氨纶织物进行染色后不排液直接固色工艺的可行性探讨,试验结果表明此工艺可行。通过对比分析相关因素的影响,如固色剂的种类、固色剂的用量、染料种类、匀染剂的种类、皂洗剂的用量等对皂洗牢度的影响,优化了锦纶染色不排液直接固色工艺。与锦纶染色后,排液,水洗,再固色的常规工艺相比,染色后不排液直接固色工艺加工的织物,皂洗牢度和固色前后色光变化的程度相当。此工艺不仅缩短了工艺流程,还显著节约各种资源,减少污水排放。 关键词:酸性固色剂 锦纶 染色 固色 前言 在实际生产中,锦纶大多采用酸性染料,尤以弱酸性染料为主来染色,弱酸性染料除了借助于离子键结合方式外,还可通过较强的范德华力和氢键上染锦纶,与活性染料染色相比其湿处理牢度较低。为提高酸性染料染色后锦纶织物的湿处理牢度,需对其进行固色处理,因此锦纶染色后的固色问题是研究的热点之一。 目前,大多数染厂采用染色后排液水洗再固色,存在工艺流程长,耗水、耗电、耗时,产生大量污水,以及效率低等缺点。本文主要针对锦纶染色工艺流程进行了分析和研究,通过合理地合并固色步骤,优化了工艺流程,实现了锦纶染色后不排液就可直接固色,并通过实验表明此工艺的可行性。此短流程工艺能够有效缩短了工艺流程,实现了节能减排的同时,提高了生产效率。 1 实验部分 1.1 实验材料 织物:白色锦/氨纶针织布(82%NYLON,18%SPANDEX)。 染料:酸性艳红N3B、酸性艳蓝RAW、酸性艳蓝N-R(顺德伟华染料有限公司)、依索伦PHF黄(德司达染料有限公司)、酸性大红、酸性络合蓝B-PA、酸性深蓝SDN(广州华年染料有限公司)。 助剂:酸性固色剂DM-2539G、酸性固色剂DM-2530G、酸性固色剂DM-2535H、匀染剂TBW-951、阳离子匀染剂DM-2203、防沾色皂洗剂DM-1589(广东德美精细化工股份有限公司)、酸性固色剂FRN(亨斯迈)。 仪器:Ultrascan VlS电脑测色仪(美国Hunter Lab公司)、Q-surl xenon text chamber氙弧灯测试箱(美国Q-Lab公司)、Rapid染色小样机(瑞比精密机械有限公司)、Seven Easy 20 pH计(梅特勒一托利多仪器上海有限公司)。 1.2 实验方法 1.2.1 传统工艺 工艺流程: 精练除油→热水洗→水洗→染锦纶→热水洗→水洗→固色→水洗→后处理→出缸。 1.2.2 短流程工艺 工艺流程: 精练除油→热水洗→水洗→染色→降温到80℃同浴固色→水洗→后处理→出缸。 1.2.3 染色工艺处方 酸性染料/%(o.w.f) X 匀染剂TBW-951/(g/L) 0.5~1.0 冰醋酸/(g/L) 0.3 浴比 l:l0 2℃/min升温至98℃,保温60min,待固色。 1.2.4 固色工艺处方: 固色剂DM-2539G/%(o.w.f) Y pH凋至 4.0~4.5 浴比 l:10 2℃/min升温至80℃,保温20min,水洗,脱水,烘干。 1.3 测试方法 1.3.1 K/S值和色光变化测试 在电脑测色仪上测出。 1.3.2 牢度测试 耐皂洗牢度按GB/T3921-95《纺织品色牢度试验耐皂洗色牢度》测试。 2 结果与讨论 2.1 固色剂的选择 按1.2.2工艺应用酸性大红分别以3.0%(o.w.f)对锦氨纶织物进行染色,不排液降温至80℃,分别以固色剂DM-25390、BM-2530G、DM-2535H和FRN用量(4%)进行固色,调节染浴pH值4.0-4.5,保温时间为20min,排液、水洗、烘干,其皂洗牢度、固色前后色差△E值和K/S测试结果。 经固色剂DM-2539G处理后,织物的皂洗牢度表现最好,皂洗棉沾色相对较严重,但能达到2-3级以上,其他纤维的沾色均能达到3~4级以上。其次是DM-2535H和FRN,相比而言,固色剂DM-2530G的牢度效果较差,固色前后色差△E和K/S值以上四种固色剂差别不大。综合牢度和色差值△E,选用固色剂DM-2539G效果最好。 2.2 固色剂用量对牢度的影响 选用酸性玫红N3B染料进行染色,用量为2.0%(owf)按1.2.2工艺染色,染色后降温至80℃,将染浴pH值调至4.0左右,加入固色剂DM-2539G,在不同用量0.0%、2.0%、4.0%、6.0%、8.0%条件下进行固色,保温时间20min,水洗、烘干,测皂洗牢度。 可以看出,随着固色剂DM-2539G用量增加,织物皂洗色牢度也随着提高,当固色剂用量为6.0%时,不同纤维的皂洗沾色牢度均能达到4级以上。原因是当固色剂DM-2539G用量较低时吸附到织物上的分子较少,固色效果不明显,随着用量增大,固色效果明显增加。固色剂DM-2539G用量增加到8%(o.w.f),织物各项色牢度均达到4-5级。但手感比常规工艺稍差,综合考虑成本、手感以及根据客户要求及染料浓度的不同选择适宜的固色剂用量为4%~6%。 2.3 不同染料对牢度的影响 选用酸性蓝RAW、酸性大红、酸性络合蓝B-PA、酸性深蓝SDN四种染料进行染色,用量为4.0%(o.w.f),按1.2.1工艺染色,染色后降温至80℃,将染浴pH值凋节至4.0左右,加入固色剂DM-2539G,用量6.0%进行固色,保温时间20min,水洗、烘干,测皂洗牢度。 可以看出,当染料用量和固色剂用量相同时,不同染料对锦纶染色后不排液直接固色效果影响较大。固色后牢度较理想,皂洗牢度中不同纤维沾色均能达到3-4级以上:酸性大红和酸性深蓝B-PA 两种染料固色后其牢度不够理想,牢度仅能达到2-3级以上,主要表现在棉沾色和锦纶纤维沾色较严重。原因可能是不同染料其阴离子数不同,导致阴离子性强弱有差异(酸性蓝RAW、酸性深蓝SDN两种染料结构中含2个-S03Na,而酸性大红和酸性络合蓝B-PA结构中含有3个阴离子基团)。而固色剂DM-2539G 分子链带负电,当染浴pH值较低时,锦纶分子链上未被染料占据的氨基能够吸附更多的氢离子,而使其表面正电荷数较高,染液中的未上染的染料与固色剂产生了“竞染”现象。如果染料阴离子性强则固色剂被织物吸附量少,固色效果相对变差;反之,吸附量则多,固色效果较好。因此,选择牢度好的酸性染料,对锦纶染色后不排液固色工艺的好坏具有重要的意义。 2.4 匀染剂对牢度的影晌 选用酸性艳蓝N-R、酸性深蓝S-DN两种染料进行染色,用量为4.0%(owf),分别选用阴离子匀染剂TBW951和阳离子匀染剂DM- 2203相同用量,按1.2.2工艺染色。染色后降温至80℃ ,染浴pH 值调节至4.0左右,加入固色剂DM-2539G,用量6.0%进行固色,保温时间20min,再降温至50℃ ,水洗、烘干,测皂洗牢度。 可以看出,锦纶染色不排液直接固色工艺,不同匀染剂对牢度的影响有一定的差异,选用阴离子匀染剂TBW-951对牢度影响较小,选用阳离子匀染剂DM- 2203对牢度的影响稍大。原因主要是阳离子匀染剂与阴离子固色剂反应,减弱了固色剂与织物的反应,导致皂洗牢度下降。因此选择阴离子匀染剂TBW-951与阴离子固色剂DM-2539G相配套使用,更适合于锦纶染色后不排液直接固色工艺。 2.5 皂洗剂用量对皂洗牢度的影响 选用牢度不够理想的酸性大红、酸性络合蓝B-PA两种染料进行染色,用量为4.O%(owf),按1.2.2 工艺染色,染色后降温至80℃,将染浴pH值调节至4.0左右,加入固色剂色剂DM-2539G,用量6.0%进行固色,保温时间20min,再降温至50℃,加入不同用量的皂洗剂DM-l 589(0g/L、O.5 g/L、l.0 g/L、2.O g/L),保温lOmin,水洗、烘干,测皂洗牢度。 可以看出,对于不同的染料,在固色后不排液降温至50℃加入皂洗剂进行皂洗,当皂洗剂DM-1589用量为0.5 g/L时,皂洗牢度有一定的提高(半级),再提高用量其牢度提高不明显,甚至稍有降低。这可能是因为皂洗剂用量过大,不仅去除织物表面的浮色,而且对吸附在表面上的固色剂也有一定的洗除作用,因此皂洗剂DM-1589的适宜用量为0.5 g/L。 2.6 锦纶染色固色短流程工艺与传统工艺比较 选用酸性大红、酸性黄PHF、酸性艳蓝RAW、酸性深蓝SDN四种染料,染料用量4.O%(owf),在最佳的锦纶染色固色短流程工艺条件下(1.2.2工艺),与传统锦纶染色固色工艺条件下(1.2.l工艺)进行染色固色。其中以传统工艺中的固色剂用量4.0%为基准,分别测试两种工艺条件下织物的耐洗色牢度,结果见表6。以固色前织物为标样,测试锦纶染色固色短流程工艺和传统工艺对织物染色深度和色差。 对于酸性艳蓝RAW、酸性深蓝SDN、酸性黄PHF来说,锦纶染色固色短流程工艺染色后的织物其皂洗牢度与传统工艺牢度相当;对于酸性大红染色的织物,短流程工艺比传统工艺皂洗牢度稍差,主要是在多种纤维的皂洗沾色实验中,棉、锦纶和羊毛纤维沾色牢度低半级左右。针对这一情况,可以提高短流程固色工艺中固色剂用量来提高皂洗中沾色牢度,达到传统工艺的皂洗牢度;另一方面也可以筛选牢度更好的染料,来达到两种工艺皂洗牢度一致的效果,因此选择锦纶染色固色短流程工艺之前,宜先做好小样筛选工作。 可以看出,四只染料染色织物经锦纶染色固色短流程工艺染色后,其色光与固色前织物相比与传统工艺基本一致,它们的染色深度(K/S值)与传统工艺相当。根据表6的牢度数据可推断,通过选择合适的染料,锦纶染色固色短流程工艺的加工效果与传统工艺基本相当,能达到简化工艺,缩短工时,节能环保,提高效率的目的。 3 结纶 通过对比4种不同固色剂的固色效果,锦纶织物染色后不排液,加固色剂DM-2539G用量为4%~6%(owf)进行固色处理,再经皂洗剂DM-1589浓度为0.5/L,温度50℃,皂洗l0min,能获得良好的牢度效果。与常规固色工艺加工的织物对比,它们的染色深度,皂洗牢度和固色造成的色差程度均相当。因此,许多锦纶织物染色后可应用此不排液固色工艺,获得良好的牢度效果,同时能节约大量能源和水,并有效减少了污水排放。 参考文献 [1] 李俊,王思捷.酸性染料染锦纶后处理工艺的优化[J].轻纺工业与技术2011,40(4)51~54 [2] 王蕊,郝尼云.锦纶织物酸性染料染色后的固色处理[J].印染助剂,2010, 27(6)29~35。
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