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东莞市名臣纺织科技有限公司
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邮箱:mcfzkj@163.com
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混合稀土在羊毛低温染色中的应用
发佈时间:
2015.01.25
新闻来源:
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染色时,长时间的沸染会造成羊毛一定的损伤,因此羊毛低温染色成为了一项研究课题[1]。稀土作为一种新型染色助剂,已应用于纺织纤维及其织物的染色中,在羊毛染色中添加稀土能降低染色温度,提高染色的匀染性、色泽鲜艳度和染色牢度,并改善手感[2]。
国外对此的研究较少,国内有相关的报道,基本方法是先用乙二胺等预处理剂对羊毛进行预处理后再添加稀土进行低温染色;也有报道是先用稀土对羊毛进行预处理后再进行低温染色。
预处理后再染色会使生产过程延长,增加生产循环周期。因此,本文在文献数据基础上,研究羊毛在固定染色温度75℃下,采用混合稀土与匀染剂共同作用,使用弱酸性染料染色的工艺,并对其进行优化。
1·实验
1.1材料、试剂及仪器材料:羊毛(内蒙古鄂尔多斯集团提供)。
试剂:混合稀土(工业级CeCl3/LaCl3,CeCl3占35.83%,LaCl3占19.33%,水占44.83%。由内蒙古新昕稀土材料有限公司提供);Albe-gal SET、Albegal B、匀染剂UL、平平加O、冰醋酸、渗透剂SP-2(以上均为试剂纯);弱酸性艳蓝RAW(商业用,由科莱恩公司提供)。
仪器:DJ-200J型电子天平、数显恒温水浴锅、722型可见分光光度计、Orintex自动测色配色仪、PHS-25型酸度计。
1.2实验方法
1.2.1羊毛常规染色处方及工艺
根据费蕴莲[3]及陈英[4]所采用的羊毛常规染色处方和工艺,确定了本次羊毛常规染色实验的处方和工艺条件。
常规染色处方及条件:
羊毛 1 g
弱酸性艳蓝RAW 2%
平平加O 0.50%
渗透剂SP-2 0.30%
元明粉 5%
pH值(冰醋酸调节) 4.5
染色温度 98℃
保温时间 60 min
浴比 1∶50
常规染色工艺曲线如图1所示。
1.2.2羊毛低温染色处方及工艺
根据朱梁[5]所用的稀土染色
处方及工艺,并结合羊毛常规染色处方及工艺,初步确定了本次羊毛低温染色实验的处方及工艺。稀土的用量[6-7]和加入时间[8]均根据参考文献数据综合考虑选择。
低温染色处方及条件:
羊毛 1 g
弱酸性艳蓝RAW 2%
混合稀土 0.30%
匀染剂 0 .5%
渗透剂SP-2 0.3%
pH值(冰醋酸调节) 4.5
保温温度 75℃
保温时间 60 min
浴比 1∶50
低温染色工艺曲线如图2所示。
1.2.3上染率的测定
用分光光度计测定染色前后染液的光密度,按公式(1)计算:
上染率=(1-nA1/mA0)×100%(1)
式中:m为染色前染液稀释倍数;n为染色后染液稀释倍数;A0为染色前染液稀释m倍后的光密度;A1为染色后染液稀释n倍后的光密度。
1.2.4匀染性的测定
使用Orintex自动测色配色仪测定被染织物不同位置的K/S值(分别为里上、里下、中上、中下、外上、外下),以被染织物中间一点的K/S值为基准,各点K/S值与之差值的平均值ΔK/S表示匀染性。数值越高,染色的均匀性越差;反之则越好。
2·结果与讨论
2.1匀染剂种类的确定
准备4份羊毛试样,在等量混合稀土和等量匀染剂条件下,改变匀染剂种类为匀染剂AlbegalSET、Albegal B、匀染剂UL和平平加O,按照1.2.2所述方法进行染色。每类匀染剂做3次平行实验取平均值,分别测染料的上染率和试样的匀染性,结果如表1所示。
由表1可知,在混合稀土和平平加O共同作用下,羊毛低温染色的上染率明显高于混合稀土和Albegal SET、Albegal B以及匀染剂UL的作用。且此时ΔK/S值最小,说明试样染色的均匀性最好。因此在混合稀土作用下,选用平平加O作为匀染剂。
2.2混合稀土匀染剂单因素实验
2.2.1混合稀土用量的确定
按照1.2.2所述处方和工艺进行染色,匀染剂选用平平加O,混合稀土用量分别为0.10%、0.15%、0.20%、0.25%、0.30%、0.35%、0.40%和0.50%,每种用量进行3次平行实验取平均值,测试染料的上染率和试样的匀染性,结果如表2所示。
从表2中可看出,混合稀土用量在0.20%时,染料就可达到较高的上染率,继续增加混合稀土用量对上染率影响不大。在匀染性方面,当稀土用量为0.20%时,ΔK/S值最小,说明此时试样的匀染性最好。因此,确定混合稀土的最佳用量为0.20%。
2.2.2匀染剂用量的确定
按照1.2.2所述处方和工艺进行染色,混合稀土用量为0.20%,匀染剂平平加O用量分别为0.1%、0.5%、1.0%、1.5%和2.0%,每种用量进行3次平行实验取平均值,测试染料的上染率和试样的匀染性,结果如表3所示。
从表3中可看出,匀染剂平平加O用量在0.1%时,染料的上染率就达90%以上,继续增加平平加O的用量对染料的上染率影响不大。在匀染性方面,当平平加O用量在0.1%时,ΔK/S值最小,说明此时试样的匀染性最好。因此,确定匀染剂平平加O的最佳用量为0.1%。
2.2.3保温时间的确定
按照1.2.2所述处方和工艺进行染色,混合稀土用量为0.20%,匀染剂平平加O用量为0.1%,改变保温时间分别为30 min、45min、60 min、90 min和120 min,每个保温时间进行3次平行实验取平均值,测试染料的上染率和试样的匀染性,结果见表4所示。
由表4可看出,保温时间等于或大于30 min后,羊毛纤维的染色上染率都在90%以上,且在45 min后,染料上染率明显提高;而在60min后,继续延长保温时间对染料上染率的提高不明显。在匀染性方面,当保温时间为60 min时,ΔK/S值最小,因此此时试样的匀染性最好。故选择保温时间为60 min。
2.2.4 pH值的确定
按照1.2.2所述处方和工艺进行染色,混合稀土用量为0.20%,匀染剂平平加O用量为0.1%,保温时间60 min,改变染色pH值分别为2.5、3.5、4.5和5.5,每个pH值做3次平行实验取平均值,测染料的上染率和试样的匀染性,结果如表5所示。
由表5可看出,染液pH值在2.5到5.5之间时,染色的上染率均在80%以上。在pH值为4.5后,染料上染率提高明显,达到90%以上。此时,ΔK/S值最小,说明此时试样染色最均匀,因此确定pH值为4.5。
2.2.5浴比的确定
按照1.2.2所述处方和工艺进行染色,混合稀土用量为0.20%,匀染剂平平加O用量为0.1%,保温时间为60 min,染色pH值为4.5,改变浴比分别为1∶40、1∶50、1∶60、1∶70、1∶80、1∶90和1∶100,每个浴比做3次平行实验取平均值,测染料的上染率和试样的匀染性,结果如表6所示。
由表6可看出,浴比1∶50及其以上,羊毛纤维的上染率均达到90%以上,且ΔK/S值均较小。出于经济和实际考虑,确定浴比为1∶50。
2.3染色工艺的对比 由2.1和2.2分析确定,优化后的羊毛低温染色处方及工艺为:
弱酸性艳蓝RAW 2%
混合稀土 0.20%
平平加O 0.1%
渗透剂SP-2 0.3%
pH值(用冰醋酸调剂) 4.5
保温温度 75℃
保温时间 60 min
浴比 1∶50
将羊毛用弱酸性染料分别在常温沸染工艺(按1.2.1所述)、未优化稀土低温染色工艺(按1.2.2所述,匀染剂选择平平加O)和优化稀土低温染色工艺(如上所述)下分别染色,测试染料的上染率和试样的匀染性并进行对比分析,结果如表7所示。
由表7可知,在混合稀土和匀染剂平平加O作用下,优化后的羊毛低温染色的上染率比羊毛常规染色的上染率提高了9.73%,ΔK/S值降低了0.55;另外,优化后的羊毛低温染色比未优化的低温染色工艺的上染率提高了3.04%,ΔK/S值降低了0.45。这说明优化后的低温染色工艺可提高染料的上染率以及匀染性。
3·结论
3.1羊毛弱酸性染料稀土低温染色的最佳处方和工艺条件为:弱酸性艳蓝RAW2%,混合稀土0.20%,平平加O用量0.1%,渗透剂SP-20.3%,pH值(用冰醋酸调节)4.5,保温温度75℃,保温时间60 min,浴比1∶50。
3.2与羊毛常规染色工艺相比,采用优化后的羊毛弱酸性染料稀土低温染色工艺,染料的上染率可达到90%以上,织物匀染性得到增强;且与未优化的稀土低温染色工艺相比,在染色温度75℃条件下,优化后低温染色工艺的匀染剂的用量和混合稀土的用量均有所降低。
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