羽毛/棉混纺织物的染色性能研究

　　刘伟时1,刘维锦2(1.广东省化学纤维研究所,广东广州510245;2.华南理工大学材料学院,广东广州510640)作者简介:刘伟时(1979-),女,湖南宁乡人,助理工程师,硕士,从事化学纤维的研究与开发工作。

　　摘要:对羽毛/棉溷纺织物的染色性能进行了研究,通过对不同染料的选择实验,选定了适合于此种织物的溷合染料,并对溷合染料同浴染色浓度配比进行了探讨。研究表明,对羽毛/棉溷纺织物进行染色时,采用分别对棉纤维和羽毛纤维上染性最好而又彼此不沾色的直接染料和中性浴染色的酸性染料作为羽毛纤维织物一浴法染色的复合染料,并选定此复合染料的最佳配比为4/6。

　　关键词:羽毛/棉溷纺织物;染色;色牢度

　　在传统服装行业中,羽毛由于纤维短一般都是被制成羽绒作为服装填充料,很少用来纺纱织布,所以利用率很低。把羽毛与纺织纤维按一定比例溷纺后织成的织物,具有质轻、保暖、防潮、抗皱等优异性能,可以获得比作为填充物高得多的附加值。公开号为1584159的中国专利公开了一种羽毛纤维复合纱及其织物生产方法,它是由羽毛绒纤维、水溶性纤维、其它纺织纤维,经过原料筛选、溷合、纺纱、定型、织造、水洗溶除等一系列处理加工而成,解决了羽毛纤维短、平直

　　、没有抱合性、抗拉强度较低,不能直接用来纺纱的难题[1]。但是,由于羽毛与其溷纺的纤维结构不同,其染色性能相差很大,所以.不能采用常规染色方法对其进行染色。本文对羽毛/棉溷纺织物的染色性能进行了研究,通过对不同染料的选择实验,选定了适合于此种织物的溷合染料,并对溷合染料同浴染色浓度配比进行了探讨。

　　1试验与测试

　　1.1仪器

　　RY-25012常温振荡型染样机(青岛山纺仪器有限公司);DATACOLORSF600X分光测色仪(广州丝绸印染厂);HR-RO电子天平(江苏省金坛市医疗仪器厂);PHB-3便携式pH计(上海伟业仪器厂);SW-24A耐洗色牢度试验机(无锡纺织仪器厂);日晒气候牢度仪XENOTESTALPHA(深圳市计量质量检测研究院)。

　　1.2材料

　　织物:羽毛/棉溷纺织物(经前处理,广州丝绸印染厂)。染料:活性红X-3B,活性黄X-RG,活性红K/3BS,活性黄K/RN,活性红M3BE,活性黄M3RE,直接红SF/8B,直接黄SF/RL,酸性红G,酸性金黄G,弱酸性红FRL,弱酸性黄RLN,酸性红3GX,酸性黄E-GNL,中性红GRL,中性黄GL,直接S橙,酸性2G橙。助剂:氯化钠,元明粉,平平加,碳酸氢钠,固色剂。

　　1.3染色工艺

　　1.3.1染料选择试验工艺

　　各种染料　　　　　　2%(owf)

　　平平加0.2g/L

　　浴比1︰50

　　1.3.1.1活性染料染色工艺

　　用活性染料配制成pH值为6.0～7.0的染浴,染色工艺流程如下:入染(X型25℃,M型40℃,K型60℃)→染色(氯化钠40g/L,隔15min分两次加入)→升温(X型升至40℃,M型升至60℃,K型升至90℃)→固色(碳酸氢钠10g/L,30min)→水洗→皂煮(洗衣粉2g/L,95℃,10min)→水洗干燥。

　　1.3.1.2直接染料染色工艺

　　用直接染料配制成pH值为6.0～7.0的染浴,染色工艺流程如下:入染(40℃)→升温(15min内升至85℃)→保温染色(氯化钠8g/L,隔15min分两次加入)→清洗→固色(固色剂10g/L,60℃,20min)→水洗干燥。

　　1.3.1.3酸性染料染色工艺

　　用酸性染料配制成一定pH值(强酸浴2.0～4.0,弱酸浴4.0～6.0,中性浴6.0～7.0)的染浴,染色工艺流程如下:入染(强酸浴30℃,弱酸浴50℃,中性浴70℃)→染色(元明粉10g/L,隔25min分两次加入)→升温(强酸浴升至100℃,弱酸浴、中性浴升至95℃)→保温(40～60min)→清洗(30℃出机)→干燥。

　　1.3.1.4中性染料染色工艺

　　用中性染料配制成pH值为6.0～7.0的染浴,染色工艺流程如下:入染(50℃)→升温(在50min内升至100℃)→沸染(60min)→清洗干燥。

　　1.3.2复合染料(染料a+染料b)一浴法染色工

　　艺染料a　　　　X%(owf)

　　染料bY%(owf)

　　氯化钠40g/L

　　平平加0.2g/L

　　固色剂10g/L

　　pH值7.0浴

　　比1︰50

　　入染(45℃,20min,此时加入匀染剂平平加)→升温(升至80℃)→保温(30min,隔15min分两次加入氯化钠)→升温(升至95℃)→沸染(30min)→冷水清洗3次→固色(60℃,20min)→清洗干燥。

　　1.4测试方法

　　1.4.1染色效果的测定

　　使用DATACOLORSF600X分光测色仪测定染色后羽毛/棉溷纺织物的K/S值,并通过肉眼观察布面情况,比较染色效果。

　　1.4.2耐洗色牢度的测定

　　按GB/T3921.3-1997纺织品耐洗牢度试验3方法测定。

　　1.4.3耐光色牢度测定

　　按GB/T8427-1998纺织品耐人造光色牢度(氙弧)方法测定。

　　1.4.4强度损失率的测定

　　按照GB/T3923.1-1997方法测定织物断裂强力,根据所测布样加工前后的断裂强度,计算其强度损失率。

　　2结果与讨论

　　2.1染料的选择

　　在常规工艺条件下,选用常规染料如活性染料(包括X型、M型和K型)、直接染料、酸性染料(包括强酸浴、弱酸浴、中性浴染色)、中性染料上染羽毛/棉溷纺织物的结果见表1。

　　由表1可知,从颜色深度K/S值分析,以直接染料和酸性染料上染后织物颜色最深,中性染料次之,活性染料最差;其中酸性染料中强酸浴染后织物的颜色深度大于弱酸浴、弱酸浴大于中性浴。从耐洗色牢度和耐光色牢度分析,以酸性染料和中性染料的牢度最佳,活性染料次之,直接染料最差,不过牢度都在3级之上。从纤维着色情况分析,直接、活性染料能上染棉纤维,且直接染料要优于活性染料,酸性、中性、活性染料能上染羽毛纤维,酸性染料要优于中性和活性染料。从强度损失率分析,活性、直接以及中性浴染色的酸性染料染后对织物强度没有多大损伤,而强酸浴酸性染料、弱酸浴酸性染料和中性染料对织物有损伤,以强酸浴酸性染料损伤最大。

　　羽毛/棉溷纺织物中,棉纤维属于纤维素纤维,适合于染纤维素纤维的活性、直接染料都可用来上染棉纤维,且直接染料对棉纤维的直接性要比活性染料高,所以经直接染料染色后的羽毛纤维织物K/S值最大(在15以上);但经直接染料染色后的织物的色牢度没有活性染料高,这是因为染色时,直接染料主要是以范德华力和氢键与纤维结合,而活性染料主要是以共价键与纤维结合,所以,如果对直接染料染后的织物进行固色处理,可以有效地改善其色牢度。羽毛纤维属于蛋白质纤维,主要成分是氨基酸,所以适合于染蛋白质纤维的酸性和中性染料都可以上染羽毛纤维,且色牢度较好,同时活性染料上的活性基团能和羽毛纤维上的氨基发生反应生成共价键,其中含双活性基团的M型活性染料反应性更强,所以活性染料也能上染羽毛纤维,且由于染料和纤维是以共价键结合,因此活性染料上染后的色牢度也比较优越。

　　强度损失方面,可以从两种纤维的耐酸、硷性能作出解释。棉纤维耐硷不耐酸,而羽毛纤维耐酸不耐硷。在上述染料染色过程中,活性、直接以及中性浴染色的酸性染料都是在中性条件下进行的,所以,它们对织物的强度损伤不大。强酸浴和弱酸浴酸性染料分别在强酸性和弱酸性条件下对羽毛纤维织物染色,织物中的棉纤维受到了损伤,所以有强度损失。至于中性染料,虽然也是在中性条件下染色,但所染织物的强度也出现了损失,可能是因为染料中络合的铬等金属离子在空气中发生了氧化作用,引起了纤维强度的降低。

　　从表1中还可以看出,直接染料对羽毛纤维几乎不着色,酸性和中性染料对棉纤维也很难着色。如果两种纤维的染色性能差别较大,不能用一种染料同时染色时,则要用两种染料染色,但这两种染料应该是各自上染一种纤维,而不沾染另一种纤维[2]。因此选定分别对棉纤维和羽毛纤维上染性最好而又彼此不沾色的直接染料和中性浴染色的酸性染料作为羽毛纤维织物一浴法染色的复合染料。

　　2.2复合染料同浴最佳浓度配比的选择

　　从2.1实验选择的结果,选定直接染料和中性浴染色的酸性染料作为复合染料同浴染色。为了能使织物上两种纤维染成同一色泽,且具有相近的染色牢度,选择颜色相近的直接S橙和酸性2G橙作为复合染料,改变两种染料浓度的配比,对羽毛/棉溷纺织物进行了染色,表2为其染色结果。

　　从表2可以看出,随着直接染料/酸性染料配比的减少,K/S值先缓慢增加后急速减少,在配比为7︰3的时候出现最大值19.75,此时织物颜色最深,但此时羽毛却没有完全着色,出现这种情况一方面是因为棉纤维是线型纤维素纤维,直接染料的分子也是直链型的,加上染料分子中含有多个共轭双键呈现平面性,致使棉纤维与染料分子容易靠近,产生范德华力,同时纤维素大分子上含有多个羟基,能够与直接染料分子上含有的羟基、氨基和偶氮基等生成氢键,所以直接染料对棉纤维的直接性较其他染料高[3],因此在与酸性染料同浴染羽毛纤维织物时,为防止产生色差,直接染料用量要少于酸性染料用量。在色牢度方面,织物的耐洗色牢度和耐光色牢度都随着染液中酸性染料份量的增加而加强,很明显,用酸性染料染色后的织物要比用直接染料染色后的织物色牢度高,综合考虑之,选择直接染料/酸性染料同浴最佳配比为4/6.

　　3 结论

　　通过对不同染料的选择实验,选定分别对棉纤维和羽毛纤维上染性最好而又彼此不沾色的直接染料和中性浴染色的酸性染料作为羽毛/棉溷纺织物一浴法染色的复合染料,最佳配比为4/6。

　　参考文献

　　[1]张立文.水溶性羽毛绒纤维复合纱及其织物的生产方法[P].中国专利:1584159.2005-02-23.

　　[2]吴冠英.染整工艺学(第三册)[M].北京:纺织工业出版社,1985.394.

　　[3]侯毓汾.染料化学(一)[M].北京:化学工业出版社,1994.133.