瑞華素對麻賽爾纖維和棉纖維同色性染色研究

許志忠

（河南工程學院 化工與印染工程學院,河南 鄭州 450007）

瑞華素為浙江閏土股份有限公司旗下染料品牌,是中溫型活性染料,反應活潑性較高,提升力強,性能穩定,重現性好[1]。 采用瑞華素對麻賽爾纖維和棉纖維混紡織物進行染色,由于瑞華素活性染料對這兩種纖維的上染速率不同,且這兩種纖維的結構和性質也不同,色差不一定能達到實際的要求,所以需要對工藝處方與條件進行優化,在同浴過程中加入助劑改變這兩種纖維的上染率,從而減少色差,獲得較好的同色性[2]。 研究染色工藝處方與條件對同色性的影響,對麻賽爾纖維和棉纖維混紡織物的染整加工具有一定的參考價值。

1 試驗部分

1.1 材料及儀器

纖維:麻賽爾纖維（白度為80.2%,山東海龍股份有限公司） ,棉纖維（白度為81%,泉州金棉纖維制品有限公司） 。

試劑:氯化鈉、碳酸鈉（分析純,天津市德恩化學試劑有限公司） ,十二烷基硫酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉（分析純,天津市盛奧化學試劑有限公司） ,平平加O-25（工業品,山東優索化工科技有限公司） ,滲透劑JFC（工業品,南通界諾化工有限公司） ,皂粉（工業品,廣東立白企業集團有限公司） ,活性紅RSB、活性超級橙RW、活性藏青S-G（浙江閏土股份有限公司） 。

儀器:BSM2204 型電子天平（精度為0.1 mg,上海卓精電子科技有限公司） ,HH-ZK4 型恒溫水浴鍋（鞏義市予華儀器有限責任公司,Color-Eye 7000A 型電腦測色儀（美國X-Rite 公司） ,SW-12A 型耐皂洗色牢度測試機（溫州方圓儀器有限公司） ,Y571N 型耐摩擦色牢度測試儀（溫州方圓儀器有限公司） 等。

1.2 試驗方法

1.2.1 分浴染色

工藝處方與條件:質量分數為2%的活性染料,纖維質量2 g,浴比1 ∶100,氯化鈉質量濃度Xg/L,碳酸鈉質量濃度Yg/L,將纖維在20～80 ℃染15 min 后加入氯化鈉,繼續染15 min,加入碳酸鈉固色20～50 min,染色溫度與固色溫度相同,然后經冷水洗、皂洗（皂粉3 g/L） 、熱水洗（80 ℃,5 min） 、冷水洗后,烘干。

工藝流程:配制染液→投入纖維染色→加入氯化鈉促染→加入碳酸鈉固色→冷水洗→皂洗→熱水洗→冷水洗→烘干。

1.2.2 同浴染色

工藝處方與條件:質量分數為2%的活性染料,麻賽爾纖維和棉纖維各1 g,浴比1 ∶100,氯化鈉質量濃度40 g/L,碳酸鈉質量濃度10 g/L,表面活性劑質量濃度Zg/L,60 ℃染色,60 ℃固色40 min,和分浴染色一樣,經冷水洗、皂洗（皂粉3 g/L） 、熱水洗（80 ℃,5 min） 、冷水洗后,烘干。

工藝流程:同分浴染色。

1.3 測試方法

1.3.1 顏色特征值參數

使用Color-Eye 7000A 型測色儀分別對染色后的棉纖維和麻賽爾纖維小樣進行測試,測試出各試樣的K/S值、L*、a*、b*和色差等顏色特征值[3]。

1.3.2 耐皂洗色牢度

按照GB/T 3921—2008《紡織品 色牢度試驗 耐皂洗色牢度》[4],用耐皂洗色牢度測試機進行測定。

1.3.3 耐摩擦色牢度

按照GB/T 3920—2008《紡織品 色牢度試驗 耐摩擦色牢度》[5],用耐摩擦色牢度測試儀進行測定。

2 結果與討論

2.1 瑞華素對棉纖維染色的影響因素

采用活性紅RSB、活性超級橙RW、活性藏青S-G 共3 種瑞華素活性染料對棉纖維染色,通過改變氯化鈉和碳酸鈉的質量濃度、固色溫度和固色時間,探究染料對棉纖維染色較為合適的工藝處方與條件,結果如圖1 至圖4 所示。

圖1 固色溫度對棉纖維染色K/S 值的影響Fig.1 Effect of fixation temperature on dyeing K/S value of cotton fiber

圖2 氯化鈉質量濃度對棉纖維染色K/S 值的影響Fig.2 Effect of NaCl on dyeing K/S value of cotton fiber

圖3 碳酸鈉濃度對棉纖維染色K/S 值的影響Fig.3 Effect of Na2CO3 on dyeing K/S value of cotton fiber

圖4 固色時間對棉纖維染色K/S 值的影響Fig.4 Effect of fixation time on dyeing K/S value of cotton fiber

對圖1 至圖4 分析可知:3 種瑞華素活性染料對棉纖維染色較為合適的溫度為60 ℃,氯化鈉質量濃度為30 g/L,碳酸鈉質量濃度為10 g/L,固色時間為40～50 min;各因素對染色K/S值的作用規律基本一致,隨著各因素值的增加,染色K/S值先增大后變小,先增大是因為染料的上染量增加了,后變小可能是因為染料水解失去反應性所致,活性紅RSB 染料上染棉纖維的K/S值最小,活性藏青S-G 次之,活性超級橙RW 最大;在相同染色固色條件下,K/S值相差0～5,差值比較大,原因可能是操作不準確、試驗誤差過大。 最終確定的3 種瑞華素活性染料對棉纖維染色較為合適的工藝處方與條件如下:染料質量分數2%,浴比1 ∶100,氯化鈉質量濃度30 g/L,碳酸鈉質量濃度10 g/L,染色與固色溫度60 ℃,上染時間30 min,固色時間40～50 min。

2.2 瑞華素對麻賽爾纖維染色的影響因素

與瑞華素對棉纖維染色相同,采用活性紅RSB、活性超級橙RW、活性藏青S-G 對麻賽爾纖維染色,通過改變氯化鈉和碳酸鈉的質量濃度、固色溫度和固色時間,探究染料對麻賽爾纖維染色較為合適的工藝處方與條件,結果如圖5 至圖8 所示。

圖5 固色溫度對麻賽爾纖維染色K/S 值的影響Fig.5 Effect of fixation temperature on dyeing K/S value of Jutecell fiber

圖6 氯化鈉質量濃度對麻賽爾纖維染色K/S 值的影響Fig.6 Effect of NaCl on dyeing K/S value of Jutecell fiber

圖7 碳酸鈉質量濃度對麻賽爾纖維染色K/S 值的影響Fig.7 Effect of Na2CO3 on dyeing K/S value of Jutecell fiber

圖8 固色時間對麻賽爾纖維染色K/S 值的影響Fig.8 Effect of fixation time on dyeing K/S value of Jutecell fiber

對圖5 至圖8 分析可知:3 種瑞華素活性染料對麻賽爾纖維染色較為合適的固色溫度為60 ℃,此時活性紅RSB 對麻賽爾纖維染色的K/S值最小,活性藏青S-G 次之,活性超級橙RW 最大;較為合適的氯化鈉質量濃度為40 g/L,碳酸鈉質量濃度為10 g/L,固色時間為40～50 min,這3 個因素對染色K/S值的作用規律和棉纖維基本一致;活性紅RSB 對麻賽爾纖維染色的K/S值最小,活性超級橙RW 次之,活性藏青S-G 最大。 在相同的染色固色條件下,K/S值相差0～6,與棉纖維一樣,需要進一步研究其原因。 最終確定3 種瑞華素活性染料對麻賽爾纖維染色較為合適的工藝處方與條件如下:染料質量分數2%,浴比1 ∶100,氯化鈉質量濃度40 g/L,碳酸鈉質量濃度10 g/L,染色與固色溫度60 ℃,上染時間30 min,固色時間40～50 min。

2.3 同浴同色研究

綜合棉纖維和麻賽爾纖維較為合適的工藝處方與條件,用3 種瑞華素活性染料對棉纖維和麻賽爾纖維進行同浴染色,染料質量分數2%,浴比1 ∶100,氯化鈉質量濃度40 g/L,碳酸鈉質量濃度10 g/L,60 ℃上染30 min,60 ℃固色40 min,染色過程中加入不同的表面活性劑,調節表面活性劑的量進行染色,并測得染色纖維的L*、a*、b*值,計算出兩者之間的色差,取最小值,色差越小,同色性越好。 加入不同表面活性劑后2 種纖維的色差如表1 所示。

表1 表面活性劑對2 種纖維色差的影響Tab.1 The effect of surfactant on the color difference of both fibers

由表1 可知,活性紅RSB 在棉纖維和麻賽爾纖維同浴染色的過程中加入十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉或者滲透劑JFC 可以明顯減少2 種纖維的色差,且色差趨近于3。 活性超級橙RW 在棉纖維和麻賽爾纖維同浴染色的過程中加入滲透劑JFC 可以明顯減少2 種纖維的色差,且色差小于3,而加入十二烷基苯磺酸鈉和十二烷基硫酸鈉未能降低2 種纖維的色差。 活性藏青S-G 在棉纖維和麻賽爾纖維同浴染色的過程中加入滲透劑JFC 可以明顯減少2 種纖維的色差,且色差小于1,而加入十二烷基苯磺酸鈉和十二烷基硫酸鈉不僅未能減少2 種纖維的色差,反而使2 種纖維的色差增大。 綜上可知,加入表面活性劑可以對某一種纖維起到促染或緩染作用,改善染料在2 種纖維上的分配量,但因為表面活性劑和染料結構性能不同,所起的作用也不同,所以2 種纖維色差也不同。

2.4 耐皂洗色牢度與耐摩擦色牢度

用3 種瑞華素活性染料對棉纖維和麻賽爾纖維進行同浴染色,加入質量濃度為10 g/L 的滲透劑JFC 基本能滿足同色的要求,所染2 種纖維有較好的耐皂洗色牢度和耐摩擦色牢度,具體如表2 所示。

表2 耐皂洗色牢度與耐摩擦色牢度Tab.2 Color fastness to washing and rubbing

由表2 可知,加入滲透劑JFC,用3 種瑞華素活性染料對棉纖維和麻賽爾纖維進行同浴染色,耐皂洗色牢度和耐摩擦色牢度達到3 級以上,能夠滿足染色要求。

3 結論

1） 活性紅RSB、活性超級橙RW、活性藏青S-G 這3 種瑞華素活性染料上染棉纖維合適的工藝如下:氯化鈉和碳酸鈉的質量濃度分別為30 g/L 和10 g/L,固色時間為40 ～50 min,固色溫度為60 ℃。

2） 活性紅RSB、活性超級橙RW、活性藏青S-G 這3 種瑞華素活性染料上染麻賽爾纖維合適的工藝如下:氯化鈉和碳酸鈉的質量濃度分別為40 g/L 和10 g/L,固色時間為40～50 min,固色溫度為60 ℃。

3） 在棉纖維和麻賽爾纖維同浴染色過程中,活性紅RSB 在加入十二烷基苯磺酸鈉或十二烷基硫酸鈉后,2 種纖維之間的色差減少,且色差趨近于3。 活性超級橙RW 在加入滲透劑JFC 后,可以明顯減少2 種纖維之間的色差,且色差小于3。 活性藏青S-G 加入滲透劑JFC 可以明顯減少2 種纖維的色差,且色差小于1,同色性更好。

4） 3 種瑞華素活性染料對棉纖維和麻塞爾纖維進行同浴染色,加入質量濃度為10 g/L 的滲透劑JFC 基本能滿足同色要求,所染棉纖維和麻賽爾纖維有較好的耐皂洗色牢度和耐摩擦色牢度。