活性染料羊绒绞纱染色技术

活性染料羊绒绞纱染色技术
王利平;葛川;王子鹤;高建云
【摘要】针对羊绒绞纱染色存在纱线损伤大,强力下降明显,染料上染难,颜色不鲜艳等现象,结合鄂尔多斯羊绒集团的实际生产情况,研究活性染料替代媒介染料对羊绒绞纱进行染色,分析确定浴比、pH值、温度、时间等工艺参数,优化染色工艺.研究结果表明:Lanasol CE染料和克牢素染料可以替代媒介染料进行羊绒绞纱深色染色,严格控制染色工艺条件是提高羊绒绞染纱品质的关键.合理的染色工艺为:pH值4.5,浴比1∶30,升温速率1.5℃/min,保温时间90 min,染色温度90℃.%There exist some problems during cashmere skein dyeing, such as considerable damage of yarn, significant strength loss, low dye uptake and dull luster. Thus, this study used reactive dyes to dye the cashmere skein instead of mordant dyes while taking into consideration the actual cashmere production of Erdos Group. The dyeing process conditions of liquor ratio, pH value, temperature and time were " studied and the optimum process was determined. The results indicated that Lanasol CE dyes and clausol dyes can be used to replace mordant dyes to perform deep-dyeing of cashmere skein. Strict control of the process parameters was critical to improve the quality of dyed product. The reasonable process parameters were as follows; pH = 4.5 ,liquor ratio 1 : 30, dyeing rate 1.5 ℃/ min, dyeing temperature 90 ℃ , and holding time 90 min.
【期刊名称】《纺织学报》
【年(卷),期】2011(032)009
【总页数】5页(P84-88)
【关键词】活性染料;羊绒;绞纱;染色
【作者】王利平;葛川;王子鹤;高建云
【作者单位】内蒙古工业大学轻工与纺织学院,内蒙古呼和浩特010051;内蒙古工
业大学轻工与纺织学院,内蒙古呼和浩特010051;内蒙古工业大学轻工与纺织学院,
内蒙古呼和浩特010051;鄂尔多斯羊绒集团,内蒙古东胜017000
【正文语种】中文
【中图分类】TS193.632
山羊绒产品的需求越来越呈现小批量、多样化、时装化的发展趋势。

为了迎合市场需要，许多羊绒染色企业相继开发羊绒纱线染色技术［1］。

羊毛绞纱染色工艺已较成熟，山羊绒与羊毛同属蛋白质纤维，分子结构相似，染色性能却有很大差异。

山羊绒纤维的结晶度和大分子排列的有序程度高于羊毛［2］，结晶度高不利于染色，上染时染料易进入纤维的无定形区，由于山羊绒还存在纱线强力低、染色纱质量差等问题，因此，对羊绒绞纱染色技术进行研究具有重要的意义。

一般情况下羊绒绞纱染色大多选用酸性染料进行染色，染深色时一般选用媒介染料染色，而媒介染料会对环境产生一定的污染［3］。

活性染料色谱全齐、色泽鲜艳，色牢度较好，因而被广泛应用［4］，特别是近年来新型活性染料的发展很快。

本文选用经济型毛用活性染料Lanasol CE和克牢素替代媒介染料染红、黑、藏青等深色，结合鄂尔多斯的生产实际，在实验的基础上进行工艺优化，达到提高羊绒绞染纱质量、减少环境污染的目的。

实验原料为20.83 tex×2精纺纯羊绒白纱，捻度为440捻/m。

仪器:电脑测色配色仪、RY－126I高温小样绞纱染色机、YG029G型单纱电子强力仪、UV755B可见分光光度计、色牢度仪(汗渍、摩擦、水洗、皂洗)、BP22IS型
精密电子天平。

媒介染料(日本):媒介红CHF、媒介黄CHF、媒介蓝、媒介黑PV、媒介藏青。

Lanasol CE染料(汽巴公司):红CE、黄 CE、蓝CE、黑CE、藏青CE。

克牢素染料(上海兴康公司):克牢红B-CFE、克牢黄B-CFE、克牢蓝B-CFE、克牢
黑W、克牢藏青。

助剂:醋酸、甲酸、红矾、硫胺、氨水、元明粉、Albegal B、Albegal FFA、固色剂。

媒介染料用量为4%(o.w.f)、醋酸用量为4%(o.w.f)、甲酸用量为2%(o.w.f)、红矾用量为2.4%(o.w.f)、pH值为5.0、浴比为1∶30。

染色工艺曲线如图1所示。

Lanasol CE染料用量为4%(o.w.f)、醋酸用量为4%(o.w.f)、甲酸用量为
1%(o.w.f)～1.5%(o.w.f)、硫铵用量为4%(o.w.f)、氨水为2 g/L、pH值为5.0、
浴比为1∶30。

克牢素染料用量为4%(o.w.f)、醋酸用量为4%(o.w.f)、甲酸用量为 1%
(o.w.f) ～1.5%(o.w.f)、硫铵用量为4%(o.w.f)、氨水为2 g/L、浴比为1∶30、
pH值为5.0。

染色工艺曲线如图2所示。

羊绒绞纱的断裂强力和断裂伸长等力学指标均采用北京嘉鹿野生产的YG029G型
单纱电子强力仪测定。

匀染性用意大利ORINTEX COLOR EYE 3100测配色仪进行测定，对染色样品分
别测定8个点的色差，并以第1个测色点作为标样，取这8个点色差的平均值ΔE，以其数值的大小分析匀染性。

选用媒介染料、Lanasol CE和克牢素染料分别按照染色工艺处方对羊绒绞纱进行
染色，测得的色差数据如表1所示。

由表可知，Lanasol CE染料和克牢素染料上
染时的匀染性好于媒介染料。

选用媒介染料、Lanasol CE和克牢素染料分别按照染色工艺对羊绒绞纱进行染色，测得染色后纱线强力及断裂伸长率，结果如表2所示。

由表可看出，Lanasol CE
染料和克牢素染料染色后羊绒纱强力的损伤均比媒介染料小，而且羊绒纱线的断裂伸长也比媒介染料的大。

这3种染料中，Lanasol CE红、Lanasol CE黄、Lanasol CE蓝染料染后纱线的强力损伤和断裂伸长要好于媒介染料和克牢素染料，克牢素黑、藏青染料染后纱线的强力损伤和断裂伸长要好于媒介染料和Lanasol CE染料。

由此得出，从强力损伤和断裂伸长的角度看，Lanasol CE染料可以替代媒介染料染红、黄、蓝3种颜色，克牢素可以替代媒介染料染藏青、黑2种颜色。

不同染料染色的色牢度如表3所示。

可以看出，Lanasol CE染料和克牢素染料在
上染时的色牢度稍微逊色于媒介染料的色牢度，但由于媒介染料染色时媒染剂中含有污染性的重铬酸盐，这也是用Lanasol CE染料和克牢素染料替代媒介染料的关键所在。

Lanasol CE染料和克牢素染料的色牢度基本相似，Lanasol CE红、Lanasol CE黄、Lanasol CE蓝染料的色牢度好于克牢素染料，而克牢素藏青、黑染料的色牢度好于Lanasol CE染料。

综上所述可以得出，Lanasol CE染料和克牢素染料可以替代媒介染料进行羊绒绞
纱深色染色。

Lanasol CE染料替代媒介染料染红、黄、蓝3种颜色的效果好于克
牢素染料，而染藏青、黑色时应首选克牢素染料。

染色工艺条件是影响羊绒绞染纱品质的重要因素，如pH值、温度、浴比、时间等因素直接影响纱线的强力、色牢度、匀染性等指标［5］，因此严格控制染色的工艺条件，是提高羊绒绞染纱品质的关键。

pH值在羊绒绞纱染色工艺过程中起着非常重要的作用，它关系到染色的均匀程度、纤维的损伤，因而要严格控制染液的 pH值［6］。

在染色时，染液中的H+与羊
绒纤维中的氨基结合成N，N与染料中的负离子 D－结合，对染料的上染起到一
定的促进作用［7］。

实践证明，染浅色纱线时染液的pH值一般在6左右，使用缓释剂逐渐降低pH值，达到匀染的目的;染深色的纱线时pH值一般控制在4.5左右，对产品的鲜艳度、色牢度起到保护作用。

实验分别用Lanasol红、克牢素黑
染料，采用不同的 pH值，按前面所述的染色工艺配方对羊绒绞纱进行染色，测得的上染率、固色率、匀染性数据，结果如表4所示。

从表4可看出，pH值为3.5和4.5时上染率比较高，但固色率在 pH值为4.5时
最高。

克牢素染料具有双官能团，在酸性介质中稳定性较好，所以pH值为4.5时能获得较高的固色率。

pH值小于4.5时，染料的羧基阴离子几乎全部转变成未离解的羧基，纤维分子中带氨基的阳离子最多，此时虽然染料的平衡吸附量很大，上染速率也很快，但因游离的氨基数过少，故亲核反应性很弱，与纤维共价键结合的染料也很少，所以固色率低，而且由于上染速率较快，匀染性不能得到很好的控制。

pH值大于4.5时，虽然匀染性比较好，但上染率、固色率有不同程度的降低，这是由于当pH值大于羊毛的等电点后，纤维分子不带正电荷，此时纤维和染料之间存在库仑斥力，染料的吸附量低，导致上染率、固色率都低［8］。

由此，染色时染液 pH值要严格控制在4.5左右。

温度是影响羊绒绞纱染色的另一个重要因素。

染色过程中，温度的升高会使染料分子的活性增大，对纤维的上染加快，充分进入纤维的无定形区，可提高染色牢度［9］。

分别用 Lanasol红、克牢素黑染料，采用不同的染色温度，按前面所述的染色工艺对羊绒绞纱进行染色，测得湿度对上染率、强力影响，结果如表5所示。

从表5可看出，上染率随染色温度的升高而增加，强力则随温度的升高而降低，
温度达到90℃时继续提高温度，上染率无明显提高，而强力则急剧下降，这主要
是由羊绒纤维内部结构所决定的。

当温度低于90℃时，染料难于通过鳞片层扩散，染料与羊绒的反应也难以进行，上染速率很慢。

随着温度不断升高，染料分子活性增大，使染料容易进入纤维的无定形区，加快了纤维的染色速度，提高了染色牢度。

但同时，由于上染速率快，染花的可能性增大，纤维水解增多，强力下降的速度增大。

当温度高于90℃时，羊绒纤维的内部结构遭到一定程度的破坏，其强力、手
感会受到很大程度的影响，而且还增加热能的消耗。

因此，在染色过程中，需根据实际情况严格控制染色温度。

在羊绒绞纱染色过程中，浴比大，用水量就多，特别是用活性染料染色时，虽然在残余染液里浓度变化不大，但留在水中染料的总量却较多，导致织物上染料少，颜色差距大;浴比越大，匀染性越好，但上染率下降，浴比越小，匀染性越差，上染
率提高［8］。

分别用Lanasol红、克牢素黑染料，采用不同的浴比，按照前面所述的染色工艺处方对羊绒绞纱进行染色，测得上染率、匀染性实验数据如表6所示。

从表6可以看出，随浴比的增大匀染性增加，但上染率却有所下降，当浴比为
1∶30时匀染性最好，因此，本文选择浴比为1∶30进行染色。

染色时，首先按织物质量和浴比计算所需水量，然后加水至规定量进行染色，以使浴比得到有效控制。

保温时间是羊绒绞纱染色的一个关键因素。

一般来说，低温染色延长时间可以提高染色的均匀度，但随着染色时间的延长会造成能源的浪费，长时间在水流的作用下纤维强力亦会下降;高温染色时间的延长可以提高染色牢度［10］，但高温时间越长，浅颜色的鲜艳度下降就越大。

实验分别用Lanasol红、克牢素黑染料，采用
不同的保温时间，按前面所述的染色工艺对羊绒绞纱进行染色，测得的强力、匀染性数据如表7所示。

从表7可以看出，染深色纱线时，随着保温时间的延长，纱线强力有所降低，但
匀染性逐渐提高，90 min时的匀染性最好，综合分析强力和匀染性，保温时间应选90 min。

对Lanasol CE染料和克牢素染料进行实验，确定的最优工艺条件为 pH值4.5，
浴比1∶30，保温时间90 min，染色温度90℃。

通过对羊绒绞纱染色工艺染料的分析对比，研究用经济型活性染料(Lanasol CE染料和克牢素染料)替代媒介染料对羊绒绞纱染深浓色的可行性，替代方案
为:Lanasol CE染料可替代媒介染料染红、黄、蓝3种颜色;克牢素染料可替代媒介染料染黑、藏青颜色;在染料替代的基础上，对羊绒绞纱染色工艺进行分析，确定了合理的染色工艺:pH值为4.5，浴比为1∶30，升温速率为1.5℃/min，保温时间为90 min，染色温度为90℃，该染色工艺达到了提高绞染纱品质，减少环境污染的目的，可用于指导实际生产。

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