羊毛纤维Lanasol CE型活性染料低温染色

羊毛纤维Lanasol CE型活性染料低温染色
师文钊;刘瑾姝;徐成书;任燕;邢建伟
【摘要】以Lanasol CE型毛用活性染料为染色用染料,通过在羊毛染色的上染阶段加入低温染色助剂,使染料在低温条件下被纤维均匀吸附,保证上染均匀.探索了低温助剂对羊毛Lanasol CE型染料低温染色工艺的影响.通过比较羊毛低温染色工艺和常规染色工艺的上染速率及染色后纤维的各项性能,低温染色工艺染色样品表观深度和常规工艺染色样品一致,纤维碱溶解度优于常规染色,低温染色工艺可降低染色温度,减少羊毛的损伤,节能同时减少能耗.
【期刊名称】《毛纺科技》
【年(卷),期】2011(039)003
【总页数】4页(P6-9)
【关键词】低温染色;羊毛;Lanasol CE型活性染料
【作者】师文钊;刘瑾姝;徐成书;任燕;邢建伟
【作者单位】西安工程大学纺织与材料学院,陕西,西安,710048;西安工程大学纺织与材料学院,陕西,西安,710048;西安工程大学纺织与材料学院,陕西,西安,710048;西安工程大学纺织与材料学院,陕西,西安,710048;西安工程大学纺织与材料学院,陕西,西安,710048
【正文语种】中文
【中图分类】TS193.632
羊毛是一种优良的天然蛋白质纤维，早在公元前14世纪的埃及就开始使用了。

时至今日，羊毛仍以其丰满的手感，优良的吸湿性、弹性、透气性、保暖性、舒适性以及独特的成衣效果而深受人们的喜爱。

但是在毛纺织品的加工过程中，如果处理不当，这些优良的性能就会受到影响，羊毛纤维的损伤就是其中的一种。

众所周知，羊毛损伤的结果会导致纤维强力下降、延伸度降低、拉伸性能恶化、纤维可纺性下降，以及纤维弹性降低、容易脆化、蓬松度下降等问题［1］。

目前染色过程中减少羊毛纤维损伤的方法主要有2种:低温染色工艺和保护剂存在下的高温染色工艺［2］。

在蛋白质纤维染色过程中加入的低温助剂，要能够降低染料上染的初始温度，促进染料在低温条件下的上染，且不影响染料的最终上染百分率;具有良好的
润湿、乳化作用;对染浴中使用的各种染化药剂有良好的相容性;使用稳定性好，温
度变化时，使用性能不改变，搅动时无大量气泡产生［3］。

通过使用低温助剂，使羊毛在低温条件下进行染色成为可能，从而减少高温染色给纤维带来的损伤，提高羊毛纤维的各项性能。

本文研究的低温染色法应用在天然蛋白质纤维染色中，通过缩短染料对羊毛的吸附时间，降低染色温度来减少纤维在高温阶段的受热时间，从而减少纤维在染色过程中所受的损伤。

1.1 材料与药品
材料:70支未丝光羊毛。

染料:Lanasol CE系列红、蓝毛用活性染料(亨斯迈纺织染化公司)。

试剂:低温助剂WS(自制)，甲酸，醋酸，Albegal B(亨斯迈纺织染化公司)。

1.2 设备
SDM2－12－140型高温高压染色机(立信染整机械有限公司)，722S型可见分光
光度计(上海精密科学仪器有限公司)，FA2104A型电子天平(上海精密科学仪器有限公司)，DHJ－9076A型电热恒温鼓风干燥箱(上海精宏实验设备有限公司)，
SF300型思维士电脑测色仪(思维士颜色科技有限公司)，Y57113型纺织品耐摩擦色牢度测试仪(温州纺织仪器厂)，SW－12A型纺织品耐洗色牢度测试仪(无锡纺织仪器厂)。

1.3 实验方法
1.3.1 常规染色工艺
处方:染料4%(owf)，醋酸2%(owf)，Albegal B 1%(owf)。

染色工艺曲线如图1所示。

后处理工艺:水洗(70℃ ×10 min)→皂洗(皂洗剂1%(owf)，80℃ ×10 min)→水洗(70℃ ×10 min)。

1.3.2 低温染色工艺
处方:染料 4%(owf)，甲酸 1.2%(owf)，Albegal B 1%(owf)。

染色工艺曲线如图2所示。

后处理工艺:水洗(70℃ ×10 min)→皂洗(皂洗剂1%(owf)，80℃ ×10 min)→水洗(70℃ ×10 min)。

1.4 测试指标
1.4.1 上染百分率
用722S型可见分光光度计分别测得染色残液、水洗液以及皂洗液在其标准染液下最大吸收波长处的吸光度。

式中:E为上染百分率;F为固色率;A0为标准染液稀释n0倍后在最大吸收波长处测得的吸光度;A1为染色残液稀释n1倍后在最大吸收波长处测得的吸光度;A2为水洗液稀释 n2倍后在最大吸收波长处测得的吸光度;A3为皂洗液稀释 n3倍后在最大吸收波长处测得的吸光度［4—5］。

1.4.2 上染速率曲线的测定
染色过程中每隔5 min或10 min测得染液在其标准染液下最大吸收波长处的吸光
度，分别计算出上染百分率。

最后以上染百分率为纵坐标，以时间为横坐标作曲线图，即得到上染速率曲线。

1.4.3 织物深度K/S值的测定
使用Data Colour SF 300型思维士电脑测色仪测定常规工艺和助剂处理工艺染色样品的K/S值。

1.4.4 色牢度的测定
耐摩擦色牢度按GB/T 3920—1997中规定的方法测试。

耐皂洗色牢度按GB/T 3921.1—1997～GB/T 3921.5—1997中规定的方法测试。

1.4.5 碱溶解度的测试
将已去除油、汗及其他杂质的试样在空气中平衡24 h，精确称取试样3 g测碱溶
解度。

同时称取试样1 g，求含水率。

准确称取浓度0.1 mol/L氢氧化钠溶液100 mL置于有塞锥形瓶中，加塞。

放入水浴振荡器中，使瓶外水位至少高于瓶内液面5 cm。

当瓶内温度达到(65±0.5)℃时，将试样放入锥型瓶内，盖紧瓶塞，轻轻摇动，将试样浸透，放在水浴振荡器中保持上述温度1 h。

然后用已恒重的玻璃漏斗使用循环水式多用真空泵过滤，过滤时，瓶内残留试样尽可能先留在瓶内，最后在移入漏斗内吸干。

瓶内试样先用水洗涤6次，然后用每升含10 mL冰醋酸的溶液洗2次，再用水洗6次。

最后将漏斗内试样放入电热恒温鼓风干燥箱，于105～110℃烘至恒重。

碱溶解度以试样的失重对干燥试样重的百分率表示。

式中:W为残留试样重(g);G为含水率(%)。

含水率的测定方法是精确称取1 g羊毛散纤维放在称量瓶内，然后在烘箱中于105～110℃烘至恒重。

式中:W1为烘前试样重(g);W2为烘后试样重(g)。

2.1 低温染色工艺的优化
2.1.1 低温助剂WS用量的确定
实验中除低温助剂WS的用量为变量外，其他染色条件与1.3.2中的羊毛低温染色方法条件相同。

染料选用Lanasol红CE和Lanasol蓝CE，用量为4%(owf)，实验结果见表1。

从表1可以看出，当低温助剂 WS的用量为0.5%(owf)时，染料的固色率最高，
这是因为助剂WS为低温染色助剂，使羊毛在较低的温度区间发生膨胀，以利于
染料及其他试剂的进入，将上染区间前移，使染料均匀、充分地上染固着。

从表1还可以看出，与常规工艺中加入阿白格B对固色率的影响相比，低温助剂WS的
加入同样可以使染料在低温状态下使纤维保持良好的固色率。

当低温助剂WS用
量达到0.5%(owf)时，再增加其用量，无法起到更进一步促进染料吸附和扩散的作用，综合考虑，将低温助剂WS的用量定为0.5%(owf)。

2.1.2 保温时间的确定
实验中除保温时间为变量外，其他染色条件同1.3.2，染料选用Lanasol红CE和Lanasol蓝CE，用量为4%(owf)，结果见表2。

从表2可以看出，随着保温时间的延长，染料的固色率逐渐提高，这是因为保温
时间太短，染料还未充分上染到纤维上，时间的延长有利于染料在纤维内充分扩散，增加染料与纤维反应程度，从而使得固色率增加。

随着保温时间的延长，纤维上的染料会发生吸附和解吸的动态平衡，当达到平衡时，纤维上的浮色也会减少，染料的固色率增大。

保温时间过长，由于活性染料的水解作用，解吸加剧，固色率降低，同时过长的染色时间会造成较大的纤维损伤。

综合考虑，将保温时间定为90 min。

2.2 低温染色工艺与常规工艺的对比
2.2.1 上染速率曲线的对比
为了具体了解低温染色加工与常规染色加工的不同，以 Lanasol红CE、Lanasol
蓝CE分别对羊毛纤维进行染色，羊毛的具体染色工艺按照1.3中的常规工艺和低
温工艺进行，染料用量均为4%(owf)，上染速率曲线分别如图3、4所示。

从图3、4可以看出，采用Lanasol CE系列染料对羊毛纤维进行染色时，低温染色工艺上染百分率均比常规工艺高，低温染色初染速率较高，这说明低温助剂能够保证染料快速且均匀地吸附，从而实现匀染。

同时由于上染速率的增加使得到达上染平衡的时间提前，染料提前上染，增加了染料在纤维中的扩散时间，有利于改善染品的染色牢度。

Lanasol CE染料低温染色工艺的最终上染百分率略高于常规工艺，因为低温染色工艺时间短，可以减少活性染料水解，提高染料利用率。

2.2.2 染色织物K/S值的对比
将羊毛织物分别在常规工艺和低温染色工艺下染色，染料用量4%(owf)，然后用思维士电脑测色仪测试染色样品的K/S值，结果见表3。

从表3可以看出，低温染色工艺样品比常规染色工艺样品的颜色深度略高，说明采用低温染色工艺可提高染料的利用率。

2.2.3 染色牢度的对比
分别在常规染色工艺和低温染色工艺下，选用Lanasol红CE、Lanasol蓝CE染料进行染色，染料用量4%(owf)，所染织物按照国标进行各项牢度指标测试，结果如表4所示。

由表4可以看出，低温染色工艺样品的各项色牢度与常规染色工艺染色样品基本相同，可以满足服用要求。

这是因为Lanasol CE活性染料染蛋白质纤维可以看成有双重反应而结合成氮丙啶环，pH值适中时，能再开环与蛋白质纤维的氨基发生加成反应，进一步形成共价键，染色样品的各项牢度均较好。

2.2.4 纤维损伤的对比
分别在常规染色工艺和低温染色工艺下，选用Lanasol红CE、Lanasol蓝CE染料进行染色，染料用量4%(owf)，然后对染色样品进行碱溶解度测试，结果如表5。

从表5可以看出，低温染色工艺所染样品的碱溶解度比常规染色样品低，说明应
用低温染色工艺时能有效减少纤维损伤，因而染色后纤维具有较好的加工性能和手感，提高了羊毛的可纺性。

① 低温助剂改变了染料在染浴中的存在状态，使染料与被染纤维表面具有相近的
表面张力，因而二者之间界面张力较小，能显著提高染料与被染纤维间的亲和力，并能使染料分子被纤维均匀吸附，保证最终染品获得优良的匀染效果。

② 采用低温染色工艺能使纤维染色过程所造成的纤维损伤减小，应用Lanasol CE 染料对羊毛染色后，纤维碱溶解度分别较常规工艺低，染品手感较常规染色工艺好。

【相关文献】
［1］汪家鼐.国外羊毛生产及其贸易［M］.北京:纺织工业出版社，1988，1－6.
［2］郑卫宁.羊毛染色的新进展［J］.天津纺织工学院学报，1995，14(1):63.
［3］林诗钦.羊毛低温染色助剂 NT［J］.上海染料，1990(6):52－53.
［4］陈英.染整工艺实验教程［M］.北京:中国纺织出版社，2004.
［5］李洪霞，吴赞敏.活性染料染色牢度的研究［J］.北京纺织，2004，26(2):35－38.。