棉纤维马克隆值与染色性能的关系

染 整 技 术

Textile Dyeing and Finishing Journal 第40卷 第4期2018年4月Vol. 40 No. 4Apr. 2018

棉纤维马克隆值与染色性能的关系

投稿日期：2017-03-02

基金项目：武汉纺织大学科技创新基金（2016）湖北省现代纺织工程技术研究中心创新平台聚焦计划作者简介：朱坤迪（1994-），女，河南驻马店人，硕士研究生。通信作者：柯贵珍（1976-），女，湖北武汉人，硕士生导师，副教授。

朱坤迪，付顺林，徐文昉，王运利，柯贵珍

摘 要　探讨不同马克隆值和棉纤维染色性能的关系。用活性红B-3BF 和活性艳兰KN-G 两种活性染料对不同马克隆值的棉纤维进行染色，通过上染率和固色率及K /S 值的变化规律，分析它们之间的关系。结果表明，马克隆值越高，上染率越低，K /S 值则先增加后平稳。但是由于成熟度和杂质的问题，固色率的变化则比较复杂，单一用马克隆值来直观表达染色性能对于活性染料来说是不能实现的。关键词　棉纤维；马克隆值；活性染料；染色性能

中图分类号：TS193.5 文献标识号：A 文章编号：1005-9350(2018)04-0010-04

Abstract The relationships between dyeing properties and micronaire value of cotton fiber were mainly discussed. Cotton fibers with different micronaire were dyed with red (B-3BF) and blue (KN-G) reactive dyes. The change of dye uptake, fixation rate and K /S value of the dyed fibers were tested to analysis the relationships between dyeing properties and micronaire value of cotton fiber. The results showed that with the increasement of the cotton fibers micronaire value, the dye uptake decreased, while the K /S value increased firstly and then remained stable. Due to the problem of maturity and impurity, the change of the fixation rate was complex. For the reactive dye, it was irrealizable to directly display the dyeing properties only by using the micronaire value.

Key words　cotton fiber; micronaire value; reactive dye; dyeing properties

The relationships of the cotton fiber micronaire value and dyeing properties

ZHU Kundi, FU Shunlin, XU Wenfang, WANG Yunli, KE Guizhen

(School of Textile Science and Engineering, Wuhan Textile University, Wuhan 430200, China)

棉纤维性能指标的检测对棉花收购、加工、出口等环节都是不可缺少的工序，因此，准确、快速地对棉纤维性能进行检测有着非常重要的意义[1]。因为一批棉花中马克隆值的一致性不仅影响棉纤维成纱的质量，而且在后续加工环节中对染色性能的影响也较大。同品种的棉纤维马克隆值的大小既反应棉纤维的粗细，也反应纤维成熟度的高低。国家标准（GB/T 6498-2008）对马克隆值作了确切的定义，马克隆值是棉纤维的细度和成熟度的综合指标[2]，与棉纤维的可纺性、棉结趋势、纱线外观特征和纱线染色性能等都有着密切的关系,是反映纤维内在质量的主要指

（武汉纺织大学纺织科学与工程学院，湖北武汉　430200）

标之一。我国将马克隆值分为A、B、C 三个不同的等级，A 级取值范围为3.7~4.2，品质最好；B 级取值范围为3.5~3.6和4.3~4.9；C 级取值范围为3.4及以下和5.0及以上，品质最差。为了更好地利用马克隆值来指导棉花的交易和使用，棉花公证检验报告中把B 级分成B1（3.5~3.6）和B2（4.3~4.9）两个档次，C 级又分为C1（3.4及以下）和C2（5.0及以上）两个档次，B 级为马克隆值的标准级[3]。

根据纤维结构的研究，次生层是棉纤维主体，具有不均一的组织，分成若干同心圆后，各层中与各层间都是由原纤呈平行螺旋状相互堆砌起来的网状

研究与探讨

组织。据有关资料显示，染料分子和水分子对纤维的物化反应都集中在这种网状组织中，由于不同马克隆值纤维次生层的厚、薄决定了棉纤维对染料的吸附或发生化学反应的程度，其染色性能也有很大的区别[4]。不同马克隆值纤维的聚合度、分子取向度、结晶区和无定形区存在较大差异，对染料的吸附也有影响。一批棉花的马克隆值差异较大，在染色过程中会出现色差，严重影响染色质量[5]。

1　实验

1.1　材料

材料：不同马克隆值的棉花（湖北省纤维检验局）；活性红R-3BF，活性艳兰KN-G，30%的双氧水、纯碱、烧碱、硅酸钠、渗透剂、元明粉（分析纯），皂粉，蒸馏水（自制）。

1.2　仪器

FA2004电子分析天平（上海舜宇恒平科学仪器有限公司），JY2002电子天平（上海平衡仪器有限公司），XH-KG55B常温小样染色机（佛山航星科技有限公司），V5600可见分光光度计（上海元析仪器有限公司），Color i7电脑测色配色系统[爱色丽（上海）色彩仪器商贸有限公司]，DHG-9246A电热恒温鼓风干燥箱（上海浦东荣丰科学仪器有限公司）。

1.3　棉纤维的前处理

棉纤维的煮炼漂白步骤：将5 g棉纤维试样浸入95 ℃煮漂溶液中煮120 min。煮漂溶液中含有NaOH 7 g/L，30%的过氧化氢溶液10 g/L，硅酸钠5 g/L、渗透剂JFC 2 g/L，浴比1∶40。然后，将棉花试样在100 ℃热水中洗净，再用冷蒸馏水去除化学物质。最后，把样品放在60 ℃烘箱中干燥。煮漂工艺流程如下：

1.4　棉纤维的染色

将活性红R-3BF及活性艳兰KN-G分别溶解在蒸馏水中得到不同质量浓度的染料溶液。煮炼漂白后的样品（2 g）的浴比为1∶30，样品在60 ℃时浸泡到染色溶液中，温度保持恒定；10 min后，将硫酸钠（60 g/L）加入染液处理20 min，再加入碳酸钠（20 g/L）作为固色剂处理50 min。染色完毕后降温冷却，取出棉纤维，用冷水、皂煮（皂片2 g/L，碳酸钠2 g/L，95 ℃，10 min）[6]，最后用蒸馏水洗净，60 ℃烘干。染色工艺流程如下：

1.5　测试

HVI[7]：HVI全称为High Volume Instrument，即大容量纤维测试仪，可检测棉纤维成熟度、短纤率、黄度、棉结杂质、单纤维强力及断裂伸长率等。

上染率（E）：用紫外-可见光分光光度计测定

吸光度，通过公式（1）计算。

（1）

其中，A

和A

1

为染色前后染料在最大吸收波长的吸光度。

K/S值：在测色配色仪上测出各织物的K/S值，

选用D

65

光源，10o标准视角。K/S值为颜色相对强度，即染色织物的表观深度[8]。

固色率（F

）通过公式（2）计算：

（2）

其中，(K/S)

1

表示皂洗后纤维表面K/S值；(K/S)

表示皂洗前纤维表面K/S值。

2　结果与讨论

2.1　棉纤维的性能参数

表1是经HVI测试出来的八种不同棉纤维的数据。由表1可知，随着马克隆值的增大和马克隆级别的变化，棉纤维的断裂强度越来越大，成熟度越来越高，同时，断裂伸长率和黄度也随着马克隆值的变化而变化。

表1　棉纤维的HVI测试数据

编号

马克

隆值

成熟度短纤率/%黄度

断裂强度/

（cN∙dtex-1）

断裂伸

长率/%

1 3.120.8323.413.024.9 6.2

2 3.250.8322.113.126.5 6.5

3 3.770.8425.812.722.5 6.7

4 4.370.8616.910.427.0 6.0

5 5.110.8815.79.629.5 5.9

6 5.170.8916.210.329.5 5.2

7 5.220.8911.88.330.8 6.0

8 5.390.8910.18.731.9 6.4

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