瑞华素对麻赛尔纤维和棉纤维同色性染色研究

许志忠

（河南工程学院 化工与印染工程学院,河南 郑州 450007）

瑞华素为浙江闰土股份有限公司旗下染料品牌,是中温型活性染料,反应活泼性较高,提升力强,性能稳定,重现性好[1]。 采用瑞华素对麻赛尔纤维和棉纤维混纺织物进行染色,由于瑞华素活性染料对这两种纤维的上染速率不同,且这两种纤维的结构和性质也不同,色差不一定能达到实际的要求,所以需要对工艺处方与条件进行优化,在同浴过程中加入助剂改变这两种纤维的上染率,从而减少色差,获得较好的同色性[2]。 研究染色工艺处方与条件对同色性的影响,对麻赛尔纤维和棉纤维混纺织物的染整加工具有一定的参考价值。

1 试验部分

1.1 材料及仪器

纤维:麻赛尔纤维（白度为80.2%,山东海龙股份有限公司） ,棉纤维（白度为81%,泉州金棉纤维制品有限公司） 。

试剂:氯化钠、碳酸钠（分析纯,天津市德恩化学试剂有限公司） ,十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠（分析纯,天津市盛奥化学试剂有限公司） ,平平加O-25（工业品,山东优索化工科技有限公司） ,渗透剂JFC（工业品,南通界诺化工有限公司） ,皂粉（工业品,广东立白企业集团有限公司） ,活性红RSB、活性超级橙RW、活性藏青S-G（浙江闰土股份有限公司） 。

仪器:BSM2204 型电子天平（精度为0.1 mg,上海卓精电子科技有限公司） ,HH-ZK4 型恒温水浴锅（巩义市予华仪器有限责任公司,Color-Eye 7000A 型电脑测色仪（美国X-Rite 公司） ,SW-12A 型耐皂洗色牢度测试机（温州方圆仪器有限公司） ,Y571N 型耐摩擦色牢度测试仪（温州方圆仪器有限公司） 等。

1.2 试验方法

1.2.1 分浴染色

工艺处方与条件:质量分数为2%的活性染料,纤维质量2 g,浴比1 ∶100,氯化钠质量浓度Xg/L,碳酸钠质量浓度Yg/L,将纤维在20～80 ℃染15 min 后加入氯化钠,继续染15 min,加入碳酸钠固色20～50 min,染色温度与固色温度相同,然后经冷水洗、皂洗（皂粉3 g/L） 、热水洗（80 ℃,5 min） 、冷水洗后,烘干。

工艺流程:配制染液→投入纤维染色→加入氯化钠促染→加入碳酸钠固色→冷水洗→皂洗→热水洗→冷水洗→烘干。

1.2.2 同浴染色

工艺处方与条件:质量分数为2%的活性染料,麻赛尔纤维和棉纤维各1 g,浴比1 ∶100,氯化钠质量浓度40 g/L,碳酸钠质量浓度10 g/L,表面活性剂质量浓度Zg/L,60 ℃染色,60 ℃固色40 min,和分浴染色一样,经冷水洗、皂洗（皂粉3 g/L） 、热水洗（80 ℃,5 min） 、冷水洗后,烘干。

工艺流程:同分浴染色。

1.3 测试方法

1.3.1 颜色特征值参数

使用Color-Eye 7000A 型测色仪分别对染色后的棉纤维和麻赛尔纤维小样进行测试,测试出各试样的K/S值、L*、a*、b*和色差等颜色特征值[3]。

1.3.2 耐皂洗色牢度

按照GB/T 3921—2008《纺织品 色牢度试验 耐皂洗色牢度》[4],用耐皂洗色牢度测试机进行测定。

1.3.3 耐摩擦色牢度

按照GB/T 3920—2008《纺织品 色牢度试验 耐摩擦色牢度》[5],用耐摩擦色牢度测试仪进行测定。

2 结果与讨论

2.1 瑞华素对棉纤维染色的影响因素

采用活性红RSB、活性超级橙RW、活性藏青S-G 共3 种瑞华素活性染料对棉纤维染色,通过改变氯化钠和碳酸钠的质量浓度、固色温度和固色时间,探究染料对棉纤维染色较为合适的工艺处方与条件,结果如图1 至图4 所示。

图1 固色温度对棉纤维染色K/S 值的影响Fig.1 Effect of fixation temperature on dyeing K/S value of cotton fiber

图2 氯化钠质量浓度对棉纤维染色K/S 值的影响Fig.2 Effect of NaCl on dyeing K/S value of cotton fiber

图3 碳酸钠浓度对棉纤维染色K/S 值的影响Fig.3 Effect of Na2CO3 on dyeing K/S value of cotton fiber

图4 固色时间对棉纤维染色K/S 值的影响Fig.4 Effect of fixation time on dyeing K/S value of cotton fiber

对图1 至图4 分析可知:3 种瑞华素活性染料对棉纤维染色较为合适的温度为60 ℃,氯化钠质量浓度为30 g/L,碳酸钠质量浓度为10 g/L,固色时间为40～50 min;各因素对染色K/S值的作用规律基本一致,随着各因素值的增加,染色K/S值先增大后变小,先增大是因为染料的上染量增加了,后变小可能是因为染料水解失去反应性所致,活性红RSB 染料上染棉纤维的K/S值最小,活性藏青S-G 次之,活性超级橙RW 最大;在相同染色固色条件下,K/S值相差0～5,差值比较大,原因可能是操作不准确、试验误差过大。 最终确定的3 种瑞华素活性染料对棉纤维染色较为合适的工艺处方与条件如下:染料质量分数2%,浴比1 ∶100,氯化钠质量浓度30 g/L,碳酸钠质量浓度10 g/L,染色与固色温度60 ℃,上染时间30 min,固色时间40～50 min。

2.2 瑞华素对麻赛尔纤维染色的影响因素

与瑞华素对棉纤维染色相同,采用活性红RSB、活性超级橙RW、活性藏青S-G 对麻赛尔纤维染色,通过改变氯化钠和碳酸钠的质量浓度、固色温度和固色时间,探究染料对麻赛尔纤维染色较为合适的工艺处方与条件,结果如图5 至图8 所示。

图5 固色温度对麻赛尔纤维染色K/S 值的影响Fig.5 Effect of fixation temperature on dyeing K/S value of Jutecell fiber

图6 氯化钠质量浓度对麻赛尔纤维染色K/S 值的影响Fig.6 Effect of NaCl on dyeing K/S value of Jutecell fiber

图7 碳酸钠质量浓度对麻赛尔纤维染色K/S 值的影响Fig.7 Effect of Na2CO3 on dyeing K/S value of Jutecell fiber

图8 固色时间对麻赛尔纤维染色K/S 值的影响Fig.8 Effect of fixation time on dyeing K/S value of Jutecell fiber

对图5 至图8 分析可知:3 种瑞华素活性染料对麻赛尔纤维染色较为合适的固色温度为60 ℃,此时活性红RSB 对麻赛尔纤维染色的K/S值最小,活性藏青S-G 次之,活性超级橙RW 最大;较为合适的氯化钠质量浓度为40 g/L,碳酸钠质量浓度为10 g/L,固色时间为40～50 min,这3 个因素对染色K/S值的作用规律和棉纤维基本一致;活性红RSB 对麻赛尔纤维染色的K/S值最小,活性超级橙RW 次之,活性藏青S-G 最大。 在相同的染色固色条件下,K/S值相差0～6,与棉纤维一样,需要进一步研究其原因。 最终确定3 种瑞华素活性染料对麻赛尔纤维染色较为合适的工艺处方与条件如下:染料质量分数2%,浴比1 ∶100,氯化钠质量浓度40 g/L,碳酸钠质量浓度10 g/L,染色与固色温度60 ℃,上染时间30 min,固色时间40～50 min。

2.3 同浴同色研究

综合棉纤维和麻赛尔纤维较为合适的工艺处方与条件,用3 种瑞华素活性染料对棉纤维和麻赛尔纤维进行同浴染色,染料质量分数2%,浴比1 ∶100,氯化钠质量浓度40 g/L,碳酸钠质量浓度10 g/L,60 ℃上染30 min,60 ℃固色40 min,染色过程中加入不同的表面活性剂,调节表面活性剂的量进行染色,并测得染色纤维的L*、a*、b*值,计算出两者之间的色差,取最小值,色差越小,同色性越好。 加入不同表面活性剂后2 种纤维的色差如表1 所示。

表1 表面活性剂对2 种纤维色差的影响Tab.1 The effect of surfactant on the color difference of both fibers

由表1 可知,活性红RSB 在棉纤维和麻赛尔纤维同浴染色的过程中加入十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠或者渗透剂JFC 可以明显减少2 种纤维的色差,且色差趋近于3。 活性超级橙RW 在棉纤维和麻赛尔纤维同浴染色的过程中加入渗透剂JFC 可以明显减少2 种纤维的色差,且色差小于3,而加入十二烷基苯磺酸钠和十二烷基硫酸钠未能降低2 种纤维的色差。 活性藏青S-G 在棉纤维和麻赛尔纤维同浴染色的过程中加入渗透剂JFC 可以明显减少2 种纤维的色差,且色差小于1,而加入十二烷基苯磺酸钠和十二烷基硫酸钠不仅未能减少2 种纤维的色差,反而使2 种纤维的色差增大。 综上可知,加入表面活性剂可以对某一种纤维起到促染或缓染作用,改善染料在2 种纤维上的分配量,但因为表面活性剂和染料结构性能不同,所起的作用也不同,所以2 种纤维色差也不同。

2.4 耐皂洗色牢度与耐摩擦色牢度

用3 种瑞华素活性染料对棉纤维和麻赛尔纤维进行同浴染色,加入质量浓度为10 g/L 的渗透剂JFC 基本能满足同色的要求,所染2 种纤维有较好的耐皂洗色牢度和耐摩擦色牢度,具体如表2 所示。

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

由表2 可知,加入渗透剂JFC,用3 种瑞华素活性染料对棉纤维和麻赛尔纤维进行同浴染色,耐皂洗色牢度和耐摩擦色牢度达到3 级以上,能够满足染色要求。

3 结论

1） 活性红RSB、活性超级橙RW、活性藏青S-G 这3 种瑞华素活性染料上染棉纤维合适的工艺如下:氯化钠和碳酸钠的质量浓度分别为30 g/L 和10 g/L,固色时间为40 ～50 min,固色温度为60 ℃。

2） 活性红RSB、活性超级橙RW、活性藏青S-G 这3 种瑞华素活性染料上染麻赛尔纤维合适的工艺如下:氯化钠和碳酸钠的质量浓度分别为40 g/L 和10 g/L,固色时间为40～50 min,固色温度为60 ℃。

3） 在棉纤维和麻赛尔纤维同浴染色过程中,活性红RSB 在加入十二烷基苯磺酸钠或十二烷基硫酸钠后,2 种纤维之间的色差减少,且色差趋近于3。 活性超级橙RW 在加入渗透剂JFC 后,可以明显减少2 种纤维之间的色差,且色差小于3。 活性藏青S-G 加入渗透剂JFC 可以明显减少2 种纤维的色差,且色差小于1,同色性更好。

4） 3 种瑞华素活性染料对棉纤维和麻塞尔纤维进行同浴染色,加入质量浓度为10 g/L 的渗透剂JFC 基本能满足同色要求,所染棉纤维和麻赛尔纤维有较好的耐皂洗色牢度和耐摩擦色牢度。