毛用活性染料对机可洗羊毛的染色工艺探讨

毛用活性染料对机可洗羊毛的染色工艺探讨王　琛 西北纺织工学院(710048)摘　要　对羊毛的防缩机理、处理方法、机可洗羊毛的染色特性、染色工艺、染色设备以及所使用的染料等进行了探讨,并选择了R ealan 活性染料染机可洗羊毛。

实验证明,控制好染浴温度和入染pH 值,有利于防缩羊毛的匀染。

R ealan 活性染料的特殊结构,使其具有优异的染色牢度。

叙　词:　染色　活性染料　防缩　整理　羊毛　机洗中图法分类号:　TS 19316321　前言近年来,随着人们生活水平的提高,国内外服装消费趋向高档化,机织毛织物向内衣领域拓展。

由此产生对服装外观的保持性和机可洗防缩的要求,希望不但能手洗、干洗,而且可以在家庭洗衣机中随意洗涤而不影响其外观保持性和尺寸稳定性。

一种通过特殊的防缩工艺处理的“机可洗”羊毛随之而产生,以满足人们对高品质毛织物的洗涤要求。

因而对机可洗羊毛的染色已成为业内人士关注的问题。

2　羊毛的防缩整理机理毛织物之所以产生缩绒毡化现象,这与羊毛纤维自身的结构有直接关系。

羊毛毛干由鳞片层和皮质层组成。

鳞片表面组成主要是以约12%左右的胱氨酸为主的蛋白质,其特性是含硫较高,使羊毛纤维具有较高的化学稳定性。

羊毛纤维鳞片层的排列具有定向性。

人们把顺鳞片方向的摩擦系数与逆鳞片方向的摩擦系数之差称为顺逆摩擦差。

毛织物在洗涤时由于水的作用,使顺逆摩擦差增大,并加重了纤维的迁移。

水还使羊毛纤维膨胀、变形,且变形后不易恢复,从而导致毡缩。

羊毛的防缩机理就是减少顺逆摩擦差,其防缩处理的方法有氧化法和树脂法两大类。

2.1　氧化法氧化法主要是利用化学药剂的氧化作用,破坏羊毛纤维的鳞片层,使二硫键断裂,生成带有高密度电荷基团的磺酸基(-SO 3)。

由于羊毛纤维鳞片层的分解,导致顺逆摩擦差的减少,从而达到防缩的目的。

目前较常用有效的氧化剂大多为氯的化合物。

2.2　树脂法树脂法是在羊毛纤维或织物表面沉积适当的分子聚合物,限制和制约纤维的相对运动。

从而达到防缩的目的。

常用聚合物大多为阳离子型的高聚物。

此外,还有兼有上述两种方法特点的氯化 树脂双重处理,对羊毛鳞片层进行部分剥蚀,并以树脂将其残根部分封闭,通过消除毛纤维在洗涤剂的存在下特有的缩绒倾向来达到防缩目的[1～3]。

3　机可洗羊毛的染色特性无论是氧化法处理的机可洗防缩羊毛,还是树脂法处理羊毛,或者是两者兼有处理羊毛,其染色特性与常规未处理羊毛相比,已经发生了明显的改变。

主要表现在机可洗防缩羊毛纤维的pH 值较低、对染料的亲和力大大提高和染色牢度降低。

目前常用的最为有效的氯化防缩处理,是使羊毛在酸性介质中进行氯化处理。

因而机可洗防缩羊毛通常呈酸性。

同时,由于氯化处理破坏了羊毛纤维的保护层——鳞片层,使得染料更易于被羊毛纤维吸附并扩散至其内部;另一方面,由于树脂处理,使羊毛纤维形成阳离子表面,进而更易吸附羊毛染色的阴离子染料。

从而加速染料上染羊毛纤维。

对于染色色牢度的影响,主要是由于氧化处理后,使羊毛纤维表面带有高密度电荷基团-SO 3残留物,因而导致色牢度差。

阳离子性树脂处理亦能影响色牢度,它与染料结合不牢,易脱落[4、5]。

4　机可洗羊毛的染色工艺由于经防缩处理的机可洗羊毛纤维的染色性能发生了变化,因此,对机可洗羊毛的染色工艺必须作适当的调整。

国际羊毛局对机可洗羊毛产品的色牢62印　染(2000No .6) 毛用活性染料对机可洗羊毛的染色工艺探讨 度要求[6]见表1。

表1　国际羊毛局(I W S)机可洗羊毛色牢度标准色牢度　实验方法最低允许色牢度,级耐光TM5浅或等于1 12标准深度 3深于1 12标准深度 4颜色变化羊毛和锦纶沾色其他纤维沾色机可洗TM1933～443～4湿碱接触TM1743～443～4水浸TM6333干摩擦TM165沾色最小3～44.1　染料的选择由于国际羊毛局(I W S)对机可洗羊毛产品的高染色牢度要求,因此选择用于该类产品染色的染料尤为重要。

常用的酸性染料、1∶1型金属络合染料和大多数1∶2型金属络合染料很难达到此染色牢度要求。

能够满足机可洗羊毛产品色牢度要求的染料主要为毛用活性染料和媒介染料。

媒介染料染色工艺较长,影响染色牢度的因素较多,且含金属离子,不符合环保要求。

因此,我们选用德司达公司的R ealan(丽雅伦)染料,在不同染色深度下都能满足牢度要求。

这类染料不含金属,带有2～3个磺酸基,有很好的水溶性。

它们的活性体系是二氟一氯嘧啶环或是乙烯砜基团。

活性基团能与羊毛上的某些取代基生成化学键。

这就是R ealan活性染料具有较高湿处理牢度的原因。

4.2　染前预处理由于机可洗防缩羊毛纤维上的化学残余物大部分呈酸性,使羊毛纤维本身的酸性很强,这样会影响机可洗羊毛染色的均匀性及染色牢度。

因此,必须在染色前对羊毛进行中和处理,有利于机可洗防缩羊毛的匀染。

在染色前检验每一批经防缩处理的纺纱产品的pH值是绝对必要的。

如果pH值为6或更低些,建议使用下列工艺之一以便得到均匀的染色效果。

(1)染浴中添加氨水;(2)用氨水在pH值为8.5和40～50℃条件下处理羊毛10～20m in。

4.3　机可洗防缩羊毛与未防缩羊毛上染率对比从图可以看出,羊毛经机可洗防缩处理后,羊毛的染色特性发生了变化,羊毛纤维的保护层——鳞片层被破坏,难以阻挡染料的渗透;羊毛表面涂了一层阳离子性树脂,对羊毛染色用的阴离子染料具有很高的吸附作用,因此导致了初始上染率高,上染迅速。

图　染料在不同羊毛纤维上的上染率曲线4.4　染色的均匀性鉴于防缩羊毛的初始上染率高,上染迅速,加之选用R ealan活性染料染色牢度佳,而移染匀染性不佳,因此,必须采取有效措施来保证染色均匀性。

4.4.1　染色设备与防缩处理的均匀性要求要求染色设备提供适当大的水流速度,以提高染液的循环状况,保证染液的充分和均匀循环。

通常的水流量应不少于40L m in,染色浴比应不少于10∶1,否则极易造成染色不匀。

因此,要求防缩处理工艺控制合理,才能满足染色均匀性。

4.4.2　控制初染时染浴的温度和pH值由于防缩羊毛的初始上染率提高,上染速度快,为确保染色均匀,必须适当降低染色时染浴的温度,以控制染料上染速率,特别是降低初始上染率。

通常将预溶解的染料加入到染浴中后,首先保持25℃处理10m in。

同理,由于在酸性介质中,染料很快便不均匀地上染至纤维表面,导致最终染色不匀,故使用硫酸氨代替醋酸来处理机可洗羊毛,染色采用R ealan染料,浅、中色染浴的初始pH值为6.5～7,深色为6,其pH值调节用醋酸还是用氨水,根据原料的pH值来确定。

实验证明,降低入染温度和控制适当的入染pH 值,有利于防缩羊毛的匀染。

4.4.3　控制染浴pH值及升温速度染浴pH值的控制在整个染色过程中十分重要。

染色在接近中性pH值的条件下开始形成一个较低初始瞬染染浴环境,然后逐步调节pH值至最佳状态;当升温并开始保温时,pH值可适当降低。

用这一措施能有效地降低上染速率,保证染色均匀。

升温速率宜缓慢,并掌握恰当的保温时间,有助72　毛用活性染料对机可洗羊毛的染色工艺探讨 印　染(2000No.6)于减慢染料吸尽,提高染色均匀性。

4.5　Rea lan 染料染色工艺4.5.1　R ealan 活性染料R ealan 活性染料,具有很高的染色牢度,色谱覆盖面宽,应用范围广,是一类有利于生态环境的产品。

另外,由于其配有特殊的匀染剂A vo lan R EN ,对染料和纤维同样具有亲和力,为非离子产品,使得染料具有良好的匀染性和渗透性。

R ealan 活性染料是一组含有2～3个磺酸基的大分子酸性染料,同时还含有2,42二氟252氯嘧啶和乙烯砜活性基团,这些活性基团与羊毛纤维中的氨基和亚氨基发生反应,形成共价键,除了发生亲核加成反应外,还可以发生亲核取代反应,故染色纤维表现出很高的牢度性能[7]。

亲核加成反应:D -SO 2-CH =CH 2+W -N H 2D -SO 2-CH 2-CH 2-N H -W亲核取代反应:NNFC lD -N HF+W -N H 2NNF C lD -NHN H -W4.5.2　R ealan 染色工艺用R ealan 活性染料对机可洗羊毛进行染色的工艺曲线如下: A 21～2g L 无水元明粉,5%硫酸铵,1%～2%A vo lanR EN ;B 2调整pH 值(中、浅色6.5～7.0,深色6.0);C 2x %染料将预溶解的染料加入染浴中,纤维首先在25℃处理10m in ,然后以1～2℃ m in 的升温速率升温至98℃,保温染色30～90m in 。

为了得到理想的湿牢度性能,除浅色外,建议对所有染色纤维进行后处理,染色后将冷却的纤维洗涤,用氨水控制pH 值至8.5,80℃处理20m in 。

后处理完成后,pH 值还应保持在8.5,水洗后用1.0%的甲酸(85%)20～30℃处理10m in ,使纤维酸化。

5　测试结果对机可洗羊毛染色结果进行测试(见表2)。

表2　机可洗羊毛染色牢度色牢度实验方法最低允许色牢度,级耐光TM 5浅或等于1 12标准深度 4　深于1 12标准深度 4～5颜色变化羊毛和锦纶沾色其他纤维沾色机可洗TM 193555湿碱接触TM 1744～54～54～5水浸TM 64～54～54～5干摩擦TM 165沾色最小4～5 由表2看出,由于R ealan 活性染料的特殊结构,使其具有优异的染色牢度,完全满足机可洗羊毛产品的牢度要求。

6　总结采用R ealan 活性染料对机可洗羊毛进行染色试验,只要工艺选择得当,就可获得染色均匀、色牢度高、各项指标皆达到国际羊毛局机可洗标准的产品。

此外,该染料不含重金属离子,属环保型染料。

参考文献[1]　麦今森KR 著,朱良骅译.羊毛防缩,北京:纺织工业出版社,1987.[2]　改森道信(日).羊毛纤维的防缩加工,染色工业,1984,32(12):11,24.[3]　姚　穆,周锦芳,黄淑珍等.纺织材料科学,北京:纺织工业出版社,1980.[4]　王菊生主编.染整工艺原理(第三册),北京:纺织工业出版社,1984.[5]　黑木宣彦著,陈水林译.染色理论化学(上册),北京:纺织工业出版社,1981.[6]　国际羊毛局有关资料.[7]　德司达公司有关资料.(收稿日期:2000-03-05)82印　染(2000No .6) 毛用活性染料对机可洗羊毛的染色工艺探讨 Con ten ts and Abstracts・FEATURES・Practices on Clean i ng Process for D ye i ng and Pr i n ti ng M illsE mp l o ying c lea ning p r o ce ss is ve ry i m po rta nt fo r a dye ing a nd p rinting m ill to m ee t the dem a nd s o f current m a rke t.I n this a rtic le,the a utho r d iscussed the fo ll ow ing issue s:influence o f t wo co nstra ined fa c to rs o f so c ie ty a nd m a rke t; deve l opm ent go a l o f a n ente r p rise;techno l o gy inno va ti o ns a nd app r op ria te suppo rting m ea sure s.Key Ter m s　Dyeing and f in ish ing　En terp rise　C lean ing p rocess ………………………………………………………………………………………………………………………Sh iW e iyuan(5)・RESEARCH REPORTS・One Ba th One Step A lka li Trea t m en t for Superf i ne PolyesterO ne ba th o ne step de siz ing a nd a lka li trea t m ent fo r sup e rfine po lye ste r o f sea isla nd typ e w a s re sea rched.The trea ted fa b ric w a s comp a red to tha t trea ted w ith de siz ing a nd a lka li trea t m ent in t wo step s.The re sults show tha t this new p r o ce ss is fea sib le.Key Ter m s　D esizing　A lka li trea t m en t　O ne ba th p rocess　O ne step　U ltraf ine f iber　P olyester f iber……………………………………………………………………………………………………………………Y u Hong et a l(8) Effect of Ester L i nkage on Cotton Fabr icThe p ap e rm a inly stud ied the effec t o f e ste r linka ge o n the w a shing fa stne ss,hea t sta b ility,fee l,w e tting p e rfo rr m a nce, a ir p e r m ea b ility a nd dye ing p e rfo r m a nce o f co tto n fa b ric thr o ugh FT I R sp ec tr o scop y,the r mo g ra vi m e try a nd a c id ba se titra ti o n.Key Ter m s　D u rable p ress f in ish　Ester L inkage　Cotton f abric　P erf orm ance ………………………………………………………………………………………………………………………L i Zhuo et a l(11) M ercer iz i ng of Flax YarnThe fea sib ility o f fla x ya rn m e rce riz ing w a s d iscussed.The p r o ce ss line a nd op ti m um technica l p a ram e te rs w e re de te r m ined to i m p r o ve the lustre,so ftne ss a nd dye up ta ke.The p r o b lem o f d i m ensi o na l sta b ility o f knitted fla x fa b ric s w a s re so lved.The fa b ric qua lity w a s i m p r o ved.Key Ter m s　M ercerizing　F lax ya rn　Technolog ica l p rocess　P rocessing p a ram eter ……………………………………………………………………………………………………………………………L iuW e i(14)・TECHN IQUES OF M ANUFACTURE・H igh Eff ic ien t Shortened Scour i ng and Bleach i ng Process for CorduroyHow to se lec t the op ti m um co nd iti o ns o f co rdur o y in high effic ient sho rtened sco uring a nd b lea ching p r o ce ss w a s d iscussed.The fea sib ility o f o ne ba th a lka li p e r o xide p re trea t m ent w a s p r o ved.Key Ter m s　Scou ring and bleach ing　O ne ba th a lka li-p erox ide m ethod　Cordu roy……………………………………………………………………………………………………………Huang Xueli ang et a l(17) Pretrea t m en t Process of Ba st Cotton Blended F iberP re trea t m ent p r o ce ss o f ba st co tto n b lended fibe r w a s d iscussed.I n bo iling p r o ce ss,temp e ra ture sho uld be co ntr o lled p r op e rly so a s to co ntr o l the p r o ceed ing rea c ti o n ra p a ring to b lea ching p r o ce ss,bo iling p r o ce ss is mo re i m po rta nt.Key Ter m s　P retrea t m en t　B lended f iber　Cotton f iber　B ast f iber …………………………………………………………………………………………………………………………L i X i aoca i(19) Pad-D ry and Pad-Steam Process with Env ironm en ta l-Fr iendly Reactive D yesThe p a d d ry a nd p a d steam p r o ce ss w ith envir o nm enta l friend ly rea c tive dye s w a s intr o duced.The e ssentia ls in this p r o ce ss w e re a na lysed.The po ints fo r a ttenti o n in p ra c tice w e re po inted o ut.W ith the se,the p r o duc ts qua lity a nd eco nom ic effec t w e re i m p r o ved,envir o nm ent po lluti o n w a s l ow e red.Key Ter m s　Dyeing　R eactive dyes　P ad　D rying　S team ing ………………………………………………………………………………………………………………L i ang Hao m i n et a l(20) I nnova tion s i n Overf low Jet D ye i ng T R Fabr icsRem a zo l d isp e rse dye s w e re used to dye T R fa b ric s instea d o f va t d isp e rse dye s o n o ve rfl ow je t dye ing m a chine. This new m e tho d ha s a dva nta ge s a s sho rtening the cyc le;cutting the co st(a bo ut40%amo unt o f dye stuffs);reduc ing ba tch va ria ti o n a nd co l o r d iffe rence be t w een bench sca le a nd p il o t sca le;co nvenient co l o r rep a ir a s w e ll a s envir o nm enta l friend ly technique.The dyed textile s show ed exce llent co l o r fa stne ss.Key Ter m s　J et dyeing　O verf lo w dyeing　R eactive dyes　D isp erse dyes　P olyester viscose f abrics …………………………………………………………………………………………………………………………Zhang Zhe(23) D ye i ng Process of M ach i ne W a shable W ool with W ool Reactive D yeI n this p ap e r,the fe lt p r oo fing m echa nism a nd m ea sure s a s w e ll a s the dye ing p r op e rtie s,p r o ce ss,m a chine a nd dye stuffs o f m a chine w a sha b le woo lw e re d iscussed.The Rea la n se rie s rea c tive dye s w a s used to dye m a chine w a sha b le woo l.The exp e ri m ent show ed tha t w e ll co ntr o lled dye ba th temp e ra ture a nd initia l pH va lue a re benefic ia l to leve l dye ing o f fe lt p r oo fing finished woo l.The sp ec ia l chem ica l struc ture o f Rea la n rea c tive dye stuffs ha s co ntributed to exce llent dye fa stne ss.Key Ter m s　Dyeing　R eactive dyes　F elt p roof ing f in ish　W ool　M ach ine wash ing …………………………………………………………………………………………………………………………W ang Chen(26) Co m pa tibility of Reactive D yes i n Pad-D ye i ng and Pr i n ti ngComp a tib ility o f rea c tive dye s is a key po int ca using unsta b le sha de in co ntinuo us p a d dye ing a nd p rinting w ith rea c tive dye s.A si m p le a nd p ra c tica l m e tho d,m ea suring the cap illa ry effec t o f dye stuff,w a s intr o duced to eva lua te the dye sub sta ntivity a nd mo b ility.Key Ter m s　P ad dyeing　P rin ting　R eactive dyes　Co mp a tibility　Substan tivity　Dye m obility………………………………………………………………………………………………………………………W u Fengca i(29) Process Con trol i n Eff luen t Trea t m en t usi ng Coagulan tEffluents fr om knitgoo d s dye ing p la nt fea ture comp lex chem ica l co nstituti o n,deep sha de a nd high o rga nic po lluta nt.B i o chem ica l co a gula ti o n m e tho d w a s intr o duced to d ispo se the effluents.The trea ted w a te r w ill rea ch the em issi o n sta nda rd so l o ng a s the p r o ce ss is co ntr o lled p r op e rly.Key Ter m s　Dyeing　W aste wa ter trea t m en t　B iolog ica l trea t m en t ………………………………………………………………………………………………………………………L u J itie et a l(32) Ana lysis of D ye i ng and Pr i n ti ng W a stewa ter Trea t m en tBa sed o n intr o duc ing the cha ra c te ristic s o f p rinting a nd dye ing w a stew a te r amo unt a nd qua lity,the trea t m ent technica l co urse o f be ing up to sta nda rd w a s p ut fo r w a rd.The fa c to rs a ffec ted trea t m ent re sults in p r o jec t de sign w e re a na lysed.Key Ter m s　W aste wa ter trea t m en t　Technolog ica l p rocess　S tanda rd　D esign …………………………………………………………………………………………………………………Chen Xuequn et a l(34) D ye i ng and Pr i n ti ng Eff luen ts Trea t m en t usi ng Baff led ReactorP il o t te st o f dye ing a nd p rinting effluents trea t m ent w ith ba ffled rea c to r w a s ca rried o ut to de te r m ine the p r o ce ss p a ram e te r a nd technica l re lia b ility.The a ve ra ge p e rcenta ge o f reduced COD c r o f trea ted effluent is36.8%w hile the pH va lue o f inle t w a te r is10,the co ncentra ti o n o f sludge m a inta ins20g L,the ti m e b ining the exp e rience fr om a e r o b ic trea t m ent,the ba ffled rea c to r fo r dye ing a nd p rinting effluents trea t m ent is bo th techno l o g ica l a nd eco nom ica l fea sib ly.Key Ter m s　Dyeing and f in ish ing　W aste wa ter trea t m en t　Hyd rolysis　A cid if ying …………………………………………………………………………………………………………………W ang L i m i n et a l(36)・M EASUR ING TECHN IQUES・Che m ica l Ana lysis of Flam e Retardan t and Perfor mance Test of Flam e Resistan t Fabr ic(I)Ana lysis a nd te st fo r flam e re ta rda nt a nd the finished fa b ric w e re intr o duced system a tica lly.Ana lysis o f comm e rc ia l flam e re ta rda nt is a cco rd ing to ente r p rise sta nda rd.Flam e re ta rda nt o n fa b ric s is a na lysed qua lita tive ly a nd qua ntita tive ly.Fo r la unde ra b le finished fa b ric,decompo siti o n m e tho d w a s app lied;fo r no n la unde ra b le finished fa b ric, extra c ting m e tho d w a s app lied.Sta nda rd te st m e tho d s bo th a t hom e a nd a b r o a d fo r flam e re sista nt fa b ric w e re intr o duced.Seve ra l si m p le a nd co nvenient m e tho d s a nd the r m a l a na lysis app lied in re sea rch w e re intr o duced.Key Ter m s　Testing　Che m ica l ana lysis m ethod　Therm a l ana lysis　F ire p roof ing agen t　F ire p roof ing ………………………………………………………………………………………………………………………Zhang J ibang(38)・L ECTURE・Heavy M eta l Residua ls on Textiles(II)The re a re t wo m e tho d s fo r the p re trea t m ent o f de te r m ining hea vy m e ta l re sidua ls o n textile s,extra c ti o n a nd c ine ra ti o n.I n O eko Tex Sta nda rd100,it refe rs to the co ntent o f hea vy m e ta l in textile extra c ti o n ba th,no t the hea vy m e te l co ntent o n textile s.Tha t is the free hea vy m e ta l in m e ta l comp lex dye s.I n this a rtic le,the a utho r illustra te s the dom e stic d irec t,rea c tive,a c id,neutra l p re m e ta llized comp lex dye s.Key Ter m s　Tex tiles　H eavy m eta l　M eta l co mp lex dyes　D etection ………………………………………………………………………………………………………………………Chen Rongq i(41)・COM PREHENSIVE REV IE W・D evelop m en t of Non-For ma ldehyde F ixa tion Agen tRe sea rch a nd deve l opm ent o f hom e m a de a nd fo re ign no n fo r m a ldehyde fixa ti o n a gent w e re d iscussed in the la st30 yea rs.The fixa ti o n a gents ha ve been deve l op ed fr om d icya nd iam ide re sin a nd co ndensa ti o n compo und o f am ine de riva ti o n a nd epo xy chl o r op r op a ne to the co ndensa ti o n compo und o f e the r a nd vinyl compo und a nd qua te rna ry ammo nium sa lt.The fixa ti o n a gents ha ve been used in co tto n dye ing w ith d irec t dye s,silk dye ing w ith a c id dye s a nd rea c tive dyed fa b ric s.I n this p ap e r,the a utho r intr o duced the deve l opm ent situa ti o n o f d iffe rent no n fo r m a ldehyde fixa ti o n a gents fr om the c la ssifica ti o n.Key Ter m s　R eactive dyes　N on-f orm a ldehyde f ixa tion agen t　Im idazoline　Q ua terna ry amm on ium sa lt ……………………………………………………………………………………………………………………Huang M aofu(49)・OVERSEAS NE W SBR IEFS・・DOM EST I C NE W SBR IEFS・・ABSTRACT OF DY E ING AND F IN ISH ING・。