新型无碱活性染料NRA系列在锦/棉一浴染色中的应用

2014-03-30朱志彬周玉珍李峥嵘张智慧

化纤与纺织技术 2014年1期

朱志彬，周玉珍，李峥嵘，张智慧，仇莎

（1.广州市白云区新生实业有限公司，广东广州510550；2.约克夏染料（中山）有限公司,广东中山528445；3.广新裕隆织染有限公司, 广东江门529100）

锦/棉交织物具有锦纶纤维和棉纤维两种纤维的优良性能，织物手感丰满、滑爽，穿着舒适，具有优异的回弹性和光泽，为目前流行的面料。但由于锦纶纤维和棉纤维具有不同的化学结构，故它们的染色性能和染色方法也不同[1-3]。传统的锦/棉交织物染色方法浅色采用直接/酸性一浴法染色，深色采用二浴二步法染色。这些传统的染色方法存在染色牢度差，工艺流程长，耗时长，能源消耗大等问题[4-5]。

活性染料/酸性染料一浴法染色是许多印染科技工作者和染料专家一直研究的热点之一，但普通活性染料是在碱性条件下上染，且高温时易水解，而酸性染料需在酸性条件下才能上染，两者染色条件不兼容，不能在同浴中实现一步染色。德国约克夏染料公司最新推出的新型无碱活性染料NRA 系列，它是一套中性染色的活性染料，能够在pH 值为中性条件下染棉，能够耐高温，解决了常规染料高温水解的问题。配合在中性条件下能够上染弱酸性染料Nylanthrene B 组染料，成功实现了NRA 系列活性染料/酸性染料一浴法染色，解决了棉在碱性条件下染色和锦纶在弱酸性条件下染色的矛盾。

1 试验

1.1 材料和仪器

织物：锦/棉机织物（江门裕隆织染公司生产，经向为棉60，纬向为锦40）

染料：无碱活性染料Intracron Yellow NRAHM,Intracron Red NRA-2B,Intracron Blue NRAHM, 弱酸性染料Nylanthrene Yellow B-4NGL、Nylanthrene Red B-NG、Nylanthrene Blue B-AR（以上染料均由约克夏公司提供）。

药品：渗透剂Dyamul FL-63，酸性匀染剂Intratex WRL, 皂洗剂（螯合分散剂）Seriquest AP- SN、固色剂Dyapol SB 40、缓冲剂Dyapol NRA, 元明粉(以上试剂均由约克夏公司提供)。

仪器： IR-12M 红外染色机(广州市鸿靖实验设备有限公司)，pHS-25 酸度计（上海精科），BSA224S 型电子精密天平（衡之兴电子称有限公司），Y57IB 型摩擦牢度测试仪（温州大荣纺织标准仪器），Datacolor SP600X 计算机测色配色仪(Datacolor 公司)，SW-12A 型耐洗色牢度试验机（温州大荣纺织标准仪器），YG631型汗渍色牢度仪（温州方圆仪器有限公司），YG611-III 型日晒气候色牢度测试仪（温州大荣纺织标准仪器）。

1.2 染色工艺

1.2.1 无碱活性染料NAR 系列与酸性染料同浴染色工艺

处方

渗透剂Dyamul FL-632 g/L

缓冲剂Dyapol NRA2 g/L

元明粉20 ～60 g/L

螯合分散剂Seriquest AP-SN1 g/L

酸性匀染剂Intratex WRL2 g/L

活性染料Intracron NAR 系列0.001% ～0.9%（owf）

Nylanthrene B0.001% ～0.9%（owf）

皂洗剂Seriquest AP-SN1 g/L

浴比1 : 10

Dyapol SB 402% ～4.0%

醋酸调pH 值4 ～5

运行时间15 ～20 min

1.2.2 染色工艺曲线

1.3 测试

1.3.1 色牢度测试

(1)耐摩擦色牢度

按GB/T 3920-2008 《纺织品色牢度试验耐摩擦色牢度》测试。

(2)耐皂洗色牢度

按GB/T 3921-2008 《纺织品色牢度试验耐洗色牢度试验》测试。

(3)耐汗渍色牢度

按GB/T 3922-2013 《纺织品色牢度试验耐汗渍色牢度》测试。

(4)耐日晒色牢度

按AATCCl6-2004 《耐光色牢度》在耐光牢度仪上晒20 h，然后评级。

1.3.2 同色性测试

K/S 值在Color-Eye 7000A 测色仪上测定，采用D65 光源和10° 观察角。

在电脑测配色仪上测定锦纶面和棉面的K/S值，以棉面作为标准面，测试两面的色差值ΔE。

2 结果与讨论

2.1 锦/棉机织物活/ 酸性一浴染色工艺优化

2.1.1 染料用量的确定

用Intracron Yellow NRA-HM, Intracron Red NRA-2B,Intracron Blue NRA-HM，和弱酸性染料Nylanthrene Yellow B-4NGL、Nylanthrene Red B-NG、Nylanthrene Blue B-AR对锦/棉织物进行同浴染色, 染料总用量为0.006% ～2.4%(owf)，在pH 值为7.0 的染浴中按1.2.2 工艺染色, 考察染料用量对棉锦交织物染色同色性的影响，结果见表1。

从表1 可知，在染料总用量低于1.2% (owf)时，随着染料用量的增加，锦纶和棉纤维的K/S值均有不同程度的提高，色差ΔE 小于2.39，说明Intracron NRA 系列活性染料与弱酸性染料Nylanthrene B 组染料同浴染色，提升性能好，两种纤维的色差小。在染料总用量高于2.4%(owf)时，两组纤维色差ΔE 大于3.0，可知，随着染料总用量的增加，两种纤维之间色差逐渐增大，当染料总用量不高于1.2%，两种纤维的色差相对较少。由于Intracron NRA 系列染料结构不同于普通的活性染料, 它可以在中性条件下上染，但容易在纤维上达到饱和，超过一定的用量之后，在纤维上的提升性并不明显，因此Intracron NRA 染料更适合在此工艺中染中浅色品种。

表1 染料用量对锦／棉机织物同色性的影响

2.1.2 pH 值的确定

用Intracron Yellow NRA-HM, Intracron Red NRA-2B, Intracron Blue NRA-HM 和弱酸性染料Nylanthrene Yellow B-4NGL、Nylanthrene Red B-NG、Nylanthrene Blue B-AR 对锦／棉织物进行同浴染色，染料总用量为0.6%（owf），在不同pH 值条件下按照1.2.2 工艺进行染色，分别测定锦纶和棉纤维的K／S 值和ΔE，结果见表2。

表2 pH 值对锦／棉机织物同色性的影响

由表2 可知，随着染浴pH 值增大，棉纤维K／S 值呈上升趋势，即织物得色率增加，Intracron NRA 系列染料的反应性基团（俗称活性基团），在适当条件下，能与纤维素纤维上的羟基发生键合反应，在染料和纤维之间生成共价键，pH 值升高，染液的碱性越强，越有利于纤维素的离子化，纤维素负离子的浓度增加，纤维的溶胀增大。因此，键合反应速率提高，上染率也将提高，染料得色率增加即K／S 值上升；而锦纶纤维的K／S 值呈下降趋势，这是由于染液pH 值越高，锦纶纤维末端氨基的阳离子电荷越少，即吸附阴离子的酸性染料就越少，在pH值为7.0 及以下时，锦纶上带正电荷的氨基与酸性染料的色素阴离子发生盐式键合反应，故随着染液pH 值升高，锦纶纤维的K／S 值下降，即锦纶得色越浅。染浴pH 值在4.0 ～8.0 之间变化，发现染浴pH 低于7.0 或高于7.0，锦纶和棉纤维的色差较大。实验结果发现染浴pH 值7.0 时，锦纶和棉纤维的色差最小，同色性最好。

2.1.3 染色时间的确定

用Intracron Yellow NRA-HM, Intracron Red NRA-2B, Intracron Blue NRA-HM 弱酸性染料Nylanthrene Yellow B-4NGL、Nylanthrene Red B- NG、Nylanthrene Blue B-AR 对锦／棉织物进行同浴染色，染料用量0.6%（owf），染浴pH值＝7.0 条件下按照1.2.2 工艺进行染色，不同时间，分别测定锦纶和棉纤维的K／S 值和ΔE，结果见表3。

表3 染色时间对锦／棉机织物同色性的影响

由表3 可知，随着染色时间延长，锦纶和棉纤维的K／S 值均提高，且锦纶纤维的提高幅度较大。开始上染较快，以后逐渐减慢，当染色时间达到30 min 时已接近平衡，锦／棉的K／S值几乎不变，染料已经达到饱和，两种纤维的色差ΔE 几乎不变且少于1.75，满足同色性要求。综合考虑效率、节能、颜色深度等因素，确定最佳的染色时间为30 ～45 min。

2.1.4 染色温度的确定

用活性染料Intracron Yellow NRA-HM, In-tracron Red NRA-2B, Intracron Blue NRA-HM和弱酸性染料Nylanthrene Yellow B-4NGL、Nylanthrene Red B-NG、Nylanthrene Blue B-AR对锦／棉织物进行同浴染色，染料用量为0.6%(owf), 染浴pH 值＝7.0 条件下按照1.2.2 工艺在不同温度条件下进行染色，分别测定锦纶和棉纤维的K／S 值和ΔE，结果见表4。

表4 染色温度对锦／棉机织物同色性的影响

由表4 可知，随着染色温度升高，锦纶和棉纤维的K／S 值均增大。NRA 系列染棉纤维，温度越高，反应速率越快，温度每增加10 ℃，反应速度可提高2 ～3 倍，故随着温度增加，织物得色率增加，K／S 值升高，NRA 系列染料在染浴温度达到90 ～100 ℃时，NRA 系列染料能完全上染纤维，达到饱和。弱酸性染料分子较大，在纤维中扩散时受到纤维中—NH3+的静电引力和范德华力、氢键的作用，扩散性较差，需在60 ℃以上才有显著的扩散。从表4 可知，对酸性染料来说，只有染浴温度达到90 ℃以上，K／S 迅速增加，这可能是温度增加到一定后，锦纶织物分子链段活跃增加，染料对织物的亲和力增加，故得色率增加，K／S 值升高。在不同的染色温度下，两组纤维的ΔE 变化很大，说明染色温度是控制色差的主要因素之一，当染色温度达到100 ℃时，锦纶和棉纤维的色差ΔE 变小，满足同色性要求，即较佳染色温度为100℃。

2.1.5 无碱活性染料Intracron NRA 系列对锦纶的沾色

锦／棉机织物染色时，普通活性染料的活性基团能与锦纶上的氨基发生反应，从而沾锦纶，最终影响染色产品的牢度指标和染色工艺控制。印染厂为了减轻普通活性染料对锦纶的沾色，采用在染色过程添加阻染剂将锦纶上氨基封闭，可以减轻活性染料的沾色现象。

采用无碱活性染料Intracron NRA 系列三原色分别对锦／棉模拟织物在pH 值= 7 的条件下染色，通过染色后棉和锦纶织物的表观色深值来判断无碱活性染料对锦纶的沾色情况，其结果如表5 所示，新型无碱活性染料Intracron Yellow NRA-HM, Intracron Red NRA-2B, Intracron Blue NRA-HM 在不同的染料用量下对锦纶的沾色均较少，Intracron Yellow NRA-HM 对锦纶织物的沾色稍多。整体看来，无碱活性染料Intracron NRA 系列三原色对锦纶织物的沾色较少，克服了普通活性染料对锦纶的沾色，便于生产对色。