針織面料的染色工藝研究范文
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《西安工程大學(xué)學(xué)報》2015年第一期
1絲維爾調(diào)溫纖維染色工藝的確定
1．1染料用量的確定對染料用量進(jìn)行單因素分析，活性艷紅KD－8B染料0．5％～2％（o．w．f），入染溫度60℃，入染30min，固色溫度90℃，固色時間40min，勻染劑質(zhì)量濃度0．5g／L，磷酸三鈉質(zhì)量濃度30g／L，食鹽質(zhì)量濃度30g／L，浴比1∶50，染料用量和上染率的關(guān)系如表1所示。從表1可以看出，當(dāng)染料用量在1％時，其上染率最高，達(dá)到80．7％．因此，以下所有實驗的染料用量都為1％．當(dāng)染料用量一定時，影響絲維爾調(diào)溫纖維染色效果的主要因素有食鹽質(zhì)量濃度、固色溫度、固色時間以及磷酸三鈉質(zhì)量濃度，以下對4個因素進(jìn)行分析，以便確定出合理的染色工藝，得到最佳的染色效果．
1．2食鹽質(zhì)量濃度的確定食鹽在活性染料的染色過程中起促染的作用，一般染料的上染率隨著食鹽質(zhì)量濃度的提高而增加，但是上染率增加到一定程度后，隨著食鹽質(zhì)量濃度的增加上染率幾乎不再增加．對食鹽質(zhì)量濃度進(jìn)行單因素分析，其中活性艷紅KD－8B染料1％（o．w．f），入染溫度60℃，入染30min，固色溫度90℃，固色時間40min，勻染劑質(zhì)量濃度0．5g／L，磷酸三鈉質(zhì)量濃度30g／L，食鹽質(zhì)量濃度20～45g／L，浴比1∶50．食鹽質(zhì)量濃度與上染率、K／S值的關(guān)系如圖1所示．從圖1可知，隨著食鹽質(zhì)量濃度的不斷增加，上染率也呈現(xiàn)不斷上升的趨勢，但當(dāng)食鹽質(zhì)量濃度超過30g／L時，上染率增加的幅度很小，幾乎沒有變化．對于K／S值來說，也是隨著食鹽質(zhì)量濃度的增加而增加，但是當(dāng)食鹽質(zhì)量濃度超過35g／L時，K／S值反而呈現(xiàn)下降趨勢．所以綜合考慮，食鹽的質(zhì)量濃度應(yīng)選為30g／L，35g／L，40g／L．
1．3磷酸三鈉質(zhì)量濃度的確定磷酸三鈉在此實驗中屬于固色劑，是對染料進(jìn)行一個固色的過程，以減少殘液中的染料，使織物的色牢度更好一些，合適的固色劑質(zhì)量濃度，對織物染色效果是一個至關(guān)重要的因素．對磷酸三鈉用量進(jìn)行單因素分析，其中活性艷紅KD－8B染料1％（o．w．f），入染溫度60℃，入染時間30min，固色溫度90℃，固色時間40min，勻染劑質(zhì)量濃度0．5g／L，磷酸三鈉質(zhì)量濃度20～50g／L，食鹽質(zhì)量濃度30g／L，浴比1∶50．磷酸三鈉質(zhì)量濃度與上染率、K／S值的關(guān)系如圖2所示．從圖2可以看出，隨著磷酸三鈉質(zhì)量濃度的增加，織物的上染率和K／S值都處于上升的趨勢，當(dāng)磷酸三鈉的質(zhì)量濃度為45g／L時，K／S值達(dá)到最大峰值，但是當(dāng)磷酸三鈉的質(zhì)量濃度超過45g／L時，上染率增加得很小，而K／S值有所下降，磷酸三鈉質(zhì)量濃度過多，會造成不必要的經(jīng)濟損失和產(chǎn)生嚴(yán)重的環(huán)境污染．所以，最終磷酸三鈉的質(zhì)量濃度選定為35g／L，40g／L，45g／L．
1．4固色時間的影響固色時間過長或過短都將對織物的上染率產(chǎn)生一定的影響．對固色時間進(jìn)行單因素分析．其中活性艷紅KD－8B染料1％（o．w．f），入染溫度60℃，入染時間30min，固色溫度90℃，固色時間30～60min，勻染劑質(zhì)量濃度0．5g／L，磷酸三鈉質(zhì)量濃度30g／L，食鹽質(zhì)量濃度30g／L，浴比1∶50．固色時間與上染率、K／S值的關(guān)系如圖3所示．從圖3可以看出，隨著固色時間的增加，上染率和K／S值都處于增加的趨勢，但是當(dāng)固色時間大于55min后，上染率處于下降趨勢，而K／S在45min后就已經(jīng)處于下降趨勢，這是因為染色時加入了堿劑進(jìn)行固色的原因．加入堿劑提高了纖維的吸附率，一定時間后，當(dāng)吸附在纖維上的染料與纖維反應(yīng)固著已經(jīng)趨向于平衡時，繼續(xù)再延長時間，這時染料就會發(fā)生水解吸附，部分染料會被水解，從而無法上染，這將不利于上染的進(jìn)行．綜合考慮，最終選定的固色時間為40min，45min，50min．
1．5固色溫度的影響通過實驗分析固色溫度．其中活性艷紅KD－8B染料1％（o．w．f），入染溫度60℃，入染時間30min，固色溫度65～95℃，固色時間40min，勻染劑用量0．5g／L，磷酸三鈉質(zhì)量濃度30g／L，食鹽質(zhì)量濃度30g／L，浴比1∶50．固色溫度與上染率、K／S值的關(guān)系如圖4所示．從圖4可以看出，隨著固色溫度的升高，織物的上染率和K／S值均呈上升趨勢．但是當(dāng)固色溫度高于85℃后，上染率和K／S值則都開始下降．綜合考慮上染率和K／S值這兩個指標(biāo)，最終選定固色溫度為80℃，85℃，90℃．
2染色正交試驗
為了確定最佳工藝條件，根據(jù)單因素實驗所確定的最佳反應(yīng)條件，設(shè)計一個4因素3水平的正交試驗，即采用正交試驗表對正交試驗工藝條件進(jìn)行設(shè)計編排及對實驗結(jié)果進(jìn)行分析和評價［8］．正交試驗基本變量參數(shù)如表2所示，實驗結(jié)果如表3所示．由表3可知，影響上染率的因素由大到小依次為磷酸三鈉（B）、時間（C）、溫度（D）、食鹽（A），得到的優(yōu)化工藝為A3B3C3D2．影響K／S值的因素由大到小依次為磷酸三鈉（B）、時間（C）、食鹽（A）、溫度（D），得到的優(yōu)化工藝為A3B2C2D3．兩種指標(biāo)的分析結(jié)果出現(xiàn)了偏差，因此追加試驗，進(jìn)一步對兩種優(yōu)化方案做分析對比．方案A3B3C3D2和A3B2C2D3優(yōu)化后的上染率分別為83．12％，86．82％，K／S值分別為10．171，11．560．最終優(yōu)化方案的理論目標(biāo)值的上染率為88．1351，K／S值為12．6219．理論與實際值存在偏差，但是綜合考慮，由對比結(jié)果得出用方案A3B2C2D3處理的織物的上染率和K／S值都相對較高．因而最終確定A3B2C2D3為最優(yōu)工藝．
對絲維爾調(diào)溫纖維針織面料染色效果進(jìn)行評價，主要選取針織學(xué)中常見的3種染色色牢度（耐洗色牢度、耐汗?jié)n色牢度、耐摩擦色牢度），通過對其染色效果的評定，判斷是否可以滿足服用性能的要求．（1）耐洗色牢度參照GB／T3921—2008C（3）《紡織品色牢度耐皂洗色牢度》標(biāo)準(zhǔn)［9］，測試儀器為SW－12AⅡ型耐洗色牢度試驗機．由表4可知，絲維爾調(diào)溫纖維針織物的耐洗色牢度較好，達(dá)到了服用要求．（2）耐汗?jié)n色牢度參照GB／T3922—1995《紡織品耐汗?jié)n牢度試驗方法》標(biāo)準(zhǔn)［10］．由表5可知，絲維爾調(diào)溫纖維針織物的耐汗?jié)n色牢度較好，達(dá)到了服用要求．（3）耐摩擦色牢度按照GB／T3920—1997《紡織品色牢度試驗?zāi)湍Σ辽味确椒ā窐?biāo)準(zhǔn)，用CHY－65摩擦色牢度儀進(jìn)行測試［11］．由表6可知，絲維爾調(diào)溫纖維針織物的干、濕耐摩擦色牢度都比較好，達(dá)到了服用要求．
4結(jié)論
（1）活性染料染絲維爾調(diào)溫纖維針織物的優(yōu)化工藝：活性艷紅KD－8B1％（o．w．f），磷酸三鈉質(zhì)量濃度40g／L，食鹽質(zhì)量濃度40g／L，浴比1∶50，染色溫度60℃，染色時間30min，固色時間45min，固色溫度90℃，勻染劑質(zhì)量濃度0．5g／L．（2）使用活性染料時，溫度過高，會使染料失去活性；溫度過低，又會使染料的上染率下降，所以染色溫度的控制是關(guān)鍵．（3）經(jīng)最優(yōu)工藝處理的絲維爾調(diào)溫纖維針織物，其染色色牢度（耐洗色牢度、耐摩擦色牢度、耐汗?jié)n色牢度）均在4級以上，滿足服用性能的要求．
作者：劉青孟家光劉變俠單位：西安工程大學(xué)紡織與材料學(xué)院
