第38卷第4期 2016年4月 染整技术 Textile Dyeing and Finishing Journal Vol-38 No.4 Apr.2016 涤棉针织物漂棉染涤一浴法工艺应用探讨 耿宁宁 (蓬莱嘉信染料化工股份有限公司,山东蓬莱摘 要265601) 对当前印染企业运用的涤棉针织物漂棉染涤一浴法工艺进行了探讨,分析该工艺存在的一些不足与缺 陷,提出采用耐碱性好的染化料和选择烧碱调整染浴pH一10.5-11.0进行漂染,来保证染色物的鲜艳度和颜色 稳定性,并对其他因素提出了新建议。 关键词涤棉针织物;染化料;鲜艳度;pH;漂棉染涤一浴法 文献标识码:B 文章编号:1005—9350(2016)04—0039—05 中图分类号:TS 190.65 Investigation on process of bleaching cotton and dyeing polyester in one-bath for polyester/cotton knitted fabric GENG Ning—ning (Schwab Penglai Chemical Co.,Ltd.,Penglai 265601,China) Abstract The process of bleaching cotton and dyeing polyester in one—bath for polyester/cotton knitted fabric applied in dyeing and printing enterprises was investigated.The existing shortcomings and defect of the process were analyzed.It is proposed that the vividness and color stability of dyed fabrics can be assured by using dyestuff with good alkali—resistance and adjusting dye bath to pH=10.5~1 1.0 with caustic soda in bleaching and dyeing.New recommendations for other factors were also proposed. Key words polyester/cotton knitted fabric;dyestuff;vividness;pH;bleaching cotton nd dyeiang polyester in one-bath 节能减排、低消耗、短流程工艺一直是印染企 散/活性一浴一步法工艺受到活性染料的,目前 业追求的目标,由于涤棉针织布在某些企业加工量 较大,一浴法染色工艺受到关注和青睐。传统的两 浴法染色流程长、效率低;一浴法时间短,产量高, 充分利用了设备资源,受到印染企业的欢迎。涤棉针 织物染色一浴法工艺可以归纳为几种新工艺[1-3]:(1) 多应用在中浅色上,深色品种的染色工艺应用较少。 国内外染料行业也都在深人研究这一课题,期待适应 高温一浴法染色的深色活性染料优质品种早日出现。 我们针对涤棉针织物漂棉染涤一浴法工艺着重进行 探讨。 练染一浴一步法,即煮练和染涤色合二为一或煮练 染棉色合二为一;(2)漂棉染涤一浴一步法,即漂 棉和染涤色合二为一;(3)分散/活性一浴一步法, 染涤色和染棉色同浴一步完成;(4)染涤漂棉一浴 两步法,先酸性浴染涤色,后降温碱性浴漂棉;(5) 1 漂棉染涤一浴法工艺应用状况 由于染料、助剂化工技术的进步,加上染整加 工需求,印染工作者不断开发创新出新的生产工艺。 过去涤棉针织物的染色一般要分3浴法完成,即煮练 或氧漂一染涤色一套棉色。现行工艺:浅色一种是先 分散/活性还原皂洗一浴一步法,即涤棉双组分都染 完色后,再统一进行还原皂洗。 漂棉后染色(涤、棉同浴染色)两浴法,另一种是漂 棉染涤一浴(无需染棉);中深色先煮练/染涤或氧 上述工艺在印染企业已得到较好应用,其中分 投稿日期:2015—09—24 作者简介:耿宁宁(1969一),男,染整工程师,长期从事染色技术与染料的应用研究。 染整技术 第38卷 漂/染涤一浴,而后套染棉色共两浴。一般情况下, 大多数中深色的针织面料前处理不需氧漂,煮练即 可,但仍有部分颜色受鲜艳度、面料组织结构, 必须先进行氧漂才能染色。通过走访了解国内众多的 印染企业,目前对于涤棉针织物的漂底和染涤色大 多都采用节能、减排一浴法染色工艺,总结为以下3 种染色工艺。 1.1 浅色漂棉染涤一浴一步法 工艺曲线: 省工省时,染色后一般不用皂洗,直接水洗就可。 1.2中深色漂棉染涤一浴一步法 工艺曲线: 6o℃水洗 室温 适合中深色、鲜艳度要求高的涤棉针织物的染 整加工,具有减少流程、降低能源、节省成本的优点, 染色后需还原清洗或皂洗处理。一般应用在涤含量较 60℃水洗 室温 高的涤棉针织面料上,如65/35涤棉汗布,85/15涤 棉网眼布,90/10涤棉毛布等织物。 适合染料用量在0.3%(om0以下、鲜艳度要求高 的涤棉针织物的染整加工。工艺优点是染色温度低、 1.3 中深色染涤漂棉一浴两步法 工艺曲线: 水洗 适合棉含量高的涤棉针织物的染整加工,如 80C/20T棉盖涤汗布、60/40CVC毛圈布等织物。为 分散染料的耐碱性好于偶氮型分散染料。 漂棉染涤一浴法工艺的关键是选好染料,常规 分散染料并非都不耐碱,有些品种在中性和偏碱性染 浴中高温染色也无色变现象。印染厂常用的分散嫩黄 3GE(C.I.54)、S—GL翠兰(C.I.60)、S一5BL红(C.I.167)、 了保障分散染料的色牢度和棉纤维的氧漂纯洁度, 增加活性染料的匀染性和鲜艳度,先酸性浴染涤色, 后不排汤碱性浴氧漂棉。目前,该工艺在染厂应用比 较广泛,可以有效地利用染色设备,提高生产效率, 避免由于倒换设备而拖延加工时间。 上述3种工艺曲线在针对不同颜色和不同组织 结构的涤棉针织面料的染色上起到了很好的实用效 果,但在实际生产当中也存在一些缺陷和不足。 SE一3R黄(C.I.23)、H—GL深蓝(c.I.79)等染料耐碱性 较差;分散红BS(C.I.152)、分散红GS(C.I.153)等 染料耐碱性较强;蒽醌型结构的如FB红(C.I.60)、 E一4R蓝(c.I.56)在中性和弱碱性条件下也有较好的 稳定性;其他如德司达公司的AC—E型染料和雅运公 司的AQE型染料也可在pH=7~8染色。 存在的问题:(1)把不耐碱、不耐氧化剂的分 散染料应用在强碱和氧化剂条件下;(2)把高温型的、 大分子量的染料应用在低温染浅色上,染料配伍性 差;(3)忽略了分散染料的匀染性和对棉纤维的沾 污性。国产分散染料如FB红(C.I.60),E一4R蓝(c.I.56)、 德司达公司的AC—E型染料和雅运公司的AQE型染 料,如果碱性浴pH>8并且同时加入双氧水,染色 情况则发生较大变化,无法正常染色。在某些特殊要 求下,为了保障棉纤维的氧漂透彻、均匀,具有一定 2漂棉染涤一浴法工艺出现的问题与应对 措施探讨 2.1 问题 2.1.1 染料应用不当 常规分散染料的染色pH在4.5—5.5,pH<3或 pH>8,染料就会发生色光偏差和深度降低的现象。这 是因为分散染料大多属于偶氮结构,其特点是色泽鲜 艳、匀染性好,分子结构上极性基团的取代基多为酯 基、氰基或酰胺基等亲水基,这些取代基对碱剂十分 敏感,在碱性浴条件下多数影响正常的染色。蒽醌型 的鲜艳度,使布面上的油污、果胶、腊剂、木质素、 第4期 耿宁宁:涤棉针织物漂棉染涤一浴法工艺应用探讨 色素等能处理干净,漂棉工艺配方中烧碱和双氧水的 用量会加大。如仍选用上述耐碱普通染料则会造成色 光偏移、深度差别很大的现象。高温型的分散染料分 子质量和颗粒较大,匀染性不及低温型的分散染料, 用于染浅色,如果水剂条件和匀染剂选择不合适就会 造成色点和色花。在漂棉染涤一浴法工艺中,选用的 染料色牢度不容忽视,尤其是对棉纤维的沾污程度, 它会影响棉纤维的染色鲜艳度以及最终的染色牢度。 2.1.2助剂选用不合理 助剂的选用主要是精练除油剂和高温匀染剂。 有些染厂在选用精练剂的时候只注重渗透效果而忽 视了除油、耐碱性、浊点和泡沫等指标。如果使用的 是非离子的、低浊点的或不耐碱的精练剂,有可能会 造成破乳、浑浊沉淀,失去应有的功效。另外,起 泡性大也易引起织物在染机内运转不畅,造成堵布, 生成色花。 在高温匀染剂的应用上,部分染厂仍使用常规 酸性浴中用的品种,在弱碱和中性条件下,对普通 耐碱性的染料能起到匀染效果,但是对于一些匀染性 差、耐碱型水溶性基团较少的分散染料来说,其碱性 浴的匀染效果不佳。市面上耐碱型分散染料多数品种 是在取代基上做了改变,增加了耐碱基团,相对水溶 性降低,移染性变差。对于耐碱型分散染料的匀染控 制,必须选用耐碱性强的、缓染性和移染性好的品种。 2.1.3染色其他因素的影响 影响漂棉染涤一浴法工艺的其他主要因素有温 度、pH、浴比、水质以及染色工艺等。 漂棉染涤一浴法工艺染色温度的制定是依据颜 色深浅、染料的性能和用量大少来决定的。对于一些 浅色品种的温度设定,不能一味只考虑省时、简单, 某些分子质量大的或耐升华色牢度差的染料,染色温 度设定100℃,容易造成色花、定型后热迁移变色等 问题。如FB红(c.I.60)就不如ACE红稳定,两者色 光相近,后者色牢度优于前者。高温型的染料用于染 浅色,染色温度过低,纤维膨化程度低,纤维之间的 空隙小,染料不易渗透到内部去,吸附于纤维表面, 后续整理加工温度过高,容易造成“跑色”。 漂棉染涤一浴法工艺pH的设定是保证染料色光 稳定、提高染色物鲜艳度的关键。有些染厂用涤棉针 织物漂棉染涤一浴法工艺时,染浴为中性或偏弱碱 性,pH=7—8,选用一些常规性分散染料,为了防止 染料在强碱下发生变色,染浴不加碱剂,选用漂染一 浴特殊助剂,如涤染爽、涤棉爽或碱性匀染剂等等[2-3]o 另外,为了提度氧漂白度,单纯地增加双氧水的用量 对于棉含量低、棉纱质量好,本身有一定洁白度的涤 棉针织物来讲,染色鲜艳度能够达到,但对于棉比例 含量高的织物来讲则达不到质量要求。在氧漂浴中, 双氧水是靠碱剂的作用产生分解氧化,烧碱对于油 污、果胶蜡剂和棉籽壳的去除起主要作用,另外,双 氧水只有在pH=10.0~10.5时,才会发挥最大的漂白 效果。染浴只靠多功能匀染剂来调整pH,不但布面 鲜艳度达不到要求,而且有时棉籽壳处理得不彻底, 织物的透染效果较差。 水质处理的好坏直接影响染色质量。当前,有 部分染厂为了减少成本,在漂棉染涤一浴法工艺中 不加匀染剂,前提是水质条件要好(一般硬度控制 ≤50×10 ),同时,所选染料的分散性和移染性要 高。对于某些分散性和水溶性较差的常规染料和部分 耐碱型染料而言,有时即便是染浴中加入了匀染剂, 水质不好也容易引起色斑、色花。 染色工艺究竟采取哪种方式要根据生产实际情 况而定,不可死搬硬套。一般特浅色采取上述1.1工 艺,染色温度在100℃,染色牢度要求高的最好120 cIC染色,以防后整理高温变色。中深色一般采用1.2 工艺,适合涤含量高、有艳度要求的涤棉针织物,但 要注意匀染剂的选择,布面有油污或染料匀染性差的 时候就得选用多功能型的匀染剂,附带除油效果的。 对于棉含量高的织物而言,13工艺较适合,但先酸 性染色,染浴中的低聚物和部分油污、纤维杂质易形 成不溶性凝聚物粘附于织物表面,与染料接触形成色 点、色斑;染后氧漂中部分不耐碱性的分散染料容易 造成色光偏离、水解。此工艺应尽量选用耐碱型的分 散染料来染色。 2.2应对方案 2.2.1 选择对棉沾污少、耐碱、耐氧化强的分散染料 常规分散染料中部分品种耐碱性良好,国产的 耐碱型分散染料如龙盛ALK系列、闰土ADD系列Ⅲ、 嘉信染料的HA系列、浙江万丰的L—AK系列等等, 在耐碱性和耐氧化性方面高于一般常规染料,因此, 在漂棉染涤一浴法工艺中更适用,相对稳定。需要注 意的是,耐碱性好的染料不一定都耐氧漂,漂棉染涤 一浴法染浴中除了碱剂对染料的水解外,还有双氧水 的氧化水解,这两者对染料的综合破坏力远远高于单 因素。 在选用染料时也要考虑对棉纤维的沾污情况, 沾色太重,水洗色牢度不达标对染色无太大意义。表 染整技术 第38卷 1是嘉信HA型耐碱分散染料与常规部分耐碱染料耐 碱、耐双氧水得色深度对比,以中性浴为标样,其他 染浴得色深度与之对比,电脑测色评比相对深度。 表1 HA型耐碱分散染料与常规部分耐碱染料耐碱、耐双氧水得色深度情况 (%) 表2是嘉信HA型耐碱分散染料与常规部分耐碱 染料对棉沾污情况(供参考)。同浴染色后定形前的 沾色,5级最好,1级最差。 表2嘉信HA型耐碱分散染料与常规部分耐碱染料, 氧水,对棉纤维的沾污性都好于普通常规染料;普 通常规染料在中性条件下进行漂棉染涤一浴法工艺, 染色稳定性尚可,但在烧碱和双氧水共存的情况下, 颜色发生较大偏差,在实际生产中应引起注意。 2.2-2精练除油剂和匀染剂的选择 精练除油剂在漂棉染涤一浴法工艺中,除了要 漂棉染涤一浴法对棉沾污情况 有煮练、渗透效果外,重要的是除油效果要好,涤棉 针织物在织布的时候,或多或少地沾有油污、灰尘, 需要在染色前清洗干净。漂棉染涤一浴法工艺染色温 度在100℃以下,实际上染料上染率很低,这个阶段 主要是精练、除油,除油效果的好坏直接影响染品的 外观质量。适合漂棉染涤一浴法工艺的精练除油剂最 好选用阴/非离子性的,耐碱性高、去污力强、泡沫 少,浊点高。国内如江苏宜澄化学的MCH一137B精 练剂、南星化工的NX一138耐碱除油剂、科凯化工的 EPD精练剂等都是品质较好的耐碱性精练除油剂。 阴/非离子相结合的高温匀染剂可以有效提高染 料的分散、增溶以及高温匀染性。其应具备泡沫少、 注:(1)染色织物7 g纯涤针织+3 g纯棉汗布,染色 深度为1/1,130℃×40 rain;(2)染色配方:去 油剂O.5 ,涤棉爽1.0 g/L,染料X%(om0,双氧 水4 g/L,染浴pH=6.5~7.5。 耐碱性强、抗硬水、对染料移染性高、高温对染料 的分散性稳定,适应漂棉染涤一浴法工艺条件。当 漂棉染涤一浴法工艺染浴pH=6.5~8.0时,普通匀染 剂可以起到很好的匀染效果;当染浴pH>8,选用 的是耐碱型分散染料时,就得选用耐碱性高温匀染 剂来控制匀染。市面上碱性匀染剂的生产厂家很多, 从表1和表2可以看出,耐碱型分散染料更适 合涤棉针织物漂棉染涤一浴法工艺,其耐碱、耐双 第4期 耿宁宁:涤棉针织物漂棉染涤一浴法工艺应用探讨 代表厂家:晋江南星化工的Nx/3307匀染剂、杭州 美高华颐的bl-228匀染剂、嘉信染料的Jx—D匀染剂、 无锡开来化工的HS—A棉涤爽、上海的染浴宝C、宁 波华科的HK一2009涤染亵i广州庄杰的Zj—RH98染 涤宝等。 2.2.3 pH要应用恰当 pH过高,染料又容易水解;这是中性或偏弱碱性浴 染色选用常规染料存在的缺陷。实际生产得知,当 氧漂pH=10.5 1 1.0时,双氧水才有最好的漂白效果, 布面白度值最高。模拟漂棉染涤一浴法工艺,选择 不同碱剂和不同pH氧漂试验,结果表明,选用烧碱 来调节pH在10.5~11.0进行氧漂,织物白度最高。 表3为不同碱剂、pH进行练漂,染色物为纯棉布, 浴比1:10、130 oC染色40 min时织物漂底的白度 情况。 涤棉针织物漂棉染涤一浴法染浴pH的控制是决 定所用染料能否顺利地完成染色任务和布面鲜艳度 高低的关键。pH过低,氧漂白度不够,鲜艳度较差; 表3不同练漂配方织物的白度情况 对于棉含量高的涤棉针织物的染整加工,为了 减少分散染料对棉纤维的沾污,部分染厂涤棉针织物 试样2染色配方:去油剂0.5 g/L,纯碱4 g/L, 27.5%双氧水4 g/L,JX—D匀染剂2 g/L,HA—RL蓝 1.0(%,omf);(4)试样3染色配方:27.5%双氧水4 g/L, 漂棉染涤一浴法工艺仍以先染涤后氧漂为主。1-3中 深色染涤漂棉一浴两步法工艺,如果采用耐碱型的分 涤棉爽2 g/L,HA—RL蓝1.0(%,omf);(5)试样4染 色配方:27.5%双氧水4 g/L,涤染爽2 g/L,HA—RL 蓝1.0 ,om0;(6)试样5染色配方:27.5%双氧水 4 geL,碱性匀染剂M 2 g/L,HA—RL蓝1.0(%,om0。 采用染色物为65/35T/C汗布,浴比1:10,130 oC 散染料,加烧碱来调节pH氧漂染色,既可达到布面 鲜艳度要求,同时又把一浴两步法工艺变为一浴一步 法工艺,省时、省工、提高效率。 (1)标样染色配方:去油剂0.5 g/L,30%NaOH 4g/L,27.5%双氧水4g ,JX—D匀染剂2g/L,HA—RL 染色40 min,标样为两浴法,试样1—5均为一浴法, 不同漂练染色配方,染色物外观质量评比结果见表4。 蓝1.0(%,omf);(2)试样1染色配方同标样;(3) 表4一浴一步法不同漂练染色配方下染色物外观质量评比结果 由表4可以看出,采用碱剂调整pH,布面染色 制定。低温型的染料即使用量特小,最好也在120 ̄C 染色,因为毕竟不同于花边、人字带、腰口等辅料 染色,定形后的热变色不容忽视。水质、染色浴比、 保温时间也需注意,调整好各种染色因素方能保证染 色顺利进行。 效果好于不加碱剂的,得色深并且艳度高,基本等同 于传统先漂棉后染涤两浴法外观质量。而不加碱剂调 整pH的,布面效果较差,发暗,鲜艳度低。对于加 工童装面料要求鲜艳度的颜色来讲,应引起重视。 染色温度的设定应根据所用染料的结构类型来 (下转第58页) 染整技术 第38卷 其中,P为待测样品的重复测定次数,P=6;// 为回归曲线每个标准溶液的测量点数,n=4; 为待 测样品质量浓度的平均值,rag/L; 标准系列各点质 量浓度的平均值(8.75 mg/L);Coi为各标准液质量浓 度测定值,mg/L;Y;为各标准液的峰面积实测值。 根据以上数据,由式(2)计算得5 =0.002 14 mg/L, 由式f1计算得标准曲线拟合引入的标准不确定度为 l1” )=4.7 X 10。。m#L。由标准曲线拟合引入的相对标 准不确定度:『J l( )=4.7 X 10~/1.455 1=0,000 032。 2.2.5仪器本身定量误差引起的不确定度u(q) HPLC—DAD定量的允差为0.1 1%,取均匀分布, 则相对不确定度:Ur ̄l(q)=0.001 1/J3=0.000 64。 2.2.6测量重复性引入的不确定度u(P) 在重复性条件下,对试样进行了6次测 试,测得4一氨基偶氮苯的质量分数分别为12.88、 12.95、12.92、12.76、12.93、12.81 mg,kg,算术平均 值 ̄-=12.88 mg/kg,相对标准偏差SD=O.005 7 mg/kg, 则算术平均值的不确定度Ⅱ(P)-SD/ =0.005 7/√6 =O.002 3 mg/kg,由测量重复性引入的相对不确定度: P): : :0.000 18。 2.3合成标准不确定度的计算 合成相对标准不确定度: u :JⅡ (m) +『J v定) +u v标) +fJ I(夏) +『J (p) +u(q) = J 0.000 0362+0.OO4 82+0.01 1 02+0.000 03220+.000 18 +0.000 =0.012。 2.4扩展不确定度的评定 取包含因子k=2(P约为95%),扩展不确定度 //95 ̄U X K=0.012 X 2=0.024。由试验数据的平均值计 算所测该纺织品样品中4一氨基偶氮苯含量: :12.88 m#kg,故其扩展不确定度:U扩展=12.88 mg,kg X 0.024 =0-31 mg/kg。 2.5测量不确定度的结果报告 高效液相色谱一二级管阵列检测器fHPLC—DAD) 法测定纺织品中4一氨基偶氮苯,当称样量为1.130 1 g,k=2(95%置信度),测量结果表述为(12.88±0.31) mg/kg。 3结论 本文应用现代数学统计学方法,对纺织品中4一 氨基偶氮苯含量的测定进行了误差来源分析,获得了 各分项误差的不确定度,并计算合成了标准不确定 度。从各分项评定的量值看,标准溶液的配制及测试 过程的随机效应引起的相对标准不确定度分项贡献 较大。因此,规范分析操作、减少标准工作曲线引起 的误差对分析测试质量的提高至关重要。 参考文献: …1 JJF1059.1—2012测量不确定度评定与表示[s].中华人民 共和国国家计量技术规范. 【2】陈勇,徐艳艳,刘斌斌,等.浅析纺织品中禁用偶氮 染料的检测技术lJ1.染整技术,201 l,33(3):40—45. [3]JJG196—2006常用玻璃量器[s].中华人民共和国国家计 量检定规程. 【4]裘智刚,魏晓英,李慧玲.高效液相色谱法测定纺织品 中4一氨基偶氮苯含量的不确度评定【J].现代纺织技术, 2012(5):43-47. [5】国德军,王群威,葛宣宁,等.ICP—AES法测定油漆涂 层中总铅含量的不确定度评定【J1_化学分析计量,2010, 19(6):6—8. (上接第43页) 3结纶 涤棉针织物漂棉染涤一浴法工艺,浅色品种的 染色,染色温度最低为120 ̄C,染料首先选择鲜艳度 高、匀染性好的;染浴pH偏高的情况下,需选用耐 碱型的分散染料;鲜艳度要求高的颜色,采用烧碱加 双氧水的漂白配方,鲜艳度要求不高的可以不加碱 剂,中性或偏弱碱浴染色。 涤棉针织物漂棉染涤一浴法工艺应根据织物颜 色深浅,2种纤维所占比例不同,合理制定染色工 艺;染料和助剂应根据其结构、成分、性能进行测 试后再选用。应用涤棉针织物漂棉染涤一浴一步法 工艺,最佳的染色配方:精练去油剂0.5~1.0 g/L,碱 性匀染剂1-2 g/L,(30%)氢氧化钠3~5 g/L,(27.5%) 双氧水4~6 g/L,耐碱型分散染料X%(omf),130 ℃X f30-50)min。 参考文献: 【1】陈晓玉,吴爱莲,夏建明,等.涤棉混纺针织物练漂、 碱性染色一浴一步工艺fJ]针织工业,2010(1):36—39. 『2 张21伟.涤棉针织物练染一浴工艺fJ1印染,2013(21): 20~21.25. 【3】陈宏武,张伟,张艳.涤棉针织物练染一体化新工 艺lJl针织工业.2013(6):59—61.