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新型堿劑E在扎染中的應用探討

2011-10-10
新型堿劑E在軋染中的應用探討
常州森容涂料染色工程技術中心有限公司 蔡如月
常州國泰東南印染有限公司 高潔
上海瑞鷹化工有限公司 何鷹
摘要:通過應用新型堿劑E/燒堿混合堿劑對活性染料固色,和傳統軋染混合堿劑對活性染料固色同比實驗,從固色液pH值、染色深度K/S值和色牢度的對比試驗,研究分析了新型堿劑E/燒堿混合堿劑在活性染料軋染應用上的可行性和特性。使用表明,新型堿劑E/燒堿混合堿劑完全可以代替傳統工藝中的純堿固色,而且用量少,降低成本,提高染料得色量,化料操作方便,染色牢度有所改善,固色后織物上帶堿量低,易洗滌,代用堿劑E是一種重現性和穩定性較好的緩沖型堿劑。
關鍵詞:活性染料 軋染固色 新型堿劑E(上海瑞鷹化工)

1 引 言
活性染料因使用方便,色譜齊全,色澤鮮艷飽滿、價格適宜而受到人們廣泛使用,在倡導綠色紡織品的今天,它因不含有國際上禁用的二十多種致癌芳香胺,拓展了它的應用空間。新型堿劑E(上海瑞鷹化工)代替純堿進行活性染料固色,在溢流染色、染紗染色等間隙式染色方法中應用很成功。它能有效降低勞動強度,染后堿性易清洗,可以少洗一道水而有效減少污水排放,節能降耗。沒有純堿水溶液性不好、結塊塞網之虞,它是一種緩沖型堿劑,染浴pH值穩定,染色色光穩定,重現性好,缸差小,用量只有純堿的1/6~1/10,成本低。但在軋染工藝中的應用至今鮮為報道。
本實驗采用新型堿劑E(上海瑞鷹化工)應用于活性染料軋染固色工藝上,利用其緩沖能力強的優點,嘗試采用新型堿劑E與燒堿同浴的混合堿劑固色方法來降低成本。工藝配方的篩選先平行試驗確定堿劑的濃度再進一步采用正交試驗L9(34)的優選方法,尋找合適的工藝處方。工藝評價與傳統工藝進行對比,從染色提升率(K/S值),染色后色牢度,成本上加以綜合評估。

2 試驗部分
2.1 材料、藥品
2.1.1 材料:染色前染料打底后未經堿劑固色前的布。
2.1.2 藥品:新型堿劑E(代堿劑E)、食鹽、防染鹽S、純堿、36°Bé燒堿(以上化學藥品均為工業用品)。
2.2 測試方法
干濕摩擦色牢度按照GB/T3920-1997試驗方法。色牢度級數評判按GB/251-1995評定沾色用灰色樣卡評級。
耐洗色牢度按GB/T3921-1997試驗方法,原樣變色評判使用GB/250-1997評定變色用灰色樣卡評級,沾色牢度評制用GB251/1995評定沾色用灰色樣卡評級。
PH值的測試使用PHS-25精密數顯酸度計,織物上的PH值參照美標AATCC81水萃取法測定。
K/S值、Lab電腦數據:用GretagMacbeth7000A電腦測配色儀測試采用D65光源、100視角。
2.3 工藝設計
2.3.1工藝流程

2.3.2 工藝條件
傳統固色配方: 新工藝配方:
Na2CO3 30g/L 新型堿劑 X g/L
NaOH 5g/L NaOH 0~x g/L
NaCl 200g/L NaCl 200g/L
防染鹽 10g/L 防染鹽 10g/L
浸軋溫度: 室溫
軋余率: 70%
固色汽蒸工藝條件:100~102℃ 90s

3 工藝配方優選及結果分析
3.1 新型堿劑E濃度和燒堿濃度的選擇
本試驗選擇連續軋染工藝,考慮傳統固色堿劑也要加上燒堿,有可能代用堿E(上海瑞鷹化工)的量和堿度需要調整,所以本試驗采用新型堿劑E及新型堿劑E與燒堿混合堿劑,新型堿劑E濃度選為5g/L、6g/L、代用堿與燒堿混用固色。采用平行試驗來選擇固色配方大致的范圍。濃度選擇列表1:表1中E代表新型堿劑,即3(E)等于3g/L代用堿劑E的濃度,依次類推,其中6#處方為常規的傳統處方。
色號:中等深度的咖啡色
染色配方: B-4RFN黃 33.6 g/L
B-3BFN紅 13.5 g/L
SBF藏青 23.8 g/L
固色液處方: 堿劑 1#~6#(表1)
NaCl 200 g/L
防染鹽S 10 g/L
表1 新型堿劑E濃度選擇表(附pH值測試數據)
1 2 3 4 5 6
堿(g/L) 5(E) 6(E) 3(E)+1燒堿 3(E)+2燒堿 3(E)+3燒堿 傳統
pH值 12.15 12.21 12.22 12.36 12.45 13.17
注:表中pH值采用PHS-25型精密數顯酸度計,室溫條件下測試。
按2.3.1工藝流程操作完成后放置在抽屜內,或不見光的地方,放置4h以上,用Gretag Macbeth Color-Eye 7000A電腦測色儀在D65光源下測試每塊試樣的K/S值和色度數據,以傳統固色液6#為標樣進行測色得:表2
表2 測試結果
標樣名稱 L* a* b* C* ho K/S(430nm)
咖啡色 18.70 3.41 3.45 4.85 45.30 22.27
比樣名稱 DL* Da* Db* DC* DH* DEcmc
1 0.68 -1.16 -0.46 -1.11 0.57較黃 1.58 20.02
2 0.19 -0.23 -0.37 -0.42 -0.10較紅 0.51 21.23
3 0.12 -0.35 -0.34 -0.49 0.01 0.53 21.23
4 0.19 -0.05 -0.16 -0.15 -0.08較紅 0.26 21.64
5 -0.53 0.00 -0.03 -0.02 -0.02 0.46 23.52
從圖表2中可以看到染料提升率,K/S值大于傳統固色工藝堿劑的處方是5#處方,1#~6#處方堿性依次增大,大小見表1中的PH值。從Lab色度表中的2#~5#處方△Ecmc來看色差值都在0.6以內,說明了新型堿劑E的PH值穩定性較好,代用堿與燒堿混用固色是可行的。
3.2固色液配方優選正交試驗L9(34)
表3 L9(34)因素水平表(g/L)
因素 A B C D
水平 新型堿劑E 100%NaOH 食鹽 防染鹽S
1 2 1 150 8
2 3 2 200 9
3 4 3 250 10
工藝流程和工藝條件:同上2.3.1和2.3.2
分析正交試驗K/S值和△Ecmc數據,可以看到△Ecmc除了個別顏色大于1外,色光的偏差都在容許的范圍之內,體現了代用堿劑E良好的pH值緩沖能力和工藝的可操作性,綜合成本和環保優選出合適的方案為:
代用堿劑E 4g/L、NaOH 2g/L、食鹽200g/L、防染鹽8g/L。
表4 正交試驗組合與計算分析表
因素 測試數據
序號 A B C D 駝色 翠綠
K/S △Ecmc K/S △Ecmc
傳統 5.78 13.77
1 1 1 1 1 5.01 1.60 13.68 0.58
2 1 2 2 2 5.93 0.58 13.85 1.18
3 1 3 3 3 6.02 1.28 13.10 0.80
4 2 1 2 3 5.79 0.57 14.03 0.27
5 2 2 3 1 5.62 0.51 14.26 0.19
6 2 3 1 2 5.63 0.90 12.72 1.05
7 3 1 3 2 5.99 0.40 13.14 0.94
8 3 2 1 3 5.77 0.79 13.85 0.21
9 3 3 2 1 5.74 0.3 7 14.03 0.22
駝 K1 5.65 5.60 5.47 5.46 C3-D3-B3-A3 主






色 K2 5.68 5.77 5.82 5.88
K/ K3 5.83 5.80 5.88 5.89
S R 0.18 0.20 0.41 0.40
駝 K1 1.15 0.86 1.10 0.83
A3-C2-D2-B2
色 K2 0.66 0.63 0.51 0.63
△E K3 0.52 0.85 0.73 0.88
R 0.63 0.23 0.59 0.25
翠 K1 13.54 13.62 13.42 13.99 D1- B2- C3-A2,3
綠 K2 13.67 13.99 13.97 13.24
K/ K3 13.67 13.28 13.50 13.66
S R 0.13 0.71 0.55 0.75
翠 K1 0.85 0.60 0.61 0.33 D1- A3- B2- C2
綠 K2 0.50 0.53 0.56 1.06
△E K3 0.46 0.69 0.64 0.43
R 0.39 0.16 0.08 0.73
優選方案 A3; B2; C2; D1
3.3驗證試驗和品質綜合對比
3.3.1 色光和深度對比
采用優選固色工藝與傳統工藝同比試驗,驗證優選組合配方的可行性和合理性。染色選用3.2試驗布。試驗結果Lab值如表5
表5 色度值和K/S值數據表
標樣名稱 L* a* b c ho K/S(670nm)
翠綠 47.58 -31.25 11.09 33.16 160.47 14.36
比樣名稱 DL* Da* Db* DC* DH* DEcmc
1 -0.22 -0.10 0.66 0.32 -0.59較黃 0.42 14.41
標樣名稱 L* a* b c ho K/S(440nm)
駝色 41.29 9.20 13.75 16.54 56.23 6.01
比樣名稱 DL* Da* Db* DC* DH* DEcmc
1 0.00 -0.24 -0.19 -0.29 0.09較黃 0.25 6.02
注:表中標樣為傳統工藝,試樣1為優選方案
從表5中看到駝色深淺、色光與傳統工藝相似;翠綠色光在范圍內得色較深固色率高,表明了使用翠藍染料染色時優勢顯著這一點與浸染法染色時的結論不謀而合【3】。
3.3.2色牢度何布上殘留PH值對比
表6 翠綠色牢度結果和布上殘留pH值
優選方案 傳統工藝
皂洗牢度(級) 3 3
濕摩擦牢度(級) 2~3 2~3
干摩擦(級) 4~5 4+
殘留pH值 9.77 10.02
表6顯示優選方案色牢度略好于傳統工藝并且布上殘留PH值低,說明易洗滌性好染色布的品質相對也好。
3.3.3洗滌液中的PH值對比
表7 翠綠色洗滌液中的pH值
皂洗 熱水洗 冷水洗
優選 傳統 優選 傳統 優選 傳統
洗滌液pH值 9.28 9.81 9.33 9.55 7.84 7.8
表7中顯示了優選方案洗滌液中pH值比較低,污水中的堿性既低,肉眼看液體的顏色也相對較淺,對減輕污水壓力有利。這一點與固色液的pH值低,染色深度較深相一致。

4 結論
①用新型堿劑E(代堿劑E)與燒堿的混合堿劑固色方法,在活性染料軋染固色工藝中替代傳統工藝中的固色堿劑是可行的。
②采用正交優選法得到的優選組合配方:代用堿劑E 4g/L、NaOH 2g/L、食鹽8g/L。成本低于傳統配方。經驗證固色效果好,色光穩定,染色得色量高。獲得良好的摩擦和水洗牢度。
③用量和堿性低于傳統固色處方,具有良好的易洗滌性,減輕對環境的污染。
④應用于翠藍活性染料固色,優勢更加明顯。

5 參考資料
[1]王菊生.染整工藝原理,北京:中國紡織工業出版社,1984
[2]張利英等.新型堿劑E在活性翠藍染棉織物中的應用 印染2005
[3]蔡如月等. 新型堿劑E在活性染料扎染固色應用初探 印染2008


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