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针织面料的染色工艺研究

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《西安工程大学学报》2015年第一期

1丝维尔调温纤维染色工艺的确定

1.1染料用量的确定对染料用量进行单因素分析,活性艳红KD-8B染料0.5%~2%(o.w.f),入染温度60℃,入染30min,固色温度90℃,固色时间40min,匀染剂质量浓度0.5g/L,磷酸三钠质量浓度30g/L,食盐质量浓度30g/L,浴比1∶50,染料用量和上染率的关系如表1所示。从表1可以看出,当染料用量在1%时,其上染率最高,达到80.7%.因此,以下所有实验的染料用量都为1%.当染料用量一定时,影响丝维尔调温纤维染色效果的主要因素有食盐质量浓度、固色温度、固色时间以及磷酸三钠质量浓度,以下对4个因素进行分析,以便确定出合理的染色工艺,得到最佳的染色效果.

1.2食盐质量浓度的确定食盐在活性染料的染色过程中起促染的作用,一般染料的上染率随着食盐质量浓度的提高而增加,但是上染率增加到一定程度后,随着食盐质量浓度的增加上染率几乎不再增加.对食盐质量浓度进行单因素分析,其中活性艳红KD-8B染料1%(o.w.f),入染温度60℃,入染30min,固色温度90℃,固色时间40min,匀染剂质量浓度0.5g/L,磷酸三钠质量浓度30g/L,食盐质量浓度20~45g/L,浴比1∶50.食盐质量浓度与上染率、K/S值的关系如图1所示.从图1可知,随着食盐质量浓度的不断增加,上染率也呈现不断上升的趋势,但当食盐质量浓度超过30g/L时,上染率增加的幅度很小,几乎没有变化.对于K/S值来说,也是随着食盐质量浓度的增加而增加,但是当食盐质量浓度超过35g/L时,K/S值反而呈现下降趋势.所以综合考虑,食盐的质量浓度应选为30g/L,35g/L,40g/L.

1.3磷酸三钠质量浓度的确定磷酸三钠在此实验中属于固色剂,是对染料进行一个固色的过程,以减少残液中的染料,使织物的色牢度更好一些,合适的固色剂质量浓度,对织物染色效果是一个至关重要的因素.对磷酸三钠用量进行单因素分析,其中活性艳红KD-8B染料1%(o.w.f),入染温度60℃,入染时间30min,固色温度90℃,固色时间40min,匀染剂质量浓度0.5g/L,磷酸三钠质量浓度20~50g/L,食盐质量浓度30g/L,浴比1∶50.磷酸三钠质量浓度与上染率、K/S值的关系如图2所示.从图2可以看出,随着磷酸三钠质量浓度的增加,织物的上染率和K/S值都处于上升的趋势,当磷酸三钠的质量浓度为45g/L时,K/S值达到最大峰值,但是当磷酸三钠的质量浓度超过45g/L时,上染率增加得很小,而K/S值有所下降,磷酸三钠质量浓度过多,会造成不必要的经济损失和产生严重的环境污染.所以,最终磷酸三钠的质量浓度选定为35g/L,40g/L,45g/L.

1.4固色时间的影响固色时间过长或过短都将对织物的上染率产生一定的影响.对固色时间进行单因素分析.其中活性艳红KD-8B染料1%(o.w.f),入染温度60℃,入染时间30min,固色温度90℃,固色时间30~60min,匀染剂质量浓度0.5g/L,磷酸三钠质量浓度30g/L,食盐质量浓度30g/L,浴比1∶50.固色时间与上染率、K/S值的关系如图3所示.从图3可以看出,随着固色时间的增加,上染率和K/S值都处于增加的趋势,但是当固色时间大于55min后,上染率处于下降趋势,而K/S在45min后就已经处于下降趋势,这是因为染色时加入了碱剂进行固色的原因.加入碱剂提高了纤维的吸附率,一定时间后,当吸附在纤维上的染料与纤维反应固着已经趋向于平衡时,继续再延长时间,这时染料就会发生水解吸附,部分染料会被水解,从而无法上染,这将不利于上染的进行.综合考虑,最终选定的固色时间为40min,45min,50min.

1.5固色温度的影响通过实验分析固色温度.其中活性艳红KD-8B染料1%(o.w.f),入染温度60℃,入染时间30min,固色温度65~95℃,固色时间40min,匀染剂用量0.5g/L,磷酸三钠质量浓度30g/L,食盐质量浓度30g/L,浴比1∶50.固色温度与上染率、K/S值的关系如图4所示.从图4可以看出,随着固色温度的升高,织物的上染率和K/S值均呈上升趋势.但是当固色温度高于85℃后,上染率和K/S值则都开始下降.综合考虑上染率和K/S值这两个指标,最终选定固色温度为80℃,85℃,90℃.

2染色正交试验

为了确定最佳工艺条件,根据单因素实验所确定的最佳反应条件,设计一个4因素3水平的正交试验,即采用正交试验表对正交试验工艺条件进行设计编排及对实验结果进行分析和评价[8].正交试验基本变量参数如表2所示,实验结果如表3所示.由表3可知,影响上染率的因素由大到小依次为磷酸三钠(B)、时间(C)、温度(D)、食盐(A),得到的优化工艺为A3B3C3D2.影响K/S值的因素由大到小依次为磷酸三钠(B)、时间(C)、食盐(A)、温度(D),得到的优化工艺为A3B2C2D3.两种指标的分析结果出现了偏差,因此追加试验,进一步对两种优化方案做分析对比.方案A3B3C3D2和A3B2C2D3优化后的上染率分别为83.12%,86.82%,K/S值分别为10.171,11.560.最终优化方案的理论目标值的上染率为88.1351,K/S值为12.6219.理论与实际值存在偏差,但是综合考虑,由对比结果得出用方案A3B2C2D3处理的织物的上染率和K/S值都相对较高.因而最终确定A3B2C2D3为最优工艺.

3丝维尔调温纤维针织面料的染色效果

对丝维尔调温纤维针织面料染色效果进行评价,主要选取针织学中常见的3种染色色牢度(耐洗色牢度、耐汗渍色牢度、耐摩擦色牢度),通过对其染色效果的评定,判断是否可以满足服用性能的要求.(1)耐洗色牢度参照GB/T3921—2008C(3)《纺织品色牢度耐皂洗色牢度》标准[9],测试仪器为SW-12AⅡ型耐洗色牢度试验机.由表4可知,丝维尔调温纤维针织物的耐洗色牢度较好,达到了服用要求.(2)耐汗渍色牢度参照GB/T3922—1995《纺织品耐汗渍牢度试验方法》标准[10].由表5可知,丝维尔调温纤维针织物的耐汗渍色牢度较好,达到了服用要求.(3)耐摩擦色牢度按照GB/T3920—1997《纺织品色牢度试验耐摩擦色牢度方法》标准,用CHY-65摩擦色牢度仪进行测试[11].由表6可知,丝维尔调温纤维针织物的干、湿耐摩擦色牢度都比较好,达到了服用要求.

4结论

(1)活性染料染丝维尔调温纤维针织物的优化工艺:活性艳红KD-8B1%(o.w.f),磷酸三钠质量浓度40g/L,食盐质量浓度40g/L,浴比1∶50,染色温度60℃,染色时间30min,固色时间45min,固色温度90℃,匀染剂质量浓度0.5g/L.(2)使用活性染料时,温度过高,会使染料失去活性;温度过低,又会使染料的上染率下降,所以染色温度的控制是关键.(3)经最优工艺处理的丝维尔调温纤维针织物,其染色色牢度(耐洗色牢度、耐摩擦色牢度、耐汗渍色牢度)均在4级以上,满足服用性能的要求.

作者:刘青孟家光刘变侠单位:西安工程大学纺织与材料学院

西安工程大学学报责任编辑:杨雪    阅读:人次
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