棉毛混纺纺织品活性染料染色的同色性研究

摘要

棉毛混纺纺织品兼有棉织物的穿着舒适、吸湿透气、抗静电性能好以及毛织物丰厚的手感等优点，且两者混纺可有效改善织物的耐磨性、易起皱性及热传导性，具有很好的市场前景。但混纺织物因两种纤维结构不同而染色性能不同，采用活性染料同浴染色时，存在羊毛得色较棉深而混纺织物染色同色性差的问题。
　　本课题作为与企业合作项目，旨在通过新型染色助剂的筛选以及染色工艺优化等方面的研究，解决棉/毛混纺织物活性染料同浴染色同色性差的问题，为棉/毛混纺织物染色助剂的替换和同浴染色工艺的开发提供理论和技术方面的支持;并用于车间生产，获得较为满意的同色性效果，提升企业生产效益。同时探索了混纺织物染色固色同步工艺及其循环染色的可能性。
　　首先，本文通过染色棉、羊毛两组分上染百分率及表观颜色深度（K/S值）的测定，分析了车间生产现用的4系列（LY、EVE、Ciba、SS系列）三原色染料分别在浅中深色（以染料用量1％、2％、4％o.w.f.为例）时棉、毛的染色性能，并探讨了混纺织物同浴染色同色性差的原因。结果表明:所有染料在不同染料用量时羊毛得色均比棉深，两者K/S差值△K/S较大;相对而言，SS系列三原色在各染色浓度时△K/S值较小，其次为LY系列;而EVE系列和Ciba系列中的蓝色染料染浅色时△K/S值较大，但染深色时较好。通过分别测试棉、毛纤维染料上染曲线发现棉、毛两组分同色性差的原因一方面是羊毛在染色阶段染料上染速率高于棉纤维，使得两者同浴染色时发生竞染;另外棉纤维比表面积较羊毛纤维大也会导致棉表观颜色深度较浅。
　　依据上述分析，通过染色阶段加入羊毛染色阻染剂降低羊毛纤维染色速率可解决混纺织物染色同色性差的问题，因此本文将汉达染整公司提供的HD-Y系列阻染剂用于羊毛纤维染色，通过表观颜色深度（K/S值）的测定计算出阻染率RE发现HD-Y001和HD-Y003阻染效果较好，HD-Y002较差;同时考虑HD-Y001对不同染料的最佳用量差异较大，因而确定HD-Y003为棉毛混纺织物同浴染色的阻染剂。
　　然后，本文对HD-Y003用于混纺织物活性染料染色工艺进行了探讨。通过单因素实验，以染色织物表观颜色深度（K/S值）及同色平衡值Q值为指标，确定最佳实验室染色工艺为:助剂HD-Y003浅中深色适用用量分别为0.9％，0.7％，0.6％(o.w.f.);初染碱用量为0.25g/L;电解质浅中深色分别为30、35-40、50g/L，固色碱浅中深色适用用量分别为10、12、14g/L，40℃下染色30min后升温至60℃固色40min。此工艺下三原色染色同色平衡值Q均控制在1±0.1范围之内，且染色织物皂洗牢度优异;以此为基础进行了拼色实验，得到较好的拼色效果。
　　将上述小试处方用于并工业化生产，并根据工厂的实际情况对工艺处方做出调整，其中HD-Y003用量适量增加0.1-0.2％o.w.f.。结果表明，HD-Y003对活性染料上染羊毛阻染效果好，布面同色效果在正常接受范围之内，满足正常订单生产需要;该工艺下棉毛混纺织物获得毛利润是纯棉织物的三倍。
　　最后，在上述工艺的基础上，探索了阻染剂用于混纺织物活性染料染色固色同浴同步工艺:HD-Y003用量为1.0-1.2％o.w.f.，固色碱浅中深色分别适用用量为6、6、8g/L;同步工艺比分布工艺的固色碱用量要少40-50％，同步工艺可以有效降低固色碱剂用量从而减少对羊毛的损伤同时降低废水处理难度。同时探讨了染液的回收及循环染色的可能性，通过正交试验确定循环染色工艺:HD-Y003用量为1.2％o.w.f.，固色碱2g/L，元明粉20g/L。并将该工艺与分步工艺、同步工艺进行了对比，织物染色深度及皂洗牢度与后两者接近。该工艺实现了染色废水的循环利用，同时降低了再次染色时染化料的用量。
　　综上所述，本论文棉毛混纺纺织品同色工艺的开发满足市场生产要求，带来可观的经济效益。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 引言

1．2 纤维结构及染色性能

1．2．1 棉纤维的结构与染色性能

1．2．2 羊毛纤维的结构与染色性能

1．3 活性染料染色机理及影响因素

1．3．1 棉纤维活性染料染色机理及影响因素

1．3．2 羊毛纤维活性染料染色机理及影响因素

1．4 单宁的结构及用途

1．4．1 单宁的结构

1．4．1 单宁的用途

1．5 棉毛混纺织物染色难点及存在问题

1．5．1 纤维适用染料不同

1．5．2 染色工艺不同

1．5．3 染色同色性难以控制

1．5．4 沾色及牢度问题

1．5．5 生态问题

1．6 目前棉毛混纺织物染色同色性解决办法

1．6．1 两浴两步染色

1．6．2 一浴两步染色

1．7 棉毛混纺织物同浴染色同色性研究进展

1．7．1 染料选择与染色工艺优化

1．7．2 棉纤维改性技术

1．7．3 染色助剂的开发使用

1．7．4 其他研究

1．8 本课题研究的意义、内容和预期目标

1．8．1 本课题研究意义

1．8．2 本课题研究的内容和预期目标

第二章 实验部分

2．1 实验药品材料与仪器设备

2．1．1 实验药品材料

2．1．2 实验仪器设备

2．2 棉毛混纺织物染色同色性研究

2．2．1 实验方法

2．2．2 不同活性染料混纺织物染色同色性分析

2．2．3 混纺织物染色阻染剂的筛选

2．2．4 HD-Y003用于混纺织物染色工艺优化

2．2．5 拼色染色实验

2．2．6 染色固色同浴同步工艺探讨

2．3 测试及表征

2．3．1 上染百分率的测定

2．3．2 表观颜色深度(K／S值)及Integ值的测定

2．3．3 阻染性能的评价

2．3．4 表观同色性

2．3．5 耐皂洗色牢度

第三章 结果与讨论

3．1 不同活性染料棉毛混纺织物染色同色性分析

3．2 混纺织物染色阻染剂的筛选

3．3 棉毛混纺织物活性染料同浴染色工艺的探索

3．3．1 助剂用量对混纺织物染色同色性的影响

3．3．2 染色温度对混纺织物染色同色性的影响

3．3．3 初染碱用量对混纺织物染色同色性的影响

3．3．4 固色碱用量对混纺织物染色同色性的影响

3．3．5 电解质用量对混纺织物染色同色性的影响

3．3．6 固色温度对混纺织物染色同色性的影响

3．3．7 固色时间对混纺织物染色同色性的影响

3．3．8 拼色染色应用

3．3．9 产业化应用

3．4 染色固色同浴同步工艺的探索

3．4．1 染色固色同步上染曲线

3．4．2 阻染剂用量对同步工艺染色同色性的影响

3．4．3 固色碱用量对同步工艺染色同色性的影响

3．4．4 循环染色工艺探讨

第四章 实验结论

参考文献

致谢