布艺之家讯：摘要：本课题以RGB系列活性染料为染色用染料，对棉机织物进行染色。在染色阶段加入特种助剂使染料微悬浮体化，改变染料在染液中的存在状态，从而提高染料与纤维的亲和力。结果表明：棉机织物微悬浮体轧染较传统工艺可节约染料用量,提高染料的上染百分率和固色率，降低染色废液中的染料量，减轻了污水处理负担，节约水资源，符合现代纺织印染行业节能减排的发展要求,具有显著的社会经济效益。
中图分类号：TS193文献标识码：A文章编号：1005-9350(2012)01-0028-04
棉纤维一直是我国应用最为广泛的纤维之一，但在染色方面还有很多问题需要我们进一步研究和改善[1]。根据印染技术发展、清洁生产工艺要求、印染新设备的开发等趋势，染色工艺研发朝着节能减排环保方向发展，这就需要我们开发新型的助剂、染料及工艺才能使印染企业真正做到降低能耗、减少污物排放、节约水资源，并使加工的印染产品具有高质量和高附加值。因此我们可以通过采用特种助剂来减少活性染料的用量使其达到与传统工艺的同色效果，节约生产成本，以达到减小对环境污染的目的，而MSD工艺的染色机理正好可以达到这种目的。
微悬浮体染色技术目前在蛋白质纤维以及纯棉灯芯绒织物的染色加工中应用得较为成熟，但棉纤维以机织物的形式为主，因此对棉机织物的微悬浮体轧染染色的研究就显得尤为重要。本文采用RGB活性染料，并在染液中加入微悬浮体助剂两浴轧蒸染色。由于微悬浮体颗粒的表面张力与被染纤维的表面以及染料分子的表面张力接近，因而与纤维间存在很强的亲和力，可以被均匀地吸附到纤维表面。随着时间的延长，吸附在纤维表面的染料颗粒自行解体，释出染料分子向纤维内部扩散，使纤维膨化，再在碱性条件下固着于纤维内部[2-4]。主要研究探讨微悬浮体染色的最佳处方用量，确定可节约的染料用量，对染色织物的一些性能进行测试，与传统工艺进行比对，获得期望的染色效果，为社会和企业带来帮助和效益。
1·试验
1.1材料、药品和仪器
织物13.8tex×13.8tex248根/10cm×244根/10cm(市售经退煮练漂纯棉细平布)
染料Dystar公司RemazolRGB红、黄、青色三种活性染料
试剂微悬浮体助剂XY①，XY②（自制）；尿素；防染盐S；氢氧化钠；碳酸钠；氯化钠；JFC；
软水剂（以上均为分析纯、西安化学试剂厂）设备仪器4P-7T轧车（北京纺织机械器材研究所）；RapidPS-JS压吸式连续蒸汽机(台湾彩易通贸易有限公司)；722S可见分光光度计，FA2104N电子分析天平和DHG-9076A电热恒温鼓风干燥箱(上海精密科学仪器有限公司)；SF300思维士电脑测色仪(思维士颜色科技有限公司)；Y571B纺织品耐摩擦色牢度测试仪(温州纺织仪器厂)；SW-12型A纺织品耐洗色牢度测试仪(无锡纺织仪器厂)。
1.2试验方法
1.2.1染色
试验中的浸轧均采用两相法，工厂浸轧固色液时为了减少头尾色差，所以会将一部分浸轧后的染色液和固色液混合，因此为模拟工厂固色条件，我们在固色液中加入一部分染色液，二者体积比为4:1；轧余率约为70%，烘干为电热恒温鼓风烘燥，汽蒸采用压吸式连续蒸汽机，温度为100℃，时间2min。
1.2.2后处理
工艺流程
冷水洗（30℃）→热水洗（80℃×10min）→热水皂洗（95℃×10min）→冷水洗(30℃)，浴比均为30:1。
1.2.3测试
（1）染色废液吸光度与色度的测定
吸光值的测定：为了使实验结果尽可能地准确，使用722S型分光光度计对每次水洗后的染色废液进行吸光度的测定，然后将每次水洗后的废液取等量混合均匀再进行一次吸光度的测定，最后对混合后的废液进行色度的测定。
色度的测定：色度的测定根据GB11903，采用的是稀释倍数法。
（2）织物表观深度的测定
使用DataColourSF300型的思维士电脑测色仪测定常规工艺和MSD工艺染色样品的K/S值。
（3）染色牢度测试[4]
耐摩擦色牢度测试主要仪器：摩擦牢度测试仪、评定沾色用灰色样卡。应用的是GB/T3920-1997中规定的方法。主要测试织物耐干、湿摩擦的能力。
耐皂洗色牢度测试主要仪器：SW-12型耐洗色牢度试验机、评定变色用灰色样卡、评定沾色用灰色样卡、剪刀。应用的是GB/T3921.1-1997～GB/T3921.5-1997中规定的方法。
2·染色结果分析
2.1微悬浮体最佳染色工艺的确定
按照1.2.1节微悬浮体染色工艺，分别改变微悬浮体化助剂XY①、尿素、JFC用量对织物进行MSD工艺染色，最终确定XY②的最佳用量。通过比较织物的表观颜色深度K/S值，以确定各助剂的用量,结果见表1、2、3、4。
从表1中可以得出，除绿色增深效果在XY①用量为6g/L时最好外，其它几种颜色均是在XY①用量为8g/L时増深效果最为明显，此时，绿色的增深效果仅次于XY①用量为6g/L的效果。因此基本可以确定其最佳用量就是8g/L。
从表2中的大量数据比较分析，MSD助剂中尿素用量为3g/L，JFC用量为0.8～1.0g/L左右，MSD工艺增深效果最为显著。
综上考虑，可以确定XY②的最佳处方用量为XY①8g/L，尿素用量为3g/L，JFC用量为0.8g/L。因此我们再针对此配方，根据不同用量的XY②对染色K/S值的影响确定XY②的最佳用量。
从表3中的结果可以得出，随着XY②用量的逐渐增大，每种颜色的K/S值呈上升的趋势，但是当其用量值在5～8g/L时，并无显著的增深效果，且表观深度值较常规工艺小，这说明当其用量未达到一定值时不仅无法达到增深效果，而且还会影响染色效果。当其用量超过一定值后，由于染料形成的微小颗粒形成的抱团过于紧密，在上染过程中反而不易分散，从而不易扩散进入纤维内部，导致表观深度值降低。因此综合分析以上数据当XY②用量为10～12g/L时，MSD工艺较常规工艺增深效果最为显著，并且对青色系的増深效果较黄色系更为明显。
分析表4中数据可以得出，单色红和拼绿在染料总用量减少10%后，与常规织物基本达到一致的染色效果；单色黄在染料总用量减少15%后，新工艺与常规工艺染色织物染色效果接近；单色青在染料总量减少15%后，MSD工艺较传统工艺织物仍稍深；咖色在染料总用量减少15%后，传统工艺比MSD工艺染色织物略深一点。因此，可以基本确定MSD工艺较传统工艺可以节约10%～15%的染料用量。
由表5中的数据可以看出MSD轧染染色工艺较常规工艺，对染料有着更强的固着作用，水洗后处理中所洗掉的染料量大大降低了，这不仅从侧面反映了MSD轧染染色工艺可以提高染料对纤维的固着作用，微悬浮体助剂使得染料在染液中更加分散，更容易上染纤维，从而使得染料上染纤维的量增大，提高染料固色率，节约染料，并且大大降低了水洗残液对环境的污染程度，具有一定的环保效益和经济效益，可减轻废水处理厂负担，具有很大社会效益和经济效益。
从表6中可以得出，MSD工艺染色样品的原样变色程度，无论是相同染料用量还是染料减量后均和传统工艺染色样品相当，只是相差半个等级。由于MSD工艺的染料上染率高，织物表面上的浮色较传统工艺染色样品多，而皂洗条件比较苛刻，将织物表面上的浮色充分洗掉，沾色比较严重，因此MSD工艺染色的沾色程度较传统工艺较为高一些。
相同染料用量下MSD工艺染色样品的干/湿摩擦色牢度比常规工艺染色样品差半级,这是因为相同染料用量下，MSD助剂的作用使得染料上染纤维的量增大，织物得色较深，但由于上染纤维的染料量加大，可能在织物表面的染料量相对较多，即使固色率提高，可能耐摩擦色牢度方面也会有所影响，MSD工艺减染料用量后染色样品的干/湿摩擦色牢度与常规工艺染色样品基本一致。
3·结果与讨论
（1）实验确定了MSD助剂的最佳配方和工艺条件:助剂XY①为8g/L,尿素为3g/L,JFC为0.8g/L,软水剂为0.1g/L，XY②的最佳用量为10～12g/L；一浸一轧染色液→烘干(100℃×5min)→一浸一轧固色液→汽蒸（100℃×2min）。
（2）在保证染色样品皂洗、耐摩擦色牢度不受影响的前提下,使用MSD染色方法可比常规染色节省10%～20%的染料,因此可节约染料方面的成本，并且一般不会引起色光变化，此外可提高染料在织物上的固着量，从而提高织物的K/S值。
（3）采用MSD轧染染色工艺在一定程度上提高了染料的利用率，减少了残液中染料的含量，减轻了污水处理的负担，降低了污水处理的成本，从而降低了染色废弃染料的排放量和生产能耗，符合纺织印染业“节能减排”的发展要求。
4·参考文献
[1]姚穆.纺织材料学[M].北京:中国纺织工业出版社,1998.
[2]邢建伟,周芬,田慧敏等.微悬浮体染色技术在羊毛染色中的应用[J].印染,2006(16):24～26.
[3]邢建伟,熊铃俐,田慧敏等.大豆蛋白纤维活性染料微悬浮体染色[J].印染,2006(13):5～6.
[4]王银银,徐成书,邢建伟,任燕,郑艳兰,先齐等.纯棉灯芯绒织物微悬浮体染色的研究[B].西安工程大学学报,2009（06）.
[5]林细娇.染整试化验[M].北京：中国纺织出版社,2005.
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