酸性染料染錦綸用勻染劑性能檢驗方法探討

黃桂珍，何麗清，薛桂萍，顏陳喜

(1.廣東紡織職業技術學院，廣東 佛山 528041； 2.廣東三水昊通印染有限公司，廣東 三水 528100)

酸性染料染錦綸時，染料上染急劇，易在織物表面產生“經綹”或“橫檔”等染色疵病，當兩只或兩只以上的染料拼色時，易發生競染現象[1]，解決的方法是在染液中加入合適的勻染劑。現在市場上酸性染料染色用勻染劑種類繁多，結構各異，勻染效果不盡相同。據文獻介紹，檢驗勻染劑性能常用的方法有：緩染性試驗、移染性試驗等，綜合這些方法能基本檢驗出勻染劑的性能好壞，但是實驗結果評判標準不夠直觀精確。本文探索新的酸性染料染色用勻染劑檢驗方法是：染色處方采用三原色弱酸性染料拼色，染色工藝用階梯式升溫的染色方法，染后織物用電腦測色儀測試布樣的CIE 1976 L*、a*、b*值，再用數學方法計算結果。該方法能精確判斷出勻染劑的性能好壞，幫助企業篩選出優秀的勻染劑應用于生產，提高產品質量，降低翻修風險，使企業在市場上獲得更好的競爭力。

1 實 驗

1.1 材料、試劑和儀器

材料：經前處理的錦綸針織物(廣東肇慶鴻基織業有限公司)

染料：雅格賽特紅N-2RBL、雅格賽特黃N-R、雅格賽特藍N-R(廣州雅運紡織化工有限公司)。

試劑：勻染劑201(佛山市高明匯通化工有限公司)、勻染劑PSP(佛山市順德區盈豐達化學工業有限公司)、冰醋酸(市售工業級)。

儀器：JJ1000型電子天平(中國常熟市雙杰測試儀器廠)，INFRA-RED紅外染色小樣機(香港KMS顏色科技有限公司),Datacolor SF600電腦測色儀(美國Datacolor公司)。

1.2 試驗方法

1.2.1 染色處方

雅格賽特紅 N-2RBL 0.2 %(owf)

雅格賽特黃 N-R 0.2 %(owf)

雅格賽特藍 N-R 0.6 %(owf)

冰醋酸 0.5 g/L

勻染劑 1.0 g/L

浴比 1∶25

1.2.2 染色工藝曲線

圖1 染色工藝曲線(一)

圖2 染色工藝曲線(二)

1.2.3 常規試驗方法

1.2.3.1 緩染性試驗

準確稱取5 g織物，均勻分成5份。按1.2.1染色處方配制染液，按染色工藝曲線(一)進行染色，待染液升溫至40 ℃時，投入第1塊織物染色，并開始計時。在2 min、4 min、8 min、16 min時分別投入第2、3、4、5塊織物進行染色，染畢取出水洗、干燥[2]。

1.2.3.2 移染性試驗

取按緩染性試驗染色的第1塊織物與同規格大小白布1塊縫合在一起。將縫合布樣放入移染液(即按1.2.1染色處方，配制不加染料，只加入助劑的空白液)中，然后按染色工藝曲線(一)進行移染，染畢將染色布與白布取出拆開，水洗、干燥[2]。

1.2.4 新試驗方法(勻染性)

按1.2.1染色處方配6杯相同的染液，各加入4 g織物，按染色工藝曲線(二)進行染色。第1杯染液在染至50 ℃保溫5 min后染色結束，取出①號布樣并水洗、干燥。第二杯染液在染至60 ℃保溫5 min后染色結束，取出②號布樣并水洗、干燥。以此類推，第6杯染液在染至100 ℃保溫5 min后染色結束，取出⑥號布樣并水洗、干燥。

1.3 測試方法

1.3.1 常規測試方法(緩染性)

(1)當第5塊織物與第1塊織物色澤相似，評為5級(緩染性最好)。

(2)當第4塊織物與第1塊織物色澤相似，評為4級。

(3)當第3塊織物與第1塊織物色澤相似，評為3級。

(4)當第2塊織物與第1塊織物色澤相似，評為2級。

(5)當第2塊織物與第1塊織物色澤不相似，評為1級(緩染性最差)[2]。

1.3.2 常規測試方法(移染性)

用Datacolor電腦測配色儀測定最大吸收波長下，移染后色布、白布的表面深度K/S值，移染率按公式(1)計算：

移染率=[(K/S)2/(K/S)1]×100%

(1)

式中：(K/S)1代表移染后色布的K/S值；

(K/S)2代表移染后白布的K/S值[3]。

1.3.3 新的測試方法(勻染性)

用Datacolor電腦測配色儀測出①～⑥號染色布樣的CIE 1976 L*、a*、b*值，其中，L*值是表示顏色的明度值，明度值越高，顏色越亮； a*值是表示顏色的紅綠度，正數偏紅，負數偏綠； b*值是表示顏色的黃藍度，正數偏黃，負數偏藍[4]。以⑥號染色布樣為標準樣，按公式(2)分別計算各個布樣的 L*、a*、b*值對標準樣的偏差S(L*)、S(a*)、S(b*)，即相對不勻度，再按公式(3)計算出總不勻度。

(2)

總不勻度= S(a*)+S(b*)

(3)

式中：S(x)代表布樣①～⑤號的 L*、a*、b*值對染色布樣⑥號的偏差S(L*)、S(a*)、S(b*)，即相對不勻度；

xi代表①～⑤號布樣的L*、a*、b*值，xn代表⑥號布樣的的L*、a*、b*值，n=6。

2 結果和討論

2.1 用常規試驗方法測到的緩染性和移染性

常規緩染性試驗方法是根據染色時間對上染百分率的影響，考查不同時間染色布樣在勻染劑作用下能否達到顏色一致，顏色一致性高則說明勻染劑的緩染效果好，反之則差。移染性試驗是基于勻染劑能夠與纖維或染料結合，因此有一定的剝色作用，將色布與白布置于含勻染劑的移染液中，色布上的染料部份被剝落，上染到白布上，白布得色越深，移染率越高，則說明勻染劑的移染性越好。

用常規方法測得的緩染性和移染性見表1。

表1 緩染性和移染率

由表1可看出，勻染劑201的緩染性評級是4級，也就是說，在染色8 min后，染液達到52 ℃時加入的織物與在染色初始染液溫度40 ℃時加入的織物得色一致。說明勻染劑201在染色時能夠阻止染料過快地與纖維結合，起到較好的緩染作用。勻染劑201的移染率為45.43 %，說明其移染效果好。即使初始時染料有上染不勻的現象，也能通過移染來提高染色均勻性和遮蓋性。勻染劑PSP的緩染性評級是3級，移染率為14.74 %，說明該勻染劑有一定的緩染作用，但移染作用較差。

2.2 用新測試方法測到的勻染性

本文探索的新的勻染性測試方法，染色處方用紅、黃、藍三原色弱酸性染料拼色，是因為兩只或兩只以上染料拼色時，易產生競染現象，染色的勻染性更差。染色工藝沒有按照常規的染色工藝，而是采用階梯式升溫的染色工藝，每勻速升溫10 ℃后保溫一小段時間。用電腦測配色儀測量各階段染色織物的CIE 1976 L*、a*、b*值，再計算出L*、a*、b*值的相對不勻度和總不勻度?？偛粍蚨刃t說明在各個染色階段，三種染料能勻速上染織物，織物的色光都相接近，因此勻染劑的勻染性能就好。

按照新測試方法，檢驗勻染劑201和勻染劑PSP的勻染性，得到的結果見表2和表3。同時，測試不加入勻染劑染色時染料的勻染性，結果見表4。

表2 勻染劑201的CIE 1976 L*、a*、b*值及織物外觀

表3 勻染劑PSP的CIE 1976 L*、a*、b*值及織物外觀

表4 不加勻染劑時染料的CIE 1976 L*、a*、b*值及織物外觀

由表2的數據計算得出，勻染劑201的相對不勻度為：S(L*)=0.12，S(a*)=0.14，S(b*)=0.14；總不勻度為：S(a*)+S(b*)=0.28。

由表3的數據計算得出，勻染劑PSP的相對不勻度為：S(L*)=0.08，S(a*)=0.99，S(b*)=0.16； 總不勻度為：S(a*)+S(b*)=1.15。

由表4的數據計算得出，不加勻染劑的相對不勻度為：S(L*)=0.03，S(a*)=0.54，S(b*)=0.13； 總不勻度為：S(a*)+S(b*)=0.67。

在染色過程中，首先，好的勻染劑應該是能夠控制染料上染纖維的速度，使每個階段的染色布樣的顏色深度隨著時間增加而遞增，即L*值逐漸減小，這樣計算出來的S(L*)值不能過小，過小則說明染料易瞬染。表4中布樣②到布樣⑥的L*值非常接近，S(L*)=0.03，說明不加勻染劑染色時染料會急劇上染纖維，使布面產生色花。其次，好的勻染劑應該是能夠控制同浴的每只染料以相同的速度上染纖維，降低染料的競染現象，使每個階段的染色布樣色光都一致，即a*、b*值變化不大，S(a*)和S(b*)越小越好，總不勻度也越小越好。勻染劑201的總不勻度為0.28，勻染劑PSP的總不勻度為1.15，不加勻染劑的總不勻度為0.67，說明勻染劑201有較好勻染性能，而勻染劑PSP的勻染性很差。

用弱酸性染料染錦綸時，染料以離子鍵、氫鍵和范德華力共同作用而與纖維末端氨基結合，由于氨基含量低且纖維微結構均勻性差，因此染浴中染料分子對錦綸纖維有很強的親和力，染色過程中容易瞬染，導致染色不勻[1]。所以不加勻染劑時，三種染料的競染、瞬染現象嚴重，勻染性很差，染出來的織物顏色很不均勻。染色時加入勻染劑，勻染劑通過占據纖維上的染座與染料產生競染，因而延緩染料的上染；或與染料結合減少染料直接上染纖維，然后通過移染達到緩染的效果[5]。勻染劑201能與染料或纖維結合，延緩染料上染纖維，所以有較好的勻染性。勻染劑PSP不能有效地阻止染料過快地與纖維結合，所以勻染性很差。

因此，以不加勻染劑染色得到的總不勻度為分界點，總不勻度越小勻染劑的性能越好?？偛痪刃∮?.3，勻染劑性能很好； 總不均度在0.3～0.6范圍，勻染劑性能一般；總不均度大于0.6，勻染劑的性能很差，跟不添加勻染劑染色的效果一樣。

對比常用的和新的兩種勻染劑性能檢驗方法，我們不難發現，新方法操作簡單，準確度高，直觀、清晰； 常用的方法不夠直接和精準。因此，新的方法是一種能有效檢驗酸性染料染色用勻染劑性能的方法。

3 結 論

(1)用新的勻染劑性能檢測方法測得的結果為：總不勻度越小勻染劑的性能越好?？偛痪刃∮?.3，勻染劑性能很好； 總不均度在0.3～0.6范圍，勻染劑性能一般；總不均度大于0.6，勻染劑的性能很差，跟不添加勻染劑染色的效果一樣。

(2)本文探索的新的勻染劑性能測試方案設計較合理，結合電腦測配色和數學計算方法把檢測結果量化，能更快速、直觀、有效地檢驗勻染劑的性能好壞。

[1] 沈志平.染整技術(第二冊)[M].北京:中國紡織出版社,2005.

[2] 蔡蘇英.染整實驗[M].北京:中國紡織出版社,2007.

[3] 于魯晉,周強,黃中權,朱亞偉.錦綸染色勻染劑的勻染性[J].印染助劑,2008,25(7):31-34.

[4] 楊忠偉，石紅.電腦測色儀在紡織檢驗及生產上的應用[J].染整技術,2002,24(3):37-40.

[5] 王存倉.紡織染整助劑導論[M].陜西:西安交通大學出版社,1993.