氨綸絲中性染料染色性能研究

周佳樂，童伊櫟，倪展鴻，李會(huì)弟，吳典光，王青云，丁 怡，申曉星

（嘉興南湖學(xué)院，浙江 嘉興 314001）

氨綸是聚氨基甲酸酯纖維，具有軟硬鏈段交替排列的結(jié)構(gòu)，賦予纖維高伸長、高回復(fù)的特點(diǎn)。氨綸素有“面料味精”之稱[1-3]，在紡織品中加入一定量的氨綸，可使產(chǎn)品擁有較高的彈性、優(yōu)良的回彈性能、柔軟的手感和穿著舒適性，提高織物在紡織品領(lǐng)域的附加值，因此，氨綸被廣泛應(yīng)用于針織、機(jī)織等紡織服裝行業(yè)。其中，錦氨彈力織物因具有高耐磨性、優(yōu)異的強(qiáng)力、較好的吸濕性、成衣穿著柔軟舒適等優(yōu)點(diǎn)，在泳裝、貼身內(nèi)衣、瑜伽服等服裝上得到了廣泛應(yīng)用，深受人們的喜愛，市場廣闊。

由于氨綸絲在化學(xué)組成上與錦綸存在差別，氨綸和錦綸一起染色時(shí)會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的競?cè)粳F(xiàn)象[4-8]，通常采用酸性染料對(duì)錦氨織物進(jìn)行染色。在酸性條件下，酸性染料的磺酸根與錦綸帶正電荷的酰胺鍵以離子鍵的方式結(jié)合，而氨綸的脲基和氨酯基質(zhì)子化能力較弱，不宜與酸性染料結(jié)合，導(dǎo)致錦氨織物同浴染色后錦綸已經(jīng)染成深色，而氨綸的染色效果很差或不能上色，特別是在包纏效果不佳時(shí)，白色的氨綸芯更容易裸露，使染色的織物出現(xiàn)“露白”現(xiàn)象，影響紡織品的外觀和使用價(jià)值。因此，采用何種染料使錦氨織物能獲得比較高的上染率是解決氨綸“露白”問題的關(guān)鍵。

目前，解決錦氨織物染色效果差問題的主要方式是在錦氨同浴染色時(shí)，添加分散染料。分散染料為疏水性纖維，可以與氨綸的醚鍵或酯鍵以范德華力結(jié)合，但是由于分散染料分子質(zhì)量比較小，在使用過程中，當(dāng)氨綸處于拉伸狀態(tài)時(shí)，分散染料容易從纖維內(nèi)部遷移到表面，嚴(yán)重降低含氨綸紡織品的染色牢度，難以滿足使用要求[9-10]。

為改善目前市場上出現(xiàn)的錦氨織物染深色時(shí)氨綸“露白”問題，本研究選用不同中性染料對(duì)氨綸進(jìn)行染色，并且探討中性染料對(duì)錦氨織物的上染率、K/S值、同色性等，對(duì)解決氨綸可控染色問題有重要的指導(dǎo)意義。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 材料及藥品

纖維：40 D普通氨綸絲4882，40 D酸性可染氨綸Z4700（曉星集團(tuán)），錦綸織物（20 D×20 D，經(jīng)緯密：215 T×165 T，380 T）。

染料：依索倫紅NHF-S、依索倫黃NHF-S、依索倫藍(lán)NHF-S、依索倫黑2S-EL[工業(yè)品，德司達(dá)（上海）貿(mào)易有限公司]，中性黑BH、中性黃NFS、中性紅NFS、中性藍(lán)NFS（B企業(yè)），中性黑BL、中性紅GRL、中性黃GL、中性藍(lán)BNL（青島雙桃精細(xì)化工有限公司），中性黑M-R、中性紅S-RB、中性黃S-2RN、中性藍(lán)S-BS（C企業(yè)）。

助劑：冰醋酸（分析純，上海聯(lián)試化工試劑有限公司），三水合乙酸鈉、氫氧化鈉（分析純，西隴科學(xué)股份有限公司），精煉劑E3C（工業(yè)品，上海京雁有限公司），酸性勻染劑（工業(yè)品，江蘇德旺化工工業(yè)有限公司）。

1.2 儀器及設(shè)備

HWX-24紅外線染色機(jī)（浙江省桐鄉(xiāng)市振和化工儀器有限公司），Datacolor 600測色配色儀（美國Datacolor），DL-101-1BS電熱鼓風(fēng)干燥器（天津市中環(huán)實(shí)驗(yàn)電爐有限公司）。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 前處理工藝

前處理工藝如下：選擇質(zhì)量濃度為2 g/L的NaOH、質(zhì)量濃度為2 g/L的精煉劑E3C，在浴比為1∶20的條件下，利用紅外線快速試色機(jī)，直升到80 ℃后，在80 ℃環(huán)境下保溫30 min，水洗，烘干，完成測試。

1.3.2 染色方法

工藝配方如下：20%氨綸絲、80%錦綸織物、2%中性染料、pH為5、2 g/L勻染劑、浴比為1∶20。其中，pH通過冰乙酸與三水合乙酸鈉緩沖溶液來調(diào)節(jié)，加入量為總液量的10%。

1.3.3 染料配伍值

工藝配方如下：20%氨綸絲、80%錦綸、3%中性染料（紅、黃、藍(lán)各1%）、pH為5、2 g/L勻染劑、浴比為1∶20。

1.3.4 染色工藝曲線

染色工藝曲線如圖1所示。

圖1 染色工藝曲線

1.4 測試方法

1.4.1 上染率測試

上染率表示吸附在纖維上的染料量占投入染料總量的百分比，按染色處方染色后，取適量殘液稀釋一定倍數(shù)，然后在紫外-可見分光光度計(jì)上于最大吸收波長處分別測定染色殘液和空白染液的吸光度A1和A0，上染率（E）按公式（1）計(jì)算：

式中：E為上染率，A1為最大吸收波長處殘液的吸光度，A0為最大吸收波長處空白染液的吸光度。

1.4.2 染色深度測試

在D65光源和10°視場條件下，用計(jì)算機(jī)測色儀直接測定K/S值，K/S值越大，顏色越深，反之越淺。

1.4.3 ΔE測量

首先，校準(zhǔn)測色儀；其次，將烘干的錦綸織物對(duì)折兩次，壓入測色儀中進(jìn)行測量，每塊樣布測試2次，每次測的位置不同；再次，以錦綸布測得的K/S值為標(biāo)樣測量氨綸絲的K/S值；最后，得出結(jié)果ΔE。ΔE越小，說明錦綸與氨綸的同色性越好。

1.4.4 配伍值測試

配伍性是指兩個(gè)或兩個(gè)以上染料拼色時(shí)，隨著染色時(shí)間的延長，色澤深淺（色調(diào)）始終保持不變的性能（只有濃淡變化）。配伍性通常用配伍值（K）來表示。

按照中性染料染色工藝處方配制8份相同的染色實(shí)驗(yàn)組，在室溫條件下，將8份染色實(shí)驗(yàn)組放入紅外染色機(jī)中，以1 ℃/min的速度升溫至100 ℃，分別在40、50、60、70、80、90、100 ℃取出一份，最后一份在100 ℃條件下保溫40 min后取出；分別測量8份染色實(shí)驗(yàn)組的最大吸收波長，最大吸收波長不變或變化較小，說明染料上染過程的配伍值較好。

2 結(jié)果與討論

2.1 不同類型中性染料對(duì)氨綸上染率的影響

為了研究中性染料對(duì)氨綸絲染色上染率的影響，分別選用4組中性染料—德司達(dá)系列（依索倫黑2S-EL、依索倫紅 NHF-S、依索倫黃 NHF-S、依索倫藍(lán) NHF-S）、B廠家、青島雙桃系列和C廠家中性染料對(duì)氨綸絲進(jìn)行染色，測定染色后殘液的吸光度，計(jì)算氨綸絲的上染率，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖2所示。

圖2 不同種類中性染料在氨綸上的上染率

由圖2可知，4組中性染料在相同染色條件下對(duì)H350 20 D和H350 40 D氨綸絲的上染率影響不大，所得上染率均較高，都超過了90%，結(jié)果十分相近，主要原因是在染色過程中，氨綸絲與錦綸以20∶80的比例進(jìn)行染色，錦綸占比較高，且中性染料在錦綸上有較高的上染率，導(dǎo)致染色后的殘液接近無色，所以得到的上染率差別不大。

2.2 不同類型中性染料對(duì)氨綸染色深度的影響

為研究中性染料對(duì)氨綸絲染色深度的影響，使用4組染料分別對(duì)H350 20 D、H350 40 D兩種氨綸絲進(jìn)行染色，對(duì)染色后測得的K/S值進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果如圖3所示。

圖3 不同種類中性染料在氨綸上的染色深度

由圖3可知，對(duì)于H350 20 D的氨綸絲，紅色K/S值最高的是B廠家染料，黃色K/S值最高的是B廠家染料，藍(lán)色K/S值最高的是依索倫藍(lán)NHF-S（德司達(dá)系列染料），黑色K/S值最高的是中性黑BL（青島雙桃系列染料）；對(duì)于H350 40 D的氨綸絲，紅色K/S值最高的是B廠家染料，黃色K/S值最高的是依索倫黃NHF-S（德司達(dá)系列染料），藍(lán)色K/S值最高的是依索倫藍(lán)NHF-S（德司達(dá)系列染料），黑色K/S值最高的是中性黑BL（青島雙桃系列染料）。綜合上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果，依索倫紅NHF-S、依索倫黃NHF-S、依索倫藍(lán)NHF-S（德司達(dá)系列染料三原色）和中性黑BL（青島雙桃系列染料）對(duì)氨綸具有較好的染色性能。因此，可選用德司達(dá)系列染料三原色和青島雙桃系列染料的黑色對(duì)氨綸的染色性能進(jìn)行改善。

2.3 同色性對(duì)比

據(jù)調(diào)查分析，目前市場上占據(jù)以經(jīng)編錦/氨（80/20）產(chǎn)品中氨綸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高。因此，為研究氨綸絲與錦綸混紡染色同色性的問題，按染色工藝處方及工藝流程進(jìn)行錦/氨（80/20）染色，染色后測得錦綸與氨綸絲之間的ΔE，結(jié)果如圖4所示。

由圖4可知，4組染料染色之后，氨綸絲與錦綸之間的同色性差異較大。相比其他3組染料，德司達(dá)系列染料的三原色染色后，氨綸絲與錦綸之間的ΔE較小，則使用該類染料染色后，氨綸絲與錦綸之間的顏色差異較小，同色性較好；相比其他3組染料，青島雙桃系列染料的中性黑BL染色后，氨綸絲與錦綸之間的ΔE較小，說明采用中性黑BL染料染色后，氨綸絲與錦綸的顏色比較接近，同色性比較好。綜合上述結(jié)果，德司達(dá)系列染料的三原色（依索倫紅NHF-S、依索倫黃NHF-S、依索倫藍(lán)NHF-S）和青島雙桃系列染料的黑色（中性黑BL）優(yōu)于其他3組中性染料，在錦氨織物染色時(shí)，錦綸與氨綸可獲得比較接近的顏色。

圖4 中性染料的染料類型對(duì)錦氨織物染色后氨綸絲與錦綸的色差值的影響

2.4 不同類型中性染料上染氨綸的配伍值對(duì)比

根據(jù)上述染色配方，選用三原色，按1∶1∶1的比例拼成復(fù)色，測試在不同溫度下，染料上染氨綸后的最大吸收波長。若最大吸收波長不變，則在整個(gè)染色過程中染料的上染性能一致，說明該染料的配伍性較好。染料的配伍值越接近，染色后的色光越穩(wěn)定，可減少染色疵病，提高染色的一次成功率。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表1、表2所示。

表1 德司達(dá)系列配伍值結(jié)果

表2 德旺系列配伍值結(jié)果

在不同中性染料對(duì)氨綸的上染率、染色深度、同色性對(duì)比中，青島雙桃系列染料與C廠家染料都不及德司達(dá)系列染料與B廠家系列染料，因此，青島雙桃系列染料與C廠家系列染料未做配伍值測試。

由表1、表2可知，德司達(dá)系列染料在不同溫度下上染后，H350 20 D的最大吸收波長為440~450 nm，H350 40 D的最大吸收波長為450~455 nm。B廠家系列染料在不同溫度下上染后，H350 20 D的最大吸收波長為440~455 nm，H350 40 D的最大吸收波長為450 nm，說明在不同溫度下，不同染料的上染能力有差別，德司達(dá)系列染料的最大吸收波長基本為450 nm，而B廠家系列染料的最大吸收波長在440~455 nm波動(dòng)，說明德司達(dá)系列染料的配伍性較好。

3 結(jié)論

氨綸具有優(yōu)異的高彈性和回復(fù)性，應(yīng)用范圍廣泛。氨綸的染色性不足，會(huì)制約其在高檔錦氨面料上的使用。因此，研究可改善氨綸染色性的染料可以進(jìn)一步提升氨綸的使用價(jià)值。

（1）染料的上染率：由于染色時(shí)將錦綸、氨綸按80∶20的比例進(jìn)行染色，錦綸的含量較高，不同中性染料對(duì)氨綸的上染率差別不明顯。

（2）在染色深度方面，德司達(dá)中性染料染氨綸后K/S值較高，對(duì)氨綸有較好的染色性，同時(shí)，青島雙桃的中性黑BL上染氨綸后K/S值較高，可達(dá)到與可染氨綸相同的染色深度，染色效果較好。

（3）使用德司達(dá)中性染料上染錦氨織物后，錦綸與氨綸的ΔE較小，具有較好的同色性。

（4）在配伍值方面，利用德司達(dá)系列中性染料上染氨綸后，在不同溫度下，所染顏色的最大吸收波長基本不變，有較好的配伍性。