朱莉娜

(德州學(xué)院，山東 德州 253023)

靛藍(lán)天然染料對竹炭針織物染色的優(yōu)化工藝探討

朱莉娜

(德州學(xué)院，山東 德州 253023)

文章對靛藍(lán)染料的特性和染色機(jī)理進(jìn)行了分析，對竹炭針織面料的染色性能進(jìn)行了探討，對竹炭纖維織物用靛藍(lán)染料進(jìn)行染色的工藝進(jìn)行了研究。通過工藝改進(jìn)，分析確定了靛藍(lán)天然染料對竹炭纖維針織物進(jìn)行染色的最佳準(zhǔn)備、染色、皂洗工藝參數(shù)。其中最佳靛藍(lán)還原工藝為：TD 1.67g，尿素2.08g，NaNO21.25g，還原溫度45℃；最佳染色工藝為：浴比1∶50，染料濃度5g/L，染色溫度45℃。

靛藍(lán)染料；竹炭纖維針織物；染色工藝；還原工藝；織物物理機(jī)械性能

隨著紡織服裝業(yè)的發(fā)展，人們開始追求趨于天然化、回歸大自然的紡織品和時(shí)裝，將生態(tài)健康理念融入紡織服裝行業(yè)，形成了各類新型生態(tài)與健康型紡織服裝產(chǎn)品?；瘜W(xué)染料在染色過程中產(chǎn)生的印染廢水等會(huì)對環(huán)境造成污染，對身體健康造成威脅，而靛藍(lán)染料作為一種古老的天然染料，具有經(jīng)濟(jì)環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，因此被廣泛應(yīng)用于纖維素纖維的著色。靛藍(lán)染料具有比其他棉用染料更加優(yōu)異的性能，以及獨(dú)特的色澤和功能性。同時(shí)，靛藍(lán)染料還具有一定的藥用價(jià)值，并有防蟲殺菌的功效，對人體有特殊的藥物保健作用[1]。

竹炭纖維是繼竹原纖維、竹漿纖維后利用竹材資源開發(fā)的又一種新型纖維。竹炭纖維是一種性能卓越的環(huán)保材料，被稱為“會(huì)呼吸的纖維”。竹炭纖維能完全降解，因而對環(huán)境不會(huì)造成污染。同時(shí)竹炭纖維柔滑軟暖，似“綾羅綢緞”，懸垂性佳，有著特有的絲絨感。且竹炭纖維吸濕透氣性強(qiáng)，被稱為“纖維皇后”。 可以廣泛地用于內(nèi)衣褲，襯衫，家紡，運(yùn)動(dòng)休閑裝，功能服裝服飾等。對竹炭纖維進(jìn)行染色時(shí)溫度不宜過高，較高的染色溫度可能會(huì)使竹炭顆粒從纖維上脫落，脫落的竹炭顆粒會(huì)堵塞竹炭纖維的蜂窩狀小孔，使得染料難以進(jìn)入竹炭纖維內(nèi)部與纖維發(fā)生反應(yīng)[2]。

有關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道，靛藍(lán)染料可以對棉織物進(jìn)行染色，利用葡萄糖作為其還原劑[3]。竹炭纖維織物可以利用分散染料進(jìn)行染色，溫度在120℃時(shí)上染率最高。本課題研究了利用靛藍(lán)染料對竹炭纖維針織物進(jìn)行染色，并探究出其最佳工藝，同時(shí)通過實(shí)驗(yàn)對比分析了染色前后織物物理機(jī)械性能的變化，這在目前的相關(guān)文獻(xiàn)中還未見報(bào)道。

1 工藝的探究

1.1 靛藍(lán)染料的發(fā)色原理

靛藍(lán)染料的發(fā)色是一個(gè)典型的“給電子—受電子”發(fā)色體系。靛藍(lán)分子中含有兩個(gè)羥基和一個(gè)不飽和的碳碳雙鍵，可以看作是帶有烯烴雙鍵的羰基化合物，羰基與其它原子之間的電子傳遞就是靠碳碳雙鍵來完成的。除靛藍(lán)分子的H-發(fā)色團(tuán)之外，分子兩端苯環(huán)的給電子性使得吸收波長具有更大的深色位移。這個(gè)體系中染料呈現(xiàn)的顏色與溶劑的極性密不可分，溶劑介電常數(shù)越大，染料的吸收波長越往更深處發(fā)生位移。

1.2 靛藍(lán)染料的還原性

1.3 還原劑在靛藍(lán)染料染色中的作用

在靛藍(lán)染料的上染過程中，還原劑的種類和用量對染色的效果有非常重要的作用。要想達(dá)到理想的染色效果，必須使染料分子均勻地分布在紗線的表面和內(nèi)部。靛藍(lán)染料的還原方法通常有：發(fā)酵法、保險(xiǎn)粉法和二氧化硫脲法等[4]。

1.4 靛藍(lán)染料的染色過程

1.4.1 前處理

實(shí)驗(yàn)材料如表1所示。

表1 前處理過程所需材料及對應(yīng)指標(biāo)

步驟：

織物前處理過程前后的實(shí)物比較如圖1所示。

未處理 處理后

1.4.2 染色過程

首先進(jìn)行加鹽過程，實(shí)驗(yàn)材料如表2所示。

表2 染色過程的第一步所需的實(shí)驗(yàn)材料及對應(yīng)指標(biāo)

步驟：

水浴比(織物質(zhì)量與染液質(zhì)量之比)1∶50.0

其次進(jìn)行加堿過程，實(shí)驗(yàn)材料如表3所示。

表3 染色過程的第二步所需的實(shí)驗(yàn)材料及對應(yīng)指標(biāo)

步驟：

1.4.3 還原反應(yīng)

實(shí)驗(yàn)材料如表4所示。

表4 還原反應(yīng)所需的實(shí)驗(yàn)材料及對應(yīng)指標(biāo)

步驟：

完成染色過程，打開染色筒，將織物取出，在空氣中氧化2min。氧化的過程中，織物的顏色由黃色逐漸變成我們所需要的靛藍(lán)色?？椢镌诳諝庵兄饾u被氧化的過程如圖2、圖3、圖4、圖5所示。

圖2 織物勻染劑氧化過程

圖3 織物勻染劑氧化過程

圖4 織物勻染劑氧化過程

圖5 織物勻染劑氧化過程

1.4.4 皂洗過程

在進(jìn)行皂洗之前，要先將附著在織物表面的

勻染劑洗掉，防止在皂洗過程中產(chǎn)生皂洗不均勻的后果?？椢锏脑硐催^程如圖6所示。

圖6 皂洗過程

先經(jīng)水洗：量取250ml的清水倒入染色筒中，在45℃溫度下水洗10分鐘。

后經(jīng)皂洗：取1g皂洗液于染色筒中，均勻攪拌，在45℃條件下皂洗20分鐘。

完成染色整個(gè)過程，將織物晾干，再進(jìn)行物理機(jī)械性能的測試。

2 染色前后織物物理機(jī)械性能比較

2.1 竹炭纖維針織物的主要織物規(guī)格

竹炭纖維針織物的主要織物規(guī)格如表5所示。

表5 竹炭纖維針織物的主要織物規(guī)格

2.2 竹炭纖維針織物染色前后斷裂強(qiáng)力指標(biāo)對比

竹炭纖維針織物染色前后斷裂強(qiáng)力指標(biāo)如表6、表7所示：

表6 染色前斷裂強(qiáng)力指標(biāo)

表7 染色后斷裂強(qiáng)力指標(biāo)

2.3 竹炭纖維針織物染色前后撕裂強(qiáng)力對比(梯形法)

竹炭纖維針織物染色前后撕裂強(qiáng)力如表8所示：

表8 染色前撕裂強(qiáng)力指標(biāo)

從測試結(jié)果可以看出，經(jīng)優(yōu)化染色工藝后，織物染色后的斷裂強(qiáng)力和伸長均表現(xiàn)良好，甚至比染色前有所提高，織物染色后的撕破強(qiáng)力也優(yōu)于染色前的數(shù)值，因此該靛藍(lán)天然染料的染色工藝在提高織物的物理機(jī)械性能方面達(dá)到最優(yōu)。

3 結(jié)果與討論

3.1 在對竹炭纖維進(jìn)行染色之前，利用碳酸鈉和雙氧水進(jìn)行前處理，使織物易于上色，并使染色均勻。

3.2 最佳染色工藝為：浴比1:50，染料濃度5g/L，染色溫度45℃。

3.3 TD—尿素還原體系的最佳值：TD 1.67g，尿素2.08g，NaNO21.25g，還原溫度45℃。

3.4 經(jīng)過染色工藝優(yōu)化后，染色后竹炭纖維針織物的物理機(jī)械性能良好，并有一定的提高。

[1] 蔡成琴，張瑞萍，趙晴.純棉織物的植物靛藍(lán)生態(tài)染色[J].印染，2013，39(5)：1—4.

[2] 張永久，馮愛芬.白竹炭/粘膠纖維的染色工藝[J].印染，2010，36(17):22—23.

[3] 劉祥霞，盧嘉杰.棉織物的植物靛藍(lán)染料-葡萄糖染色[J].印染，2011，37(5):1—5.

[4] 伍建國，周向東，劉方.Fe+絡(luò)合物在靛藍(lán)染色過程中的作用(二)[J].紡織學(xué)報(bào)，2004，25(3)：96—99.

Discussion of Optimizing Dyeing Processes for CarbonBamboo Knitted Fabrics with Indigo-blue Dye

ZhuLina

(Dezhou University, Dezhou 253023,China)

The properties and dying mechanism of indigo-blue dye were analyzed. The dying performance of bamboo knitted fabric was discussed. The dying process of bamboo knitted fabric with indigo-blue dye was researched. Though the process improvement, the best parameters of dying preparation, dying and washing were determined. The optimal indigo-blue dye reduction process was that TD of 1.67g, carbamide of 2.08g, NaNO2of 1.25g, reduction temperature of 45℃. The best dying process was that the bath ratio of 1∶50, the dye concentration of 5 g/L, the dyeing temperature of 45℃.

indigo-blue dye;bamboo knitted fabrics; dyeing process;reduction process;the physical and mechanical properties of knitted fabric

2015-03-04

朱莉娜(1978—),女,山東青島人,講師。

TS193.8

B

1009-3028(2016)03-0023-04