复配型增深剂在针织布上的应用.pdf

丁仁金1，沈殷2，姚春婵3，4，孙月平5，魏乾阳4，曾嘉逸6，张劲峰3，4（1.浙江航民股份有限公司印染分公司，浙江杭州 311241；2.绍兴中纺联检验技术服务有限公司，浙江绍兴 312030；3.绍兴孚亨纺织科技有限公司，浙江绍兴 312030；4.绍兴市柯桥区西纺纺织产业创新研究院，浙江绍兴 312030；5.绍兴实壹纺织品有限公司，浙江绍兴312030；6.西安工程大学服装与艺术设计学院，陕西西安 710048）摘要：染特深色织物存在染料上染饱和但色深度不足等问题，以不同玻璃化温度的增深剂复配，在织物上形成双层反射面，探究其在针织面料上的应用效果。结果表明：增深剂复配比m（聚硅氧烷TF-413）m（聚丙烯酸酯M-431SX）=2 1，增深剂质量浓度40 g/L，定形机后6节烘箱170 定形，车速26 m/min，整理后织物的增深率高达45.89%，与未整理织物相比，耐皂洗色牢度基本相同，耐湿摩擦色牢度可提升0.5级。关键词：增深剂；复配；聚丙烯酸酯；聚硅氧烷；针织布中图分类号:TS193.8文献标志码:B文章编号:1004-0439（2024）03-0043-05Application of compound deepening agent on knitted fabricDING Renjin1,SHEN Yin2,YAO Chunchan3,4,SUN Yueping5,WEI Qianyang4,ZENG Jiayi6,ZHANG Jinfeng3,41.Zhejiang Hangmin Co.Ltd.,Printing&Dyeing Branch,Hangzhou 311241,China;2.United Testing Services(Shaoxing)Co.Ltd.,Shaoxing 312030,China;3.Shaoxing Fuheng Textile Technology Co.Ltd.,Shaoxing 312030,China;4.Shaoxing Keqiao West-Tex Textile Industry Innovative Institute,Shaoxing 312030,China;5.Shaoxing Shiyi Textile Co.Ltd.,Shaoxing 312030,China;6.Apparel&Art Design College-Fashion Design and Engineering,Xi an Polytechnic University,Xi an 710048,ChinaAbstract:Dyeing ultra dark fabrics has problems such as dye saturation but insufficient color depth.Bycombining different glass transition temperatures of darkening agents,a double-layer reflective surface wasformed on the fabric to explore its application effect on knitted fabrics.The results showed that the compositeratio of deepening agent m(polysiloxane TF-413)m(polyacrylate M-431SX)=2 1,the mass concentration ofdeepening agent was 40 g/L,and the setting machine was set in a 6-section oven at 170 at a speed of 26m/min.The deepening rate of the finished fabric was as high as 45.89%.Compared with the untreated fabric,the color fastness to soap washing was basically the same,and the color fastness to wet friction could be improved by 0.5 level.Key words:deepening agent;compound;polyacrylate;polysiloxane;knitted fabric收稿日期：2023-09-04作者简介：丁仁金（1965），男，工程师，大专，主要从事纺织化学与染整工程工作。通信作者：张劲峰（1975），男，工程师，本科，主要从事面料研发工作，E-mail：。在国家倡导节能减排和绿色印染的总形势下，深色织物存在染料上染饱和但色深度不足等问题，目前主要通过3类方法进行增深处理：（1）利用腐蚀性化学助剂、低温等离子体等刻蚀纤维表面，增大织物的比表面积，降低光线的反射量，达到增深效果1-3；（2）采用纤维改性、新型助染性助剂助染和优化工艺等方法提高织物的上染率，增加色深度4-5；（3）采用有机氟、有机硅、聚氨酯和聚丙烯酸酯等在织物表面成膜，降低入射光的反射率，当膜厚度为整数倍入射光波长时，增深效果更佳6-7。复配型增深剂在针织布上的应用印 染 助 剂TEXTILE AUXILIARIESVol.41 No.3Mar.2024第41卷第3期2024年3月印染助剂41卷马梦頔等8利用结构生色原理建立光子晶体膜，再添加有机硅增深剂，实现无机/有机复合增深。王亚超等9采用聚丙烯酸酯增深剂和有机硅树脂增深剂二浴二步法组合处理工艺，增深效果优于含氟树脂。张萍等10将有机氟硅与聚氨酯乳液进行复配，二浴二步法增深后织物的K/S值可提升34.8%。上述增深处理方法都采用二浴二步法，需要两次定形。本实验将聚丙烯酸酯和有机硅增深剂进行复配，采用一浴一步法工艺，利用两者不同的玻璃化温度，在定形机烘箱里分段升温，使织物表面形成双反射面。较高玻璃化温度的聚丙烯酸酯在使织物表面变粗糙的同时形成内层膜，较低玻璃化温度的聚硅氧烷形成外层膜，保留有机硅的低折射率特征，最大程度增深织物。1实验1.1材料与仪器织物：TC 针织罗马布（11.8 tex 65%涤+35%棉，8.33 tex涤+4.44 tex氨纶，单位面积质量为280 g/m2，绍兴孚亨纺织科技有限公司）。试剂：冰醋酸、元明粉、聚丙烯酸酯类树脂整理剂M-431SX（杭州美高华颐化工有限公司），雅格欣黄 CP-NC、雅格欣红 CP-NC、雅格欣黑 CP-TC、稳定剂 CBA、Argacel TCW（上海雅运纺织化工股份有限公司），聚硅氧烷类特黑增深剂TF-413（传化智联股份有限公司）。仪器：染缸 三技精密技术（广东）股份有限公司，FA2104型电子天平（上海精密科学仪器有限公司），Datacolor 600型电脑测色配色仪（美国Datacolor公司），Y（B）571C型色牢度摩擦仪、SW-12型A耐洗色牢度实验机（温州市大荣纺织仪器有限公司），离心脱水机（江泰洗涤机械有限公司），立信门富士定型机（德国Monforts 公司）。1.2TC一浴法染色工艺1.2.1黑色染色工艺工艺配方：稳定剂 CBA 2 g/L，元明粉 80 g/L，雅格欣黄CP-NC 0.70%（omf），雅格欣红CP-NC 0.35%（omf），雅格欣黑CP-TC 8.20%（omf），浴比1 4。工艺曲线如下：1.2.2皂洗工艺工艺配方：Argacel TCW 3 g/L，80 皂洗15 min，浴比1 10。工艺曲线如下：1.2.3整理工艺一浸一轧（复配增深剂质量浓度080 g/L，带液率80%），定形机前4节烘箱温度120，后6节烘箱温度130200，车速2036 m/min。1.3测试1.3.1乳液稳定性离心稳定性：将复配乳液置于10 mL试管中，以3 000 r/min运转5 min，观察有无漂油、凝聚、分层、粘壁、沉降等现象。冻融稳定性：试管中倒入10 mL复配液，放入冰箱中冷冻 4 h使其完全结冰，取出后在室温下融化，观察是否有破乳的情况出现，反复3次。1.3.2K/S值将检测样品在恒温恒湿下放置24 h后4折，用电脑测色配色仪在D65光源10观察视角下测试，每个样品在不同部位测试6次，取平均值。1.3.3增深率使用电脑测色配色仪测定处理前后织物的 K/S值，按下列公式计算增深率：式中：（K/S值）前表示处理前织物色深值；（K/S值）后表示处理后织物色深值。1.3.4扫描电镜采用扫描电子显微镜进行观察。放大倍数2 000倍，工作电压1 kV。1.3.5耐皂洗色牢度参考 GB/T 39212008 纺织品 色牢度试验 耐皂洗色牢度 进行测试。1.3.6耐摩擦色牢度参考 GB/T 39202008 纺织品 色牢度试验 耐摩擦色牢度 进行测定，用灰色样卡分别评价。2结果与讨论2.1影响增深性能的因素稳定剂20 min元明粉130 30 minCBA染料80 1/min水洗60 10 min常温5 min10 min80 Argacel TCW15 min醋酸、固色剂10 min60 15 min增深率=100%（K/S值）后-（K/S值）前（K/S值）前443期2.1.1乳液复配比未处理的面料K/S值为23.997，由表1可知，单独加入特黑增深剂TF-413，K/S值达到 29.013，增深率20.09%；而单独加入环保树脂整理剂 M-431SX，K/S值达到28.741，增深率19.77%，说明特黑增深剂TF-413形成的低折射率薄膜增深效果优于环保树脂整理剂M-431SX。当 m（聚硅氧烷 TF-413）m（聚丙烯酸酯M-431SX）为 2 1 时，增深率达到最大值 37.59%，故复配比选择2 1为宜。对m（聚硅氧烷TF-413）m（聚丙烯酸酯M-431SX）为2 1的乳液进行稳定性测试，结果表明无漂油、凝聚、分层、粘壁和沉降等现象出现。复配液冰冻-融化反复3次实验也没有出现破乳情况，说明复配液质量稳定、相溶性较好。2.1.2复配增深剂质量浓度复配增深剂质量浓度对增深效果的影响见图1。由图1可知，随着复配增深剂质量浓度的增加，TC罗马布的 K/S值和增深率增大，当质量浓度超过40 g/L时，增深效果趋向平稳，当质量浓度为 80 g/L时，增深率略有下降。这是因为复配增深剂中的有机硅类增深剂玻璃化温度低，先于聚丙烯酸酯树脂结晶，先在织物表面形成低折射率的有机硅膜，降低光线的反射率，提高织物内部染色纤维的反射强度，达到增深目的；当织物表面温度升高后，玻璃化温度较高的聚丙烯酸酯树脂开始在低折射率膜内结晶，纤维表面变粗糙，增大织物比表面积，降低光线反射强度，起到增深效果。考虑成本和节能减排，复配增深剂的质量浓度选择40 g/L为宜。2.1.3定形温度复配增深剂有2个玻璃化温度，在不同温度下织物表面形成的结晶颗粒大小也不相同。由表2可知，复配增深剂质量浓度为40 g/L，定形车速为28 m/min时，随着后6节烘箱定形温度的升高，织物的K/S值和增深率逐渐增加，但超过 170 后增幅不大，到达200 时略有下降。这是因为随着定形温度的升高，一方面复配增深剂中的有机硅往外层迁移更彻底，交联作用的增加形成更厚的低折射率膜，提高增深性能；另一方面复配中的聚丙烯酸酯在低折射率膜内粗糙化，增大比表面积，由镜面反射转变成漫反射，提高织物的色深度。当定形温度为200 时，增深效果轻微下降，这可能是织物表面温度过高，内层聚丙烯酸酯结晶粒变大导致外层低折射率薄膜破裂或者高温引发膜脆化而分解，原本连续的薄膜出现裂缝使得增深率下降。此外，高温不但浪费能源，还会影响织物的色牢度。因此，后6节烘箱的定形温度选择170 左右为宜。2.1.4定形车速在相同温度条件下，当定形机车速不同，复配增注：增深剂30 g/L，后6节烘箱温度160。m（聚硅氧烷TF-413）m（聚丙烯酸酯M-431SX）0 11 12 13 11 21 31 0K/S值28.74131.89533.01832.68332.36130.81529.013增深率/%19.7732.9137.5936.2034.8528.4120.09离心稳定性不分层不分层不分层漂油粘壁不分层浑浊不分层冻融稳定性稳定稳定稳定稳定稳定破乳稳定表1复配比对增深性能的影响后6节烘箱温度/130140150160170180190200K/S值29.04730.16332.56534.22934.78734.80134.80334.796增深率/%21.0425.6935.7042.6444.9645.0245.0345.00表2烘箱温度对增深性能的影响质量浓度/（gL-1）K/S值；增深率后6节烘箱温度为160 图1复配增深剂质量浓度对增深效果的影响K/S值10增深率/%50O2025303545401015202530351510520304050607080丁仁金，等：复配型增深剂在针织布上的应用45印染助剂41卷深剂在织物表面形成的晶体大小不同。定形机车速对增深性能的影响如表3所示。由表3可以看出，当定形机车速为36 m/min时，织物略显潮湿，表面还有水分，不符合成品面料的要求，由于水的折射率为1.33，相对纤维低，故增深率有极大的提高。随着车速的减慢（定形时间的延长），织物增深率明显提高，当车速为26 m/min时，增深率达到最大值，继续减慢车速（延长定形时间），织物增深率开始下降，特别是低于22 m/min时下降明显。原因可能是随着定形时间的延长（车速减慢），复配增深剂外层的低折射率膜小分子快速挥发，形成凹凸不平的膜外表，内层的聚丙烯酸酯结晶使纤维表面粗糙，增大比表面积，使光线在织物上引起长反射和折射，增深效果变好。当定形机车速低于 26 m/min 时（延长定形时间），织物的增深率下降，原因是定形时间过长，使内层聚丙烯酸酯结晶颗粒增大和染料升华，导致织物低折射率膜遭到破坏，而织物表面吸收热量越多，也会导致低折射率薄膜高温脆化分解。因此，定形机车速选择26 m/min为宜。2.2SEM由图2可以看出，未加复配增深剂的织物纤维表面比较光滑，添加复配增深剂后织物表面形成粗糙不均匀的液滴状膜，该低折射率膜会削弱对光的反射；同时，粗糙的表面可改变光线的入射路径，在低折射率膜层内多次入射，被染料吸收，增深效果明显。2.3复配增深剂对织物色牢度的影响由表4可知，织物经复配增深剂整理后，耐皂洗色牢度变化不大；耐湿摩擦色牢度可提升 0.5级，这是因为内层聚丙烯酸酯结晶包裹纤维表面形成凹凸不平粗糙面，外层有机硅形成低折射率膜，把游离的染料分子粘附到膜内。定形机车速/（mmin-1）202224262830323436K/S值29.79131.63834.40735.00934.78734.00633.53331.98938.132增深率/%24.1431.8443.3845.8944.9641.7139.7433.3058.90干燥程度干干干干干干干干略潮表3定形机车速对增深性能的影响注：复配增深剂质量浓度 40 g/L，定形机后 6 节烘箱温度为170。织物未整理增深剂整理耐皂洗色牢度/级羊毛3434腈纶44涤纶3434锦纶33棉454醋酯3434耐摩擦色牢度/级干摩3434湿摩233表4增深整理后的色牢度注：复配增深剂质量浓度40 g/L，后6节烘箱定形温度170，定形车速26 m/min。未整理复配增深剂整理图2扫描电镜图463期3结论（1）有机硅乳液与聚丙烯酸酯乳液复配比为2 1时增深效果较好，此时的复配乳液经稳定性测试无漂油、凝聚、分层、粘壁和沉降等现象出现，经冰冻-融化反复3次也没有出现破乳。（2）复配型增深剂在TC针织罗马布上使用的优化工艺：复配增深剂质量浓度为40 g/L，定形机车速为26 m/min，后6节烘箱定形温度为170，此时K/S值为35.009，增深率高达45.89%。（3）织物经增深剂整理与未整理对比，两者耐皂洗色牢度相差不大，但经增深剂整理后的织物耐湿摩擦色牢度可提升0.5级。参考文献：1周忠喜,王龙飞,姚春婵,等.等离子体在涤棉织物染色上的应用J.印染助剂,2023,40(1):39-42.2郑艳兰,邢建伟,丁娟.织物增深机理简介J.染整技术,2010,32(4):13-16.3姚春婵,张志铭,张劲峰,等.等离子体处理对雪纺织物数码印花正反面色差的影响J.毛纺科技,2023,51(7):38-42.4吴飞,蒋建军,苏时科,等.一种棉用亲水增深剂的应用研究J.化纤与纺织技术,2019,48(2):5-8.5刘燕,赵涛.一种新型增深剂的制备及应用性能研究J.染整技术,2014,36(5):44-47.6姜佳丽,吴涛,卢霜,等.增深剂DM-3920在涤纶染色织物上的应用J.印染助剂,2016,33(2):47-50.7熊春贤,余建华,李剑浩,等.仿蛾眼结构增深剂应用性能J.印染助剂,2023,40(6):33-35.8马梦頔,赵涛.结构色在聚酯纤维增深上的应用J.印染助剂,2022,39(3):41-46.9王亚超,王来巧,张丽.增深剂ZS-D和ZS-S的应用性能J.印染,2016,42(21):28-30.10张萍,郭连娣,俞成丙.阳离子型有机氟硅增深剂与聚氨酯乳液的复配增深整理J.印染助剂,2020,37(9):55-58.丁仁金，等：复配型增深剂在针织布上的应用染整技术 征订启事敬请关注：染整技术 杂志微信公众号敬请关注：中国印染行业协会微信公众号：cdpa-bj染整技术 为中国印染行业协会会刊，纺织行业B类学术期刊；主要报道染整技术新产品的研制与开发，国内外染料和印染行业的发展趋势，染整技术先进的生产技术、设备、产品市场信息等，解决染整生产中遇到的问题，提出相应的对策，为染料、纺织、印染等行业的科研、生产、应用单位传递信息。染整技术 已入编CA（美国化学文摘）、JST 日本科学技术振兴机构数据库（2022）、世界期刊影响力指数（WJCI）报告（2022科技版）中国学术期刊综合评价数据库 中文科技期刊数据库 中国核心期刊（遴选）数据库 国家科技学术期刊开放平台、中国期刊网。本刊为月刊，大16开本，每月20日出版，定价12元，向国内外公开发行。国内统一刊号CN32-1420/TQ，国际标准刊号ISSN 1005-9350，邮发代号28-177。2024年 染整技术 杂志广告征订中，凡要在 染整技术 杂志上刊登广告的企事业单位请尽早与我部联系。投稿网址：地址：常州市和平中路413号报业传媒大厦辅楼201室电话：[phone]E-mail：联系人：潘小芬/1396129805747