硅油乳液对深色法兰绒轧染耐摩擦色牢度的影响.pdf

尚柯，董颖丹，夏军，张建旺，刘媛媛，赵浩杰（浙江传化功能新材料有限公司，浙江杭州 310000）摘要：毛绒面料柔软剂轧染同浴工艺是近年来行业探索的一种低碳工艺，深色面料的耐摩擦色牢度是亟待解决的一大难题。考察了深色面料轧染同浴工艺柔软剂乳液中的各组分（聚氧乙烯醚类乳化剂、异丙醇、丁醚、甘油、山梨醇、二乙醇胺、尿素、pH）对耐摩擦色牢度的影响，结果表明添加适量乳化剂可以改善耐摩擦色牢度，同时建议尽量少引入溶剂（如异丙醇、丁醚等）和添加剂（如甘油、山梨醇、二乙醇胺、尿素等）。关键词：毛绒；轧染；硅油柔软剂；耐摩擦色牢度中图分类号:TS193文献标志码:B文章编号:1004-0439（2023）08-0027-05Effect of silicone softener on color fastness to rubbingin flannel dark pad dyeing processSHANG Ke,DONG Yingdan,XIA Jun,ZHANG Jianwang,LIU Yuanyuan,ZHAO Haojie(Zhejiang Transfar Functional New Materials Co.Ltd.,Hangzhou 310000,China)Abstract:The pad dyeing process of plush fabric softener in one bath is a low-carbon process exploredin the industry in recent years,and the color fastness to rubbing of dark colored fabrics is a big problem thatneeds to be solved urgently.The influence of each component(polyoxyethylene ether emulsifier,isopropanol,butyl ether,glycerin,sorbitol,diethanolamine,urea,pH)of softener on the color fastness to rubbing in pad dyeing process of dark color fabrics was analyzed.The results showed that adding appropriate emulsifiers couldimprove the rubbing fastness.At the same time,it was suggested to introduce as few solvents(such as isopropanol,butyl ether,etc.)and additives(such as glycerin,sorbitol,diethanolamine,urea,etc.)as possible.Key words:plush fabric;pad dyeing;silicone softener;color fastness to rubbing收稿日期：2022-11-14作者简介：尚柯（1987），女，中级工程师，硕士，主要从事纺织印染助剂的研究工作。随着国家环保政策的逐年收紧，印染厂面临的环保压力日趋加大，低碳节能减排工艺是整个印染行业发展的必然趋势。毛绒面料柔软剂轧染同浴工艺是近年来行业探索的一种低碳工艺。与传统的机缸染色相比，轧染工艺时间短，所以为了染深色一般会加入大量分散染料，由于分散染料对涤纶纤维没有直接性，而且高温定形时染料会发生泳移甚至升华，未固着的染料形成大量浮色1-2，造成耐摩擦色牢度比较差。当前法兰绒柔软剂轧染同浴工艺中，除了手感，耐摩擦色牢度也是亟待解决的一大难题，很多印染厂因为深色面料耐摩擦色牢度差而不得不暂时放弃这一低碳工艺。目前大多数研究只针对涤纶轧染工艺的完善1-12，对硅油轧染同浴的机理研究比较少。本实验通过对比分析深色法兰绒面料轧染同浴工艺中硅油乳化剂类型及用量、溶剂类型、添加剂类型对耐摩擦色牢度硅油乳液对深色法兰绒轧染耐摩擦色牢度的影响印 染 助 剂TEXTILE AUXILIARIESVol.40 No.8Aug.2023第40卷第8期2023年8月印染助剂40卷的影响，确定法兰绒深色轧染同浴时硅油乳液中对耐摩擦色牢度影响的关键因素，对提高法兰绒深色轧染耐摩擦色牢度的研究提供了方向。1实验1.1材料与仪器织物：法兰绒坯布（单位面积质量290 g/m2，白度76.7）、符合 GB/T 7568.22008 纺织品 色牢度试验标准贴衬织物 第2部分：棉和粘胶纤维 要求的棉贴衬布（上海市纺织工业技术监督所）。试剂：液体染料分散红玉5BL、增稠剂TF-392B、氨基硅油平滑剂A（传化氨基硅油原油，需要先乳化再使用）、嵌段硅油平滑剂B（传化原油，需要先开稀再使用）（传化集团），乳化剂13120 沙索（中国）化学有限公司，平平加O、乳化剂1340、乳化剂AEO6、乳化剂AEO9（杭州电化集团助剂化工有限公司），乳化剂 A-90（日本触媒株式会社），乳化剂 113-90（上海江能化工有限公司），甘油、山梨醇、二乙醇胺、尿素、异丙醇、乙二醇丁醚、二乙二醇丁醚、三乙二醇丁醚、纯碱（工业级）、冰醋酸（工业级）（西陇科学股份有限公司）。仪器：电子天平（梅特勒-托利多集团），VM-1A-600轧车、PT-1A定形机（日本迁井公司），pH计（上海仪电科学仪器股份有限公司），X-RITE 计算机测色仪（美国爱色丽公司），ZS90纳米粒度分析仪（英国马尔文公司），Y571B摩擦色牢度测试仪（南通宏大实验仪器有限公司），SHZ-D（）循环水式多用真空泵（河南予华仪器有限公司）。1.2实验方法1.2.1原油乳化工艺混合原油、乳化剂并搅拌均匀把称量好的醋酸 2%（对原油质量）加入水中制成酸性溶液将酸性溶液分5次加入原油中，每次均搅拌均匀形成均匀液体，静置消泡，用200目滤袋过滤。1.2.2柔软整理工艺配制工作液（液体染料分散红玉5BL 3%，增稠剂TF-392B 0.3%，含固量 10%的硅油乳液 2%）二浸二 轧（压 力 3 kg，轧 余 率 67%）高 温 定 形 发 色（200，180 s）回潮。1.3测试1.3.1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13进行测试。摩擦头由一个直径（16.00.1）mm的圆柱体构成，施以向下的压力为（9.00.2）N，直线往复动程为（1043）mm。棉贴衬布剪成（502）mm（502）mm大小，往复摩擦10个循环，湿摩擦带液率达到95%100%。棉贴衬布晾干后，背面垫3层空白摩擦布，使用灰卡在标准光源下评定沾色等级。1.3.2染色效果（K/S值）采用测色仪进行测试。1.3.3手感采用5分制综合评价，由经验丰富的5人小组评价，结果取平均值。5分最好，1分最差。手感分为软滑、干爽2类，分值越高布面越滑爽。1.3.4稳定性离心稳定性：以3 000 r/min处理30 min，观察乳液是否分层。存放稳定性：在50 下静置24 h后，观察乳液有无变化。1.3.5布面pH参考 GB/T 75732009 纺织品 水萃取液 pH 值的测定14进行测试。2结果与讨论2.1乳化剂类型乳化剂是氨基硅油乳化中最常用的助剂，有些嵌段硅油中也添加乳化剂，一般常用的乳化剂为非离子表面活性剂。由表1可知，单独轧染乳化剂后织物的耐干摩擦色牢度基本都未变化，耐湿摩擦色牢度与表面活性剂的 EO数有关，低 EO数的表面活性剂对耐湿摩擦色牢度有一定程度的提升作用，高EO数的表面活性剂对耐湿摩擦色牢度提升不明显。乳化剂AEO6（6个EO）AEO9（9个EO）A-90（9个EO）113-90（9个EO）13120（12个EO）平平加O（25个EO）1340（40个EO）空白布轧染K/S值15.88916.11215.70916.43216.45916.07916.34216.289耐摩擦色牢度/级干摩33333333湿摩444443343手感软滑度/分00000000表1乳化剂EO数对轧染效果的影响288期结合乳化效果，选用4种常用的乳化剂来乳化硅油，在相同条件（油乳比例 10 8，有效油质量分数10%）下分别乳化氨基硅油平滑剂A和嵌段硅油平滑剂B，同用量对比轧染同浴对法兰绒性能的影响，结果见表2、表3。由表2可以看出，和空白原布相比，轧染同浴时加入氨基硅油可以提升耐摩擦色牢度，这是因为阳离子硅油可以与纤维表面的染料和阴离子助剂发生某种结合，降低助剂和染料的极性和溶解度，降低助剂与染料从纤维上脱离的概率，从而耐摩擦色牢度有所提高2。不同乳化剂乳化的氨基硅油耐摩擦色牢度略有差别。从乳化剂的HLB值以及乳化剂的结构来分析，对于脂肪醇聚氧乙烯醚来说，聚醚链段越长，与硅油形成的乳液粒径越大；同样的EO数，由于亲油链段结构不同，与硅油结合形成的乳液粒径也不同。粒径较大的硅油乳液因为空间位阻作用主要吸附在纤维表面，布面容易掉毛，表面浮色更容易显露出来，因此耐摩擦色牢度稍差。由表3可以看出，与未添加乳化剂的嵌段硅油相比，添加乳化剂可以提升轧染同浴时的耐摩擦色牢度，加入不同乳化剂的嵌段硅油耐摩擦色牢度差别不大。一方面可能与乳液粒径减小有关，硅油更容易渗透，与织物结合牢度更好；另一方面间接说明了乳化剂可能对染料的分散、渗透和匀染染色有帮助。2.2乳化比例选用乳化剂 A-90，按照不同油乳比例（用量相同）分别乳化氨基硅油A以及嵌段硅油B，3种乳液有效油质量分数均为10%。由表4可以看出，在有效油质量分数一定的前提下，乳化剂越多，轧染耐摩擦色牢度越好，一方面与粒径有关，粒径越小，越容易渗透到纤维中，另一方面也与乳化剂对轧染时染料的分散、渗透、匀染有关。由表5可以看出，嵌段硅油本身可以降低耐摩擦色牢度，但是乳化剂对染料的分散、渗透和匀染，可以促进染料的快速渗透和吸附，对染色牢度起到帮助。由表4、表5还可以看出，添加的乳化剂对染料分子也具有一定的分散作用，带着染料一起向纤维内部迁移，织物表面的浮色量较少，目测布样颜色浅。由表6可以看出，添加乳化剂的硅油在布面上的吸附量变少（加入乳化剂使硅油更容易与染液中的染料、阴离子助剂结合在一起），手感明显变差，布样乳化剂AEO6（脂肪醇，HLB=1112）AEO9（脂肪醇，HLB=1314）A-90（仲醇，HLB=13.3）113-90（异构醇，HLB=13.6）粒径/nm85.71433.1091.06152.90K/S值13.70714.88913.21515.302耐摩擦色牢度/级干摩4+3434+34+湿摩4+3434+34+手感滑度/分3.54.03.04.0表2乳化剂类型对氨基硅油A效果的影响注：空白布轧染的K/S值为16.018，耐干摩擦色牢度为34-级，耐湿摩擦色牢度为34-级，手感滑度为0分。乳化剂无乳化剂AEO6（脂肪醇，HLB=112)AEO9（脂肪醇，HLB=1314）A-90（仲醇，HLB=13.3）113-90（异构醇，HLB=13.6）粒径/nm97.9465.9090.0584.0783.31K/S值16.89014.71516.22315.40916.256耐摩擦色牢度/级干摩2-3434-34-34-湿摩233434-34-34-手感滑度/分4.03.53.03.03.5表3乳化剂类型对嵌段硅油B效果的影响注：空白布轧染的K/S值为14.565，耐干摩擦色牢度为34-级，耐湿摩擦色牢度为34-级，手感滑度为0分。表5乳化剂用量对嵌段硅油B效果的影响油乳比例10.0 010.0 2.510.0 5.010.0 8.0粒径/nm97.9494.6483.8484.07K/S值16.89014.87014.08014.018耐摩擦色牢度/级干摩/级2-34-34-34-湿摩/级2334-34-34-手感滑度/分4.03.03.03.0油乳比例10.0 2.510.0 5.010.0 8.0粒径/nm140.40114.4091.06K/S值15.01914.56213.215耐摩擦色牢度/级干摩343434+湿摩343434+手感滑度/分3.03.53.0表4乳化剂用量对氨基硅油A效果的影响尚柯，等：硅油乳液对深色法兰绒轧染耐摩擦色牢度的影响29印染助剂40卷表面的浮色变少。2.3溶剂异丙醇、乙二醇丁醚、二乙二醇丁醚、三乙二醇丁醚为硅油乳液中经常添加的溶剂，可以起到助溶作用，使产品外观更加通透。由表7可以看出，添加有机溶剂可以起到助溶作用，轧染后布样明显变得更加蓬松，但是也会造成染料萃取，在高温定形时随着溶剂蒸发，染料发生从里到外的迁移，从而造成耐摩擦色牢度变差。油乳比例布面硅质量分数/（mgkg-1）10 539410 0608表6乳化剂对轧染后布面硅质量分数的影响注：原油为嵌段硅油B，乳化剂为A-90，整理后布样经消解后ICP测试硅质量分数。溶剂异丙醇乙二醇丁醚二乙二醇丁醚三乙二醇丁醚K/S值10%18.05216.50417.53217.39640%18.77115.00916.57416.14580%17.00414.73614.27814.580耐摩擦色牢度/级干摩10%2-122-2-40%121+121280%121+1212湿摩10%222240%222280%2222表7溶剂对织物K/S值和耐摩擦色牢度的影响注：（1）未添加溶剂的嵌段硅油B经过轧染同浴工艺后，布样的K/S值为18.093，耐干摩擦色牢度为2级，耐湿摩擦色牢度为23级；（2）溶剂用量为10%、40%、80%（对有效油质量）。由表8可以看出，加入溶剂对轧染后布面硅质量分数影响不大。2.4添加剂有些情况下为了达到某些特殊的手感要求，会在硅油乳液体系中加入甘油、山梨醇、二乙醇胺和尿素（结构式如下）等添加剂。由表9可知，加入甘油、山梨醇、二乙醇胺和尿素后，耐摩擦色牢度均有所下降。这是因为这类物质对硅油有一定的助溶作用，硅油粒径小，更多地吸附于纤维内部，染料也更容易进入纤维内部；高温定形时织物表面干燥快，甘油等物质向织物表面迁移，带动纤维内部的染料一起向外迁移，表面浮色增多，耐摩擦色牢度相对更差。溶剂异丙醇乙二醇丁醚布面硅质量分数/（mgkg-1）464440溶剂无布面硅质量分数/（mgkg-1）442表8溶剂对轧染后布面硅质量分数的影响注：原油为嵌段硅油B，按1 4添加不同类型的溶剂。甘油H OH OO H山梨醇H OO HO HH OO HO H二乙醇胺N HO HH O尿素CH2NN H2O添加剂甘油山梨醇二乙醇胺尿素K/S值20%16.09417.91217.84118.20240%16.68618.02017.36617.43480%16.26316.93516.47817.810耐摩擦色牢度/级干摩20%2-2-121240%2-2-121280%2-2-1212湿摩20%222240%222280%2222表9添加剂对织物K/S值和耐摩擦色牢度的影响注：（1）未添加甘油等物质的嵌段硅油B经过轧染同浴工艺后，布样的K/S值为18.093，耐干摩擦色牢度为2级，耐湿摩擦色牢度为23级；（2）甘油等物质的用量为20%、40%、80%（对有效油质量）。308期由表10可以看出，向硅油中加入甘油、山梨醇、二乙醇胺和尿素这些添加剂对轧染后布面硅质量分数影响不大。2.5柔软剂pH由表11可以看出，同一柔软剂，乳液pH不同，耐摩擦色牢度差异不大，手感也相差不大。乳液 pH调低或调高后，有可能会出现放置不稳定的情况，因此大部分硅油乳液pH应控制在合适范围内。3结论轧染柔软同浴工艺中耐摩擦色牢度受多种因素影响，可以从以下角度考虑改善耐摩擦色牢度：（1）结合手感和稳定性，尽量选择合适的乳化剂和乳化比例；（2）尽量少引入溶剂（如异丙醇、丁醚等）；（3）尽量少引入添加剂（如甘油、山梨醇、二乙醇胺、尿素等）。参考文献：1韩俊杰,陈国强,汪大峰,等.涤纶热定形轧染一步法生产工艺J.染整技术,2011,33(4):22-25.2何颖婷,李敏,王瑞丰,等.涤纶织物的连续式轧染工艺J.纺织学报,2022,43(3):110-115.3陈艳珍,王鹏,张仁海,等.复合分散剂在涤纶织物浸轧染色中的应用J.纺织报告,2020,39(5):6-9,18.4李禹,杨海伟,林遥瑶,等.厚重涤纶毯布的免水洗轧染工艺与颜色指标分析J.武汉纺织大学学报,2020,33(4):9-14.5阮仕奔.涤氨纶混纺织物轧染高牢度低排放染色工艺研究D.武汉:武汉纺织大学,2021.6陈其林.绒布涂料轧染工艺的探讨J.印染助剂,1989,6(4):31-34.7席娟丽.硫化染料灯芯绒轧染工艺探讨J.印染助剂,2000,17(4):30-31.8盛春英,张梦杰,罗维新,等.水硬度对轧染染色的影响J.染整技术,2022,22(10):44-48.9李连颖,臧少玉,毛志平,等.平绒织物湿蒸短流程轧染工艺条件的优化J.印染助剂,2010,27(1):45-48.10朱江波,黄马壮,李竹君.湿摩擦牢度提升剂FY-208的工艺研究与应用J.印染助剂,2019,36(2):42-45.11魏兴,王祥荣.纯棉织物超细涂料轧染工艺研究J.印染助剂,2014,31(1):32-34.12纪俊玲,徐洪桥,朱劼.五倍子天然染料对纯亚麻织物灰黑色冷轧堆染色工艺研究J.印染助剂,2017,34(11):45-47.13GB/T 39202008,纺织品 色牢度试验 耐摩擦色牢度S.14GB/T 75732009,纺织品 水萃取液pH值的测定S.添加剂甘油山梨醇二乙醇胺布面硅质量分数/（mgkg-1）457436480添加剂尿素无布面硅质量分数/（mgkg-1）458442表10添加剂对轧染后布面硅质量分数的影响注：原油为嵌段硅油B，按1 4添加不同类型的添加剂。pH柔软剂3.864.555.436.807.83布面4.64.74.64.64.6K/S值15.49617.24916.89917.00017.614手感软度/分3.53.53.53.53.5耐摩擦色牢度/级干摩44444湿摩44444表11柔软剂pH对织物性能的影响注：原油为氨基硅油A，用量为2%。尚柯，等：硅油乳液对深色法兰绒轧染耐摩擦色牢度的影响公益广告31