棉筒子纱用固色剂TF-234HM的应用.pdf

张红燕，沈立，吴彬，储昭华，孙第（传化智联股份有限公司，浙江杭州 311215）摘要：着重介绍了棉筒子纱用固色剂TF-234HM的环保性以及应用性能，通过对甲醛含量、重金属离子、致癌芳香胺等指标的检测分析，证实TF-234HM不含有害物质，将其应用于活性染料3BS红所染的深色纯棉筒子纱线，发现TF-234HM对筒子纱的层差影响小，并且可以明显提升纱线的各项色牢度，包括耐皂洗色牢度、水泡牢度、耐摩擦色牢度等，而且固色前后筒子纱的亲水性基本不变，TF-234HM对纱线色差的影响与染料结构有关。实验表明：TF-234HM是一种高效的、符合环保要求的棉筒子纱用固色剂，具有一定的推广价值。关键词：棉筒子纱；固色剂；环保；层差；色牢度中图分类号:TS193.6文献标志码:B文章编号:1004-0439（2023）08-0045-05Application of fixing agent TF-234HM for cotton bobbin yarnZHANG Hongyan,SHEN Li,WU Bin,CHU Zhaohua,SUN Di(Transfar Zhilian Co.Ltd.,Hangzhou 311215,China)Abstract:It was confirmed that TF-234HM did not contain harmful substances through the detectionand analysis of formaldehyde,heavy metal ions and carcinogenic aromatic amines,aromatic amines,and applied to dark cotton bobbin dyed with reactive dyestuff red 3BS.It is found that TF-234HM has little effect onthe layer difference of bobbin.The color fastness of the yarn,including the washing fastness,water fastnessand rubbing fastness,was significantly improved.The hydrophilicity of the yarn was basically unchanged before and after fixing.The influence of TF-234HM to the color difference of the yarn was related to the structure of the dye.The results showed that TF-234HM was an efficient color fixing agent for cotton bobbin yarnwhich met the requirements of environmental protection,and had a certain popularization value.Key words:cotton bobbin yarn;fixing agent;environmental protection;layer difference;color fastness收稿日期：2023-04-10作者简介：张红燕（1983），女，工程师，主要从事染色助剂研究工作，E-mail：。随着人们对服饰、装饰风格多样化的追求越来越高，越来越多纺织面料倾向于使用色织面料。色织面料是纱线先染色再织造的布，可以将不同颜色的纱线随意排列进行织造以形成风格不同、多姿多彩的布，克服了染色布颜色单调的缺陷，色织布已经成为制作高档服饰与装饰的重要面料之一1，而纱线染色是色织面料的关键环节，所以人们越来越重视纱线染色2，尤其是筒子纱染色。自活性染料面世，因为优良的性能迅速发展为棉纤维染色的主要染料，所以也是棉筒子纱染色的主要染料。但与棉织物染色相同，染色过程中也存在染料水解、吸附、断键等问题，尤其是中深色纱线染色后存在大量浮色导致色牢度不达标，需要固色处理。目前棉用固色剂的种类繁多，牢度提升性较好的棉用固色剂如亨斯曼ECO等因为阳离子性，用于棉筒子纱固色需要解决色变、内外层色差等问题。棉筒子纱的色牢度以及内外层色差问题也是目前困扰印染生产的两大难题。针对这两大难题，本公司最新推出了新型无醛固色剂TF-234HM，探讨其在活性染料染色的纯棉筒子纱上的应用性能。棉筒子纱用固色剂TF-234HM的应用印 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1实验1.1材料及仪器织物：精练后的白色细支棉筒子纱（40支，常州依丝特纺织公司），纯棉大红、艳蓝针织布（活性染料上染的纯棉针织物，实验室自染）。试剂：竞品DVB-300（安徽某染纱厂），活性染料3BS红，TF-234HM（传化智联股份有限公司）。仪器：ZSX Primus型 X 射线荧光光谱仪（日本理学株式会社），电子天平、烘箱、FONG S LABWIN型筒子纱小样机（立信染整机械有限公司），SW-24A（II）型耐洗色牢度试验机（常州第一纺织设备有限公司），GCMS-QP2010气相色谱和质谱联用仪（日本岛津株式会社），Y571B耐摩擦色牢度试验仪（南通宏大实验仪器有限公司），MACBETH 7000A测色仪（深圳市久和顺电子科技有限公司），Waters 2695高效液相色谱仪（美国Waters公司）。1.2棉筒子纱染固色工艺利用筒子纱小样机模拟筒子纱生产工艺，对棉筒子纱进行固色并评价固色剂的层差、牢度提升性能、亲水性能。先将精练后的白色细支棉筒子纱进行染色，再进行固色整理。染色配方：活性红 3BS 6%（omf），调节 pH 至中性，浴比1 8，染色工艺流程如下：固色配方：1#TF-234HM 1.5%（omf），2#竞品1.5%（omf），固色工艺流程如下：1.3棉织物固色工艺固色配方：固色剂1.5%（omf），浴比1 10，固色工艺流程如下：1.4测试1.4.1TF-234HM生态性能甲醛含量：参考 GB/T 2912.11998 纺织品 甲醛的测定 第1部分：游离水解的甲醛（水萃取法）中的乙酰丙酮法进行检测。重金属含量：采用X射线荧光光谱仪进行测试。致癌芳香胺：采用气相色谱和质谱联用仪进行检测，并用高效液相色谱进行验证分析。1.4.2阳离子性采用着色法测试：取本白棉斜纹布，浸轧一定量的固色剂后，用0.025%溴酚蓝溶液着色，测试着色后织物的K/S值，K/S值越大，表示阳离子性越强。1.4.3层差N含量3：采用凯氏定氮法称取2.0 g纱线，移入干燥的100 mL定氮瓶中，加入0.2 g硫酸铜、3 g硫酸钾及20 mL硫酸，高温消解2 h，直至液体呈蓝绿色澄清透明；冷却后加入20 mL水，混匀备用。向接收瓶内加入 10 mL 2%硼酸溶液及一滴混合指示液；将 10mL 40%氢氧化钠溶液倒入定氮瓶中，边蒸馏边以0.05 mol/L 盐酸标准溶液滴定至灰色或蓝紫色为终点，按照下列公式计算N含量（纱线中总氮含量以N元素的质量分数计，数值以%表示）：式中：0.014 0表示N的毫摩尔质量，g/mmol；c表示盐酸标准滴定溶液的浓度，mol/L；V表示试样消耗盐酸标准滴定溶液的体积，mL；V0表示空白消耗盐酸标准滴定溶液的体积，mL；m表示样品的质量，g。层差：将染色后的筒子纱和固色后的筒子纱倒筒，分出内中外层纱线，测试N含量，对比层差情况。其中，固色剂吸附量为固色纱线减去染色纱线得出的N含量，固色剂平均吸附量为内中外3层纱线固色剂吸附量的平均值。按照下列公式计算层差：N含量=100%0.014 0c（V-V0）m入水60 入纱染料保温10 min10 min保温20 min保温50 min排液溢流水洗10 min 10 min 10 min50 酸洗水洗出纱元明粉1/4纯碱 1/4纯碱 2/4纯碱入水55 入纱固色剂保温20 min排液出纱入水入布固色剂55 20 min排液脱水85 烘干回潮测试468期式中：X1、X2、X3表示染色后内层纱线、中层纱线和外层纱线的 N 含量；Y1、Y2、Y3表示固色后内层纱线、中层纱线和外层纱线的N含量；F0表示固色剂平均吸附量（以N含量计算），即固色后内层纱线、中层纱线和外层纱线相较于染色后内层纱线、中层纱线和外层纱线N含量增值的平均值。1.4.4色牢度水泡牢度：取1 g纱线，用50 g 1 g/L洗衣粉水溶液中在 98 下浸泡 5 min，观测水泡残液的颜色深浅，并测试最大吸收波长（=544 nm）处的吸光度。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。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。1.4.5亲水性用滴水法和沉降法进行测试。记录约0.02 mL水滴在筒子纱表面至吸收渗透的时间；记录约0.01 g纱线在水中完全沉降的时间。1.4.6色变的影响选用实验室现有的3BS红染色的红色棉针织布和KNR染料染色的艳蓝色棉针织布评价固色剂对织物纱线色光的影响。色变的影响用色差 E 值表示，采用测色仪测定，E值越大，表示与原布总色差越大。2结果与讨论2.1TF-234HM的生态性（1）棉筒子纱用固色剂TF-234HM性状：外观为棕黄色黏稠液体，含固量为39.0%41.0，pH为2.54.5，易溶于水。（2）X射线荧光光谱仪（XRF）对TF-234HM的检测结果为：固色剂不含有害的铅、钴、铬、镍等重金属离子，含少量的K、Mg、Al金属离子，质量分数分别为0.802 1、0.053 4、0.006 9。（3）甲醛、致癌芳香胺：未检出。（4）TF-234HM原液及其处理后的纺织品未发现有异味。综上所述，棉筒子纱用固色剂TF-234HM是一种安全、环保的助剂。2.2TF-234HM的阳离子性由表1可知，棉用筒子纱固色剂TF-234HM与棉纤维确实有较好的亲和力，白棉坯布用1.5%（omf）的TF-234HM处理后，布面阳离子性明显增强并被溴酚蓝着色。与染纱厂（专业生产棉筒子纱）使用的固色剂竞品同条件对比，TF-234HM的阳离子强度与竞品的阳离子强度接近，说明TF-234HM可以用作棉筒子纱的固色剂。2.3TF-234HM对层差的影响由表2可以看出，棉筒子纱用固色剂TF-234HM处理后的棉筒子纱，内层纱线和中层纱线的固色剂吸附量比较接近，外层纱线相对略少，层差为27，说明TF-234HM对棉筒子纱的层差影响非常小，与染纱厂在用的固色剂竞品相比，TF-234HM对棉筒子纱的层差影响更小。2.4TF-234HM的色牢度提升性能2.4.1水泡牢度由图1和表3可以看出，经TF-234HM固色后的纱线水泡残液颜色均很浅，固色后内中外层纱线吸层差=（Y1-X1-F0）2+（Y2-X2-F0）2+（Y3-X3-F0）23纱线染色TF-234HM固色竞品固色测试样染色后纱线固色后纱线固色剂吸附量固色剂平均吸附量层差固色后纱线固色剂吸附量固色剂平均吸附量层差N含量/（mgkg-1）内层1 3621 696334319.7271 796434355.071中层1 2201 5633431 589369外层1 2601 5422821 522262表2固色后纱线层差测试结果样品未固色竞品1.5%（omf）TF-234HM 1.5%（omf）图片K/S值0.0891.8961.934表1固色剂样品的阳离子性强弱张红燕，等：棉筒子纱用固色剂TF-234HM的应用47印染助剂40卷光度都比较接近且都小于0.1，远小于染色纱线，说明TF-234HM能明显提升棉筒子纱的水泡牢度，对纱线的层差影响也比较小。与竞品相比，相同条件下，TF-234HM对纱线的水泡牢度提升性能与竞品相当。2.4.2耐皂洗色牢度由表4可以看出，TF-234HM能明显提升纱线的耐皂洗色牢度，提升性能与竞品相当。经TF-234HM固色后，内层纱线、中层纱线和外层纱线的耐皂洗色牢度均能提升0.5级，固色后的纱线不存在耐皂洗色牢度差的问题。2.4.3耐摩擦色牢度由表5可以看出，TF-234HM对纱线的耐摩擦色牢度提升性能与竞品相当，固色后内层纱线、中层纱线和外层纱线的耐干摩擦色牢度和耐湿摩擦色牢度均能提升至3级或以上。综上所述，TF-234HM对纱线的色牢度提升性能与竞品相当。需要说明的是，本实验所选的竞品是某染纱厂优选出的适用于纱线的固色剂产品，所以棉用筒子纱固色剂TF-234HM也适用于棉筒子纱，可以提升纱线的各项色牢度。2.5TF-234HM对纱线亲水性的影响由于TF-234HM是聚季铵盐结构，固色机理之一就是利用其阳离子基团与染料的阴离子基团以离子键结合，使染料以色淀的形式沉积在纤维表面从而将染料固定在纤维上，这可能会导致纤维的亲水性下降，需要评价棉筒子纱用固色剂TF-234HM对棉纱线亲水性的影响。由表6可以看出，通过记录滴水渗透时间来测试纱线的亲水性，经TF-234HM和竞品固色后的纱线与未固色纱线一致，均为瞬间渗透（渗透时间小于0.5 s），无法比较TF-234HM和竞品对纱线亲水性的影响。通过记录纱线沉降时间来测试纱线的亲水性，经 TF-234HM 和竞品固色后，沉降时间内层纱线为 1 s 左右，中层和外层纱线均小于1 s，说明TF-234HM和竞品对纱线的亲水性影响均较小。这也从另一个角度说明TF-234HM和竞品的阳离子强度比较弱，适用于棉筒子纱的固色。染色内层中层外层TF-234HM固色竞品固色图1纱线水泡牢度测试残液内层中层外层内层中层外层纱线染色TF-234HM固色竞品固色吸光度内层0.4810.0460.051中层0.3960.0440.040外层0.5300.0510.042表3纱线水泡牢度测试残液吸光度对比纱线染色TF-234HM固色竞品固色内层中层外层内层中层外层内层中层外层耐皂洗色牢度/级羊毛454545454545454545腈纶454545454545454545涤纶454545454545454545锦纶454545454545454545棉343434444444醋酯444444444表4多组分纤维衬布沾色等级纱线TF-234HM固色竞品固色耐摩擦色牢度/级干摩内层33中层44外层44湿摩内层33中层3434外层3434表5纱线耐摩擦色牢度等级对比纱线染色TF-234HM固色竞品固色渗透时间/s内层瞬间瞬间瞬间中层瞬间瞬间瞬间外层瞬间瞬间瞬间沉降时间/s内层瞬间1.031.02中层瞬间0.700.59外层瞬间0.830.75表6纱线亲水性488期2.6TF-234HM对纤维色变的影响固色剂对纤维色变的影响也是评价固色剂性能的一项重要指标。由于用纱线测试色变误差比较大，选用实验室现有的大红色棉针织布和艳蓝色棉针织布进行测试。由表 7 可以看出，棉筒子纱用固色剂TF-234HM对固色织物的色变影响与竞品相当，且与所用染料有关。TF-234HM与竞品对所选的红色织物色变略有影响，但是影响不大，E 能控制在 1.5 以内，而对艳蓝色织物的色变影响很小，E能控制在1.0以内。所以棉筒子纱用固色剂TF-234HM对棉纤维的色变影响较小，不影响染厂的对色。3结论（1）棉筒子纱用固色剂TF-234HM不含甲醛、重金属离子、致癌芳香胺等有害物质，是一种安全、环保的助剂。（2）棉筒子纱用固色剂 TF-234HM 阳离子强度弱，对纱线层差影响小，是适用于棉筒子纱的固色剂产品。（3）棉筒子纱用固色剂TF-234HM能明显提升纱线的水泡牢度、耐皂洗色牢度和耐摩擦色牢度，提升等级能够满足棉纱线客户的需求。（4）棉筒子纱用固色剂TF-234HM对纱线的亲水性及色变影响均较小，不影响棉纤维原有的功能。参考文献：1朱小伟.纱线染色技术发展对我国纺织机械业的要求与影响探讨J.中国科技信息,2005(24):100-101.2贾凯凯.棉筒子纱的一氯均三嗪活性染料有机溶剂染色D.上海:东华大学,2016.3兰淑仙,王浩然,陆林光.棉筒子纱内外层色差分析J.印染,2018,44(12):31-34.织物大红色艳蓝色固色剂竞品TF-234HM竞品TF-234HML*-1.13-1.210.210.49a*-0.35-0.450.200.11b*0.460.35-0.35-0.11E*1.271.340.450.51表7固色后棉针织布色变张红燕，等：棉筒子纱用固色剂TF-234HM的应用张家港启江化工（封面）浙江赢科新材料（封二）安徽科光新材料（封三）印染助剂 第 39 届年会（封底）大金氟化工（彩）上海洁宜康（彩）珠海华大浩宏（彩）印染助剂 （彩）常州宁河新材料（彩）杭州琼天（彩）苏州致远新科（彩）天源化工（彩）上海雅运（彩）广东晟峰新材料（彩）常州中策纺织助剂（彩）清远宏图助剂（彩）上海凯诺威（彩）武汉奥克特种化学（彩）上海允继化工（彩）宁波润禾高新材料（彩）无锡乐诗图化工（彩）江苏海云花新材料（彩）上海谷茵新材料（彩）奥斯佳材料（彩）印染助剂 征稿启事（彩）常州美胜生物（彩）威海诺葳信和（彩）嵊州宇盛高分子（彩）江阴锦昌（彩）绍兴九洲科技（彩）西安楚龙达化工（彩）张 家 港 托 普 化 工（彩）常州纤染助剂（彩）张家港德宝化工（彩）福建广文科技（1/2）染整技术 海安科锐新材料慈溪杰润纺织材料江 阴 锦 昌 青 洋 化 工 山东鑫泰水处理常 州 信 安 达 杭州科成化工苏州联胜化学西安楚龙达化工黑白广告本 期 广 告 索 引49