Study on dyeing behavior of silk fabric with Vat
Brilliant Violet 2R at low temperature
WU Xiao-xia,ZHAO Jian-ping
Abstract：The possibility of silk fabric dyeing with Vat Brilliant Violet 2R under the premise of not affecting the properties of silk fabric was discussed.The influences of sodium hydrosulfite alkali agent type,pH,silk protectants,dyeing temperature and dyeing time on silk fabric strength were investigated.The color fastness of silk fabric could be improved by dyeing with Vat Brilliant Violet 2R.By adjusting dyeing process and improving the dyeing method，the optimal dyeing process condition were determined:9 g/L of sodium hydrosulfite,NaOH 2mol/L,Na2CO3 3 mol/L,pH=11.6,3 g/L of glucose,dyed at 50℃for 50 min.The results showed that Vat Brilliant Violet 2R could dye the silk fabric at low temperature.The silk fabric strength loss was 13.40%,dry rubbing fastness was level 4,and wet rubbing fastness was level 3~4,the soaping fastness was above level 4,and the fastness to light was level 6~7.
Key words：Vat Brilliant Violet 2R;silk fabrics;dyeing behavior;strength
传统真丝绸染色采用弱酸性染料、直接染料或中性染料于高温下进行.然而,有些染料色牢度较差,尤其是日晒牢度普遍不好.还原染料是不溶性染料,色泽鲜艳、色谱齐全、各种牢度一般都比较高,特别是日晒牢度优良,它是所有染料中耐晒牢度最高的一类染料.[1-2]本文尝试使用还原染料上染真丝绸以期获得良好的染色牢度,但真丝不耐碱,用还原染料在碱性条件下染色,即使常规染色条件也有可能造成其强力的损伤.为此,采用还原艳紫2R上染真丝织物,并研究碱剂种类、pH、染色温度、保温时间以及加入丝素保护剂等对真丝织物强力损失的影响,以期寻找降低真丝织物强力损失的较佳工艺.
1试验
1.1材料与仪器
织物:02真丝双绉(经向强力为475.34 N);药品:还原艳紫2R(工业品),无水碳酸钠、氢氧化钠(分析纯,上海试剂总厂),保险粉(分析纯,无锡市亚盛化工有限公司),中性皂片(工业品,市售),太古油(工业品,上海凌峰化学试剂有限公司),无水乙二胺(分析纯,江苏强盛化工有限公司). 仪器:MP200A型电子天平(上海第二天平仪器厂),PHS-3型精密数显酸度计(上海天达仪器有限公司),3365万能材料试验机(美国因斯特朗集团),X'Pert-ProMPDX射线衍射仪(荷兰帕纳科公司),Ul－traScanXE电脑测色仪(美国Hunterlab公司),XW-ZDR-25*12低噪振荡式染样机(靖江市新旺染整设备厂),日立L-8900高速氨基酸分析仪(上海日立公司).
1.2真丝染色
还原艳紫2R还原(干缸还原[3],55℃,15min)→还原艳紫2R染色[染料5%(owf),JFC2g/L,保险粉适量,碱剂调pH,合适温度,一定时间,浴比1∶50]→氧化(空气透风氧化10min)→皂洗(无水碳酸钠2g/L,中性皂片3g/L,90℃,15min,浴比1∶50)→水洗→烘干.
1.3测试
织物强力:采用万能材料试验机,按GB/T3916-1997进行测试.K/S值:采用电脑测色仪测定,然后计算出平均值.测试时采用D65光源,10°视角.氨基酸含量:采用高速氨基酸分析仪测定.结晶度:采用X射线衍射仪进行测试.测试条件为CuKa靶(λ=0.154nm),管电压40kV,管电流30mA,扫描速度为2°/min,扫描范围5°~45°.用peakfit分峰软件进行拟合求出结晶度.牢度:摩擦牢度按照GB/T3920-1997《纺织品色牢度试验耐摩擦色牢度》测试;皂洗牢度按照GB/T420-90《纺织品色度试验耐洗色牢度》测试;日晒牢度按照GB/T8427-1998《纺织品色牢度试验耐人造光色牢度:氙弧》测试.
2结果与讨论
2.1影响真丝织物强力、K/S值的因素
2.1.1碱剂
由图1可知,随着pH的增大,强力损伤变大.原因是蚕丝属于蛋白质纤维,含有大量的酰胺键,在碱性作用下酰胺键发生水解,导致强力下降.随着pH的增大,染色织物K/S值也增大.原因是还原染料是非水溶性染料,在水中颗粒较大,颗粒直径远远大于纤维的直径,故不能扩散到纤维的内部进行染色.因此,只能在碱性条件下将还原染料还原成隐色体的钠盐,并溶解于水形成单分子的形式,才能扩散到纤维内部进行染色.隐色体含量的多少决定了染色的深浅,而pH越大,还原染料还原越充分,隐色体的含量也越多,则相应的K/S值越大.每种碱剂在各自的最适pH条件下上染真丝,NaOH和Na2CO3混合碱处理后的织物较其他碱剂处理后的织物强力损失较低,得色量较高.因此,对于还原艳紫2R上染真丝,碱剂选择NaOH和Na2CO3的混合碱溶液(NaOH浓度为2mol/L,Na2CO3浓度为3mol/L)调节染色pH=11.6,此时织物经向强力为415.41N,强力损失率约为12.61%,织物可获得较高的得色量.
图1不同碱剂、不同pH对织物经向强力和染色K/S值的影响
2.1.2保险粉用量
由图2知,<9g/L时,保险粉用量增加,得色量提高;9g/L时,得色量较高;高于9g/L时,得色量下降,原因是保险粉用量较少时,还原染料还原不充分,过量后还原染料产生过度还原,隐色体结晶析出,染色后织物颜色不正.故保险粉用量选择9g/L.
图2保险粉用量对织物K/S值的影响
2.1.3染色温度
由图3知,随着处理温度的升高,强力损伤增大,染色K/S值先增大后减小.原因是丝织物在高温碱性条件下损失越大;另外,随着温度的升高,染料分子的运动能力得到了增强,从而使染料在织物上的扩散系数得到了提高,染料聚集体解聚越容易.[4-5]染料的上染量得到提高,织物的K/S值也就随着温度的提高而增加.>60℃时,K/S值下降,原因是染料隐色体对纤维的亲和力降低.还原紫2R上染真丝最适宜的染色温度为50℃,此时织物经向强力为410.27N,强力损失率为13.69%,K/S值为10.35.
图3温度对织物经向强力和K/S值的影响
2.1.4染色时间
由图4可知,随着染色时间延长,强力损失增加;当染色时间小于50min时,染色织物的K/S值随着保温时间的增加而增大,大于50min后,染色织物的K/S值变化趋缓.综合考虑,还原紫2R上染真丝最适宜的染色时间为50min,此时织物经向强力为402.14N,强力损失率为15.40%,K/S值为11.32.
图4保温时间对织物经向强力和K/S值的影响
2.1.5葡萄糖用量
由图5可知,当葡萄糖用量低于3g/L时,织物的强力随着葡萄糖用量的增加而增大,原因是葡萄糖对丝素有保护作用.[6]高于3g/L时,织物的强力略有下降.葡萄糖用量在3g/L时K/S值最大,原因是葡萄糖具有还原性,对染料隐色体的稳定具有一定贡献,大于3g/L时,过多的葡萄糖可能会使还原染料产生过还原,使得色率降低.还原艳紫2R上染真丝最适宜的葡萄糖用量为3g/L时,此时,织物经向强力为411.64N,强力损失率为13.40%,K/S值为14.05.
图5葡萄糖用量对织物经向强力和K/S值的影响
2.2氨基酸含量
从表1可知,天门冬氨酸、苏氨酸、谷氨酸、甘氨酸、丙氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸、组氨酸、精氨酸在模拟染色条件下处理后氨基酸含量均有下降,说明模拟染色条件处理后对这些氨基酸影响较大.因为各种氨基酸在蚕丝丝素中的分布不均匀,在丝素的外表层和次表层分布着较多的组氨酸、精氨酸、天门冬氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、苏氨酸、谷氨酸、酪氨酸等侧基较复杂的氨基酸[8],所以在处理过程中,碱首先溶落了在外表层和次表层分布较多的氨基酸.
表1处理前后真丝氨基酸含量测试结果
2.3染色前后真丝结晶度
由图6可知,2θ=20.4°为真丝纤维的结晶特征峰.通过比较发现,染色前后X-衍射峰的位置基本没有变化,且染色前后结晶度分别为48.88%、48.84%(结晶度相差不大).说明染色前后丝纤维的结构基本没有改变,晶区未受影响.
图6还原艳紫2R染色前后的X-衍射图
2.4染色织物牢度
按照1.3对还原艳紫2R上染真丝的摩擦牢度、皂洗牢度、日晒牢度进行测试,结果见表2.
表2还原艳紫染色真丝后织物牢度
由表2可知,染色织物的干摩擦牢度为4级,湿摩擦牢度为3~4级,皂洗牢度≥4级,日晒牢度达6~7级.
3结论
低温条件下还原艳紫2R上染真丝绸的最佳条件为:保险粉9g/L,NaOH2mol/L,Na2CO33mol/L,pH=11.6,50℃,50min,葡萄糖3g/L.经此条件染色的真丝织物强力损失为13.40%,染色前后丝纤维的结构基本没有改变,染色织物的干摩擦牢度为4级,湿摩擦牢度为3~4级,皂洗牢度≥4级,日晒牢度达6~7级.
参考文献:
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