锦/棉织物一浴法染色研究进展
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摘要：本文简单介绍了锦纶、棉纤维的基本结构和染色性能，详细阐述了活性染料、活性/中性染料、活性/分散染料、活性/金属络合染料、活性/酸性染料、酸性染料、直接/酸性染料、中性/直接染料、液体硫化染料等当前 9种不同的锦/棉织物一浴染色工艺的基本原理和研究进展。
关键词：锦/棉织物；一浴法染色；同色性；活性染料；酸性染料
中图分类号：TS193.5 文献标志码：A
Research Progress on One-bath Dyeing of Nylon/Cotton Fabric
Abstract： In this paper， the basic structure and dyeing properties of nylon and cotton were introduced briefly. The basic principle and research progress of nine different one-bath dyeing methods for nylon/cotton fabric were described in detail， including reactive dyeing， reactive/neutral dyeing， reactive/disperse dyeing， reactive/metal complex dyeing， reactive/acid dyeing， acid dyeing， direct/acid dyeing， neutral/direct dyeing， liquid sulfur dyeing.
Key words： nylon/cotton fabric； one-bath dyeing； homochromatism； reactive dye； acid dye
锦/棉织物兼具锦纶纤维和棉纤维的优良性能，手感丰满，身骨坚挺、滑爽，穿着舒适，富有弹性和光泽，耐磨性好，是目前较为流行的服装面料。
传统的锦/棉织物染色工艺流程长，能耗、水耗较大，不利于节能减排。而锦/棉织物一浴法染色工艺作为一种环境友好型染色技术，能缩短加工流程，节约染色时间，提高生产效率，降低能源、水量的消耗，减少污水排放，从而降低企业生产成本和环保压力，间接增加企业生产利润，是当前科研院所及印染企业的一个重要研究方向。
1 锦纶、棉纤维的分子结构特征
锦纶属于聚酰胺纤维，常见的锦纶66的结构式如图 1所示，其分子链中含有较多的非极性碳氢链节，在分子两端有氨基和羧基，分子链中还含有大量的酰胺基，可以采用酸性、中性、活性、分散等染料染色。
棉纤维属纤维素纤维，其结构式如图 2 所示，纤维素大分子的基本结构单元是β-D-葡萄糖剩基，在葡萄糖剩基及两端剩基上含有多个自由羟基、醇基及潜在醛基，常采用直接、活性、还原、硫化等染料染色。
2 锦/棉织物一浴法染色研究进展
受聚酰胺和纤维素的本身结构及染色过程中所用染料的性能及工艺的影响，锦/棉织物的传统染色工艺常采用分散/活性、分散/直接、酸性/活性等染料两浴套染法染色，同色性好，色谱较齐，牢度较高；但工艺流程长、能源消耗大，不利于印染企业节能减排、清洁生产，且随着加工时间的延长，可能会在生产中产生折皱、擦伤、色花、缸差等问题，影响产品质量与生产效率。锦纶与棉织物的传统染色工艺存在一定的差异（表 1）。
从表 1 可以看出，锦纶与棉织物的传统染色工艺的主要差异是染色pH值的不同，锦纶一般需在酸性条件下染色，而棉一般需在碱性条件下染色，要实现锦/棉织物一浴法染色，只能通过对织物进行改性或对染料进行筛选，使两种组分的染色条件趋同，达到较理想的染色效果。
2.1 活性染料一浴法染色
这种方法的基本原理是利用活性染料可在不同条件下上染锦纶和棉纤维，依据染色工艺中锦纶和棉纤维的上染先后顺序不同，通过调节染浴pH值，改变染浴在不同工艺阶段的酸碱性，从而在碱性条件下实现活性染料染棉，在酸性条件下实现活性染料染锦纶。
王宏等选用Cibacron FN型活性染料（一氟均三嗪加改良型乙烯砜型双活性基团染料）、Cibaeron黄FN-2R、Cibaeron红FN-R、Cibaeron兰FN-R对锦/棉交织物进行一浴法染色，活性染料先在碱性条件下对棉纤维进行染色，然后再加入（NH4）2SO4和醋酸调节染液pH值至 5 ～ 6，沸染锦纶，整个生产过程采用低张力工艺，保证产品的质量和风格，尤其是浅色同色性效果好，湿牢度佳。
高晓红等采用自制的助剂CN（在保温时，能使染浴 pH值从碱性逐步降低到弱酸性）考察了K、KE、KN、M型活性染料用于锦/棉织物一浴法染色的性能，结果表明：部分KE、KN、M型活性染料如活性红KE-3B、活性黄KE-4R、活性红M-3BE、活性深蓝M-2GE、活性翠蓝KN-G同色性较好，并且上染率和固色率也相对较高，适宜于活性染料一浴法染色，而K型染料的同色性较差，不适宜于一浴法染色。
尹宇、王春梅等根据活性染料的染色特征值SERF值从大到小筛选了 3 组活性染料，分别采用先酸后碱工艺和应用pH值调节剂A工艺对锦/棉交织物进行一浴法染色，结果显示：SERF值中等的染料如活性大红3DR、活性金黄2RS、活性翠蓝GS适用于上述两种工艺，固色率均可达70%以上，摩擦牢度和皂洗牢度为 4 ～ 5 级，同色性较好。
周光勇、龚军等则采用色媒体DM-2008对锦/棉交织物中的棉纤维组分进行改性，添加染座，实现了活性染料如活性深蓝B、活性艳蓝BRF、活性黄3RS和活性红2B等在弱酸性（pH值为 5）条件下同时对锦纶、棉纤维染色，染色后锦纶和棉的同色性较好，各项色牢度也较高。
2.2 活性/中性染料一浴法染色
该法基本原理是通过提高染色、固色温度（100 ℃左右），实现活性/中性染料同时在中性浴中上染色棉纤维和锦纶，或通过调节染浴pH值，使活性染料在碱性染浴中染棉，中性染料在中性染浴中染锦纶。
崔浩然讨论了中性染料与高温型活性染料及中性染料与热固型活性染料一浴法染锦/棉织物工艺，研究表明高温型活性染料（H-E型）耐热稳定性好，可在90 ～ 95 ℃吸色、80 ℃固色，这与中性染料染锦纶的最佳温度（95 ～ 98 ℃）相近。按高温活性染料的吸色温度（90 ～ 95 ℃）染色，中性染料在锦纶上得色深度的下降幅度不明显。热固型活性染料如NF型、N型、CN型和NE型等在中性浴、较高温度（100 ～105 ℃）下固着棉纤维，匀染性良好；而常规 2∶1型中性染料可在100 ～ 120 ℃中性浴染锦纶，且对工艺条件的适应性良好。上述两种一浴法工艺简单，操作简便，且染品匀染性好，色光易于调整。
陈国洪等先用活性染料（3BS艳红、3RS黄、B元青）染棉，后醋酸调节pH值在 7 左右进行中性染料（GRL枣红、GL中性深黄、S-R中性黑）染锦纶，实现了锦/棉交织物的活性/中性染料一浴法染色，且免去了活性染料染色后皂洗工艺，通过工艺条件的控制可以获得较好的同色性和较高的耐皂洗、耐摩擦色牢度。
王华清采用Kayacelon React CN中性固色活性染料和1∶2型中性染料在100 ℃、pH值为 7 的条件下，通过适当的工艺控制，可使染料在一浴中同时完成对棉锦两种纤维的上色，并具有较高的色牢度和同色性。
2.3 活性/分散染料一浴法染色
该法基本原理是通过对染料选择或改性，克服活性染料与分散染料染色工艺条件如染浴pH值、染色温度等的差异，获得能在中性、100 ℃下具有较好染色效果的活性染料和分散染料，实现一浴中分散染料染锦纶，活性染料染棉纤维。
彭志忠对锦/棉弹性针织物采用分散/活性一浴法染色，分散染料选用分散稳定性较高的Dianix染料，活性染料选用Kayacelon React CN型活性染料，在中性条件、70 ℃始染，100 ℃保温固色，工艺宽容度高、重现性好，但其染中深色牢度还有待改善。
崔浩然等探讨了分散染料与热固型活性染料（如NF型、N型、CN型和NE型）一浴法染锦/棉织物，在中性、100℃条件下，分散染料染锦纶与热固型活性染料染棉具有良好的同浴染色适应性。
Kim等选用羟基乙烯砜硫酸酯型活性染料与含有羟基的分散染料在pH值为 7，温度仅为60℃条件下实现锦/棉织物一浴法染色，染色后织物水洗牢度及摩擦牢度优良，耐光牢度适中。
2.4 活性/金属络合染料一浴法染色
该法基本原理是通过对染浴的pH值进行调节，使活性染料先在碱性浴中上染棉纤维，然后再使1∶2金属络合染料在酸性条件下上染锦纶。
杨波采用1∶2金属络合染料Dorolan深蓝DBL与活性蓝B-2GLN染料对锦/棉织物进行一浴法浸染染色，通过醋酸调节pH值，使两种染料在一浴法中的上染率及各项染色牢度指标与传统二浴法染色工艺相当。
2.5 活性/酸性染料一浴法染色
该法基本原理是通过对活性、酸性染料进行筛选，获得能在中性条件下上染的活性、酸性染料，实现活性染料在中性浴中上染棉纤维和酸性染料在中性浴中上染锦纶。
朱志彬等采用约克夏无碱活性染料N R A系列（Intracron Yellow NRA-HM、Intracron Red NRA-2B和Intracron Blue NRA-HM），和弱酸性染料 Nylanthrene B 组（Nylanthrene Yellow B-4NGL、Nylanthrene Red B-NG和Nylanthrene Blue B-AR）对锦/棉交织物进行一浴法染色。结果表明：在pH值为 7，染色温度100 ℃的条件下，采用该工艺染色的锦/棉交织物色光稳定，同色性好，各项色牢度均较高，布面效果明显改善，成品品质提高。
曹机良等采用中性固色活性染料（Argazol黄NF-GR、Argazol红NF-3B和Argazol蓝NF-BG）和酸性染料（弱酸性黄3G、弱酸性红10B和弱酸性深蓝5R）一浴法对锦/棉交织物进行染色，结果表明：中性固色活性染料对锦纶织物的沾色以及酸性染料对棉织物的沾色均较少，经固色后锦/棉混纺织物染色的各项牢度均满足服用要求。
Kim等考察了不同类型活性染料与酸性染料在一浴条件下染色锦/棉织物，研究表明，在中性pH值条件下，MNT型活性染料染棉的牢度比MCT型活性染料高，而半缩绒型酸性染料对锦纶的染色牢度要优于匀染型酸性染料。
2.6 酸性染料一浴法染色
该法基本原理是利用含有不同活性基团的胺或反应性阳离子改性剂对纤维素纤维进行阳离子化改性，使棉纤维的正电性增强，减少或清除酸性染料与棉纤维之间的静电斥力，使酸性染料更多地吸附在改性后的棉纤维上。
孟春丽等采用聚环氧氯丙烷二甲胺衍生物对锦/棉织物中的棉组分进行改性，然后采用弱酸性深蓝5R和中性蓝BNL酸性染料对改性后的锦/棉织物进行一浴法染色，研究表明：改性后在90 ℃、pH值 2 ～ 4 的条件下，弱酸性深蓝5R和中性蓝BNL可在锦/棉织物上获得较好的同色性。
2.7 直接/酸性染料一浴法染色
该法基本原理是先采用染色助剂预处理织物，使其阳离子化，并通过直接、酸性染料的筛选，实现直接、酸性染料在弱酸性条件下同一浴中分别上染棉纤维和锦纶。
徐璀等采用酸性固色剂TF-506对织物进行预处理，然后再在弱酸性（pH值为 6）条件下染色，采用直接染棉/酸性染料染锦纶一浴法工艺，锦纶和棉都可获得较高的得色，也可解决直接/酸性染料一浴染色时的相互沾色问题，取得良好的染色效果。
张修强等选用直接染料作为锦/棉交织物中上染棉的染料，弱酸性染料作为上染锦纶的染料来实现锦/棉一浴染色。试验表明，直接染料与弱酸性染料可在同浴中上染的锦/棉交织物，其色牢度，匀染性较好。
2.8 中性/直接染料一浴法染色
该法基本原理是通过挑选牢度高、重现性好、染色性佳的改良型中性染料和直接染料在弱酸性条件下同浴上染锦纶和棉纤维。
王鹏飞等采用兰纳洒脱（Lanaset）中性染料、沙拉菲尼尔（Solophenyl）直接染料在pH值5.5 ～ 6.0的条件下，对锦/棉染色一浴法染色，色泽稳定，生产重现性也比较好，修色亦较容易。
2.9 液体硫化染料一浴法染色
该法基本原理是将不溶性硫化染料制成已被预还原的隐色体溶液，利用其给色量高，染色性能稳定，渗透性好，色差小的优点，实现在酸性条件下同时上染锦纶和棉纤维。
单新伟采用液体硫化黑RDT-2KS染料在95 ℃、pH值3.5 ～ 4.0的条件下对锦/棉织物一浴法染色，结果表明，该工艺操作简单，染色牢度高，纤维脆损小，色光稳定、无缸差。
3 结语
锦/棉织物兼具棉的柔软舒适、吸湿透气和锦纶优异的耐磨、回弹性能，质地轻盈，穿着舒适，深受消费者青睐，是休闲装、时装的理想用料，在面料市场上占据越来越重要的地位。通过对织物或染料进行改性或筛选，可以实现锦/棉织物一浴法染色，缩短加工流程，节约染色时间，提高生产效率，降低能耗，减少污水排放，从而促进印染企业节能减排、清洁生产，具有环境、经济双重效益。
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