CN114088637A - 染色法判断面料前处理工序处理程度的检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种染色法判断面料前处理工序处理程度的检测方法，属于纺织品检测技术领域。本发明采用翻滚染色法或震荡式染色法对试样进行染色，然后测试K/S值，计算K/S值的算术平均值，先判断前处理面料吸附染料能力的程度；然后根据K/S值的算术平均值确定面料经过的各前处理工序。本发明设计科学合理，在精准判定前处理面料吸附效果的同时，能判断面料经过的前处理工序，对于后续染色、印花节省染料、提升品质有很大的帮助。
Description
技术领域
本发明涉及一种染色法判断面料前处理工序处理程度的检测方法，属于纺织品检测技术领域。
背景技术
前处理效果对面料后续的染色、印花等工艺、面料的性能影响较大，目前仅有丝光后吸附效果的评价，缺乏对面料前处理各工序加工吸附性能的评价。丝光后吸附效果通常用丝光钡值表示。丝光钡值是指面料丝光后吸附氢氧化钡的量与退浆后吸附氢氧化钡量的比值，根据钡值的大小，确定丝光效果，但没有对煮炼、漂白、液氨等前处理吸附效果的评价，更没有综合判断面料经过前处理工序的技术。目前面料花色组织琳琅满目，稀薄类组织不能加工丝光，厚重类组织丝光处理条件相对普通面料强，卷边面料不能加工液氨等，一直没有各前处理工序面料可以达到的吸附染料效果的评价方法。
夏静明等在《染整工艺学》第二册中提出，丝光工序的碱膨化作用，使纤维素部分晶区分子间的氢键被打开，无定形区增多，晶区减小。而染料及其他化学药品对纤维的作用发生在无定形区，所以丝光后纤维的化学反应性能和对染料的吸附性能都有所提高，吸附染料越多，越易染得浓色，且节约染料。我们在试验中发现，丝光棉纤维的钡值一般为135％以上，液氨钡值明显高于丝光钡值，说明液氨整理后棉纤维的吸附性能强，但经过相同工艺染色，液氨面料得色深度却明显比丝光面料得色浅很多，因此并不能通过钡值的测试来直观反映面料液氨处理后对于染料的吸附和反应能力，主要是因为不同前处理工序不但改变了棉纤维结晶区和无定型区的大小，而且改变了纤维孔洞空隙的大小，液氨后的纤维空隙明显变小。由于氢氧化钡相对染料分子小很多，纤维孔洞小的可以吸附进去，而染料分子无法进入发生交联，导致通过钡值测试的判断结果与实际染色结果不一致，另外钡值测试时间长，配制氢氧化钡时产生沉淀，需放置12h后使用，测试时容易吸附瓶壁，测试误差较大。
张滕家璐等在“平幅前处理对棉针织物染色性能的影响纺织学报”(纺织学报，2021年第3期)、赵小平等在印染2011年第6期“棉纤维碱处理后的微观特征和染色性能”，都提及随着碱处理的影响，棉纤维结晶度逐渐降低，无定形区逐渐增大，染色后固色率和K/S值逐渐增大。仅指出棉经过丝光碱处理后的K/S值有增大趋势，没有通过K/S值确定前处理工序的报道。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种染色法判断面料前处理工序处理程度的检测方法，其设计科学合理，在精准判定前处理面料吸附效果的同时，能判断面料经过的前处理工序，对于后续染色、印花节省染料、提升品质有很大的帮助。
本发明所述的染色法判断面料前处理工序处理程度的检测方法，采用以下工序：
1、试样准备：
从待测试布样上剪取100±10mm*100±10mm大小布样5块，布样裁剪时避开布边和布端，将剪好的布样称重。
2、配置染液：
分别按照布重*1％计算染料用量，染料为活性染料BLACK SR-F 180％(上海安诺其纺织化工股份有限公司)、RED DSW 200％(上海安诺其纺织化工股份有限公司)、BLUEBRF 150％(住友化学株式会社)、RED 3BF 150％(住友化学株式会社)和YELLOW 3RF 150％(住友化学株式会社)等5支中等直接性、高反应性的活性染料。
按照浴比1:15计算用水的量，即1g布使用15mL水，将5支染料分别与水混合配制成染液，倒入5个钢杯或锥形瓶。
3、试样染色：
采用翻滚染色法或震荡式染色法。
翻滚染色法染色步骤为：
(1)分别将试样和染液放入对应的钢杯中，将钢杯放入温度为60±2℃、转速40±2转/分钟的皂洗色牢度试验机中，运转3±1min后分别加入元明粉40±0.5g/L，运转5±1min，再加入纯碱15±0.1g/L，运转20±1min；
(2)将面料从钢杯中取出，用60±5℃热水冲洗一次；
(3)将皂洗色牢度试验机设定为90℃，在钢杯中加入30±1mL的2g/L净洗剂马来酸-丙烯酸共聚物钠盐，放入热水冲洗后的试样，将钢杯放入皂洗色牢度试验机内，在90±2℃条件下运转清洗15±1min，再用清水冲洗，取出试样晾干。
震荡式染色法染色步骤同翻滚染色法：
(1)分别将试样放入对应的锥形瓶中，将锥形瓶放入震荡水浴锅中，震荡水浴锅温度为60±2℃，按60±2次/分钟的震荡速率震荡；震荡3±1min后，加入元明粉40±0.5g/L，震荡5±1min，再加入纯碱15±0.1g/L，震荡20±1min；
(2)将试样从锥形瓶中取出，用60±5℃热水冲洗一次；
(3)在锥形瓶中加入30±1mL 2g/L马来酸-丙烯酸共聚物钠盐净洗剂和热水洗后的试样，将锥形瓶放至90±2℃震荡水浴锅内震荡清洗15±1min，再用清水冲洗，取出试样晾干。
4、测试K/S值：
染色后试样在DATACOLOR测配色仪上分别测试5块测试样的K/S值，计算5块测试样染色K/S值的算术平均值。
5、判断前处理面料的吸附程度：
根据染色K/S值，确定面料的吸附程度，K/S值越高，吸附染料或助剂量越高，通常K/S值≥7，说明吸附较高，前处理效果好。
6、判断面料经过的前处理工序：
根据染色K/S值的算术平均值可确定面料经过的前处理工序，判定依据如下：
表1
本发明选用两个染料厂家的浅红、深红、黄、蓝、黑五种一氯均三嗪和乙烯砜型中温型活性染料染色，覆盖性强，两种染色方式，效果一致。通过对多个厂家、多种纱线、多种前处理工艺的面料试验，确定吸附效果好的K/S值，同时通过K/S值能精准判断面料的前处理工序。
本发明的检测原理为纤维素纤维经过煮炼、漂白、丝光后，受烧碱、精炼剂等助剂处理的影响，纤维无定形区逐渐增大，吸附染料能力增加。面料对染料的吸附能力越高，活性染料上染率越高，可以通过活性染料的上染情况判断面料的吸附能力、判断面料的前处理工序。
与现有技术相比，本发明达到以下有益效果：
(1)本发明对待测试布样(白色或浅色面料)，利用翻滚染色法或震荡式染色法分别选用不同活性染料对布样进行染色，染色后测试布样的K/S值并取不同活性染料染色K/S值的算术平均值，试样得色越浅，K/S数值越低，面料吸附效果差，同时可根据计算的染色K/S值的算术平均值判断面料的前处理工序，即面料的处理程度；
(2)本发明中的染料易于购买，两种染色仪器随机选用，灵活性强，稳定性好，重现性好，操作简单，不仅能够定性判定面料树脂交联的程度，定性判定面料的前处理效果，而且能够判断前处理程度；
(3)本发明所述的判断方法相对于丝光钡值检测，更能体现实际染色得色情况，节省试验时间；
(4)本发明所述的检测方法在精准判定前处理面料吸附效果的同时，能判断面料经过的前处理工序，对于后续染色、印花节省染料、提升品质有很大的帮助。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的说明。这些实施实例仅用于说明本发明但不限于此。
实施例1
试样为白色纯棉平纹面料，经、纬向采用纯棉11.7tex纱，经密137根/英寸，纬密78根/英寸，1300米坯布，面料常规前处理流程为退浆→煮炼、漂白→丝光→液氨，每工序留半米面料进行K/S值测试。另取50米煮漂后的面料，不丝光整理，只做液氨，液氨后留半米，剩余加工丝光，分别试验不加工丝光，只加工液氨、先液氨后丝光的K/S值。其中：
退浆工艺：退浆酶DS-HT 8g/L，渗透剂WAM 3g/L，精炼剂SAU 2g/L，车速65米/分钟，料槽温度约50℃，100℃*15分钟汽蒸，水洗槽温度依次设定为80℃，90℃，90℃，80℃，70℃。
煮炼漂白采用联动，中间不停，不取样，煮炼工艺：48Be°的烧碱30g/L，渗透剂WAM5g/L，精炼剂SAU 5g/L，除蜡剂WR-03 2g/L，车速60米/分钟，料槽温度约50℃，100℃*20分钟汽蒸，水洗槽温度依次设定为95℃，90℃，85℃，75℃。
漂白工艺：浓度27.5％的双氧水32g/L，48Be°的烧碱7g/L，渗透剂WAM5g/L，稳定剂RENA4g/L，螯合剂SQN 6g/L，98℃汽蒸20min，水洗槽温度依次设定为95℃，90℃，85℃，80℃，70℃。
丝光工艺：车速68米/分钟，采用25Be°烧碱，浸碱温度25℃，喷淋温度75℃，水洗槽依次设定为80℃，90℃，80℃，80℃，65℃，60℃，在第5个水洗槽内加中和酸AC 0.5g/L。
液氨工艺：车速65米/分钟，氨处理时间16s，处理室温度65℃、汽蒸室温度110℃、水洗温度50℃。
六个工序的面料分别测试K/S值，操作步骤如下：
1)试样准备：从六种待测试布样上各剪取约100mm*100mm大小布样5块，作好标记。
2)配制染液：将活性染料BLACK SR-F 180％、RED DSW 200％、BLUE BRF 150％、RED 3BF 150％和YELLOW 3RF 150％按照布重*1％来计算染料用量并按照浴比1:15计算用水的量，将5支染料分别与水混合配制成染液，倒入锥形瓶。
3)试样染色：采用震荡染色法，将震荡水浴锅提前设定为58℃，并提前升温至58℃。分别将面料放入对应的锥形瓶中，将锥形瓶放入震荡水浴锅中，按58次/分钟的震荡速率震荡，震荡2分钟后加入元明粉39.5g/L震荡6分钟，再加入纯碱14.9g/L，震荡20分钟。将试样从锥形瓶中取出，用60℃热水冲洗一次。将震荡水浴锅设定为88℃，提前升温至88℃，在锥形瓶中加入31mL的2g/L净洗剂WO-LR(马来酸-丙烯酸共聚物钠盐，淄博鲁瑞精细化工有限公司)，和热水洗后的试样，90℃条件下震荡清洗14min，再用清水冲洗一次，烘箱中干燥。取出试样晾干。
4)测试K/S值：所有染色试样分别在DATACOLOR测配色仪上测试K/S值并对应记录数值，计算经过不同前处理工序后试样经不同染料染色K/S值的算术平均值。另外，测试面料的丝光钡值进行分析，检测结果见表2。
表2
5)判断前处理面料的吸附程度：
颜色越深，K/S值越高，吸附染料越多，可以看出，面料经过液氨+丝光后K/S值最高，对染料的吸附效果最强。最能提高染色K/S值的工序是丝光，提高55％；液氨提高30％；先液氨后丝光较煮漂后提高96.5％。但丝光钡值方面，最高的是丝光+液氨，只加工液氨的钡值155％明显高于只加工丝光的137％，所以丝光钡值并不能反应面料染色深度情况和面料吸附染料的能力。
丝光后再经过液氨，K/S值反而变差。丝光后染色得色深，但液氨能提高面料的抗皱效果和机械性能，可采用丝光后先染色再液氨的方法提高面料的颜色深度，同时达到面料的物理机械性能。
6)判断面料经过的前处理工序：
可以看出，各工序的染色K/S值的算术平均值均符合判断面料前处理工序的下表：
表3
实施例2
试样为白色纯棉5枚缎面料，经、纬向采用纯棉7.3tex合股纱，经密127根/英寸，纬密83根/英寸，4200米坯布，面料前处理干完退浆→煮炼、漂白后，退浆后、煮漂后各留半米试验K/S值。
取50米做丝光，丝光后留半米试验，剩余加工液氨，分别试验丝光不液氨、先丝光后液氨K/S值。另取50米做液氨，液氨后留半米，剩余加工丝光，分别试验不加工丝光，只加工液氨、先液氨后丝光的K/S值。其中：
退浆工艺：退浆酶DS-L7g/L，渗透剂WAM 2g/L，精炼剂SAE2g/L，车速63米/分钟，料槽温度约50℃，98℃*15分钟汽蒸，水洗槽温度依次设定为80℃，90℃，90℃，80℃，70℃。
煮炼漂白采用联动，中间不停，不取样，煮炼工艺：48Be°的烧碱28g/L，渗透剂WAM4g/L，精炼剂SAE4g/L，除蜡剂WR-03 2g/L，车速62米/分钟，料槽温度约50℃，99℃*20分钟汽蒸，水洗槽温度依次设定为90℃，85℃，80℃，70℃。漂白工艺：浓度27.5％的双氧水30g/L，48Be°的烧碱6g/L，渗透剂WAM4g/L，稳定剂SED3g/L，螯合剂SQB3g/L，98℃汽蒸20min，水洗槽温度依次设定为90℃，90℃，85℃，80℃，70℃。
丝光工艺：车速65米/分钟，采用23Be°烧碱，浸碱温度25℃，喷淋温度75℃，水洗槽依次设定为80℃，90℃，80℃，80℃，65℃，60℃，在第5个水洗槽内加中和酸AB 0.5g/L。
液氨工艺：车速65米/分钟，氨处理时间16s，处理室温度65℃、汽蒸室温度110℃、水洗温度50℃。
六个不同工序的面料分别测试K/S值，操作步骤如下：
1)试样准备：从6种待测试布样上各剪取110mm*110mm大小布样5块，作好标记。
2)配制染液：将活性染料BLACK SR-F 180％、RED DSW 200％、BLUE BRF 150％、RED 3BF 150％和YELLOW 3RF 150％按照布重*1％来计算染料用量并按照浴比1:15计算用水的量，将5支染料分别与水混合配制成染液，倒入皂洗机钢杯。
3)试样染色：采用翻滚染色法，分别将面料放入对应的钢杯中，将皂洗色牢度试验机设定为60℃，转速设定40转/分钟，并提前升温至60℃，将钢杯分别放入皂洗色牢度试验机中，运转保温3分钟后，加入元明粉40.5g/L，运转5分钟，再加入纯碱15.1g/L，运转21分钟。然后将面料从钢杯中取出，用58℃热水冲洗一次。将皂洗色牢度试验机设定为90℃，提前升温至90℃，在钢杯中分别加入29mL2g/L净洗剂WO-LR和热水冲洗后的试样，将钢杯放入皂洗色牢度试验机内，在88℃条件下运转清洗15min，再用清水冲洗一下，取出试样晾干。
4)测试K/S值：所有染色试样分别在DATACOLOR测配色仪上测试K/S值并对应记录数值，计算经过不同前处理工序后试样经不同染料染色K/S值的算术平均值。同时测试面料的丝光钡值，检测结果见表4。
表4
5)判断前处理面料的吸附程度：
根据K/S值，可以看出，面料先液氨后丝光的K/S值明显高于其它工序，对染料的吸附效果最强。但丝光钡值最高的是先丝光后液氨，只加工液氨的钡值164％明显高于只加工丝光的136％，所以丝光钡值并不能反应染色得色深度情况。
先液氨后丝光手感硬，强力和耐磨损等物理机械性能稍差。丝光后再液氨染料上染率反而变差，只加工丝光整理相对只液氨整理吸附效果好，因此还是采用丝光后先染色再液氨的方法提高面料的颜色深度，同时提高面料的物理机械性能。
6)判断面料经过的前处理工序：
可以看出，各工序的染色K/S值的算术平均值均符合判断面料前处理工序的下表：
表5
实施例3
试样为白色纯棉3/3正反斜纹组织面料，经、纬向采用纯棉14.6tex纱，经密142根/英寸，纬密68根/英寸，2300米坯布，面料前处理流程为退浆→煮炼、漂白→丝光，因面料液氨容易卷边，只加工丝光，每工序留半米面料进行K/S值测试。其中：
退浆工艺：退浆酶DS-L8g/L，渗透剂WAM 3g/L，精炼剂SAE 3g/L，车速62米/分钟，料槽温度约50℃，98℃*18分钟汽蒸，水洗槽温度依次设定为85℃，90℃，90℃，80℃，70℃。
煮炼漂白采用联动，煮炼工艺：48Be°的烧碱30g/L，渗透剂WAM 3g/L，精炼剂SAE3g/L，除蜡剂WR-03 2g/L，车速62米/分钟，料槽温度约50℃，100℃*20分钟汽蒸，水洗槽温度依次设定为90℃，85℃，80℃，70℃。漂白工艺：浓度27.5％的双氧水33g/L，48Be°的烧碱7g/L，渗透剂WAM5g/L，稳定剂SED3.5g/L，螯合剂SQB 3.5g/L，98℃汽蒸20min，水洗槽温度依次设定为90℃，90℃，85℃，80℃，70℃。
丝光工艺：车速65米/分钟，采用25Be°烧碱，浸碱温度25℃，喷淋温度约70℃，水洗槽依次设定为80℃，90℃，80℃，80℃，65℃，60℃，在第5个水洗槽内加中和酸AC 0.5g/L。
三个不同工序的面料分别测试K/S值，操作步骤如下：
1)试样准备：从四种待测试布样上各剪取尺寸90mm*90mm的布样5块，作好标记。
2)配制染液：将活性染料BLACK SR-F 180％、RED DSW 200％、BLUE BRF 150％、RED 3BF 150％和YELLOW 3RF 150％按照布重*1％来计算染料用量并按照浴比1:15计算用水的量，将5支染料分别与水混合配制成染液，倒入皂洗机钢杯。
3)试样染色：采用翻滚染色法，分别将面料放入对应的钢杯中，将皂洗色牢度试验机设定为62℃，转速设定42转/分钟，并提前升温至62℃，将钢杯分别放入皂洗色牢度试验机中，运转保温4分钟后，加入元明粉40g/L，运转4分钟，再加入纯碱15g/L，运转19分钟。然后将面料从钢杯中取出，用62℃热水冲洗一次。将皂洗色牢度试验机设定为92℃，提前升温至92℃，在钢杯中分别加入30mL 2g/L净洗剂WO-LR和热水冲洗后的试样，将钢杯放入皂洗色牢度试验机内，在92℃条件下运转清洗16min，再用清水冲洗一下，取出试样晾干。
4)测试K/S值：所有染色试样分别在DATACOLOR测配色仪上测试K/S值并对应记录数值，计算经过不同前处理工序后试样经不同染料染色K/S值的算术平均值。另外，测试面料的丝光钡值，检测结果见表6。
表6
5)判断前处理面料的吸附程度：
根据K/S值，可以看出，面料漂白后染色深度较退浆后稍有增加，丝光后的K/S值较高，染色最深。
6)判断面料的前处理工序：
可以看出，各工序的染色K/S值的算术平均值均符合判断面料前处理工序的下表，满足下表判断面料经过的前处理工序的依据：
表7
7)用震荡染色法做平行测试：
按本实施例3中，1)试样准备2)配制染液操作，将染液分别倒入锥形瓶内。
将震荡水浴锅提前设定为60℃，并提前升温至60℃。分别将面料放入对应的锥形瓶中，将锥形瓶放入震荡水浴锅中，按60次/分钟的震荡速率震荡，震荡3分钟后加入元明粉40g/L震荡5分钟，再加入纯碱15g/L，震荡20分钟。将试样从锥形瓶中取出，用60℃热水冲洗一次。将震荡水浴锅设定为90℃，提前升温至90℃，在锥形瓶中加入30mL的2g/L净洗剂WO-LR和热水洗后的试样，90℃条件下震荡清洗15min，再用清水冲洗一次，烘箱中干燥。取出试样晾干。
测试K/S值：所有染色试样分别在DATACOLOR测配色仪上测试K/S值并对应记录数值，计算经过不同前处理工序后试样经不同染料染色K/S值的算术平均值。
表8
震荡法染色同翻滚法染色K/S平均值最大相差0.03，相差仅0.52％，重现性很强，可以根据仪器情况，灵活选用。
综合以上三个实施例可以看出，通过本发明所述的方法可精准判断面料的前处理工序，掌握面料的染色上染能力，翻滚染色法或震荡式染色法效果一致，可灵活选择。
当然，上述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定对本发明的实施例范围。本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的均等变化与改进等，均应归属于本发明的专利涵盖范围内。
Claims (5)
1.一种染色法判断面料前处理工序处理程度的检测方法，其特征在于：采用翻滚染色法或震荡式染色法对试样进行染色，然后测试K/S值，计算K/S值的算术平均值，先判断前处理面料吸附染料能力的程度；然后根据K/S值的算术平均值确定面料经过的各前处理工序，判断依据如下：
2.根据权利要求1所述的染色法判断面料前处理工序处理程度的检测方法，其特征在于：试样是从待测布样上分别剪取100±10mm*100±10mm大小布样5块，分别称重。
3.根据权利要求1所述的染色法判断面料前处理工序处理程度的检测方法，其特征在于：染色所用的染料与试样的质量比为1:100；试样与染液所用的水的质量体积比为1g：15mL。
4.根据权利要求1所述的树脂整理面料交联程度和抗皱效果的综合判断方法，其特征在于：翻滚染色法染色过程为：
(1)分别将试样和染液放入对应的钢杯中，将钢杯放入温度为60±2℃、转速40±2转/分钟的皂洗色牢度试验机中，运转3±1min后分别加入元明粉40±0.5g/L，运转5±1min，再加入纯碱15±0.1g/L，运转20±1min；
(2)将面料从钢杯中取出，用60±5℃热水冲洗一次；
(3)将皂洗色牢度试验机设定为90℃，在钢杯中加入30±1mL的2g/L净洗剂马来酸-丙烯酸共聚物钠盐，放入热水冲洗后的试样，将钢杯放入皂洗色牢度试验机内，在90±2℃条件下运转清洗15±1min，再用清水冲洗，取出试样晾干。
5.根据权利要求1所述的树脂整理面料交联程度和抗皱效果的综合判断方法，其特征在于：震荡式染色法染色过程为：
(1)分别将试样放入对应的锥形瓶中，将锥形瓶放入震荡水浴锅中，震荡水浴锅温度为60±2℃，按60±2次/分钟的震荡速率震荡；震荡3±1min后，加入元明粉40±0.5g/L，震荡5±1min，再加入纯碱15±0.1g/L，震荡20±1min；
(2)将试样从锥形瓶中取出，用60±5℃热水冲洗一次；
(3)在锥形瓶中加入30±1mL 2g/L马来酸-丙烯酸共聚物钠盐净洗剂和热水洗后的试样，将锥形瓶放至90±2℃震荡水浴锅内震荡清洗15±1min，再用清水冲洗，取出试样晾干。
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