天然棕对皮革染色性能的研究ΞStudies on the dyeing -performance of the natural brow n dye on leather张丽平ΞΞ(北京服装学院材料工程系,北京100029)朱玉江(中国皮革和制鞋工业研究院,北京100016)Zha ng L iping (M ateri al E ngineering Dept.,B eijing I nstitute of C lothing T echnology ,B eijing 100029)Zhu Yujia ng (China Leather &Foot w ear Industry R esearch Institute ,B eijing 100016)摘 要　探讨了天然棕染料对皮革的染色工艺条件,确定了适合铬鞣革的染色工艺参数,并讨论了不同染色方法对染色效果的影响。

关键词　天然棕色染料　染色性能　铬鞣革中图分类号　TS 54 文献标识码　AAbstract The technique parameters of the natural brown dye on chrome leather were confirmed ,and some differentdyeing 2methods discussed.K eyw ords natural brown dyes dyeing performance chrome leather前 言1994年7月15日德国政府颁布一项关于“禁用的致癌物质”的环保新法规,具体例出了20余种芳香胺中间体,涉及到的偶氮染料共有118种。

根据MA K 分类法ⅢA 1及ⅢA 2公布的致癌物质之中,其中4种对人体有致癌毒性,16种对动物疑有致癌毒性。

而这些致癌物质是染整加工中,所用的染料和助剂带入纺织品和皮革制品中的,德国禁止这些纺织品和皮革制品入境,欧洲各国也在短时间内仿效德国的做法,这无疑将对我国的染料生产以及纺织品的出口造成很大的影响,因而研究无毒染料、清洁技术就显得尤为重要了,它牵涉到我国经济的持续稳定发展,人体、生物的健康安全以及环境污染的减少[1-2]。

我国是使用天然染料最早的国家之一。

早在商周时期,人们就已掌握了石染和草染等染色方法,采用的染料是来自矿石和动植物体内的天然染料[3]。

今天虽然进入了广泛使用合成染料的时代,但人们回归自然和保健卫生的呼声也越来越强烈。

纺织品消费科学和服装卫生学方面的研究证明:很多合成染料对人体皮肤有刺激作用,甚至导致皮肤病。

而天然染料则以无毒无害、几乎无污染而独树一帜。

我国使用天然染料的历史悠久,然而有关天然染料的染色技术却发展缓慢,本试验主要探讨天然棕染料对皮革的染色工艺及不同染色方法对染色性能的影响,以期为后续研究做一点铺垫。

1　试验部分[4-6]111　试验材料铬鞣绵羊蓝湿革(厚度018～110mm ),河北辛集市锚营制革区;各种加脂剂(67#、G LS 、TIS ),台湾宏麟华行;铬粉,浙江海宁兄弟公司;天然棕,北京;酸性棕SR 、LS ,韩国进雄株式会社。

112　试验仪器及设备GSD 型四联不锈钢比色转鼓,无锡新达皮革机械有限公司;721型分光光度计,上海。

113　试验工艺11311　天然棕染料性能测试对天然棕染料分别进行溶解性能、染料类型、抗酸耐酸变色牢度,耐酸、碱、甲醛、硬水等的稳定性以及耐摩擦色牢度等的测试。

11312　染色工艺选取绵羊蓝湿革,分割,称重(作为以下用料依据)水洗:水250%,40℃,转20min 。

・33・第33卷　第1期2004年1月 中　国　皮　革CHINA L EA THER Vol.33　No.1Jan.2004ΞΞΞ第一作者简介:张丽平,女,1974年生,工学硕士,讲师北京市教委科研基金资助,项目编号:AJ2002-6酸洗:水200%,40℃,脱脂剂012%,转15min ;甲酸011%,转30min 。

表1　染料性能测试结果(各级别均5级为最高)各项溶解染料耐酸变抗酸耐碱耐甲醛抗硬水性能性能类型色牢度稳定性坚牢度坚牢度稳定性级数4级弱酸性较高3级2级3级4级 表2　天然棕用量对比结果染料用量/%115210215310315410渗透度剩3/4剩1/2留一线全透全透全透粒面着色较均匀较均匀均匀均匀均匀较均匀肉面着色更深较深较浅更浅较浅较深废液色度低低较低较重较重重上染率/%—9816798133971799512392180着色率/%—1197321484219123133331712干摩(级)444～54～54～54湿摩(级)3～43～44443～4复鞣:水200%,40℃,铬粉4%,67#018%,转50min ;NaAc 018%,转10min ;NaHCO 3013%,转2×15min +20min p H 值411。

水洗:水250%,40℃,转2×10min 。

中和:水200%,40℃,NaAc 110%,转10min ;NaHCO 3018%,转3×15min +30min 。

染色加脂:水,根据试验要求定;温度,根据试验要求定;染料X %,转70min ;甲酸015%,转30min ;p H 值418,加脂剂15%,55℃,转60min ;甲酸110%,转3×10min +30min 。

水洗:水300%,转3×10min 。

结束后测定废液中染料的含量。

11313　不同染色方法对染色性能的影响(1)染色和加油的不同次序方案Ⅰ:复鞣、中和、染色、轻微固色、加油、固油。

方案Ⅱ:复鞣、中和、染色、不固色、加油、固油。

方案Ⅲ:复鞣、中和、加油、轻微固油、染色、固色。

方案Ⅳ:复鞣、中和、加油、不固油、染色、固色。

(2)染色方案的不同方案Ⅰ:小液比常温,大液比升温染色;基本渗透后提温扩液。

方案Ⅱ:分次染色,中和时+1/3天然棕,染色时+2/3天然棕。

方案Ⅲ:染色、加油不同浴;染色残液去除后加油。

方案Ⅳ:常规染色加油。

11314　天然棕染料和其他染料的性能对比染色工艺同上。

2　结果与讨论211　天然棕染料各项性能在用某种染料进行染色前,了解该染料的各项性能,对制定染色处方、确定工艺条件很有帮助。

试验中发现:1%的天然棕溶液p H 值为6～7,加甲酸时不出现沉淀,颜色无明显变化;而加硫酸则有显著沉淀,颜色有明显变化,说明可以在后期使用常规的甲酸固色。

天然染料耐碱性较差,加入甲醛变化较小,对硬水的稳定性较好。

总体来看该染料的性能较好(见表1)。

212　天然棕染色工艺参数的确定21211　染料用量皮革染色要达到一定的色泽浓度,除改革工艺外,增加染料用量是一种常用的方法,尤其是现代制革工业越来越注重染色,对染色要求越来越高,不仅表面着色要好,而且要求整个皮革切口的着色均匀。

从表2可以看出:随着染料用量的增加,天然棕的上染率均逐渐下降,而着色率均逐渐提高。

染料用量少时,其粒面及肉面的着色程度反而深,原因可能是当用量太少时,只能吸咐在皮的表面,难以渗透到内部。

因此可以认为315%是天然棕染料染色的饱和用量。

根据不同产品的染色要求,染料可以在310%～315%范围内选择。

另外还可以看出,天然棕染料的干、湿摩擦色牢度较好。

21212　染色液比转鼓染色中液比的大小,一般由所染的颜色决定,液量大,有利于染料的溶解和分散,易染匀;液量小,染液的浓度大,有利于渗透,染料与革结合降低,可提高染着量,节约染料,减少废液。

从表3中发现,液比的变化对皮革的耐摩擦牢度影响不大。

综合各项性能,液比采用210～215较适宜,在大生产也易于工艺的平衡。

21213　染色温度温度对于染料的影响较为复杂,高温可以促进染料的溶解和分散,减少染料的聚集,使分子运动加快,提高染料的渗透性能和上染率,但是高・43・化工材料 中　国　皮　革 第33卷 表3　液比对染色性能的影响(染料用量315%)液比1115210215310渗透速度快较快较慢较慢慢至染透时间/min 3040～5050～606070～80成革颜色深较深较浅较浅浅干摩(级)4444～54～5湿摩(级)3～43～43～444 表4　温度对染色性能的影响(染料用量315%)常温(25℃)40℃55℃至渗透时间/min 30～4040～5060粒面着色较好较好好染料吸净情况差一般好干摩(级)44～54～5湿摩(级)3～43～44 表5　染色时间对染色性能的影响(染料用量315%)时间/min 1020304050607080上染率/%52166715781383149215941394169417渗透性未透未透未透剩1/2留一线全透全透全透 表6　染色和加油的不同次序(染料用量315%)ⅠⅡⅢⅣ色泽深较深深色浅有色花粒面着色均匀较均匀均匀不均匀绒面细致细致较细致较细致手感较好较好一般一般 表7　染色方案对染色的影响(染料用量315%)ⅠⅡⅢⅣ色泽较浅较深深较深渗透性好较差一般一般粒面清晰平细面稍粗平细 表8　天然棕染料和其他染料的性能对比(染料用量215%)染料渗透度粒面着色废液色度上染率/%着色率/%干摩擦湿摩擦天然棕留一线均匀较低98133214844～5级4级酸性棕SR 全透均匀较低98173214683级2～3级酸性棕LS全透均匀较低98120213864级3～4级温也会引起革的粒面粗糙,甚至出现局部收缩。

根据表4的试验结果。

染色温度选在50～55℃为宜。

21214　染色时间试验中同时选择厚度、大小、部位相近、中和深透的铬复鞣皮8块进行染色,每隔10min 做切口渗透性和染料上染率的测定,得到如表5所示结果。

可以看出,随着染色时间的延长,上染率提高。

当染色时间为60min 时,皮染透,上染率接近最大,染色基本达到平衡,即使再延长时间,上染率提高不大。

因此染色时间控制在60min 为宜。

213　不同染色方法对染色性能的影响从表6看出:染色后加油的效果要比染色前加油的效果好,尤以染色后轻微固色的综合效果为好,染色前加油但未固油的效果最差。

214　不同染色方案对染色的影响从表7看出:方案Ⅰ和Ⅳ的效果较好,综合来看方案Ⅰ又要略好些,但操作麻烦,所以建议采取方案Ⅳ染色。

若对产品要求稍高,可采取方案Ⅰ染色。

215　天然棕染料和其他染料的性能对比从试验结果看出(见表8):天然棕的染色效果如上染率和着色率与进口染料相当,粒面着色也令人满意,渗透性稍差,而耐摩擦色牢度更是优于进口染料。

3　结论(1)天然棕染料的各项性能较好,具有良好的皮革染色效果,各项指标与进口染料相当。

(2)天然棕染料的染色工艺条件基本同常规染色工艺,无特殊要求,使用较为方便。

(3)天然棕染料取自天然,无致癌性,可以满足皮革的绿色染整要求。