Lanasol毛用活性染料的工艺优化_张利利(1)
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西安工程大学学报
Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｘｉ’ａｎ Ｐｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ
第 ２８ 卷 第 １ 期 （总 １２５ 期 ）
２０１４ 年 ２ 月
Ｖｏｌ．２８，Ｎｏ．１（Ｓｕｍ．Ｎｏ．１２５）
文 章 编 号 ：１６７４－６４９Ｘ（２０１４）０１－００３０－０５
Ｌａｎａｓｏｌ毛用活性定其吸光度 Ａｂ． 固色率 ＝ （Ａａ －Ａｂ）／Ａａ ×１００％．
１．４．３ 织物表面色深度（Ｋ／Ｓ 值） 电脑测色仪测 Ｋ／Ｓ 数值，Ｄ６５光源、１０° 视角 ．
（２）
２ 结果与讨论
２．１ 工 艺 参 量 ２．１．１ 温度和 ｐＨ 值对 染色 效果的 影响 在温度 ８５℃，９０℃，１００℃，ｐＨ 为 ４，５，６，７ 的 条 件 下 对 羊 毛 散 纤 维 进 行 染 色 实 验 ，结 果 如 图 ２～４ 所 示 ．图 中 １ 表 示 ８５℃ ；２ 表 示 ９０℃ ；３ 表 示 １００℃ ．
图 ４ 温度和 ｐＨ 对 Ｌａｎａｓｏｌ黄４Ｇ 固色率的影响
染料分子运动加快，染 料 的 固 色 率 高．所 以，在 控 制 染 浴 的 ｐＨ 值 为 ４～５ 的 条 件 下，Ｌａｎａｓｏｌ在 ８５，９０，
１００℃ 下 都 可 以 进 行 染 色 ，在 实 际 生 产 中 还 需 要 根 据 所 染 织 物 的 种 类 选 择 合 适 的 温 度 ．
收 稿 日 期 ：２０１３－０９－０１ 通 讯 作 者 ：贺 江 平 （１９６４－），男 ，陕 西 省 安 康 市 人 ，西 安 工 程 大 学 教 授 ．Ｅ－ｍａｉｌ：ｘａｈｊｐ＠ｓｉｎａ．ｃｏｍ
第１期 Ｌａｎａｓｏｌ毛用活性染料的工艺优化
３１
析 纯 ）、Ａｌｂｅｇａｌ Ｂ（亨 斯 迈 纺 织 染 化 公 司 ）． １．２ 设 备
上 染 率／％ Ａｌｂｅｇａｌ Ｂ
６０℃ ８０℃ １００℃
无
４６ ７４ ９１
２（ｏｗｆ）％ ９６ ９９ １００
固 色 率／％ ６０℃ ８０℃ １００℃
４０ ６６ ７５ ７１ ９０ ９６
维 二 者 都 有 亲 和 力 ，有 助 于 染 料 的 快 速 分 散 和 渗 透 ，促 进 上 色 ，以 得 到 表 里 均 匀 的 良 好 的 匀 染 效 果 ．它 与 染
张利利，贺江平，付芳青
（西安工程大学 纺织与材料学院，陕西 西安 ７１００４８）
摘要：以 Ｌａｎａｓｏｌ三原色对羊毛散纤维 进 行 染 色，通 过 改 变 工 艺 条 件，对 比 染 色 后 织 物 的 各 项 性 能，研究最适合羊毛染色的工艺 条 件 和 参 数．实 验 结 果 表 明，使 用 Ｌａｎａｓｏｌ染 料 对 羊 毛 进 行 染 色 时的最佳 工 艺 为 染 液 ｐＨ 控 制 在 ４～５，染 色 温 度 在 ８５～１００℃ 下 均 可，元 明 粉 用 量 控 制 在 ５％ （ｏｗｆ）以下，适量加入 １％ ～２％ 的 Ａｌｂｅｇａｌ Ｂ，固色 ｐＨ 在 ７ 左右．加入 ０．１ｇ／Ｌ 亚硫酸氢钠可 以 在 低 温 下 （８０℃ ）达 到 较 高 的 上 染 率 和 固 色 率 ． 关 键 词 ：活 性 染 料 ；羊 毛 纤 维 ；溴 代 丙 烯 酰 胺 ；低 温 染 色 中 图 分 类 号 ：ＴＳ １９０．６２ 文 献 标 识 码 ：Ａ
０ 引 言
羊毛作为一种优良的天然蛋白质纤维，具有许多合成纤维无法比 拟 的 优 良 品 质，其 制 品 弹 性 好、手 感 丰 满 、吸 湿 性 强 ，受 到 广 大 消 费 者 的 青 睐 ．传 统 的 羊 毛 染 色 主 要 是 用 酸 性 染 料 、酸 性 媒 介 染 料 及 金 属 络 合 染 料进行染色，后两者在倡导环保染色的环境下，已被限制使用［１］．在实际生产中，羊毛染色使用量最多 的 依 然是酸性染料，还有近几年开始盛行的毛用活性染料［２－４］．虽 然 活 性 染 料 可 以 免 除 环 境 污 染 和 对 人 类 的 危 害，所染羊毛手感好、染色鲜艳度高．但是由于羊毛的特殊结构，在碱 性 条 件 下，鳞 片 易 受 损 伤，而 且，羊 毛 长时间沸染也会造成染色损伤，影响了纤维的可纺性和制成率．为了克服这 一 缺 点，近 几 年 国 内 对 于 羊 毛 低温染色 方 ［５－６］ 法的研究正在逐渐增多．到目前为止，已 提 出 羊 毛 低 温 染 色 法 主 要 分 为：助 剂 低 温 染 色、改 性后低温染色 和 ［７］ 超声 波 低 温 染 色 等，而 生 产 中 使 用 最 多 的 为 低 温 染 色 助 剂［８－９］、生 物 酶 处 理 等 染 色 方 法 ［１０］．
料的亲和力很强，与染料能结合，其结合 体 被 纤 维 吸 收，从 而 将 染 料 输 送 到 纤 维 内 部，本 身 则 再 与 染 料 结
合 ，如 此 不 断 循 环 ，直 至 染 色 达 到 平 衡 ，从 而 加 速 了 染 料 上 染 纤 维 的 速 度 ．又 由 于 其 有 类 似 阴 离 子 防 染 剂 的
２．１．２ 不同条件碱固色对染色效果的影响 使用 Ｌａｎａｓｏｌ红６Ｇ 对羊毛散纤 维 进 行 染 色，保 温 之 后 降 温
至８０℃，通过加入不同量的纯碱，实现不同 ｐＨ 条件 下 固 色，分 析 固 色 ｐＨ 值 对 Ｋ／Ｓ 值 的 影 响．实 验 结 果
见 表 １．
从表１可以看出，以溴代丙烯酰胺为活性基的 Ｌａｎａｓｏｌ 表 １ 不同条件碱固色对染色效果的影响
染色处方：Ｌａｎａｓｏｌ染料２％（ｏｗｆ），Ａｌｂｅｇａｌ Ｂ １％（ｏｗｆ），醋 酸 调 节 ｐＨ 至 ５，浴 比 １∶５０．染 色 工 艺 曲 线如图１所示．后处理工艺：１℃／ｍｉｎ降温至８０℃加入氨水 ５％（ｏｗｆ），处理 １０ｍｉｎ后换水加醋酸调节 ｐＨ ＝５，５０℃ 处 理 ５ｍｉｎ，水 洗 后 烘 干 （本 实 验 后 处 理 固 色 工 艺 均 使 用 氨 水 ）．
７左右． ２．１．３ 中性盐量对染色 效 果 的 影 响 在 染 液 初 始 阶 段 加 入不同用量的元 明 粉，研 究 中 性 盐 对 Ｌａｎａｓｏｌ染 料 三 原 色 染 色 效 果 的 影 响 ．实 验 结 果 见 表 ２．
从表２可以看出，加 入 适 当 的 中 性 盐 可 以 不 同 程 度 地 提 高 染 料 的 固 色 率 ，但 是 ，中 性 盐 粉 加 入 量 过 大 又 会 使 固 色 率降低，因为当中性盐 用 量 过 大 时，会 造 成 染 料 聚 集，从 而 导 致 上 染 率 降 低 ，固 色 率 也 随 之 降 低 ．所 以 在 不 影 响 固 色 率
３２
西 安 工 程 大 学 学 报 第２８卷
下的情况与在酸性条件下 正 好 相 反，染 料 的 吸 附 量 低，固 色 率 也
随之下降．所以在生产时，为了获得较高的固色率，染浴的 ｐＨ 值
应 控 制 在 ４～５ 左 右 ．
Ｌａｎａｓｏｌ三原色在 ｐＨ 值为 ４～６ 时，染 色 温 度 不 同 时，染 料
ＳＤＭ２－１２－１４０型高温高压染色机（立信染整机械有限公司）、ＢＳ１１０Ｓ型电 子 天 平（北 京 多 利 斯 天 平 有 限公司）、ＤＨＪ－９０７６Ａ 型电热恒温鼓风干燥箱（上 海 精 宏 实 验 设 备 有 限 公 司）、ｐＨＳＩ－４Ａ 实 验 室 ｐＨ 计（上 海精密科学仪器厂）、７２２型光栅分光 光 度 计 （天 津 市 普 瑞 斯 仪 器 有 限 公 司）、ＨＨＳ－２４ 型 电 子 恒 温 水 浴 锅 （上 海 东 星 建 材 实 验 设 备 有 限 公 司 ）、ＳＦ－３００ 型 电 脑 测 色 仪 （思 维 士 颜 色 科 技 有 限 公 司 ）． １．３ 方 法
图 ２ 温度和 ｐＨ 对 Ｌａｎａｓｏｌ红６Ｇ 固色率的影响 图 ３ 温度和 ｐＨ 对 Ｌａｎａｓｏｌ蓝３Ｇ 固色率的影响
由图２～４可以看出，Ｌａｎａｓｏｌ染料三原色固色率 都 随 着 ｐＨ 值 的 增 加 而 下 降，在 酸 性 条 件 下，羊 毛 大 分 子 带 正 电 荷 ，对 活 性 染 料 阴 离 子 有 库 仑 引 力 ，染 料 的 吸 附 量 高 ，固 色 率 也 相 应 提 高 ；而 在 中 性 或 碱 性 条 件
Ｅ ＝ （Ａ０ －Ａｔ）／Ａ０ ×１００％．
（１）
式中，Ｅ 为上染率；Ａ０ 为原液吸光度；Ａｔ 为残液吸光度．
１．４．２ 固色率 分别配制ａ，ｂ两个相同的染浴，其中，ａ染浴不加试样，ｂ染浴加入试样，按同样的操作规
程 及 工 艺 进 行 染 色 ．染 后 ，取 出ａ染 浴 冷 却 至 室 温 ，稀 释 至 一 定 体 积 ，在 其 最 大 吸 收 波 长 处 测 其 吸 光 度 Ａａ．ｂ 染浴取出试样水洗、碱性固色处理、水洗．然后将洗涤液、后处 理 液 和 染 色 残 液 合 并，稀 释 至 同 ａ一 样 的 体
的固色率变化较小；但当 ｐＨ 值为７时，染色温度不同，染料的固
色率变化较大，这是因为 ｐＨ 值为４～６时，织物能快速吸附大量
的染料，致使织物表面形成 大 的 染 料 浓 度 差，染 料 能 更 快 地 渗 透
进人织物内部，此时，染色温 度 在 一 定 的 范 围 内 对 染 料 的 固 色 率
影响较小．而染色 ｐＨ 值达到７时，织物对染料的吸附能力变小， 此时，织物上染 的 染 料 量 主 要 依 赖 于 染 色 温 度．染 色 温 度 高 时，
表 ２ 中性盐量对染色效果的影响
盐 用 量 （ｏｗｆ）／％
固 色 率／％ 红６Ｇ 黄４Ｇ 蓝３Ｇ
０ ５ １０ ２０
９５ ９７ ９０ ９７ ９８ ９３ ９２ ９３ ９０ ９０ ８７ ８６
的 情 况 下 ，实 际 应 用 中 中 性 盐 用 量 应 控 制 在 ５％ （ｏｗｆ）以 下 ．
红６Ｇ 在中性条件下固色即可达到较好的效果，ｐＨ 值过高 反而会降低染色物的 表 观 深 度，这 是 由 于 在 碱 性 环 境 下 染 料水解增强，降低了染料的固色率．所以固色 ｐＨ 值选定为
Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｘｉ’ａｎ Ｐｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ
第 ２８ 卷 第 １ 期 （总 １２５ 期 ）
２０１４ 年 ２ 月
Ｖｏｌ．２８，Ｎｏ．１（Ｓｕｍ．Ｎｏ．１２５）
文 章 编 号 ：１６７４－６４９Ｘ（２０１４）０１－００３０－０５
Ｌａｎａｓｏｌ毛用活性定其吸光度 Ａｂ． 固色率 ＝ （Ａａ －Ａｂ）／Ａａ ×１００％．
１．４．３ 织物表面色深度（Ｋ／Ｓ 值） 电脑测色仪测 Ｋ／Ｓ 数值，Ｄ６５光源、１０° 视角 ．
（２）
２ 结果与讨论
２．１ 工 艺 参 量 ２．１．１ 温度和 ｐＨ 值对 染色 效果的 影响 在温度 ８５℃，９０℃，１００℃，ｐＨ 为 ４，５，６，７ 的 条 件 下 对 羊 毛 散 纤 维 进 行 染 色 实 验 ，结 果 如 图 ２～４ 所 示 ．图 中 １ 表 示 ８５℃ ；２ 表 示 ９０℃ ；３ 表 示 １００℃ ．
图 ４ 温度和 ｐＨ 对 Ｌａｎａｓｏｌ黄４Ｇ 固色率的影响
染料分子运动加快，染 料 的 固 色 率 高．所 以，在 控 制 染 浴 的 ｐＨ 值 为 ４～５ 的 条 件 下，Ｌａｎａｓｏｌ在 ８５，９０，
１００℃ 下 都 可 以 进 行 染 色 ，在 实 际 生 产 中 还 需 要 根 据 所 染 织 物 的 种 类 选 择 合 适 的 温 度 ．
收 稿 日 期 ：２０１３－０９－０１ 通 讯 作 者 ：贺 江 平 （１９６４－），男 ，陕 西 省 安 康 市 人 ，西 安 工 程 大 学 教 授 ．Ｅ－ｍａｉｌ：ｘａｈｊｐ＠ｓｉｎａ．ｃｏｍ
第１期 Ｌａｎａｓｏｌ毛用活性染料的工艺优化
３１
析 纯 ）、Ａｌｂｅｇａｌ Ｂ（亨 斯 迈 纺 织 染 化 公 司 ）． １．２ 设 备
上 染 率／％ Ａｌｂｅｇａｌ Ｂ
６０℃ ８０℃ １００℃
无
４６ ７４ ９１
２（ｏｗｆ）％ ９６ ９９ １００
固 色 率／％ ６０℃ ８０℃ １００℃
４０ ６６ ７５ ７１ ９０ ９６
维 二 者 都 有 亲 和 力 ，有 助 于 染 料 的 快 速 分 散 和 渗 透 ，促 进 上 色 ，以 得 到 表 里 均 匀 的 良 好 的 匀 染 效 果 ．它 与 染
张利利，贺江平，付芳青
（西安工程大学 纺织与材料学院，陕西 西安 ７１００４８）
摘要：以 Ｌａｎａｓｏｌ三原色对羊毛散纤维 进 行 染 色，通 过 改 变 工 艺 条 件，对 比 染 色 后 织 物 的 各 项 性 能，研究最适合羊毛染色的工艺 条 件 和 参 数．实 验 结 果 表 明，使 用 Ｌａｎａｓｏｌ染 料 对 羊 毛 进 行 染 色 时的最佳 工 艺 为 染 液 ｐＨ 控 制 在 ４～５，染 色 温 度 在 ８５～１００℃ 下 均 可，元 明 粉 用 量 控 制 在 ５％ （ｏｗｆ）以下，适量加入 １％ ～２％ 的 Ａｌｂｅｇａｌ Ｂ，固色 ｐＨ 在 ７ 左右．加入 ０．１ｇ／Ｌ 亚硫酸氢钠可 以 在 低 温 下 （８０℃ ）达 到 较 高 的 上 染 率 和 固 色 率 ． 关 键 词 ：活 性 染 料 ；羊 毛 纤 维 ；溴 代 丙 烯 酰 胺 ；低 温 染 色 中 图 分 类 号 ：ＴＳ １９０．６２ 文 献 标 识 码 ：Ａ
０ 引 言
羊毛作为一种优良的天然蛋白质纤维，具有许多合成纤维无法比 拟 的 优 良 品 质，其 制 品 弹 性 好、手 感 丰 满 、吸 湿 性 强 ，受 到 广 大 消 费 者 的 青 睐 ．传 统 的 羊 毛 染 色 主 要 是 用 酸 性 染 料 、酸 性 媒 介 染 料 及 金 属 络 合 染 料进行染色，后两者在倡导环保染色的环境下，已被限制使用［１］．在实际生产中，羊毛染色使用量最多 的 依 然是酸性染料，还有近几年开始盛行的毛用活性染料［２－４］．虽 然 活 性 染 料 可 以 免 除 环 境 污 染 和 对 人 类 的 危 害，所染羊毛手感好、染色鲜艳度高．但是由于羊毛的特殊结构，在碱 性 条 件 下，鳞 片 易 受 损 伤，而 且，羊 毛 长时间沸染也会造成染色损伤，影响了纤维的可纺性和制成率．为了克服这 一 缺 点，近 几 年 国 内 对 于 羊 毛 低温染色 方 ［５－６］ 法的研究正在逐渐增多．到目前为止，已 提 出 羊 毛 低 温 染 色 法 主 要 分 为：助 剂 低 温 染 色、改 性后低温染色 和 ［７］ 超声 波 低 温 染 色 等，而 生 产 中 使 用 最 多 的 为 低 温 染 色 助 剂［８－９］、生 物 酶 处 理 等 染 色 方 法 ［１０］．
料的亲和力很强，与染料能结合，其结合 体 被 纤 维 吸 收，从 而 将 染 料 输 送 到 纤 维 内 部，本 身 则 再 与 染 料 结
合 ，如 此 不 断 循 环 ，直 至 染 色 达 到 平 衡 ，从 而 加 速 了 染 料 上 染 纤 维 的 速 度 ．又 由 于 其 有 类 似 阴 离 子 防 染 剂 的
２．１．２ 不同条件碱固色对染色效果的影响 使用 Ｌａｎａｓｏｌ红６Ｇ 对羊毛散纤 维 进 行 染 色，保 温 之 后 降 温
至８０℃，通过加入不同量的纯碱，实现不同 ｐＨ 条件 下 固 色，分 析 固 色 ｐＨ 值 对 Ｋ／Ｓ 值 的 影 响．实 验 结 果
见 表 １．
从表１可以看出，以溴代丙烯酰胺为活性基的 Ｌａｎａｓｏｌ 表 １ 不同条件碱固色对染色效果的影响
染色处方：Ｌａｎａｓｏｌ染料２％（ｏｗｆ），Ａｌｂｅｇａｌ Ｂ １％（ｏｗｆ），醋 酸 调 节 ｐＨ 至 ５，浴 比 １∶５０．染 色 工 艺 曲 线如图１所示．后处理工艺：１℃／ｍｉｎ降温至８０℃加入氨水 ５％（ｏｗｆ），处理 １０ｍｉｎ后换水加醋酸调节 ｐＨ ＝５，５０℃ 处 理 ５ｍｉｎ，水 洗 后 烘 干 （本 实 验 后 处 理 固 色 工 艺 均 使 用 氨 水 ）．
７左右． ２．１．３ 中性盐量对染色 效 果 的 影 响 在 染 液 初 始 阶 段 加 入不同用量的元 明 粉，研 究 中 性 盐 对 Ｌａｎａｓｏｌ染 料 三 原 色 染 色 效 果 的 影 响 ．实 验 结 果 见 表 ２．
从表２可以看出，加 入 适 当 的 中 性 盐 可 以 不 同 程 度 地 提 高 染 料 的 固 色 率 ，但 是 ，中 性 盐 粉 加 入 量 过 大 又 会 使 固 色 率降低，因为当中性盐 用 量 过 大 时，会 造 成 染 料 聚 集，从 而 导 致 上 染 率 降 低 ，固 色 率 也 随 之 降 低 ．所 以 在 不 影 响 固 色 率
３２
西 安 工 程 大 学 学 报 第２８卷
下的情况与在酸性条件下 正 好 相 反，染 料 的 吸 附 量 低，固 色 率 也
随之下降．所以在生产时，为了获得较高的固色率，染浴的 ｐＨ 值
应 控 制 在 ４～５ 左 右 ．
Ｌａｎａｓｏｌ三原色在 ｐＨ 值为 ４～６ 时，染 色 温 度 不 同 时，染 料
ＳＤＭ２－１２－１４０型高温高压染色机（立信染整机械有限公司）、ＢＳ１１０Ｓ型电 子 天 平（北 京 多 利 斯 天 平 有 限公司）、ＤＨＪ－９０７６Ａ 型电热恒温鼓风干燥箱（上 海 精 宏 实 验 设 备 有 限 公 司）、ｐＨＳＩ－４Ａ 实 验 室 ｐＨ 计（上 海精密科学仪器厂）、７２２型光栅分光 光 度 计 （天 津 市 普 瑞 斯 仪 器 有 限 公 司）、ＨＨＳ－２４ 型 电 子 恒 温 水 浴 锅 （上 海 东 星 建 材 实 验 设 备 有 限 公 司 ）、ＳＦ－３００ 型 电 脑 测 色 仪 （思 维 士 颜 色 科 技 有 限 公 司 ）． １．３ 方 法
图 ２ 温度和 ｐＨ 对 Ｌａｎａｓｏｌ红６Ｇ 固色率的影响 图 ３ 温度和 ｐＨ 对 Ｌａｎａｓｏｌ蓝３Ｇ 固色率的影响
由图２～４可以看出，Ｌａｎａｓｏｌ染料三原色固色率 都 随 着 ｐＨ 值 的 增 加 而 下 降，在 酸 性 条 件 下，羊 毛 大 分 子 带 正 电 荷 ，对 活 性 染 料 阴 离 子 有 库 仑 引 力 ，染 料 的 吸 附 量 高 ，固 色 率 也 相 应 提 高 ；而 在 中 性 或 碱 性 条 件
Ｅ ＝ （Ａ０ －Ａｔ）／Ａ０ ×１００％．
（１）
式中，Ｅ 为上染率；Ａ０ 为原液吸光度；Ａｔ 为残液吸光度．
１．４．２ 固色率 分别配制ａ，ｂ两个相同的染浴，其中，ａ染浴不加试样，ｂ染浴加入试样，按同样的操作规
程 及 工 艺 进 行 染 色 ．染 后 ，取 出ａ染 浴 冷 却 至 室 温 ，稀 释 至 一 定 体 积 ，在 其 最 大 吸 收 波 长 处 测 其 吸 光 度 Ａａ．ｂ 染浴取出试样水洗、碱性固色处理、水洗．然后将洗涤液、后处 理 液 和 染 色 残 液 合 并，稀 释 至 同 ａ一 样 的 体
的固色率变化较小；但当 ｐＨ 值为７时，染色温度不同，染料的固
色率变化较大，这是因为 ｐＨ 值为４～６时，织物能快速吸附大量
的染料，致使织物表面形成 大 的 染 料 浓 度 差，染 料 能 更 快 地 渗 透
进人织物内部，此时，染色温 度 在 一 定 的 范 围 内 对 染 料 的 固 色 率
影响较小．而染色 ｐＨ 值达到７时，织物对染料的吸附能力变小， 此时，织物上染 的 染 料 量 主 要 依 赖 于 染 色 温 度．染 色 温 度 高 时，
表 ２ 中性盐量对染色效果的影响
盐 用 量 （ｏｗｆ）／％
固 色 率／％ 红６Ｇ 黄４Ｇ 蓝３Ｇ
０ ５ １０ ２０
９５ ９７ ９０ ９７ ９８ ９３ ９２ ９３ ９０ ９０ ８７ ８６
的 情 况 下 ，实 际 应 用 中 中 性 盐 用 量 应 控 制 在 ５％ （ｏｗｆ）以 下 ．
红６Ｇ 在中性条件下固色即可达到较好的效果，ｐＨ 值过高 反而会降低染色物的 表 观 深 度，这 是 由 于 在 碱 性 环 境 下 染 料水解增强，降低了染料的固色率．所以固色 ｐＨ 值选定为
