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              活性染色牢度產生因素和改善辦法


              鄒臘牙

              (江西恩達集團科技有限公司  分宜  200336)


              摘  要:如何提高染色牢度(日曬及濕摩擦),成為印染行業工程技術人員的研究課題。特別是活性染料染淺色織物的日曬牢度、深濃色織物的濕摩擦牢度;分散染料的染后熱遷移造成的濕處理牢度下降;以及高耐氯牢度、耐汗光牢度等,而影響色牢度的因素很多,提高色牢度的方法也有很多途徑,如何通過在選擇合適的染化料助劑,改進染整工藝,加強工序控制等方面,摸索了一些方法和措施,對染色牢度有一定的提高和改善,基本滿足了市場需求。

              關鍵詞:活性染料染色;日曬牢度;染料選擇;工藝;染色方法;熱遷移


              一、活性染料淺色織物日曬牢度

              眾所周知,染著在棉纖維上的活性染料,在日照下受到紫外線的攻擊,染料結構中的發色團或助色團,會遭到不同程度的破壞,而導致色變或色淺,即產生日曬牢度問題。

              國家標準對活性染料的耐光色牢度早已有規定,例如GB/T 411-93棉印染布標準規定活性染料的染色布耐光牢度為4~5級,印花布耐光牢度為4級;GB/T 5326精梳滌棉混紡印染布標準和FZ/T 14007-1998棉滌混紡印染布標準均規定,分散/活性染色布耐光牢度為4級,印花布也是4級?;钚匀玖先緶\色印染織物要達到這一標準是比較困難的。

              1.染色母體結構與日曬牢度的關系

              活性染料的日曬牢度主要與染料的母體結構有關,活性染料母體結構的70~75%為偶氮型,其余為葸醌型、酞菁型和甲型。偶氮型耐光牢度較差,蒽醌型、酞菁型和甲的耐光牢度較好。黃色活性染料分子結構為偶氮型,母體發色體以吡唑啉酮和萘系三磺酸的日曬牢度最佳,藍色譜的活性染料以蒽醌、酞菁、甲母體結構,日曬牢度優良,紅色譜活性染料分子結構為偶氮型。日曬牢度普遍較低,特別是淺色。

              2.染色濃度與日曬牢度的關系

              染色試樣的日曬牢度會隨著染色濃度變化而不同,同一種染料在同一種纖維上染色的試樣,它的日曬牢度隨著染色濃度的增加而提高,主要是由于染料在纖維上的聚集體顆粒大小分布變化所引起的。聚集體顆粒愈大,單位重量染料暴露于空氣-水分等作用面積愈小,日曬牢度愈高。

              染色濃度的增加會使纖維上的大顆粒聚集體的比例增加,日曬牢度也相應增加。淺色織物的染色濃度低,染料在纖維上聚集體比例較低,大部分染料呈單分子狀態,也就是染料在纖維上的分解度很高,每個分子都有同樣的機率受到光和空氣、水分的作用,日曬牢度也相應下降。

              ISO/105B02-1994標準日曬牢度分1-8級標準評定,我國的國家標準也是分1~8級標準評定,AATCC16-1998或AATCC20AFU標準日曬牢度分1-5級標準評定。因此,首先必須搞清客戶要求是按什么標準,所有染料生產企業或公司包括《染料索引》提供的色卡上顯示的染色物日曬牢度都是在染色深度1/1的情況下所測定的數據,也就是在染料濃度約20~30g/L的中色織物上測定的數據,淺色織物是達不到這一水平的。

              二、改進日曬牢度的措施

              1.染料的選用

              影響淺色織物日曬牢度最主要的因素是染料本身,因此選用染料是最重要的。選用染料進行拼色組合時,一定要使選用的每個組分染料的耐光牢度水平相當,只要其中任何一個組份,特別是用量最少的組分的耐光牢度達不到淺色染色物的要求,就會使最終的染色物的耐光牢度無法達標。

              2.其他措施

              (1)浮色染料的影響

              染色皂洗不徹底,未固著染料和水解染料殘留于布面上也會影響染色物的耐光牢度,它們的耐光牢度明顯低于已固著的活性染料。皂洗進行得越充分,耐光牢度越好。

              (2)固色劑和柔軟劑的影響

              陽離子的低分子或多胺縮合的樹脂型固色劑和陽離子型柔軟劑應用于織物后整理,將使染色物的日曬牢度下降。因此,選用固色劑及柔軟劑時必須注意它們對染色物日曬牢度的影響。

              (3)紫外線吸收劑的影響

              紫外線吸收劑近來經常用于淺色染色物提高日曬牢度,但必須用量很大才有些效果,不但增加成本,而且造成織物黃變和強力損傷,所以最好不要采用此方法。

              三、活性染料深濃色濕處理濕摩擦牢度

              活性染料通過共價鍵結合賦予染色物優良的染色牢度,但是深濃色染色物時常會發生褪色和沾色現象,這些現象的發生除了染料母體結構中的一部分因受光、熱、汗、酸性氣體和氧化劑的侵蝕,出現偶氮基分解,絡合金屬離子脫離、氨基氧化等引起染色物變色和褪色。染料-纖維鍵的斷裂也會引起褪色和沾色;而染色物上的浮色是造成深濃色染色物的水洗牢度。

              1.浮色

              染料所有的染料在染色后都會在織物上留下浮色染料,活性染料的浮色染料包含有部分水解的染料、吸附于纖維而未參與共價反應的染料,這些浮色染料清除程度與它們對纖維的直接性有關,其中直接性最大的是乙烯砜基染料,其次是水解染料,未反應染料因存在硫磺酯水溶性基,所以對纖維直接性最小,是最容易清除的浮色染料。

              實踐證明,即使經過了充分的水(皂)洗,纖維上仍有部分殘留的浮色染料,活性染料直接性越大,浮色染料越不易從纖維上清除下來,同時又具有水溶性,遇水會溶落下來,并沾污到其他織物上去,它們是活性染料染深濃色織物濕處理牢度,包括水洗、皂洗和濕摩擦牢度不合格的主要原因。清除浮色染料需從染料選用和工藝合理化兩方面考慮:

              (1)染料選擇

              印染廠選擇染料是根據染料色卡提供的牢度性能和小樣試驗來判別染料的濕處理牢度水平的。因為色卡上提供的牢度是在染料濃度1/1深度下染色的,只能作為參考,而以后者為主。因此,深濃色染色物的染料必須進行優選,要選擇各項牢度比較好的進口活性染料,固色率要高,透染性要好。

              (2)工藝注意點

              加強前處理品質控制,前處理主要是退漿、燒毛、煮漂、絲光等工序,而各道工序控制的好壞直接影響染色的質量和色牢度。

              ①退漿

              退漿一定要充分退掉纖維內部的漿料,退不凈會影響染色的勻染性和透染性,阻礙染料向纖維內部擴散,使染料浮于纖維表面,影響色牢度。

              ②燒毛

              燒毛要燒得干凈,燒毛不凈會直接影響纖維表面的光潔度和平滑度,增加摩擦系數,產生一定阻力,降低摩擦牢度。

              ③煮漂

              煮練漂白要煮透,并達到要求白度,去除雜質和棉籽殼,達到標準毛效8~10cm/30min以上,毛效達不到要求會直接影響到染色的上染率和固著率。

              毛效越好,透染性和勻染性越好,上染率和固著率越高,得色越深,染料浮在表面的浮色越少,摩擦牢度和水洗牢度越好,既可以節省染化料費用,又可以提高染色牢度。

              ④絲光

              絲光對于染色織物很重要,除了使織物獲得穩定門幅尺寸,又能增加染色深度,提高織物表面的光澤及滑爽度,提高濕摩擦牢度和沾色牢度,特別是染深色織物,絲光更為重要;因此,必須要控制好絲光的堿濃度,達到充分絲光的效果。

              2.染色方法的不同

              染色方法的優選染色方法的不同,得色的深淺、勻染、透染、固著效果也不同,下面就幾種不同的染色方法進行分析探討。

              (1)浸染法

              浸染法染色,織物可以有充分的時間在一定的溫度下與染料發生反應,通過吸附→擴散→上染,達到染料與纖維充分上染、透染的效果,且有較高的固色率和鮮艷度及色牢度。

              (2)冷軋堆法

              冷軋堆染色是織物通過室溫浸軋染液和堿液進行打卷,經過長時間的緩慢轉動,室溫堆置后,進行退卷水洗、皂洗,達到充分上染的目的。該方法是節能、環保、小批量生產的最佳方法;是染料與纖維長時間充分吸收發生反應,具有良好的上染率、固著率、勻染性和透染性,從而獲得良好的色牢度。

              (3)濕短蒸法

              濕短蒸染色是節能型的染色方法,織物通過浸軋染液后直接進行汽蒸,固色在高溫高濕狀態下進行,從而達到快速上染、固色的目的,具有良好的上染率和透染性,得色率高、色澤鮮艷,可以獲得良好的耐洗和摩擦牢度。

              (4)軋染法

              軋染有兩種工藝方法:一種是軋→烘→軋→蒸;另一種是軋→烘→蒸。第一種是先軋染料再軋固色液,汽蒸即濕蒸,達到上染固色的目的。第二種是軋染固色同浴烘干后進行汽蒸,即干蒸。后者上染深度比前者深兩成,但各項牢度低于前者;因此,前者用得較多,但對濕蒸無法達到的深度,可以考慮用干蒸;但在后整理上要用固色劑來改善織物的染色牢度。

              固色反應是活性染料染色最至關重要的階段,染色整個過程必須控制朝著有利于固色反應而抑制水解反應的方向發展,以求得到最高的固色率。

              染料用量越多,浮色染料也越多,因此,在參照標樣染色深度的前提下,染料用量應該適當,纖維對每一個染料的吸附都有一個極限值,即染色飽和值,一般不超過飽和值的10%左右。當染料用量大大超過飽和值后,過量的染料無法上染固著,只能堆積在織物表面,影響織物的摩擦牢度;并應使用提升力高的活性染料,在用量不多的情況下達到很高的上染率。

              從以上幾種染色方法染色后的織物通過測試后發現色牢度的優選為:浸染>冷軋堆>濕短蒸>軋→烘→軋→蒸>軋→烘→蒸。色率高、色澤鮮艷,可以獲得良好的耐洗和摩擦牢度。

              3.水洗處理

              染色后的纖維內部和表面有已固著的染料,浮色染料、殘余的堿劑和電解質等雜質,只有這些雜質清除干凈才能使染色物達到最佳染色牢度和色澤鮮艷度。方法是依靠水洗、皂洗和機械外力作用,目的是去除親水性浮色,洗去電解質和堿劑,降低電解質濃度以加大浮色染料與纖維之間的靜電斥力,使浮色染料較易脫離纖維;洗除堿劑是防止堿劑在高溫皂煮中引起已固著染料的水解。

              皂煮后水洗是去除大量已被皂洗劑分散的浮色染料。后處理過程中水質非常重要,如果水質硬度較高,會有較多Ca2+、Mg2+等重金屬離子,它們使能溶于水的磺酸鈉鹽轉變為難溶于水的磺酸鈣(鎂)鹽色淀,從而削弱了浮色染料的親水性;因此,水質對染色物的后處理牢度有明顯的影響。

              4.后整理

              先天不足,后天彌補,染色后的織物色牢度達不到要求,只能在后整理上采用固色劑和增進劑進行彌補和改善。專用固色劑可使活性染料深濃色濕摩擦牢度提高0.5~1.0級。

              四、耐氯牢度和耐汗-光牢度

              活性染料一般耐氯牢度較差,主要取決于發色體的分子結構,染料重氮基的鄰位存在磺酸基或羧酸基,或在偶合組分的羥基鄰位或對位存在磺酸基或羧酸基時,因其空間位阻效應,降低了CI-進攻-NH-或-N-的能力,因此提高了耐氯牢度。

              根據GB/T 8433-1998的耐含氯游泳池水牢度試驗方法,有效氯濃度分為20mg/L、50mg/L及100mg/L三種,特殊要求的有200mg/L。隨著有效氯濃度的增加,耐氯牢度下降。因此染料選擇很重要,也可以在后整理過程中采用固色劑的方法改善耐氯牢度,但只能提高0.5~1.0級?;钚匀玖系哪秃?光牢度近年來受到很大關注,一些活性染料的耐曬牢度很好,但耐汗光牢度很差。

              因為在汗和日光的雙重作用下,褪色機理不同,由于汗液中的氨基酸或相關物質與金屬絡合染料的金屬離子螯合,使其脫離染料母體,絡合前染料母體的耐曬牢度本來不好,于是便褪色或色變。

              五、分散染后熱遷移造成的牢度下降

              熱遷移現象是分散染料在兩相溶劑中的一種再分配現象,因此所有能溶解分散染料的助劑,都能產生熱遷移作用。熱遷移現象的原因是由于纖維外層的助劑在高溫時對染料產生溶解作用,染料從纖維內部通過纖維毛細管高溫而拓寬遷移到纖維表層,使染料在纖維表面堆積,造成了一系列的影響,如色變,在熨燙時沾污其他織物,耐摩擦、耐水洗、耐汗漬,耐干洗和耐日曬色牢度下降。

              實踐表明,染料從纖維內向纖維外的熱遷移量與染色深度直接相關,纖維的染色深度越深,從內向外熱遷移的染料量越多,對染色物影響越大;染后的高溫處理對分散染料的熱遷移性影響較大,溫度越高,影響越大。

              因此,染色織物后整理時盡量采用溫和的工藝。分散染料熱遷移與染料本身分子結構有關,在生產實踐中發現廣泛應用的非離子表面活性劑,是導致分散染料熱遷移現象的主要原因。

              氨基有機硅乳液作為柔軟劑是目前使用最多的柔軟劑,因為要制成微乳液,需要施加有機硅總量40~50%的脂肪醇聚氧乙烯醚或烷基酚聚氧乙烯醚等非離子表面活性劑作為乳化劑。隨著氨基有機硅乳液廣泛使用,分散染料的染后熱遷移更嚴重。

              解決的方法是選擇高提升力和吸盡率,特別是染色物熱固著后有很好濕牢度的分散染料。附著在纖維表面的染料(浮色)會加重染料熱遷移對染色織物色牢度產生的影響。因此,染色后(特別是深色)應采用還原劑和堿劑進行還原清洗,以徹底去除浮色。

              六、小結

              綜上所述,要提高染色物的色牢度,染料選擇非常重要,要針對色牢度的要求來選擇不同的染料,對日曬牢度要求高的淺色織物要選擇還原染料和具有高日曬牢度的活性染料進行染色;深濃色只有選用固色率、提升力高的進口活性染料才能保證濕處理牢度;分散染料要選擇熱遷移性較小的染料,尤其是深色應盡量避免達到或超過染色飽和值,對表面活性劑的使用應堅持“能不用則不用,能少用則少用,非用不可時,要慎重選擇”的原則。

               

              作者簡介:

              鄒臘牙,染整高級工程師,近三十多年梭織印染知名大企業一線生產技術/管理經歷等,幫助合作過國內多家知名企業現場問題解決,組建成本管控、薪酬績效體系設計與管理;百度搜索“鄒臘牙”字樣它會向您展示更多內容。

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