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锦棉织物——浴法染色工艺

来源:印染在线 发布时间:2011年07月28日

前言
  锦棉织物通常采用二浴套染法染色,即以中性、酸性染料或分散染料染锦纶,以中温活性染料染棉。采用二浴套染法染色,优点是锦纶和棉纤维的色泽(色光、深浅)在套染过程中可相互弥补,布面色泽较容易调整和控制。缺点是工艺耗时长,加工产量低,能源消耗大,污水排放多,经济效益差。
  锦棉织物曾一度采用过中性染料与中温型活性染料一浴法染色。即在添加电解质的条件下,先于中性浴85℃染色,再降温至60℃加碱固色,而后水洗、净洗。但该染色法有两大缺点。一是中性染料在85℃染色时,其对锦纶的上染率比在95~98℃时低10%~15%,达不到最高竭染率;二是中温型活性染料在较高温度下吸色,对锦纶的沾色重,锦纶组分的色光较难控制。由于该染色工艺的色泽(色光、深度)重现性较差,且调色较困难,所以基本被淘汰。实践证明,锦棉织物可采用分散染料与热固型活性染料(简称分散/活性)一浴法染色工艺。

1分散/热固型活性一浴法染锦棉浅色
  分散染料染锦纶匀染性好,对锦纶染色的品质差异具有良好的遮盖性,不会产生“经柳”、“纬档”等染疵,在染浅色时,不会出现分散染料对锦纶染深性差、色牢度差等缺陷。因此,分散染料特别适合染浅色锦纶。
  热固型活性染料,如NF型(上海雅运)、N型(上海安诺其)、CN型(日本化药)和NE型(上海亚好工贸有限公司)等,是依靠较高温度固着的活性染料,其染棉时的最大特点是中性浴染色,匀染性良好。
  1.1分散/活性染锦棉的同浴适应性
  1.1.1染色温度
  锦纶虽属疏水性纤维,但其玻璃化温度比涤纶低得多,只有47~50℃,且吸湿溶胀性比涤纶大。所以,分散染料染锦纶,在100℃条件下便可获得最高得色量,且重现性也较好。
  热固型活性染料耐热性好。其在100—120℃保温足够时间足以达到染色平衡,上染率稳定,得色深浅变化不明显。若染色温度低于1

00℃,得色明显变浅,这表明染料与棉纤维反应固着不充分。若染色温度高于120℃,得色偏浅,但变化不大(小于5%),这与染色温度高致使染料的溶解度增大有关。因此,这类活性染料的染色温度范围较宽,既适合100℃染色,也适合130℃染色。
由此可见,分散染料与热固型活性染料同浴染锦棉织物,染色温度相匹配。
  1.1.2染浴pH值
  分散染料100℃染锦纶存在两大特点:
  (1)分散染料上染锦纶完全依靠与纤维大分子间的氢键、范德华引力和偶极引力,而不像直接、中性、酸性等阴离子染料,主要依靠与锦纶上的氨基产生离子键而结合。所以,分散染料染锦纶对染浴pH值的依附性很小。在pH值6~8范围,染色效果无明显变化。
  (2)分散染料在100℃条件下染锦纶,与在高温(130℃)条件下染涤纶完全不同,其耐水解稳定性很好。在染浴pH值6—8内,几乎无水解消色现象。因此,分散染料可在中性范围内(pH值6—8)对锦纶染色。
  (3)热固型活性染料对染浴pH值较敏感,最适合在中性染浴中染色。若染浴pH值小于7或大于7,得色量都会显著降低。为此,染色时需添加pH值为7的缓冲剂,以便将染浴pH值稳定在中性范围。
  由此可见,在100℃条件下染锦棉织物,分散染料与热固型活性染料对染浴pH值的适应性良好。
  1.1.3电解质
  热固型活性染料只有在电解质的促染作用下,才能获得最高上染率。虽然分散染料在100℃条件下的热稳定性比130℃好,但电解质的存在会对其热稳定性产生负面影响。因为分散染料与阴离子分散剂形成的染料胶粒带有负电荷,胶粒之间存在同性电荷斥力,因而染料胶粒不容易凝聚,而电解质的加入会削弱染料胶粒的负电荷,使染料胶粒之间的排斥力减小,在100℃条件下,相互碰撞聚集的几率明显增大。
  试验表明,只要染浴中加入1~2g/L阴离子/非离子复合型分散匀染剂,电解质的负面影响就可得以改善,
不会降低染色质量。因为阴/非离子表面活性剂复合使用,不但能提高非离子型表面活性剂的浊点,改善其耐热性能,而且由于两者产生协合效应对染料微粒的保护作用更强,使分散液更稳定。
  1.1.4工艺操作
  由于锦纶的玻璃化温度低(47—50℃),在水中较涤纶易溶胀,加之分散染料的分子质量较小,故在较低温度下,分散染料便可上染锦纶。
  经测试,当染色温度高于65℃,上染速率会急速加快。所以,在升温过程中,必须有一个65℃的保温时段,这对匀染非常重要。
  热固型活性染料染棉,染色温度在70℃以下时,染料与棉纤维间未发生明显固着,染料的扩散与移染活跃,匀染和透染效果良好。当染色温度高于70℃后,由于发生固着反应,染料的扩散和移染作用会随之消失。此时若升温太快,染色初期产生的不匀性易成为永久性色差、色花染疵。
  所以,在染色升温过程中,必须在70℃以下保温染色一定时间,使染色初期产生的吸色不匀经染料的扩散与移染作用而得以改善。由此可见,分散染料染锦纶与热固型活性染料100℃染棉,具有良好的同浴染色适应性。
  1.2分散/活性染浅色锦棉的实用工艺 

2中性/活性一浴法染锦棉中色
  中性染料染锦纶具有竭染率高、染深性好、色泽坚牢,但匀染性较差的特点,较适合染锦纶中深色。热固型活性染料染棉具有匀染性好、湿牢度好,但染深性较差的特点,比较适合染棉中浅色。
  2.1中性/活性染锦棉的同浴适应性
  2.1.1染色温度
  据检测,中性染料染锦纶的温度在100—120℃时的得色量最高,且差异不大。染色温度高于120℃,锦纶将会“纸质化”、消弹、降强和泛黄。因此,中性染料染锦纶与热固型活性染料染棉,对染色温度的要求是一致的。
  2.1.2染浴pH值
  2:1型中性染料于100℃染锦纶,染浴pH值在5~8内的得色深度变化不大,肉眼难以分辨。这表明,常规2:1型中性染

料完全适应100~120℃中性浴染锦纶。
但是,由2:1型中性染料和带活性基的酸性染料组成的复合型中性染料,如丽华特系列(杭州恒升)、尤丽特系列(青岛双桃),需在pH值5~5.5条件下染色。所以,染浴pH值大于6,得色量会下降5%,不适合中性浴染色。
  2.1.3电解质
  锦纶纤维含氨基和羧基,等电点为5~6。染浴pH值大于6时,纤维中的一cO0一含量超过一NH含量,纤维带负电荷,这会使中性染料阴离子的吸附速率和吸附量明显下降。所以,在中性染浴中,电解质对中性染料上染锦纶具有一定的促染作用,这与热固型活性染料相一致。
  2.1.4锦纶匀染剂
  锦棉织物染色一般要加人锦纶匀染剂。锦纶匀染剂通常为阴离子或两性表面活性剂,对中性染料、酸性染料及分散染料具有良好的助溶、缓染和移染作用,即使在中性条件下,也具有较明显的匀染效果,  在酸性条件下,匀染效果更显著。试验表明,锦纶匀染剂使用量应控制在1~2L,用量过多会降低锦纶的得色量。锦纶匀染剂的加入,对热固型活性染料的上染无明显负面影响。
  从以上分析可以看出,中性染料与热固型活性染料同浴染锦棉织物,对工艺条件的适应性良好。
  2 . 2 中性/ 活性染锦棉中色的实用工艺

3.中性/高温活性一浴二步染锦棉深色
  3.1中性/高温型活性染锦棉的同浴适应性
  3.1.1染色温度
  中性染料染锦纶适合在95~98℃染色。高温型活性染料(H—E型)耐热稳定性好,适合在90—95℃吸色、80℃固色,这与中性染料染锦纶的最佳温度相近。如果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。
  3.1.2染浴pH值
  中性染料染锦纶亲和力大,吸色快,扩散性差,移染、匀染性差,但染深性好,色牢度高。因此,锦纶染浅色一般不用中性染料,而用分散染料。中性染料大多用来染锦纶中深色。为了获得良好的匀染效

果,染浴pH值通常控制在中性。这与弱酸性染料染色相比,得色稍浅,深度降低5%,但匀染性好。与高温型活性染料染棉纤维时吸色阶段所需的pH值(中性)一致。
  3.1.3水质
  国产中性染料2:1型金属络合染料结构含染料母体、亲水性基团和金属离子,但缺乏强亲水性基团磺酸基,仅含有非离子性亲水基磺酰胺基(一S0NH)或磺酰烷基(一SOCH),因而水溶性较差(国外有些中性染料品种含有磺酸基团)。因其金属离子外配位层与钠离子成盐式结合,所以染料大分子在水溶液中为带负电荷的络合离子。因此,硬水中的钙镁正离子对其溶解度、上染率及色光都有一定的影响。如中性蓝BNL用硬水化料和染色,其得色深度降低5%~10%。
  活性染料有多个磺酸亲水基(一sONa),在水溶液中形成染料阴离子,遇到硬水中的钙镁离子便会结合成钙镁染料,失去正常的染色性能。由此可见,无论中性染料或活性染料,均需使用软水化料和染色。
  3.1.4锦纶匀染剂

中性染料染锦纶,由于亲和力大、上色快、扩散慢、移染差,加之锦纶纤维微结构中存在的物理性和化学性差异,极易造成染色不匀。所以,浸染染色时,除了采用低温人染、缓慢升温、中途保温、中性浴染色外,还需施加锦纶匀染剂。常用锦纶匀染剂一般为阴离子型表面活性剂。实践表明,它们对活性染料浸染棉纤维的吸色、匀染、固色率和色光鲜艳度等均无明显影响。
  3.1.5电解质
  高温型活性染料对棉纤维的亲和力较小,故需依靠电解质促染以增加染色深度。
  中性染料染锦棉织物中深色,系在中性浴中进行。在中性。碱性浴中,锦纶纤维带有一定量的负电荷,有碍中性染料上染锦纶。电解质的加人会消除这一影响,具有明显的促染增深作用。因此,中性染料与高温型活性染料采用中性浴染锦棉织物中深色时,染浴中的电解质对活性染料和中性染料的作用是一致的。
  3.1.6碱剂
  高温型活性染料染棉纤维,在中性吸色后,必须加入1O~20L纯碱进行

固色;而中性染料染锦纶中深色只能在中性浴中进行,因为碱剂会降低中性染料的上染率,使得色显著变浅。中性染料与高温型活性染料同浴染锦棉织物,中性染料染锦纶是在活性染料染棉的吸色阶段进行的,待加碱固色时,中性染料对锦纶的上染已完成,基本不会受碱剂的影响。
  实践表明,在活性染料加碱固色过程中,对锦纶表面的浮色染料(含中性染料浮色和活性染料的沾色)具有较强的净洗作用。由于中性染料对锦纶的亲和力高,色牢度好,加上有大量电解质存在,因而对锦纶染色深度的影响并不明显。从以上分析可知,高温型活性染料与中性染料同浴染锦棉织物,在工艺上是可行的。
  3.2中性/高温型活性同浴染深色锦棉的实用工艺

4结语
  采用分散/热固型活性、中性/热固型活性一浴一步法染锦棉织物中浅色工艺和中性/高温型活性一浴二步法染锦棉织物中深色工艺,特点如下:
  (1)工艺简单,操作方便,容易控制;
  (2)节能减排,增效优势突出;
  (3)匀染效果好,布面色泽匀净;
  (4)湿牢度优良;
  (5)色泽易于控制,染色重现性好,复修率低;
  (6)热固型活性染料和高温型活性染料,在中性高温条件下微沾或不沾锦纶,非常适合于染常用中温型活性染料所无法实现的锦棉异色“闪色”产品;但其耐晒牢度和耐氯牢度较差,故不适合染这方面要求高的色单。


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