摘要：探讨了在微波加热的条件下Ｋ型活性染料染棉时各种因素对相对色力度值的影响，比较了常规水浴锅加热染色和微波加热染色样品的摩擦牢度和皂洗牢度，探讨了微波加热技术对不同染料染色性能的影响。结果表明，采用微波加热进行棉织物的染色可以大大缩短染色时间，且染色性能和常规染色工艺相近。
关键词：棉织物；微波；染色
微波是一种电磁波，对陶瓷、玻璃、塑料等具有可穿透性，但对金属具有反射性。微波加热具有选择性，对自身具有极性的物质如水、含水物质、脂肪等有深层的加热作用，可使物体迅速升温。加热时只是使被加热的物体升温，周围的空气和装置除由于物体本身的热传导和空气对流加热外不会被微波加热，故热损失少，热效率高。微波加热时被加热物质的内外分子可同时发生共振，内外一起加热，处理效果很均匀［１］。微波对极性的水、染料及助剂分子也有作用，可加快分子的振动，加快染化料的溶解及其向纤维内部的扩散。同时微波使一些反应的活化能降低，使其原来按传统加热方式需较长反应时间的反应时间缩短［２］。虽然微波处理技术在印染行业中仅得到了初步的应用，但已经显示出其明显的优越性。
微波技术作为一种高新技术在染整中的应用，国内外都有研究，并发表过一些研究报告［３－４］，但有关微波技术在染整行业中的应用实例报道非常少。国外曾报道采用微波加热对棉织物进行轧染固色，某些染料经微波辐射可快速地固着在棉织物上［５］。在活性染料的染色过程中，染料以共价键与纤维结合，且活性染料色泽鲜艳、色谱齐全、应用简便、成本低廉、牢度优良，微波可望促进活性染料与纤维的反应，使染料经微波辐射后可快速地固着在织物上［６－７］。本实验主要对微波技术在棉织物活性染料染色中的应用进行探讨。
１ 实验部分
１．１ 材料与仪器
试样材料：漂白棉织物１６×１２／１０８×５６；试剂及染料：氯化钠（分析纯）；无水碳酸钠（分析纯）；磷酸三钠（分析纯）；氢氧化钠（分析纯）；活性红Ｋ－２ＢＰ；活性蓝Ｋ－ＧＲ；活性黄Ｋ－４Ｇ。
仪器：ＳＦ６００ＸＤａｔａｃｏｌｏｒ测色光谱仪；ＷＰ型微波炉（格兰仕电器实业有限公司）；７２１型分光光度计（上海第三分析仪器厂）；Ｙ（Ｂ）５７１Ｂ型染色牢度摩擦仪（温州市大荣纺织仪器有限公司）；ＳＷ－１２型耐洗色牢度试验机（无锡纺织仪器厂）；电热恒温水浴锅（北京市永光明医疗仪器厂）。
１．２ 染色工艺
１．２．１常规工艺染色的上染曲线及染色处方上染曲线：
操作流程：６０℃入染，１５ｍｉｎ后加入氯化钠，在６０℃下续染１５ｍｉｎ，升温至９０℃后加入碳酸钠；在９０℃固色３０ｍｉｎ，染色完毕降温冷却；取出试样，用冷水洗、皂煮（皂片２ｇ／Ｌ，碳酸钠２ｇ／Ｌ，９５℃，１０ｍｉｎ，浴比１∶３０）、水洗、烘干。
染色处方：
活性红Ｋ－２ＢＰ（ｏｗｆ）／％ ２
ＮａＣｌ／ｇ·Ｌ－１ ４０
Ｎａ２ＣＯ３／ｇ·Ｌ－１ ３０
浴 比 １∶４０
１．２．２微波浸染染色工艺流程及染色处方工艺处方：
活性染料（ｏｗｆ）／％ ２
ＮａＣｌ／ｇ·Ｌ－１ ｘ
碱／ｇ·Ｌ－１ ｙ
浴 比１∶４０
工艺流程：按染色处方称取染料配制染液，充分溶解后放入纯棉漂白布，把染杯放入微波炉内加热染色，这期间要加入氯化钠（到达预定的加盐时间停下微波炉，挑起布样加入盐搅拌溶解，设定加热时间继续进行染色）；染色一段时间后取出染杯，把布用玻璃棒挑起后往染液中加入碱剂，再放入微波炉中进行固色。固色完毕后取出试样，用冷水洗、皂煮（皂片２ｇ／Ｌ，碳酸钠２ｇ／Ｌ，９５℃，１０ｍｉｎ，浴比１∶３０）、水洗、烘干。
１．３ 测试方法
（１）相对色力度值 采用ＳＦ６００ＸＤａｔａｃｏｌｏｒ测色光谱仪测定染色织物的相对色力度值。
（２）染料上染百分率 用紫外分光光度计在最大吸收波长处测定染色前后染浴的吸光度
（３）摩擦牢度 包括干摩、湿摩，参照ＧＢ／Ｔ３９２０—２００８进行测定。
（４）耐洗色牢度 参照ＧＢ／Ｔ ３９２１—２００８实验方法Ｃ（３）进行皂洗牢度变色测试。
２ 结果与讨论
２．１ 微波加热的水浴温度测定
在烧杯中装入４０～２００ｍｌ水，调整微波火力，分别放入微波炉中加热不同时间，用温度计测试水温。该微波炉的额定输出功率为７００ｗ，微波的发射频率为２ ４５０ＭＨｚ，所用的低火、中低火、中火、中高火及高火的加热功率分别为１１９、２８０、４２０、５９５、７００ｗ。
由表１中数据可知，加热相同时间时微波炉火力越大水温越高，若采用中火以上火力，水温很快就会达到１００℃；需要加热的水量越大，水温达到１００℃所需的时间越长。因此，采用微波进行染色时，必须根据染色液的体积选择合适的微波火力及加热时间。
低火时由于升温速度缓慢，只适用于少量溶液的加热，对于大量溶液的加热则失去了应用价值。由于高火及中高火时加热升温速度快，水会暴沸，即使用表面皿盖在烧杯上面，蒸发也非常严重，不便于控制；但在实际生产中，对大量的液体进行加热，可考虑按高火所示的功率进行快速加热。
２．２ 活性染料Ｋ－２ＢＰ红微波浸染织物
将１ｇ织物在不同条件下按工艺１．２．２进行染色，不同条件下的染色织物相对色力度值均以常规水浴锅加热条件下同种活性染料浓度为２．０％（ｏｗｆ）时染得的织物相对色力度值为标准进行比较，并用相对色力度值Ｓｔｒ表示。即标准染色布样相对色力度值为１００％，如果所染的织物颜色比标准样品深，Ｓｔｒ值大于１００％；色浅，Ｓｔｒ值小于１００％。后面一系列染色织物的相对色力度值测试方法相同。
２．２．１氯化钠加入时间
分别采用微波低火，中低火和中火加热染色不同时间后，再加入氯化钠４０ｇ／Ｌ促染一段时间，加入氯化钠前后的染色时间共６ｍｉｎ，最后再加入碳酸钠３０ｇ／Ｌ固色３ｍｉｎ。
由图１可知，对于不同的微波火力染色加盐时间需要进行调整。用低火加热时，３ｍｉｎ加盐时的染色效果最好；中低火时，２ｍｉｎ加盐染色效果最好；中火时，１ｍｉｎ加盐染色效果最好。采用同一火力加热时，随着氯化钠加入时间的不同，染色织物的相对色力度值不同。比较后发现，采用低火微波加热时织物相对色力度值明显要比中低火和中火的低。这可能是由于采用的是高温型的活性染料，在相同加热时间内低火升温速度慢，当染色结束时没有达到染料上染所需的温度，从而导致织物的染色效果不佳。因此综合考虑，后面的实验采用中低火和中火进行加热。
在此，还需强调的是实验采用的染液体积为４０ｍｌ，如果加热的染液体积加大，加盐的最佳时间就要进行调整，后面的最佳工艺讨论也是如此。
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