摘 要:活性染料的水洗主要分为两个阶段,一是去除纤维表面浮色、盐和碱的脏洗阶段,第二是去除纤维内部浮色,以提供较好色牢度。分析了影响水洗效果的主要因素,包括染料的性质、电解质浓度、水洗温度、洗液pH值、织物带液量、水质和皂洗剂等。在传统水洗的基础上提出了全新的全沸洗工艺。实践证明,活性染料平幅全沸洗工艺可节水40% ~50%,节约蒸汽20% ~30%。
关键词:染色;活性染料;皂洗;染色牢度
活性染料色谱齐全,色泽鲜艳,成本低,工艺简单,湿牢度高,被广泛应用于纤维素纤维、再生纤维素纤维及蛋白质纤维的染色和印花。但是,活性染料的吸附固色是非常复杂的过程,其在与纤维发生反应的同时,也与固色碱剂发生水解反应,这种竞争反应直接影响活性染料的固色率。因此,活性染料染色或印花后必须充分水洗,以彻底去除织物上的浮色染料(水解和未反应的染料)、化学品和其它杂质,防止浮色染料的二次返沾,以及碱剂等残留的化学品造成染料断键水解,从而获得优良的色牢度,确保颜色的重现性和鲜艳度。
1·水洗机理和影响水洗效果的因素
1.1 水洗机理
织物上的浮色染料主要有纤维表面的浮色和纤维内部的浮色。前者包括吸附在纤维表面的浮色染料和纤维间毛细管道中的浮色染料;纤维内部的浮色染料是指已扩散进纤维孔道中的浮色染料和吸附在孔道壁的纤维分子链上的浮色染料。水洗时,前者容易洗除,后者因其要先从纤维内扩散出来后才能洗去故较难。水洗分以下两个阶段:
(1)脏洗阶段 轧染织物主要是去除纤维表面的浮色染料、大量的盐和碱剂等化学品,达到色泽鲜艳度和色牢度;印花织物主要是去除纤维表面大量的浮色染料、糊料和其它化学品,使白底沾污少,达到色泽鲜艳度和色牢度。其水洗机理是:纤维表面的浮色染料因为与水洗溶液之间存在浓度差,因此在纤维表面发生解吸,向水溶液扩散、稀释而逐渐去除。硬水和大量的电解质会造成浮色染料的凝聚,因此纤维表面一些难溶的染料颗粒或聚集体,主要是通过皂洗设备的机械作用和皂洗剂的分散作用而脱离纤维,并被分散到水洗液中。
(2)牢度水洗阶段 主要是去除纤维内部的浮色染料,达到要求的色牢度,提供较好的手感。其水洗机理是:纤维内部的浮色染料先从纤维孔道溶液中扩散出来,在纤维表面发生解吸,被水洗溶液稀释交换而去除。
1.2 水洗效果的简单测试方法
如何简单有效地检测浮色染料残留量,对印染企业非常重要。
下面介绍两种实用的检测方法。
(1)湿熨烫法 按ISO 105-X11—1994《纺织品色牢度试验第X11部分:耐热压色牢度》方法, 150℃压烫15 s。用灰卡评定白布沾色等级,沾色越严重,说明浮色洗涤越不干净。
(2)开水浸泡法 将5 cm×10 cm待测样布放入150 mL沸水中,浸泡20 min,目测比较水中的浮色,评定织物上的浮色染料残留量。
1.3 影响水洗效果的主要因素
1. 3. 1 染料(亲和力或直接性)的影响
染料结构不同,其性质(特别是其亲和力)不同。一般直接性高的染料,从纤维内部扩散出来的速率很慢,而且在纤维表面解吸速率也很慢,因此直接性高的染料不易洗净。如藏青M-2GE染色织物很难洗除干净;黄K-RN和深蓝K-R印花织物不但浮色难以洗净,而且解吸下来的浮色染料又会返沾白底;翠蓝活性染料都是铜酞菁结构,呈大分子立体形态,虽亲和力很低,但扩散性也很差,水洗时浮色染料很难从纤维内部扩散至纤维表面,而且其溶解度低,在硬水中或电解质作用下很容易凝聚,因此,纤维表面的浮色也难以去除,即使洗除也容易返沾,使印花织物白底沾色严重,织物染色牢度差。
1. 3. 2 电解质浓度的影响
活性染料轧烘轧蒸工艺的固色液中,有大量的电解质盐,因此纤维内部的浮色染料对纤维有很高的亲和力,很难从纤维内部扩散出来,而且在大量盐的作用下,染料凝聚,溶解度下降,很难解吸至水洗浴中。同时,电解质会降低织物与水洗浴中浮色染料之间的静电斥力,增加了浮色染料的返沾。因此要尽可能降低水洗浴中电解质的浓度,在平幅水洗工艺中的脏洗阶段,前几格水洗槽需要大量水进行更新。
1. 3. 3 水洗温度的影响
水洗温度高的优点是:纤维溶胀充分,染料的分子运动加剧而更易扩散;染料对纤维的亲和力降低;染料溶解度增加;水洗液的表面张力降低,可较好地润湿织物;对于印花织物,使糊料更好地膨胀,从而较快地去除糊料。因此高温水洗时,浮色染料很容易从纤维内部扩散出来,而且很快解吸扩散进水洗液中,即使在大量电解质的条件下,浮色染料也不会聚集返沾,从而白底很白,浮色去除很干净,色牢度极佳。
1. 3. 4 水洗液pH值的影响
以pH=7时的浮色残留量为100,不同pH值条件下的水洗效果见图1。
从图1可知, pH值在8~9时浮色染料去除效果最好。
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