解决棉织物活性染料染色湿摩擦牢度问题
摘 要: 活性染料染色存在染品湿摩擦牢度差的问题。文中分析了湿摩擦牢度的测试方法,对影响湿摩擦牢度的因素,包括染料的特性、浮色、水质、织物的组织结构和表面光洁度,以及后处理等进行了探讨,并根据长期生产实践,提出各工序的改进措施。
关键词: 染色;活性染料;湿摩擦牢度;棉织物
1 前言
活性染料深色染品的耐湿摩擦牢度差的问题,一直是长期困扰染整工作者的技术难题。活性染料的耐湿摩擦牢度相对较差是由其自身的一些特性所决定。例如染料自身的水溶性,在碱性条件下易水解而失去与纤维的反应性;与纤维分子反应形成的酯键或醚键易水解断键等。因此,在生产实践中,分析湿摩擦牢度差的成因,加强各工序过程的控制和措施,弥补染料自身的缺陷,以提高产品的耐湿摩擦牢度,是染厂提高产品质量关键。
2 湿摩擦牢度测试方法
耐湿摩擦牢度的测试方法是在摩擦牢度检验机上,将标准摩擦白布(标准湿态) 固定在摩擦头上,在规定的压力和动程下,对织物摩擦规定次数;白布试样干燥后,在标准光源下将白布试样沾染的颜色和标准沾色灰卡对比,然后评定级别。按照国家标准,棉织物(丝光布) 耐湿摩擦牢度的等级应达到2～3 级。
从测试过程可看出,耐湿摩擦牢度实质上反映的是织物上的染料分子和织物表面的着色纤维短茸在受到外力作用时从织物上脱离的难易程度。染料分子在纤维上的存在方式主要有三种: (1) 以化学键与纤维结合; (2) 靠氢键、范德华力与纤维结合(如水解后的染料分子没有与纤维发生反应) ; (3) 根本没有与纤维结合,而靠氢键、范德华力与其他染料分子沾在一起(如未洗净的浮色) 。其中,化学键的结合力比氢键、范德华力强。因此,提高织物的耐湿摩擦牢度,就要使染料分子最大程度地以(1)形式存在,而尽可能去除后两种形式。
在湿态下,染料分子从织物上脱离而转移到与之摩擦接触的白布上,属于分子扩散运动。由于被测织物与测试用的白布之间染料分子存在浓度差,染料分子有从高浓度向低浓度扩散、转移的“动力”。在没有受到外力作用时,染料分子由于受到化学键、氢键、范德华力的束缚,转移很少;但如果受到一定的外力作用(如摩擦) ,染料分子动能增大,足以克服染料与纤维间的键能,就会发生染色布上的部分染料向白布转移的现象,使白布沾染上颜色[1] 。因此,染料分子从织物上脱离的难易程度主要取决于两个方面:即染料分子与纤维之间结合力(包括物理和化学的)的强弱和稳固程度和织物本身摩擦系数的大小。在湿摩擦测试过程中,不仅仅是染料分子脱离织物向白布转移,而且织物表面的着色短茸也会因摩擦而沾染到白布上。此外,染色过程中因水质较硬而形成CaCO3、MgCO3等不溶性物质,以及其他盐类杂质,与染料结合在一起,形成细小的类似于“沙粒”的色淀而沉积到织物表面,这些“沙粒”的存在,使摩擦时的摩擦阻力大大增加,这也是影响湿摩擦牢度的一个重要因素。
3 影响湿摩擦牢度的因素
3. 1 染料的特性
3. 1. 1 染料的水溶性
活性染料分子上含有的水溶性基团越多,在染色过程中越有利于染料的溶解和上染,当然也有利于浮色的洗涤。但染色完成后,“优良的水溶性基团”就成为耐湿摩擦牢度的不利因素。这是由于水溶性基团的存在,会加强染料分子产生脱离纤维素而溶解于水的趋势,水溶性越好,染料就越容易与纤维断开。为解决这一矛盾,在染色完成后,可以再通过固色剂来封闭其水溶性基团,以提高染色织物的耐湿摩擦牢度[1 ] 。
3. 1. 2 染料的直接性
活性染料的直接性主要与染料分子量的大小、极性强弱、结构形态的规整性、活性基及其位置有关。分子量越大、极性越强、结构形态的规整性越好,则染料分子的直接性越高,而扩散性能则越差,染料越容易聚集在织物表面而不易向纤维内部扩散和转移,势必造成浮色过多。而直接性太低,则影响固色率。因此,活性染料的直接性以中等为佳。直接性的大小可以从Rf值和渗圈试验中测得。
3. 1. 3 活性基
活性基不同,与纤维反应形成的共价键稳定性也不同。一般,活性基的反应活泼性越高,成键后的稳定性越差。活性基不同,与纤维反应所形成的共价键耐酸碱稳定性不同。X型均三嗪类活性染料与纤维反应形成的酯键,其耐酸稳定性较差,接触到酸性气体和水分时,易引起染料与纤维断键; KN 型乙烯砜类染料与纤维反应以醚键结合,耐酸性水解较稳定,但在碱性介质中却容易造成染料与纤维间的共价键断裂。含双活性基团的M、ME 型活性染料则耐酸碱稳定性较高,但布面pH 值最好能保持在中性。因此控制成品色布的布面pH 值,对织物的耐湿摩擦牢度也很重要。
3. 2 浮色的影响
浮色包括已水解的染料和未水解但与已纤维发生反应的染料。这些染料靠氢键、范德华力与纤维吸引在一起,与纤维间的亲和力很低,受到较小外力时就能很容易地从织物上脱离下来。所以浮色是影响织物的耐湿摩擦牢度的一个重要因素。
3. 2. 1 浓度
从成本因素考虑,一般中深色产品都以活性染料为主。但是浓度越高,织物的耐湿摩擦牢度越差。因为浓度越高,测试物与白布之间的浓度梯度越大,染料分子越容易向白布转移。另外,活性染料的上染都有一个饱和的平衡上染百分率,超过此值,则只能使过多的染料聚集在织物表面,而无法渗透到织物内部与纤维反应。
3. 2. 2 工艺控制
包括前段预烘是否得当,是否造成染料“泳移”;碱剂用量、汽蒸时间,直接关系到染料的水解程度;水洗的方式和皂洗是否充分,直接与染品浮色有关。
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