【集萃網(wǎng)觀察】活性染料由母體染料、連接基和活性基組成,在使用時(shí)能與纖維形成牢固的共價(jià)鍵結(jié)合,因而具備一系列其它纖維素纖維染料無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)。但因其種類較多,性能各異,在應(yīng)用過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)很多問(wèn)題,如跳燈(同色異譜),濕摩擦牢度不理想和染色重現(xiàn)性控制等。要完全滿足以上要求是很困難的,而且半制品和染色工藝的波動(dòng)也會(huì)產(chǎn)生染色質(zhì)量問(wèn)題。本文就如何提高棉織物活性染料的染色牢度問(wèn)題進(jìn)行探討。
1 織物色牢度測(cè)定方法
耐摩擦色牢度 參照AATCC8—2001;
皂洗色牢度 參照GB/T3921—1997;
耐洗色牢度 參照AATCC61—2003TestNo.2A49℃45min;
耐氯漂色牢度 參照AATCC61—2003TestNo.4A71℃45min;
耐日曬色牢度(class) 參照AATCC16—2003;
耐汗?jié)n色牢度 參照AATCC15—2002。
2 對(duì)半制品的要求
色牢度的好壞與半制品質(zhì)量有很直接的關(guān)系。半制品要求“勻、凈、透”�！皠颉敝赴胫破返淖笾杏壹扒昂蟮陌锥取⑼藵{率、毛效、布面pH值等各項(xiàng)指標(biāo)要一致;“凈”指布面處理干凈,大部分雜質(zhì)被去除,不影響染色使用;“透”指織物前處理透徹,退漿煮練充分。達(dá)不到要求的織物就會(huì)產(chǎn)生邊中色差,色牢度一般偏低。
3提高各項(xiàng)色牢度的方法
在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中,半制品的質(zhì)量一般通過(guò)抽檢來(lái)控制的,并不能完全代表整批貨的品質(zhì)。此外,機(jī)臺(tái)工藝條件的波動(dòng)以及工人的操作等都會(huì)影響產(chǎn)品質(zhì)量,這就需要加強(qiáng)染色工藝控制,采取必要的后處理來(lái)提高色牢度。
3.1 耐摩擦色牢度
3.1.1 選擇合適的染料
由于活性染料的性能不一,對(duì)纖維的吸附上染能力也有差異,造成染色牢度也不盡相同�？椢锏哪Σ晾味热Q于浮色的多少,以及染料分子量的大小、染料與纖維的結(jié)合情況、染料滲透的均勻性、染料在織物表面的形成顆粒集聚的情況等。如果染料與纖維是以共價(jià)鍵充分結(jié)合的,其摩擦牢度就高;染料分子大,染色后染料在纖維表面易形成大顆粒染料浮色,加上染料濃度一般偏大,使摩擦牢度降低,特別是大多數(shù)染料與纖維的結(jié)合力在水分存在下更容易被破壞,故濕摩擦牢度比干摩擦牢度要低一些。
又如,活性翠藍(lán)的各項(xiàng)染色牢度比其它活性染料略差,染色時(shí)就要對(duì)染料的性能有一定的了解。應(yīng)選擇那些固色率高于70%,最終上染率和固色率之差低于15%(減少染色織物的浮色),一次上染率不高于75%(使浮色容易清除)的染料,而且需選用提升力高的染料。需要注意的是,若染深色織物,染料用量不能超過(guò)纖維飽和吸附量的10%。
3.1.2 加強(qiáng)水洗工藝
連續(xù)染色的水洗工藝是去除被染物上未完成染著的染料,以及部分水解染料和藥劑。但大部分連續(xù)加工的垂直式導(dǎo)輥皂洗機(jī)每一槽的處理時(shí)間短,水洗不充分,且用水量大。
提高水洗效果需根據(jù)被染織物的密度、厚度、水洗機(jī)中水的更新速度,以及洗除染料的吸附性等,選擇最有效的手段。最好采用逆流水、小液量的洗滌方式。皂洗工藝一般時(shí)間較短,應(yīng)適當(dāng)延長(zhǎng)時(shí)間。皂洗用水的水質(zhì)非常重要,硬水不利于洗除浮色,必須軟化。注意皂液的交換和補(bǔ)充,以免污染皂液產(chǎn)生皂洗反效果。盡量維持高溫作業(yè),但要根據(jù)染料種類進(jìn)行調(diào)整,若乙烯砜型染料發(fā)色后的水洗以60℃水溫為宜。染色水洗工序應(yīng)綜合考慮,制訂有效工藝,水洗充分,即使不使用助劑,干摩擦牢度也能達(dá)到3～4級(jí)。最好用非接觸式烘燥設(shè)備。
3.1.3 織物組織結(jié)構(gòu)對(duì)摩擦牢度的影響
測(cè)試摩擦牢度時(shí),包覆摩擦頭附布與染色織物之間在一定的壓力下作往復(fù)運(yùn)動(dòng),在摩擦力作用下染色織物上的染料和部分纖維脫落,并轉(zhuǎn)移至附布。因此,摩擦力的大小是決定摩擦牢度好壞的一個(gè)重要因素,摩擦力大則牢度差。通常磨毛織物、粗厚織物、提花織物的摩擦力大;布面比較光滑的紗卡、斜紋次之;而平紋、府綢、高支高密織物摩擦力最小。由于這種情況不容改變,只有加強(qiáng)其它方面的工藝。
3.1.4 減少修色
要保證連續(xù)軋染工藝穩(wěn)定一致是很困難的,因此,顏色不符樣的情況時(shí)有發(fā)生,色光有偏差就需要通過(guò)套色來(lái)修正。無(wú)論使用何種染料套色,都會(huì)造成牢度不同程度的降低,因此要加強(qiáng)管理,保證顏色的準(zhǔn)確性。
3.1.5 助劑的使用
傳統(tǒng)的固色劑是雙氰胺與甲醛的縮合物,含有較高的游離甲醛,目前已經(jīng)逐漸被淘汰,取而代之的是無(wú)甲醛的陽(yáng)離子固色劑。固色劑與染色織物上未固著的染料交聯(lián),可有效提高干摩擦和沾色牢度,但對(duì)濕摩擦牢度作用不大,有的顏色還會(huì)發(fā)生嚴(yán)重變色。
3.2 濕摩擦牢度
3.2.1 加強(qiáng)燒毛,提高布面光潔度
中深色的濕摩牢度大多在2級(jí)左右,提高濕摩擦牢度是相當(dāng)困難的。在測(cè)試濕摩擦牢度時(shí),將濕的附布與干的染色織物相互摩擦,此時(shí)濕附布上的水分不但沒(méi)有起到潤(rùn)滑和降低與干態(tài)色布相互間摩擦、提高平滑性的作用,相反,在摩擦過(guò)程中,使未反應(yīng)固著的染料溶脹、溶解、脫落,并迅速吸附到濕的附布上。在顯微鏡下觀察,附布上還沾有大量的染色織物的纖維,在視覺(jué)上會(huì)使顏色更深,而布面光潔就會(huì)在一定程度上減少染色纖維向附布上的轉(zhuǎn)移。
3.2.2 優(yōu)選染料
活性染料濕摩擦牢度差的根本原因是由其特性決定的,取決于染料的親水性、直接性。活性染料分子上含有的水溶性基團(tuán)越多,在染色過(guò)程中越有利于染料的溶解和上染,當(dāng)然也有利于浮色的洗滌。但染色完成后,“優(yōu)良的水溶性基團(tuán)”對(duì)濕摩擦牢度不利。這是由于水溶性基團(tuán)的存在,會(huì)加強(qiáng)染料分子產(chǎn)生脫離纖維素而溶于水的趨勢(shì);水溶性越好,染料就越容易與纖維斷開(kāi)。活性染料的直接性主要與染料分子量的大小、極性強(qiáng)弱、結(jié)構(gòu)形態(tài)的規(guī)整性、活性基及其位置有關(guān)。分子量越大、極性越強(qiáng)、結(jié)構(gòu)形態(tài)的規(guī)整性越好,染料分子的直接性越高,而擴(kuò)散性能則越差,染料越容易聚集在織物表面,而不易向纖維內(nèi)部擴(kuò)散和轉(zhuǎn)移,造成浮色過(guò)多。直接性太低,則影響固色率。因此,活性染料的直接性以中等為佳,直接性的大小可以從Rf值和滲圈試驗(yàn)中測(cè)得。
3.2.3 濕摩擦牢度增進(jìn)劑
目前,市售的固色劑能達(dá)到濕摩擦牢度3級(jí)的極少,一般都是2～3級(jí)。而市售的濕摩擦牢度增進(jìn)劑大多是聚乙烯乳液和特種氨基有機(jī)硅柔軟劑,在用量達(dá)50g/L以上時(shí),能提高濕摩擦牢度0.5級(jí);還有一些增進(jìn)劑是環(huán)氧化的多胺與聚氨酯預(yù)聚體嵌段共聚的化合物,但是用量大,手感較硬,影響織物風(fēng)格。所以,濕摩擦牢度不應(yīng)單靠固色劑,或加大固色劑用量來(lái)控制,有時(shí)反而會(huì)適得其反。德桑化工的CWFc濕摩擦牢度增進(jìn)劑,用量在10～20g/L,能有效提高濕摩擦牢度至3級(jí)左右,但對(duì)pH值要求嚴(yán)格,pH值過(guò)高或過(guò)低都會(huì)使其失去作用效果。增進(jìn)劑CWFc對(duì)皂洗牢度沒(méi)有提高作用,若選用合適的染料,染色后水洗皂煮充分,就能達(dá)到要求。
3.3 皂洗牢度
皂洗牢度是指染色織物在規(guī)定的堿性皂液中于60℃皂洗后褪色的程度,包括原樣褪色和白布沾色兩項(xiàng)。原樣褪色是指染色織物在皂洗后褪色的情況;白布沾色是將白布與染色織物以一定方式縫疊在一起,經(jīng)皂洗后,因染色織物褪色使白布沾色的情況。染色制品的皂洗褪色是織物上的染料在皂液中經(jīng)外力和洗滌劑的作用,與纖維的結(jié)合被破壞,染料從織物上脫落褪色。
3.3.1 染料性能與皂洗牢度的關(guān)系
染料的活性基不同,與纖維反應(yīng)所形成的共價(jià)鍵耐酸堿穩(wěn)定性不同�；钚曰姆磻�(yīng)活性越高,成鍵后的穩(wěn)定性越差。如X型均三嗪類活性染料與纖維反應(yīng)形成的酯鍵,其耐酸穩(wěn)定性較差,接觸酸性氣體和水分時(shí),易引起染料與纖維斷鍵;KN型乙烯砜類染料與纖維反應(yīng)以醚鍵結(jié)合,耐酸性水解較穩(wěn)定,但在堿性介質(zhì)中染料與纖維間的共價(jià)鍵卻容易斷裂;含雙活性基團(tuán)的M型和ME型活性染料則耐酸堿穩(wěn)定性較高,但在強(qiáng)烈的皂洗牢度測(cè)試條件中沾色仍很嚴(yán)重。
染料上的親水性基團(tuán)對(duì)皂洗牢度也有影響,含親水基團(tuán)的水溶性染料的皂洗牢度低于沒(méi)有親水基團(tuán)的染料。如酸性染料、直接染料,由于含較多的水溶性基團(tuán),皂洗牢度較低;而還原、硫化和不溶性偶氮染料等不含水溶性基團(tuán)的染料,皂洗牢度較高。3.3.2 高效皂洗劑試驗(yàn)證明,皂洗越充分,皂洗牢度越高。為保證充分的皂洗,必須使用優(yōu)質(zhì)的皂洗劑。BASF公司的XCW皂洗劑能提高皂洗效率,防止脫落浮色污染織物,保證較高的皂洗牢度。
3.4 日曬色牢度
活性染料光照褪色是一種非常復(fù)雜的光氧化反應(yīng)。在日光作用下,染料吸收光能,分子處于激發(fā)態(tài)但不穩(wěn)定,必須將能量以不同的形式釋放出去,才能變成穩(wěn)定態(tài)。其中一種形式就是染料接受光能后直接分解,染料發(fā)色體系遭破壞、變化。日曬牢度隨染色濃度變化而有所不同,同一種染料的日曬牢度隨染色濃度增加而提高,所以日曬牢度差的現(xiàn)象一般發(fā)生在淺色織物上。
淺色織物的染色濃度低,大部分染料呈單分子分散狀態(tài),染料分子受水和空氣作用的幾率大,日曬牢度相應(yīng)下降。淺色織物日曬牢度的提高非常困難,目前主要有兩種方法:
3.4.1 選用高日曬染料
Ciba、DyStar等公司都有相應(yīng)的產(chǎn)品,如汽巴精化 公司的CibaLight系列染料等。
3.4.2 日曬牢度增進(jìn)劑
市場(chǎng)上有納米級(jí)新型多功能日曬牢度增進(jìn)劑,可提高日曬牢度1級(jí)以上,適用于任何纖維。但目前大多數(shù)日曬牢度增進(jìn)劑實(shí)際上是紫外線吸收劑,用量很大,而日曬牢度最多提高0.5級(jí),成本很高,因此少有工廠采用。
3.5 耐氯漂色牢度
由于城市用自來(lái)水含有氯氣,面料商對(duì)于氯漂牢度也有一定要求。活性染料的結(jié)構(gòu)特性決定了它的氯漂牢度偏低,主要原因是氯與染料反應(yīng),使發(fā)色基團(tuán)被破壞呈無(wú)色。如以吡唑酮為母體的活性染料則很容易被氯破壞,耐氯漂牢度較差;而酞菁結(jié)構(gòu)的則較好。一般說(shuō),黃色和紅色染料的耐氯牢度較好,藍(lán)色染料的耐氯牢度差,但海軍艷藍(lán)色染料的耐氯牢度較好。
提高耐氯漂牢度可使用耐氯漂助劑,一些市售的耐氯漂助劑可以提高耐氯漂色牢度2級(jí)左右,但同樣存在耐久性問(wèn)題,必須用樹(shù)脂來(lái)加強(qiáng)效果,其副作用就是降低了織物的強(qiáng)力。
3.6 耐汗?jié)n色牢度
耐汗?jié)n色牢度是指染色織物浸漬汗液后的褪色和附布沾色程度。汗?jié)n牢度由人工配制的汗液來(lái)測(cè)試,組分不盡相同,因而一般除單獨(dú)測(cè)定外,還與其它色牢度結(jié)合起來(lái)考核,如近年來(lái)較受重視的耐汗2光復(fù)合牢度。某些活性染料的耐曬牢度很好,但耐汗2光牢度很差,這是因?yàn)樵诤购腿展怆p重作用下,汗液中的氨基酸或相關(guān)物質(zhì)與金屬絡(luò)合染料的金屬離子螯合,使其脫離染料母體,引起褪色或變色。使用固色劑能提高汗?jié)n牢度0.5～1級(jí),但耐光牢度會(huì)下降。
單獨(dú)測(cè)試活性染料的耐汗?jié)n色牢度一般不會(huì)很差,織物變色和六種纖維(醋酯、棉、尼龍、滌綸、腈綸、羊毛)沾色都在4級(jí)左右,但是深濃色的棉沾色可能較差,根據(jù)經(jīng)驗(yàn),皂洗牢度達(dá)到3～4級(jí),汗?jié)n牢度也不會(huì)有大問(wèn)題。
4 結(jié)論
活性染料的染色牢度問(wèn)題隨市場(chǎng)要求的提高日益突出,近年來(lái),歐美一些國(guó)家提出了“經(jīng)受反復(fù)家庭水洗”的色牢度要求,規(guī)定織物在多次水洗后,變色達(dá)3級(jí);對(duì)色牢度的考核也越來(lái)越多,往往一個(gè)訂單會(huì)有多個(gè)色牢度要求�？傊�,要達(dá)到良好的色牢度,優(yōu)選染料是關(guān)鍵,必須選用染色牢度高的新型染料,加強(qiáng)工藝控制,合理使用助劑也是必不可少的。
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