纺织导报-改善活性艳蓝棉散纤维染色质量的工艺探讨.pdf

J 应用技术非织造技术及产业用纺织品 改善活性艳蓝棉散纤维染色质量的工艺探讨 P r a c t i c a ID i s c u s s i o na b o u tI m p r o v i n gt h eQ u a l i t y0 fC o t t o nL o o s e F i b e r sD y e dh VR e a c t i v eB r i l l i a n tB l u e 以艳蓝为主色调的色纺纱，时而如夏日雨后天空般柔 和中庸，时而如深埋地中蓝宝石般亮丽迷人，近些年来脱颖 而出，倍受市场青睐。但棉散纤维使用艳蓝类括性染料进行 浸渍法染色时，由于艳蓝染料分子结构的特殊性，易产生色 花、色差、色点等质量问题，且深色品种多项色牢度不理想。 1 活性艳蓝的染色特性 活性艳蓝K N R 是氨基葸醌类单乙烯砜染料，染料索 引号为C I 活性蓝1 9 ，分子结构如图l 所示。活性艳蓝结构 较为特殊，分子量较大，扩散性能较差，其最大特点在于耐 盐析性较差。该染料在软化水中的溶解度较好( 2 5 时为 1 0 0g L ) ，但随溶液p H 值的升高( 8 ) ，其溶解度有明显下 降。这是因为艳蓝大分子上只有单个可溶性磺酸基( D 2 一 乙基砜基硫酸盐) ，在碱性条件下，染料的部分水溶性基团 会发生消除反应形成非水溶性的乙烯砜基，导致染料溶解 度大幅下降。如果碱性溶液中同时含较多电解质时，艳蓝 染料胶体将会被破坏，逐渐凝聚成团状，甚至沉淀析出( 盐 l l I l 作者简介：万震，男，1 9 7 6 年生，博士，宁波海德针织漂染有限公 l i 司副总经理。 7 6 文万震 析) 。染色时旦出现盐析，轻则形成色差、色花，色点等质 量问题，重则中心层出现色圈或严重色点，染色深度明显降 低，色光萎浅，而染色牢度由于纤维表面染色而大幅下降。 因此，活性艳蓝染色时要防止染料产生凝聚物或盐析，且必 需改善染料在棉层中的扩散性能。 s 0 2 C H 2 C H 2 0 S O 舳 圈1 活性艳蓝K N R 的分子结构 2 染色工艺参数探讨 用于散纤维染色的棉花品级一般都优于3 级，但对鲜艳 色或敏感色来说，最好使用2 级以上品级的棉花或棉网，且 配棉时要选择马克隆值( 成熟度和细度) 适中的棉花。散纤 维染色前，根据品种要求进行适当的前处理加工。深色品种 纺织导报C h i n aT e x t i l eL e a d e r - 2 0 0 8N o 1 1 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the watermark 一般只需煮练，而鲜艳色则需煮练和漂白( 或煮漂一步法) 处理。浸染加工时，染液凭借主泵的输送，不断从染缸内层 向外层在纤维间穿透循环，在电解质( 盐剂) 的促染作用F ' 染料均匀上染附着在棉纤维上，染液中染料浓度也相应地 逐渐下降。当染料附着纤维接近平衡时，分次加入碱剂逐渐 提高染液p H 值，加快染料和纤维的固色反应，从而使染料 键合固着在纤维上，达到着色的目的。 2 1 电解质 常见的电解质( 促染盐) 包括食盐和元明粉，工业食盐 纯度不高，易使管路腐蚀，且含较多钙、镁和铁等金属离子， 因此，活性艳蓝浸染时应选用纯度高的元明粉。活性艳蓝在 中性盐浴中，有着较高的吸色量。散棉的吸色深度在一定程 度上与盐浓度成正比，但增幅较为平缓。由于染液中过多的 盐是导致染料分子聚集的重要因素，实际生产时元明粉浓 度最好不超过6 0g L 。染( 特) 深色使用较多元明粉时，采用 分两次化料的方式，并尽量使用清水化盐，充分搅匀后再缓 慢打入主缸，避免化料桶或染液内盐局部浓度过高。也可采 用移染法工艺，先加入全部元明粉，由于元明粉对棉纤维有 非织造技术及产业用纺织品 J 应用技术 一定亲和力，再加入染料时，部分盐已被纤维充分吸收，染 液中盐浓度已降至不能将染料凝聚。 2 2 碱剂 活性艳蓝的常用碱剂包括纯碱、磷酸三钠或缓冲型新 型固色碱剂，其中磷酸三钠和固色碱的缓冲性和匀染性相 对较好。活性艳蓝对碱剂非常敏感，加碱初期，尤其是最 初1 0m i n 内，纤维的吸色固色速率很快，且随碱剂浓度的 提高而提高。这是由于在碱性浴中，染料的D 一2 一乙基砜基 硫酸基发生消除反应，形成了带活泼双键的乙烯砜基( D S O ：C H = C H ：) ，与棉纤维的反应能力骤然提高，使染料 与纤维间迅速发生键合反应，从而打破染料原先的吸附平 衡，造成染料快速吸附上色。此时棉纤维的吸色均匀性和 匀染性较差，·旦加碱过早、过快或过多，都易产生色花，染 淡浅色时尤为突出。此外，高浓度的活性艳蓝染料在强碱作 用下，易分解为色光泛红的酸性染料( 溴胺酸结构) ，导致 严重色偏色花。 因此，适当降低碱剂浓度，会显著降低染料的吸色固 色速率，提高其匀染性。加入碱剂时，应按冼少后多”的原 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the watermark J 应用技术非织造技术及产业用纺织品 则多次加入，或预先加入适量小苏打，使固色初期保持低碱 度，保证纤维温和吸色固色，以控制上色均匀度。 2 3 染色温度和时间 活性艳蓝在中性盐浴条件下的最佳吸色温度为5 0 6 0 ，此时的吸色速度表现平和，且随吸色保温时间的延 长，其界面移染作用提高，吸色均匀性好。但要注意，吸色温 度过高或过低( 尤其是过高) ，都会使吸色量小幅下降。在 加碱固色初期，活性艳蓝的吸色、固色速率随温度的提高而 大幅提高，但匀染性变差。适当降低固色温度，可显著减缓 染料的固色速率，提高其匀染效果。因此，固色温度以6 0 7 0 为宜。若温度再提高，最终得色深度不会再增加，且匀 染效果会显著下降，固色温度过低，虽匀染效果好，却造成 固色不充分导致色浅。碱性固色阶段，染料与纤维发生共价 键结合，失去了移染能力，且碱性固色时间过长，已固着染 料也有可能发生水解断键，使得色变浅。因此，固色时间一 般不应超过3 0r a i n 。 活性艳蓝通常推荐使用预加碱法染色，a p s o 6 0 起染，加染料，盐和预加碱( 极少碱剂或弱碱) ，使染料能 较好地渗透移染，并在低温、低碱条件下先使小部分染料固 着，再升温至l J 6 0 7 0 分次加碱固色，如图2 所示。 缓慢 6 5 C 助刑 图2 活性艳蓝染料的预加碱法染色工艺 3 常见质量问题及改进措施 3 1 1 色点、蓝块 色点产生的主要原因包括：染料在高盐、碱条件下易产 生凝聚；染料由于加入方式不合理或水质原因导致溶解不 良，某些不兼容的染色助剂促使染料凝集等。色点现象严重 时会产生棉饼中心层或冲破处。蓝圈”或“蓝块”。 因此，在尚未加入碱剂之前应尽可能使活性艳蓝染料 上染到纤维上，且碱剂最好先使用清水预先溶解，不可粉 状加入。活性艳蓝染色用水的硬度值最好低于5 0m g k g ，或 在染浴中添加适量的活性艳蓝增溶性匀染剂，且还需视水 质混浊度进行必要的沉淀或过滤处理。 3 2 内外层色差 7 8 活性艳蓝染料加盐初期上染率高且移染性差，染色机 泵力或泵速不足，装缸密度过大或纤维层过厚增大了染液 过滤阻力，装缸内中外层密度不匀影响染液流量正常波动， 棉饼局部区域染液短路造成有效流量下降，以上因素均会 造成纤维饼的内外层色差。 因此，染色加工时应把握好装缸密度的均匀性和合理 性，采用合适的泵力和泵速，设计合理的加碱工艺及参数。 3 3 色花 原棉马克隆值差异大，染料配伍性较差，工艺制定不合 理或操作不当( 如加碱或升温过快) ，染机泵力泵速不足等 现象均易造成色花、色差等疵病。 为改善色花情况，应注意选择细度和成熟度差异较小 的棉批，应用适合艳蓝拼色的染料品种( 如翠蓝、红、黄、藏 青) ，染色时通过控制加料、升温速率和p H 值变化等方法来 调节好固色速率。 3 4 色牢度差 一般情况下，染色棉的染料用量较高，色泽较深，因此 与其最为相关的是耐洗色牢度，而影响耐洗牢度的主要因 素在于后水洗工艺的设计及助剂的合理选用。 后水洗工艺中需选择优秀的中性皂洗剂或含螯合分散 剂的防沾污皂洗剂，去净纤维的浮色并防止浮色重新沾污， 皂洗自订保证酸性，高温皂洗不应超过两次，最好为一次，皂 洗后持续使用热水洗净即可。此外，还需借助适当的固色剂 来提高耐洗牢度，且选择时要注意固色剂对色光变化和回 修改染的影响。 3 5 可纺性差 染色棉在纺纱过程中，有时会出现堵喇叭口、断头率高 等现象，严重影响可纺性。这主要是色棉未经抗静电处理的 缘故。因此，应在上油处理水洗浴中加入抗静电剂，并要控 制好纺纱车间的温湿度，适当时纺纱前加湿或喷淋抗静电 剂，以稳定棉纤维适合的含水率。此外，染色过程中使用硬 水会导致色棉表面发涩或出现白色粉尘，影响其可纺性。可 采取应用螯合分散剂降低水质硬度，加大酸洗过程酸剂用 量，以去除部分不溶性碳酸钙。 4 结束语 散纤维染色厂的竞争力在于一次命中率和快速交单 率，这要求技术部门解决好活性艳蓝浸染中存在的色点、色 花、色牢度差等质量问题。实践经验表明：从优化染色工艺 参数着手，合理配棉，应用好新助剂，散棉纤维活性艳蓝染 色质量才能得到较大改善。回 纺织导报C h i n aT e x t i l eL e a d e r ·2 0 0 8N o 1 1 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the watermark