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染色操作工头大,师傅头疼的“困局”终将结束!为您奉送一份活性翠蓝染色“密籍”


针对活性翠蓝染料染色,染色操作工头大,师傅头疼。在实际生产中,遇到明亮的艳绿、艳蓝品种拼色时,会大量使用翠蓝类染料。翠蓝类活性染料由于分子结构的特殊性,特别是当染料用量达到2.0g/L以上时,产生问题的概率更大,因此,被称作敏感色。由于活性翠蓝染料分子量大、直接性高,所以不易染均匀,且易出现色渍、色花、色点,色牢度不高等问题。

活性翠蓝染色影响因素

染料因素

从染料角度来看,染料用量、染料中水溶性基团的多少(即染料溶解度的高低)、染料中填充助剂(扩散剂、盐含量、助溶剂)的优劣以及染料制造过程中分子颗粒的大小都对染料的溶解、扩散和匀染有很大的影响。

活性翠蓝是一类含有铜酞菁结构的染料,活性基团一般为乙烯砜或一氯均三嗪和乙烯砜二者结合的结构,活性翠蓝独特的大分子结构导致其分子平面性高,因而对纤维的吸附直接性较高,但高直接性会造成不易匀染、色花现象的产生;同时,高直接性也会带来色光不稳定、色牢度不佳等疵点,后续的皂洗会更进一步对色光和牢度产生影响。

另一方面,由于活性翠蓝的分子基团大,水溶性基团一般在3.5个左右,因此,其溶解度不佳,分子与分子之间易缔合形成色渍;尤其在中性电解质存在的情况下,染料溶解度和扩散性能会进一步下降,染料会以多个分子缔合的形式析出,造成明显的色渍现象。

虽然活性翠蓝染料的母体一样,但由于不同生产商生产时选用的添加剂、分散剂、磺化温度等因素不同,因此活性翠蓝染料的性能不尽相同,选择一只溶解度适中、颗粒小、易扩散均匀、杂质少的染料对活性翠蓝的使用至关重要。

助剂影响

2.1盐(中性电解质)

Na+的介入对活性翠蓝染料的染色过程影响很大。当Na+含量低于某一范围时,其促染作用不充分,会使染料最终吸附得色率低,色光不稳定,重现性不佳;当Na+含量达到某一范围时,其分子运动不受阻碍,可以带动活性翠蓝染料分子在水溶液中均匀扩散,起到促染作用;但随着Na+含量进一步增多,染料扩散性能会下降,不易均匀分散开,易盐析形成色渍、色花。因此,含有Na+的元明粉的用法和用量对活性翠蓝染料的染色极其重要。

总体来说,Na+的用法应结合考虑半染时间来最终确定,用量应根据染液中Na+的含量而定。实际操作中,可适当降低元明粉用量,增加纯碱用量以提高Na+的量,这样可以避免由于盐的用量过高而使染料盐析形成色渍的现象产生。

经多次现场跟踪实验发现,当活性翠蓝用量高(超过1.5%)时,元明粉和纯碱可采用分次加入的方式,即先加入一定量的元明粉升温至80℃匀染,再加入一定量的碱固色,然后加入剩余量的元明粉匀染,最后再固色,这样可避免盐析色渍的形成。

根据实际生产情况,针对不同布种,总结了活性翠蓝染料、元明粉和纯碱的用量关系,结果如表1所示。其中,元明粉的用量根据最佳吸附得色率得出,而最佳吸附得色率是以最终吸附得色率达到90%左右为标准的。

2.2碱剂

常用碱Na2CO3,因其中含有Na+,所以对活性翠蓝的上染既有固色作用又有促染作用。

由于活性翠蓝高的直接性,碱剂的促染能力相比已很弱,但其用量为0.5~1.0 g/L时能缓和色花现象。

另外,由于Na2CO3会造成染料的水解,且对色光稳定和牢度有较大影响,所以建议加碱时间应控制得当,不宜太长。

溶液中加碱对水质也有一定的要求。当水中含有Ca2+、Mg2+等时,加碱会形成沉淀,在主泵的作用下这些沉淀可能会漂浮在水面上,形成色渍,所以加碱前需先保证水质。

同时,加碱前也应保证无盐析、色渍的存在,要先检查后加碱,因为一旦加碱后便无法匀染,只能以剥色或拉色等方法进行回修。

2.3助溶及扩散型助剂

对于活性翠蓝染料染色的助剂来说,应具有助溶和扩散性能,并应具有减缓吸附的作用。

如含有3个—SO3Na结构的扩散剂,可帮助染料溶解,达到助溶和扩散的作用;但另一方面,由于其突出的增溶和扩散作用,会导致染料不易上染吸附纤维,色光偏浅(一般在半成左右深度)。

因此,助溶剂的用法和用量需要根据染料的用量和染色条件来控制;另外,若加碱前织物上已有色渍,再用助剂匀染时,对助剂的乳化性或扩散性能就要求更高,可选择直接加入去油剂或低泡乳化剂高温匀染的方法。

水质影响

活性翠蓝对水质较为敏感,水的硬度应控制在50 mg/L以下,若水的硬度过高,则易产生色花现象。

再生纤维素类纤维会将纤维硬度转移至水中;另外,元明粉等染化料助剂的不纯也会提高水质的硬度。

因此,染色过程中对水质的监控是十分必要的,除了染色前应调整好水质硬度以外,建议染色时加一些螯合剂或六偏磷酸钠等净化水质。

温度影响

活性翠蓝染料一般的反应温度选在75~80℃之间,匀染温度选在80~90℃之间。这是因为温度高,染料分子运动会剧烈,有利于染料均匀扩散;但温度过高,活性翠蓝染料的水解也会加剧,特别是与其他染料相拼混使用时,对其他染料的影响较大,色光不稳定,此时应根据实际拼混情况选择匀染温度,并通过延长匀染时间和加入匀染剂的方法达到匀染的目的。

匀染后,降温至70℃左右,加碱剂后再进行固色反应。

▲(江门新会某染厂工艺,印染人-王峰此前工作的染厂)

预防控制措施

1.制定合理的染色升温与加料曲线

通常每次加料时间间隔为15-20min。适当延长加料的时间间隔,可延长染料的吸附扩散过程,染浴中的染料分子可更充分地向纤维内部扩散与吸附,从而有效降低染浴中的染料浓度,使染料分子发生集聚的趋势大大降低。

此外,对于直接性不高的翠蓝类染料,适当提高染色的初染温度,也可一定程度增大其在棉纤维上的吸附量。使加入电解质前的染料浓度有所降低。

2.选用合适的匀染剂

翠蓝类活性染料的染色,应选用具有分散和匀染双重功效的匀染剂。具有较强分散能力的匀染剂,对防止染料聚集很有效。好的匀染剂应满足如下要求:①具有较好的缓染能力,对染色色光影响小,引起色变一般在5%~10%,或无影响。②具有较好的螯合分散能力,并对染料有一定的助溶作用。③对染浴中的电解质以及酸、碱稳定,能够与其他阴离子性助剂相容。④起泡性低或具有一定的抑泡作用。

3. 慎用染色助剂

翠蓝染料染色过程中,不能使用含硅类消泡剂。因为消泡剂的HLB值一般在1~3,此类助剂在水中分散较为困难,易形成“微液滴”,而分子质量较大的翠蓝类染料分子则容易在“微液滴”周围聚集,形成染料分子团,一旦沾污布面,就会形成色点或色斑。防皱剂或柔软剂的使用也应慎重,因为这类助剂在染浴中与染料、电解质和碱类的相容性也是一个不容忽视的问题。

4. 确保染浴的硬度指标

染浴的硬度是指染浴中Ca2+、Mg2+的含量,在纯棉织物的染色过程中,其来源主要是:

1.染色用水中的Ca2+、Mg2+,虽然染色用水大多经过软化,但受设备运行稳定性等因素的影响,软水的硬度并不稳定,有时会超标;

2.天然纤维在自然生长过程中带入的Ca2+、Mg2+,这部分硬度值在进行敏感色染色时不容忽视,对于翠蓝类染料的染色,布面上的Ca2+、Mg2+一旦发生聚集,就会进一步造成染料分子的聚集,从而在布面上形成色点和色斑;

3.织物前处理时,使用的前处理助剂会带入Mg2+,,如氧漂稳定剂中的一般含有Mg2+。Mg2+对于提高H2O2的分解稳定性、控制H2O2的分解速率起着重要作用,但会影响染色均匀性。

预防色点措施

1.促进染料溶解(适当提高染料的溶解温度,使用助溶剂)。2.选用高纯促染剂。3.以正确方式加入促染盐。加入时,应采用清水溶解元明粉来代替回水溶解(从染机内回流到加料桶)。实践表明,染浴中过多的电解质是导致染料分子聚集的一个重要因素,但染色过程中,大量使用促染盐又是必须的。如果用回水溶解元明粉,将导致元明粉浓度过高,盐析作用加强,从而导致大量染料分子从染浴中析出,发生聚集,在染色织物上形成色点。

注意

1.在加入元明粉前,应先在化料桶内将其充分化开搅匀,再缓慢加入,应保证每管绳状织物在染机内循环4圈以上。考虑到元明粉的最大溶解度为500g/L(30℃),而化料桶的体积有限(一般不超过800L),故使用较多元明粉时,应采用分次加入的方式。这样可使元明粉迅速、均匀地稀释于染浴中,而不会造成染浴内电解质浓度局部过高。

活性染料染色时使用的纯碱,也是一种电解质,但其对染料的盐析作用没有元明粉明显,对形成色点的影响不大,全部采用回水注料的方式完全可以。

2.理论上,当Ca2+、Mg2+含量低于20mg/kg 时,可称为软水,能符合一般活性染料染色要求,但翠蓝类染料染色对染浴硬度的要求更高。实践中发现,硬度值低于15mg/L或趋近于0的超软水,对敏感颜色的染色更有利。因此,在染色时选用合适的螯合分散剂很有必要。但螯合分散剂的螯合能力也不能过强,否则会把某些染料分子中的金属离子“拉出”,破坏染料的分子结构,从而影响染料的染色性能。

染色易产生三大质量问题:

一是色点、色渍、色花;

二是色差、缸差;

三是湿处理牢度低。

一.色点及色花

1.食盐或纯碱过量或过早加入,将使已溶解的染料凝聚甚至沉淀析出,导致染料在织物表面及纤维内部不能均匀分布,造成色泽不匀,甚至色点、色渍。在常规染色深度范围内,食盐用量不宜超过70g/L。使用正确的加料顺序,即:加入染色助剂(软水剂、匀染剂),走匀;升温至40-50℃,加入染料溶液,充分溶解;先少后多分批加入食盐。切忌染料与食盐一起加入或先加盐后加染料。

2.活性嫩黄对碱敏感,在加碱初期,吸色速率很高,而且是边吸色边固色,移染性差,因此,很容易造成吸色不匀,形成色花。因此吸色时间一定要充分,尽量提高一次吸色率,以降低加碱固色前的染液浓度,有利于减少加碱后染料的凝聚程度。纯碱用量宜少不宜多。因为纯碱对PH值的缓冲能力较强,其浓度在 5-25g/L,PH值在11-11.2,已足以满足染料与纤维发生键合反应的要求。因此,只要根据所染色泽的深浅,保持染后残液的PH值在11左右即可。纯碱用量过多,会使染料凝聚倾向增大。纯碱用量必须是先少后多,分批加入。染浴中可加入1.5-2.0g/L的活性匀染剂,能使染料在盐碱染液中的溶解状态得到明显改善。但用量不宜多,否则会降低上染率。
二.色差、缸差

活性翠蓝和活性嫩黄对浸染工艺各相关因素的依附性不同。因此,若制定的染色工艺不合理,或者是未按染色工艺执行,必然会造成活性翠蓝与活性嫩黄的吸色固色率不稳定,从而导致纤维上的蓝、黄染料比例波动,产生色差或缸差。防治方法如下:

1.染色温度要稳定在80-85℃。在此温度范围内,活性翠蓝和活性嫩黄的上色同步性最好。高于或低于此温度,染色的重现性都会下降。

2.活性翠兰和活性嫩黄对食盐的依附性不同。当染色深度在2%(o.w.f)左右时,食盐用量以50-60g/L为宜。用量过高或过低,都会影响两者的上色同步性。

3.纯碱浓度直接影响活性翠蓝和嫩黄的吸色固色率(对嫩黄的影响比对翠兰的影响大),必须严格控制纯碱的用量,否则会影响得色深度,降低染色的重现性。

4.染色浴比对活性翠蓝与活性嫩黄上染率的影响程度不同(对翠兰的影响大),应严格控制浴比稳定,以保证得色深度和色光稳定性。

5.由于活性嫩黄的一次吸色率比活性翠蓝低的多,而二次吸色速率比活性翠蓝又高的多,因而在不同的染色时间段,颜色的深浅、色光不同。也就是说,活性翠蓝与活性嫩黄对染色时间的依附性较大,需特别注意。因此,在吸色阶段达到吸色平衡的基础上,再适当保温一定时间,不仅有利于匀染透染,而且有利于色光的稳定。碱固色时间要充裕,以确保活性嫩黄和翠兰均能实现相对稳定的最高得色率。活性翠蓝的扩散性很差,反应能力又弱,上色滞后于活性嫩黄,所以,适当延长染色时间,可减少拼色色差和缸差。

6.由于活性翠蓝的直接性比活性嫩黄高,染后易洗涤性相对较差,故需强化皂洗。若皂洗不充分或者皂洗程度不一,不仅会降低湿处理牢度,还会造成明显的缸差。

三.染色湿处理牢度差

1.产生原因。

①活性翠蓝的相对分子质量较大,缺乏线型结构,扩散性差。尤其在二次吸色过程中,由于染料的吸附速率远远高于扩散速率,导致较多的染料在纤维表面形成重叠性堆积。另外,活性翠蓝的反应性弱,固色率低,纤维上残留的未固着的染料多,而易洗性又较差,造成湿处理牢度低,匀染透染效果差。

②由于活性嫩黄对碱剂非常敏感,在二次吸色的初始阶段,“瞬间上色”现象严重,加之是边吸色边固色,已固着的染料对吸附在纤维表面而未固着的染料的扩散有一定的阻滞作用,造成浮色过多,影响湿处理牢度和匀染性。

③活性翠蓝和活性嫩黄在盐、碱溶液中的溶解稳定性较差,一旦过多或过早地加入食盐和纯碱,很容易产生凝聚,从而严重影响染料的均匀吸附和均匀扩散,造成浮色过多,染色牢度下降。

2.防治方法。

改善活性翠蓝与活性嫩黄拼染艳绿色的湿处理牢度,单就染色工艺而言,可采取以下途径:

①改善染料的溶解状态,防止染液中的染料发生凝聚。活性翠兰和活性嫩黄拼染艳绿时,不宜采用预加碱的染色法,更不能采用食盐与纯碱同时加入的染色方法,否则容易造成染料凝聚、沉淀(活性嫩黄的问题最突出),从而引发严重的染色问题。

②降低染色过程中染料的上染速率(主要是加碱初期)。

③改善染料的扩散透染效果,提高固色率(主要是活性翠蓝)。

④强化染后皂洗,减少浮色染料的附着量。绝不能采用“先简单皂洗,再以固色剂固色”的工艺。因为在浮色较多的情况下用固色剂固色,虽然水洗牢度有所改善,但摩擦牢度很差,同时还会影响鲜艳度、日晒牢度,造成染后修色困难。

皂洗(煮碱)色光泛黄

相信很多师傅和染色操作工在生产过程中经常出现小板皂洗色光明明可以对上色卡,甚至小板色光偏深兰,待染色大缸皂洗后,发现色光不对,颜色泛黄。导致返加色。

以我个人看来,染色后皂洗前洗水不够充分,布面呈碱性,另一个原因,皂洗前洗水过酸中和时,中和偏酸,这两种原因,都会导致色光泛黄。最好在皂洗前用试纸测试PH值,待OK方可皂洗。

皂洗温度看小板色光深度和色卡是否出入,由于翠兰容易掉色,建议皂洗温度先不要高温处理。

2注意事项

活性翠蓝染料染色时有一定的难度,尤其是要恰当控制各个因素。

1.由于活性翠蓝分子量大,直接性高,所以不易染均匀,易出现色花,故应该选择一只水溶性适中、颗粒小、扩散均匀、杂质少的染料;

2.应尽量减少用盐量,并分次缓慢加料;

3.加碱前应检查好色泽;配合使用有助溶、扩散和减缓吸附作用的助剂;

4.还要检测好水质;选择恰当的温度;并在染色前保证织物有良好的毛效,清洗布面残留的中性助剂、油剂或碱剂。这样,活性翠蓝染料染色过程中出现的问题才会得到较好的控制。

来源:纺织服装周刊
编辑整理:
印染资讯 ID:yrzx518

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