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涤/锦/棉一浴一步法染色万博manbetx在线登录

发布时间:06-27 15:09   来源:万博manbetx水晶宫在线  点击:   发表评论

1 染色方式的缺陷

喷射液流机染色,织物的运行方式是染色织物通过导辊进入喷嘴,利用循环泵产生的液压将织物送入输布导管,而后从机尾送入缸体,并随着染液缓慢地向前推移,到达机头后,再通过导辊进入喷嘴,从而形成环状循环。

织物从尾部进入缸体后,在浸渍染液的过程中存在五个特点:

(1) 织物基本呈绳束状态;

(2) 约有2/3~3/4的织物浸于液下,l/3~1/4的织物浮于液面(尤其是克重小的轻薄织物或亲水性差的织物);

(3) 缸体内的织物,其堆置状态基本不变,并呈相对静止状态;

(4) 织物与织物之间相互挤压,堆置较紧密(尤其是当织物的配缸量较大);

(5) 织物在缸体内静止堆置的时间较长(国产机车速较慢,当每管配缸700~800m时,一般要3~4min 才循环一次,特别在染某些布面娇嫩的织物时,如锦纶在正面的锦/棉斜纹、锦/棉直贡等)。有时为避免擦伤,往往有意减慢车速,则堆置时间更长。

生产实践表明,以上特点是喷射溢流染色容易产生色泽不匀的根源之一。

原因是显而易见的,因为织物在缸体内浸渍染液时,织物呈绳束状,相互挤压,紧密接触,又相对静止较长时间堆置,再加上部分织物外露于液面以上,这就必然要产生以下问题:外层织物的表面,染液流动更新速度快,而内层织物的表面,染液的流动更新速度则慢得多。

由于织物内外表层染液的交换更新速度客观上存在着差异,织物内部的染液浓度总是低于主体循环染液的,所以当所用染料上染速率较快或者加料操作不当,就很容易造成染料分配不匀而色花。

 

2 染料性能的缺陷

中温型活性染料浸染染色,存在着“不均匀”问题,容易产生色点色渍、色差色花等染疵,这是因为中温型活性染料在染色性能上存在两大缺陷:

 

2.1 耐盐碱溶介稳定性差,容易产生“凝聚”现象

中温型活性染料的分子结构中,一般都含有1-2个强亲水性基团-S03Na,而且还有亲水性的β-羟乙基硫酸酯活性基,因此其溶介度良好,在60℃的中性软化水中大多可达≥100g/L。比如,活性艳蓝KN-R和活性翠兰BGFN,在60℃和80℃的溶介度高达150 g/L。然而由于活性染料只有在电解质的存在下,才能获得较高的上染率,所以必须在多量(30~60 g/L)电解质的染液中染色。而电解质的存在,会使染料的溶介稳定性显著下降。虽然多数染料在中性盐浴(吸色浴)中的凝聚还不足以明显影响染色质量,但部分耐盐溶介稳定性差的染料却会因此给染色质量造成危害。比如,活性翠蓝BGFN l5 g/L的染液,在60℃时忍受盐的能力只有80 g/L即盐浓度>80g/L染料便会产生显著的凝聚甚至絮聚,从而危害染色质量。

特别是当加入碱剂染液变为碱性以后,染料的凝聚倾向会变得更大。许多染料的凝聚程度在短时间内甚至会达到与水分离的地步。常用活性嫩黄系列与活性艳兰系列就是典型代表。

 

案例一:活性嫩黄6GLNl0 g/L,盐50 g/L。80℃时染液清澈透明,加入纯碱 5 g/L后染液立即因凝聚而混浊,放置片刻又会因絮聚而沉淀。

案例二:活性艳蓝KN-R 5g/L,盐40 g/L。60℃的染液溶介稳定性良好,而加入纯碱后20 g/L后,染液的变化如下:染液清澈稳定(10min)→显著凝聚(10min) →严重絮聚(10min)→与水分离丧失上染能力。

 

可见,中温型活性染料在盐碱共存的固色浴中,溶介稳定性大多不良甚至很差。究其原因主要有三:

(1) 活性染料在水中,并非以单分子存在,而是以几个、几十个甚至几百个分子缔合体的形式存在。所以,其溶液具有不同程度的胶体性质,稳定性良好。电解质的加入会使染液稳定的凝胶体系遭到破坏,导致溶介稳定性下降。

(2) 无论是乙烯砜型染料还是异双活性基染料,在其分子结构中都含有l-2个-羟乙基硫酸酯活性基(-S02CH2CH2OS03Na)。该活性基中的乙烯砜基(-SO2CH=CH2)与硫酸酯基(-OS03Na)之间的化学结合并不牢固,在实用条件下(pH=10.5~11.0,60℃~65℃),两者会快速断裂分离,发生所谓消去反应。其结果是,原本亲水性的β-羟乙基硫酸酯基,变为疏水性的乙烯砜基,使染料自身的溶介能力显著变小,导致染料的溶介稳定性大幅度降低。

(3) 电解质(食盐或元明粉,纯碱也是电解质),在水中会离介出大量的钠离子(Na+),而钠离子具有很强的水化能力,能吸附大量的极性水分子,形成直接或间接水化层,从而使染料分子亲水基团(主要是-S03Na)的水化程度减弱,溶介能力下降。与此同时,大量钠离子(Na+)所产生的同离子效应,会导致染料亲水性基团的离介度降低,电中性的-S03Na增加,负电性的-S03-减少,也会使染料自身的水化能力下降,溶解度降低。

 

2.2对碱剂敏感,在碱固色初期容易产生”骤染”现象

经检测,在中温型活性染料中,许多染料在加碱固色初期的“骤染”现象严重。比如,在染料2%(o.w.f),盐50 g/L,60℃吸色30min ,加纯碱20 g/L,固色l0min内,其相对吸色量会猛然提高30~70%。其中:

(C.1.194) 活性深蓝M-2GE净提高28.32%;

(C.1.21) 活性翠蓝BGFN净提高32.94%;

活性嫩黄6GLN净提高55.39%;

(C.1.19) 活性艳蓝KN-R净提高59.96%;

(C.1.5) 活性黑KN-B净提高68.95%。

加碱固色初期这种“骤染”现象,极易造成染料吸色不匀。如:平幅卷染易产生头尾色差或左中右色差;绳状喷染易产生云状色花或缸差、色差。

中温型活性染料在加碱固色初期,二次吸色之所以如此迅猛,主要原因是:染料结构中的β-羟乙基硫酸酯活性基耐碱稳定性差,遇碱硫酸酯基会迅速脱落,变为化学活性很强的乙烯砜基(-S02CH=CH2。于是,(1) 染料对纤维的亲和力骤然提高,招致染料吸附上色加快;(2) 染料与纤维迅即发生链合反应,染料原有的吸附平衡被打破,从而导致染料的二次吸色快速发生;(3)碱剂的加入使电解质的浓度猛然增加,对染料产生的盐析作用变得更大,这对染料的骤然上色也起着促进作用。)

实践证明,中温型活性染料存在的这两大性能缺陷,是染色过程中产生色点色渍、色差色花、色牢度低、重现性差等诸多质量问题的根源。

 

3 染色工艺的缺陷

中温型活性染料浸染染色,基本上是一刀切,均采用常规染色工艺染色。其实常用中温型活性染料的染色性能并不完全相同了,大致有三种类型。

 

第一种类型:

性能特征:在中性盐浴(吸色浴)中,亲和力较大,一次吸色量较高;对碱剂不过于敏感,在加碱固色初期二次吸色比较缓和,“骤染”现象不太突出。

这种类型的染料,主要是含异双活性基的染料,如国产中温型活性染料三元色:

C.1.145#活性黄[A(B)-4RFN黄,或M-3RE黄];

C.1.195#活性红[A(B)-3BFN红,或M-3BE红];

C.1.194#活性兰[A(B)-2GLN兰,或M一2GE蓝]等。

这类染料由于在中性盐浴吸色阶段一次吸色量较高,染液浓度可大幅度下降。在加碱固色初期,染料的凝聚程度相对较小,染料的骤染现象也相对温和。所以采用常规工艺染色,染料自身的性能缺陷不足以给染色质量造成危害。

 

第二种类型:

性能特征:在中性盐浴(吸色浴)中亲和力弱,一次吸色量低。但对碱剂敏感,在加碱固色初期,染料的凝聚现象与骤染现象十分突出。

这种类型的染料,主要是乙烯砜型染料。如:C.1.19#活性艳兰KN-R、C.1.5#活性黑KN-B等。

这类染料由于在中性盐浴(吸色浴)中亲和力弱,一次吸色量低,对碱剂敏感,在加碱固色初期,染料的凝聚现象与骤染现象突出。若采用常规染色工艺染色,在加碱固色中,很容易因染料凝聚程度与骤染程度严重,给染色质量造成危害。

 

第三种类型:

这种类型的染料是以高浓C.1.5活性黑KN-B(又称活性元青B,活性藏青B-GD)60~80%、C.1.82活性橙10~20%为主,另加少量中温活性黄或活性红拼混而成的活性黑。

常用中温型活性黑中约有1/2属于这一类。如:活性黑KN-G2RC、活性黑GR、活性黑GWF、活性黑S-ED、活性黑N、活性黑A-ED、B-ED、活枣黑A-GEF、B-GEF、活性黑TBR、TFN、活性黑 DS。还有永光活性黑GR-GRN、德司达活性黑A、A-X、佳友活性黑EX-F、京仁活性黑HF-FGR、理禾活性黑GR、汽巴活性黑W-HF、W等。

这类活性黑,由于两个拼混组分的结构严重不同,其中C.1.5#活性黑为双偶氮母体含双乙砜活性基,中温特征突出,最适合60~65℃吸色、固色。而C.1.82#活性橙单偶氮母体,含乙烯砜与一氯均三嗪异双活性基,其低温特征显著最适合30-40℃吸色、固色,所以两者的配伍性极差。这类活性黑若按中温型染料应用(于60℃染色),势必会因活性橙组份性能的不适应而产生二大后果。一是,活性橙的吸色、固色过于迅猛而上色不匀,很容易出现色花。二是活性橙的水解过快,工艺因素(温度、时间、pH)稍有差异,就会因水解量多少不同而产生显著色差(因为C.1.5#活性黑实为藏青色并非黑色,活性橙加入后才能形成黑色,橙色为蓝色的余色具有相互消色作用)。因此活性橙上色量的多少与匀染性的好坏,对活性黑的染色结果(色光、黑度、均匀度),有着举足轻重的影响。

 

4 施加助剂的缺陷

4.1施加量

中温型活性染料,必须在大量电解质(纯碱也是电解质)的存在下染色。然而,许多活性染料的耐盐、碱溶解稳定性差,在盐、碱共存的固色液中,容易发生过度凝聚或絮集。所以固色浴中的盐碱混合浓度一旦过高,如活性翠蓝>80g/L、活性艳蓝大干60 g/L,便会因染料凝聚或絮集而产生色点、色渍、色花以及色牢度低下等诸多染疵。

 

4.2 施加法

4.2.1 盐的施加:

中温型活性染料喷射溢流染色时,按照传统总是先加染料后加电解质。认为这样对染料的溶解更有利,其实如此操作容易给染色质量带来严重危害。这是因为,染料先加,以含染料的回流水在化料桶中溶解电解质时,水里的染料会因电解质浓度过饱和而凝聚析出,压入机内一旦沾附到织物上,便会产生色点、色渍病疵。

 

4.2.2 碱的施加

常用中温型活性染料,大多对碱表现敏感。因为在碱性浴中,染料所带的β-羟乙基硫酸酯活性基(-S02CH2CH2OS03Na),会快速发生消去反应,形成反应活性很强的乙烯砜基(-S02CH2=CH2),即容易导致染料的二次吸色速率迅速加快,发生“骤染”,又容易引起染浴中的染料发生过度凝聚。因此,碱剂一旦加入过早或加入过快,就会因染料的过度骤染或过度凝聚而造成色点、色渍、色花等染疵。

 

应对措施:

(1) 喷射溢流机染色,染色浴比应适当增大,投布量应适当减少,车速应适当提高。以加快染液的循环速度,使织物(绳状)内外所接触的染液快速更新,从而使染料、助剂浓度更趋一致。

(2) 要釆用正确的工艺染色。实践证明,染色工艺与染料的实用性能相适应,是获得染色一次成功的前提。常用中温型活性染料的实用性能不尽相同,所以染色方法不能一刀切,必须分别采用与染料性能相适应的工艺染色。比如:

第一种类型的染料(主要是含异双活性基的染料),采用常规染色工艺(见前文)染色,便可获得良好的染色效果。

第二种类型的染料(主要是乙烯砜型染料),其染色性能与常规染色工艺不适应,而必须采用“预加碱染色工艺”染色。

预加碱染色法,织物是在弱碱性 盐浴中吸色,活性染料在碱性浴中亲和力较大,故一次吸色量可显著提高。由于染液浓度在加碱前大幅度下降,加碱后染料的“凝聚”现象与“骤染”现象都能得到缓解。因此,可以有效消除染料的性能缺陷(见前文)所造成的色点、色渍、色花等染疵。

第三种类型的染料(以低温活性橙C.1.82#拼混的活性黑),既不适应常规染色法染色,也不适应预加碱染色法染色,必须采用特殊染色法—分段染色法染色。

分段染色法,实为一浴二段法。即低温(30~40℃)染色时段,是使C.1.82#活性橙正常上色;中温(60~65℃)染色时段,是使C.1.5#活性黑正常上色。由于该工艺符合这类活性黑染色性能的特定要求,所以得色色光稳定,匀染性能优良。实践证明,该工艺可以从根本上克服这类活性黑容易产生色花、色差的缺陷,可有效提高染色一次成功率。

注:在常用活性黑中,还有约1/2的品种是真正意义上的中温型活性黑,因为它完全抛弃了C.1.82#低温活性橙组份。因而双偶氮母体双乙烯砜活性基的活性橙(C.1.107#橙),或者单偶氮母体带乙烯砜与一氯均三嗪异双活性基的活性橙取代。由于这些新型活性橙都带有中温型活性基,而不含低温型活性基—二氯均三嗪活性基,所以它们与C.1.5#活性黑的染色性相近,配伍性很好。

这类活性黑有:活性黑ED-NN、活性黑W-NN、活性黑NF、活性黑ED-R、活性黑HF-GRP、EX、活性黑RW等。

这类活性黑由于各种拼混组份的上色同步性好,所以没有必要采用分段染色法染色。但由于其主要拼混组份C.1.5活性元青具有第二种类型的染料特征,所以应采用预加碱染色法染色,而不宜采用升温染色法染色。

 

4.3染色助剂要正确施加

4.3.1电解质的施加

(1) 电解质的施加量

经检测,多数中温型活性染料染深色,电解质的最高用量以<70g/L为宜。部分活性染料,如活性翠蓝BGFN染深色,电解质的最高用量必须<60g/L;活性艳蓝KN-R染深色,电解质的最高用量必须<40 g/L。理由是,电解质用量过高,其得色深度实际提高并不多,而在加碱固色初期却会因盐、碱(纯碱也是电解质),混合浓度过高,导致染料的“凝聚” 程度与“骤染” 程度过大,造成色点、色渍、色花等病疵。

(2) 电解质的施加法

中温型活性染料喷射溢流机(含气流染色机,染色时电解质必须先加,染料必须后加,加料顺序与卷染相反)。这是因为,先加电解质以含电解质的回流水未溶解稀释预先调匀的染料,染料不会发生有害的“凝聚” 或沉淀。(经检测,常用中温型活性染料在电解质<80g/L的中性浴中,溶解稳定性良好)。

4.3.2碱剂的施加

(1) 纯碱的施加量

经检测,常用中温型活性染料染棉,其最佳固色pH值为l0.5~11.0(活性翠蓝60℃染色pH值为l2,80 ℃染色pH值为ll)。

常用连云港粉状轻质纯碱5~25g/L pH=10.65-10.99,其pH缓冲能力很大。因此,根据所染色泽的深浅,纯碱用量20~5g/L已足矣。用量过多,得色深度提高不明显,反而会降低染料在盐碱固色浴中的溶解稳定性,危害染色质量。

(2) 纯碱的施加法

实践证明,碱剂的施加,务必要遵循以下两条原则:

一是纯碱的加入,必须建立在“吸色平衡且吸色均匀”的基础上。也就是说,只有在中性盐浴(吸色浴)中,真正达到吸色平衡而且经移染实现吸色均匀之后,碱剂方可加入。这是因为:①达到吸色平衡后,残留染液浓度最低,而染液浓度越低,碱剂加入后染料的凝聚倾向越小,二次吸色速率越温和,产生的染疵的机率越少。②碱剂加入后,纤维上的染料会因发生固着而丧失移染能力。这会使吸色阶段产生不均匀性变为永久性疵点。

二是碱剂的施加,必须是“先少后多,分次加入”。因为,碱剂(纯碱)加入越快,固色浴的碱性相对较强,盐碱混合浓度也越高,染料的“凝聚”行为与上色行为越激烈,越容易产生色点、色渍、色花等问题。实践证明,固色浴的碱性由弱渐强,盐碱混合浓度由低渐高,染液浓度由浓渐淡,可以有效缓解染料因碱剂的加入而产生的过激行为,从而确保染色质量实现稳定。

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  • (责任编辑:万博manbetx水晶宫在线)

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