饰品之家讯：活性染料无盐轧蒸连续染色工艺探讨活性染料色谱齐全、印染简便、色泽鲜艳、匀染性好、染色牢度优良、价格适中,已成为纤维素纤维织物的首选染料.[1-3]但活性染料的竭染率和固色率低,在纤维素纤维传统的染色工艺中,为了提高活性染料的上染率和固色率,必须加入大量无机盐(氯化钠或硫酸钠).高含盐量的印染废水无法降解和回收,并对水质和土壤造成污染.[4,5]轧蒸工艺和传统染色工艺相比的特点[6,7]:(1)经济性,工艺流程短,可节约成本;(2)重现性和透染性好;(3)工艺控制简单,稳定性高;(4)快捷的色泽品种更换,适用于鲜艳、非常浅和非常深的色泽;(5)应用简便,生产效率高;(6)对环境友好,染色不用盐.本文采用无盐轧蒸连续染色工艺对棉织物进行染色,对其影响因素进行探讨.1.试验

1.1材料及仪器

织物:16.5×50.5tex340×130根/10cm双经平纹纯棉织物.染料:活性大红K-2G、活性黄K-R、活性黑KN-B.助剂:螯合分散剂、固色碱剂CJ-R(均为工业品,山西彩佳印染有限公司),皂洗剂马来酸-丙烯酸共聚物(工业品,陕西科信染化有限公司),氯化钠、氢氧化钠、碳酸钠(均为化学纯,国药集团化学试剂有限公司).

仪器:SF300型思维士电脑测色仪(思维士科技公司),FA2004型电子分析天平(上海精密科学仪器有限公司),Y571B型摩擦牢度试验机(温州纺织仪器厂),P-A1型强力压轧树脂机、R-3型红外自动定型烘干机(台湾瑞比染色试机有限公司),SW-12A型耐洗色牢度试验机(无锡纺织仪器厂),汽蒸箱(自制).

1.2染色工艺

1.2.1活性染料无盐轧蒸连续染色

浸轧染液(染料20g/L,螯合分散剂2g/L,碳酸钠30g/L,轧液率65%)→预烘(100℃)→汽蒸(饱和蒸汽)→冷洗→皂洗(95℃,30min)→水洗→烘干.

1.2.2活性染料传统染色工艺

浸轧染液(染料20g/L,螯合分散剂2g/L,轧液率65%)→预烘(100℃,55s)→浸轧固色碱液(氯化钠20g/L,碳酸钠30g/L,氢氧化钠3g/L)→汽蒸(饱和蒸汽)→冷洗→皂洗(皂洗剂马来酸-丙烯酸共聚物1.5g/L,95℃,30min)→水洗→烘干.

1.3测试

采用电脑测色仪测定染色棉织物的表观颜色深度K/S值;摩擦牢度按GB/T3920-1997的方法测定;皂洗牢度按GB/T3921-1997的方法测定.

2.结果与讨论

2.1活性染料无盐轧蒸染色工艺

2.1.1预烘时间

在浸轧染液后,织物上的水主要以3种方式存在:(1)分布在纤维表面或织物组织结构空隙中;(2)处在纤维间的毛细管网络中;(3)进入纤维内部,吸附在纤维表面.[8]预烘目的:(1)提供纤维溶胀和染料渗透的时间,确保染料正常扩散上染;(2)尽量去除织物上的水分,特别是流动水和毛细管水,使织物在汽蒸固色时其湿度低于纤维临界含水率.[9]从图1可以看出,随着预烘时间的延长,织物的K/S值不断增大,一定时间后才略微下降.原因是织物的含水量太高,进入汽蒸箱后,升温相对较慢,需较长时间才能达到所需的固色温度,生产效率低;另外,染料在汽蒸过程中水解损失较多,染料利用率较低,色牢度也变差[10],织物的K/S值也就较小.相反,预烘时间太短,织物的含水量太高,在相同汽蒸时间条件下,织物从蒸汽中吸收的水分可能不足,导致部分染料还没有溶解或者和纤维发生固色反应.另外,织物可能发生过热现象,染料可能发生分解,导致和纤维反应的染料量减少,织物的K/S值也较小.为便于染料的拼混使用,活性黄K-R、活性大红K-2G和活性黑KN-B预烘时间都选择55s.

2.1.2汽蒸时间

从图2可以看出,随着汽蒸时间的延长,染色织物的K/S值先不断增加,增加到一定值后又呈下降趋势.原因是:(1)浸轧在织物上的染料在预烘时只有少量对纤维发生吸附、扩散和固着,大部分染料沉积在织物的毛细管中或纤维表面,未能固着;(2)染料与纤维键合固着后,在继续汽蒸过程中,发生不可逆的断键水解反应.[11]所以,固着反应需要一定的时间,才能达到染色要求.活性黄、活性大红和活性黑的汽蒸时间分别为90s、100s、120s较好.



2.1.3固色碱剂CJ-R用量

从图3可以看出,随着固色碱剂CJ-R质量浓度的增加,染色织物的K/S值先增加后降低.原因是纤维素纤维CellOH电离成CellO-和H+,且电离可逆.加入碱剂后,一方面促使纤维素纤维羟基离子化,使CellO-质量浓度增加,提高了染料和纤维间的键合速度;另外,碱剂要中和染料和纤维键合过程中不断释出的酸,尤其是染深浓色时,释酸量大,碱剂的消耗量大.[11]因此,加入碱剂更有利于固色反应的进行,表现为K/S值不断增加.然而,在碱剂达到一定质量浓度后,随着染液中碱剂质量浓度的增大,染液的碱性过强,使染料水解速度加快,固色效率降低,还会使织物的匀染性和透染性变差.活性黄、活性大红、活性黑染色时,染液中固色碱剂CJ-R质量浓度分别为2.0g/L、3.0g/L和3.5g/L较好.



2.1.4皂洗剂质量浓度

轧染织物经汽蒸固色后,织物上的水解染料和少量尚未参加反应的染料以及染液和固色液中的其他添加物必须充分洗净,才能获得优良的染色牢度.从表1可以看出,随着皂洗剂质量浓度的增加,织物的皂洗牢度不断提高,在达到最佳用量后,皂洗牢度不再提高.原因是皂洗剂马来酸-丙烯酸共聚物类有机高分子物有良好的胶体特性和分散作用,能和染料形成络合物,防止洗下的染料重新染到布上.[12]因此,选择皂洗剂质量浓度为1.0~1.5g/L.

2.2活性染料无盐轧蒸连续染色工艺和传统染色工艺染色性能的比较

从表2可以看出,无盐轧蒸染色后织物的K/S值能达到传统染色工艺的水平,甚至更优.



3.结论

(1)活性黄K-R、活性大红K-2G和活性黑KN-B的最佳轧蒸染色工艺条件:预烘时间都为55s,汽蒸时间分别为90s、100s和120s,固色碱剂CJ-R质量浓度分别为2.0g/L、3.0g/L和3.5g/L,皂洗剂质量浓度为1.0~1.5g/L.

(2)无盐轧蒸连续染色工艺可以达到传统染色工艺所需的染色要求,还可以节约成本;该工艺不用无机盐,固色率可达到或高于传统染色工艺,解决了活性染料染色中的盐污染问题,提高了染料利用率.

饰品之家专注于各种家居的饰品，家纺，小饰品，装饰品，礼品，春节礼品，精美礼品的新闻资讯和导购服务，敬请登陆饰品之家：http://jiafang.jc68.com/