活性染料及其真絲綢印染工藝探討
絲綢傳統(tǒng)印染工藝所用的染料絕大部分是直接、酸性和中性染料,大部分的色牢度都只能勉強(qiáng)達(dá)到3級,深顏色還遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到這一指標(biāo),所以,要使真絲綢真正能達(dá)到洗可穿的目標(biāo),就必須解決色牢度問題。
目前,真絲綢印染所采用的染料和印染工藝存在著致命的弱點(diǎn),主要表現(xiàn)在以下5個方面:
(l)絲綢印染用的染料多數(shù)為弱酸性染料、中性染料和直接染料,染料在生產(chǎn)、印染和服用過程中均對環(huán)境造成污染。如:中性染料生產(chǎn)過程中過量的金屬鉻離子嚴(yán)重污染環(huán)境。德國和歐洲一些國家已提出要求嚴(yán)格控制紡織品中重金屬離子的殘留量。
(2)濕處理牢度差,一般深中色在2一3級左右,個別染料印染只有2級左右,服用上表現(xiàn)為不能與其他月及裝同浴洗滌,同時由于褪色還會造成色淺變舊。
(3)日曬牢度差,一般只有l(wèi)-2級左右,特別是鮮艷的青蓮、湖藍(lán)、艷藍(lán)等顏色,經(jīng)過一個夏天就會褪色,喪失了服用的時效性,不能被廣大消費(fèi)者所接受。
(4)隨著防縮抗皺整理技術(shù)的逐漸成熟,水洗褪色、沾色、易舊等弊端日趨突出,不解決色牢度問題洲良難真正意義上達(dá)到“洗可穿”。
(5)不論是內(nèi)銷產(chǎn)品,還是出口產(chǎn)品普遍要求高堅牢度印染的真絲綢(水洗、皂洗牢度要求4級以上;濕摩擦牢度3級以上),目前工廠還不能產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。迫切需要解決這一難題。
近年來,隨著化工行業(yè)的發(fā)展,開發(fā)了一批新型的活性染料,在印花和染色的性能上得到了飛快的改進(jìn),活性染料在上染率、勻染性、固著率、提升率、穩(wěn)定性和工藝的敏感性等方面都有了很大的改善,為開發(fā)活性染料印染工藝奠定了基礎(chǔ)。因而,加速解決真絲綢產(chǎn)品的易褪色、易舊等弱點(diǎn),加快真絲綢活性染料印染工藝研究,開發(fā)高堅牢度絲綢新產(chǎn)品,是當(dāng)前絲綢行業(yè)亞待解決的最重要的任務(wù)。
1 國產(chǎn)與進(jìn)口活性染料的差異及差距
我國從1958年以來,先后生產(chǎn)了約11大類,150個品種的活性染料,已擁有國外活性染料主要大類產(chǎn)品,其中包括X型、K型、KN型、KD型、M型、F型、W型、P型、跳型、R型、E型、ME型等,取得十分可喜的成就。其上染率、勻染性、固著率、提升率、穩(wěn)定性等各項堅牢度及工藝敏感度等都有了很大的改善,為印染生產(chǎn)奠定了堅實(shí)的基礎(chǔ)。但是,與國外活性染料的品質(zhì)及應(yīng)用上相比,仍有一些差異及差距。
1.1活性染料染色的深染性問題
真絲綢活性染料染色的深染性問題一直是絲綢印染生產(chǎn)深感困惑的難題,特別是特黑、深藏青、深紅等色澤,往往色澤深度達(dá)不到要求而不確認(rèn)。由此還帶來堅牢度不夠的弊端。近年來,我國相繼開發(fā)了一些深染性較好的活性染料,特別是黑色品種。例如活性黑KN-GZRC、EF-ZBG、EF-ZBR等,已被推廣應(yīng)用,比過去的活性黑KN-B有很大的提高,而_且KN-GZRC還加工成顆粒型,烏黑度較高,溶解性好,無粉塵飛揚(yáng),但與國外深染性好的活性染料相比,還是有一些差距。例如,汽巴精化公司開發(fā)的Cihacronw沮w等雙活性基染料,適于60℃-80℃浸染,得色量和提升力好,特別適合染深濃顏色,其中Ciha-cronw-NN具有極高的得色量;Dystar公司近年來開發(fā)的Levafix CA和Remazol RR系列染料不僅有很高的各項色牢度,而且深染性創(chuàng)畏好;日本住友公司也有一些深染性很好的雙活性基染料。
1.2活性染料的溶解性問題
活性染料的溶解性能一直為印染生產(chǎn)所關(guān)注。因為它直接影響著印染綢的質(zhì)量。國產(chǎn)的活性染料與國產(chǎn)的直接、酸性、中性染料一樣存在一些差距。一些染料品種溶解之后總有一點(diǎn)殘漬,溶解也不如國外活性染料容易,有待于國內(nèi)一些染料制造商進(jìn)一步改善產(chǎn)品品質(zhì)。
1.3活性染料的應(yīng)用研究問題
一只好的活性染料問世,不僅要做好染料制造的工作,也要做好染料應(yīng)用的工作,這才能適應(yīng)市場化的需要,進(jìn)口活性染料在使用上能夠提供出較深的數(shù)據(jù)和資料,以便我們極快掌握印染技術(shù)而投人正常生產(chǎn)。而且其染料分類工作也做的非常細(xì)致,例如汽巴精化公司把活性染料經(jīng)篩選分類出深、中、淺三個三原色,這三個三原色的配伍性很好,同樣濃度對堿、鹽、溫度、時問、浴比的敏感度均十分接近,特別是淺檔二原色的日曬牢度也很好。這種細(xì)致的分類工作,給我們印染企業(yè)提供極大的方便,相比之下,國產(chǎn)活性染料在這些方面的工作尚有欠缺。其實(shí),國產(chǎn)活性染料分類成深、中、淺花個三原色的染料也是完全可以篩選出來的,國內(nèi)的印染工作已經(jīng)開始這方面的研究,其初步結(jié)果也不錯。
1.4 活性染料與助劑配套問題
活性染料的印染要獲得更好的效果,除了活性染料的本身結(jié)構(gòu)這一最重要的因素外,助劑的配套、印染技術(shù)的改進(jìn)也是十分重要的。例如選用適當(dāng)?shù)闹鷦┛梢愿纳迫玖系纳先拘?、固色率,改善纖維的深色性。選擇染料的配套助劑非常重要,同樣國內(nèi)比國外的工作投人的較少。
2 近年來活性染料發(fā)展特點(diǎn)
2.1符合環(huán)保的活性染料增加
環(huán)保型染料不僅要求染料生產(chǎn)過程中無污染或少污染,而目所生產(chǎn)的活性染料在印染加工的過程中污染少,加工后服飾品要符合環(huán)保要求。一些屬禁用的染料得到了代用,一批反應(yīng)性活潑,直接性高的活性染料品種近年來得到了開發(fā)。
2.2雙活性基團(tuán)的活性染料數(shù)量在迅猛增加
雙活性基團(tuán)指兩個活性基團(tuán)的活性染料,分相同的和不同的雙活性基團(tuán)兩類,相同雙活性基團(tuán)有β-羚基乙砜硫酸酯,雙-氯均三嗪等雙活性基團(tuán),不同的雙活性基團(tuán)一個是β-羚基乙砜硫酸酯,另一個是-氯均三嗪的雙活性基團(tuán)染料。
雙活性基團(tuán)染料具有固色率高,提升性和濕牢度好的優(yōu)點(diǎn),特別是乙烯砜型和不同活性基團(tuán)組成的雙活性基團(tuán)染料,染色性能更佳,對pH、溫度適應(yīng)性好,相容性、洗滌性也好。
2.3新型活性染料
歐洲、日本等公司加強(qiáng)了技術(shù)投人,開發(fā)了一批防塵環(huán)保型活性染料、液狀活性染料、顆粒狀活性染料以及適合于噴墨印花用的活性染料、適合于樹脂整理-浴一步加工的活性染料等高技術(shù)含量、高附加值、高社會效應(yīng)和經(jīng)濟(jì)效益的高品位染料。
2.4適用于絲綢印染的活性染料
適合于真絲綢染色的活性染料:Procion、Cihaomn、Remazol、Lanasol、Drimalan、Sumifix以及國產(chǎn)的X型、K型、KN型、M型、ME型、KE型等。
適合于真絲綢印花的活性染料:Lanasol、DrimalanF、CihacronF、Cihacron FN、CihaeronC、DrimareneR/K、Levafix EA、LevafixE、Remazol、lexafix PN、Cihaoronp等,國產(chǎn)的有K型、KD型、P型、M型、KN型等。
3 活性染料在真絲綢上的應(yīng)用
3.1 活性染料染色工藝
長期以來,桑蠶絲織物的印染,常用弱酸性染料及中性染料,少數(shù)采用直接染料,染后經(jīng)過固色處理,以提高濕處理牢度,這樣不但手續(xù)麻煩,而目.固色后色澤變暗。為了提高桑蠶絲織物染色的鮮艷度和牢度,采用了活性染料染色?;钚匀玖先旧PQ絲織物,色澤鮮艷和染色牢度較好,纖維與染料之問成共價鍵結(jié)合。它的染色方法可分酸浴法、中勝浴法和堿浴法3種,由于活性染料染色工藝復(fù)雜,修色調(diào)色困難,大小樣對色難控制,繩狀和拉缸染色機(jī)的浴比大,增加了染色的難度。因而,根據(jù)真絲綢的特點(diǎn),主要在卷染機(jī)上進(jìn)行真絲綢活性染料染色工藝的攻關(guān)。
3.1.1酸浴法
酸浴法適用于蠶絲和粘纖的提花交織物染色,因用中性浴法或堿浴法都將使粘膠花紋沾色或上色。
工藝流程:織物處理→染色→酸洗→皂洗→水洗→冷水上卷。
工藝處方及條件:
染色配方:
染料 2%(owf)
平平加0 0.3g/l
醋酸 0.2g/l
浴比 l:15
皂洗配方:凈洗劑209 1g/l Na2CO3 0.7g/l
皂洗工藝:80℃xl5分鐘
操作注意事項:
(l)染前,織物先經(jīng)2ml/L醋酸溶液處理2道,以去除織物上殘留的絲膠,及可能存在堿質(zhì),以防產(chǎn)生染色不勻等疵病,然后再冷水洗1道。
(2)染色于30℃開始,先染4道;接著升溫至100℃,在5、6道時分別加人一半稀釋的醋酸溶液,促進(jìn)染料上染,并能使沾污在粘纖上的染料逐漸轉(zhuǎn)移上染到蠶絲纖維上,加完醋酸后再續(xù)染6道,末道剪取小樣對色。染色畢,放去染液,于100℃水洗1道,再充分洗凈粘纖上的沾色,最后皂煮4道,70℃和50℃熱水各洗l道,冷水上卷。
(3)活性染料酸浴法染色一般得色深,色澤較鮮艷,但后處理皂煮要充分。
3.1.2中性浴法
中睦浴法可用于真絲綢織物的染色,大多數(shù)用X型活性染料,染紅、醬等色。染浴中加食鹽或元明粉為促染劑。
工藝流程:織物潤濕打卷→染色→水洗→冷水上卷。
工藝處方及條件:
織物:02雙絹染色配方
染料 2%
平平加0 0.3g/l
氯化鈉 5g/l
浴比 1:15
操作注意事項:
(l)染前將織物打卷,在40-50℃內(nèi)來回走4道,然后將溶解好的染料倒入缸內(nèi),在此溫度內(nèi)染4道,接著升溫至90℃,在升溫期問分次加人食鹽,90℃染5道后,再升溫至沸,沸染5道,然后水洗。
(2)中性浴染色不皂煮,故水洗較為重要。為了保證濕牢度,一般染好先室溫洗1-2道,然后用80℃-100℃熱水洗2一4道,接著再室溫洗l-3道,冷水上卷。道數(shù)多少,溫度高低,由色澤深淺、浮色多少而定。
3.1.3堿浴法
堿陛染浴可選用K型活性染料;或用X型、KN型等染色,然后加堿固色。此法固色率較高,得色較深,在皂洗完畢后的清水淋洗時,加淡醋走2道,以提高色澤鮮艷度。
工藝流程:織物潤濕打卷→染色→固色→水洗→皂煮→水洗→冷水上卷。
工藝處方及條件:
染色配方:
染料 2%
平平加0 0.3g/l
碳酸鈉 20g/l
浴比:l:15
皂洗配方:凈洗劑209 1g/l 碳酸鈉0.7g/l
皂洗工藝:80℃x15分鐘
操作注意事項:
(l)織物上卷后在80℃熱水中走1道,以使?jié)櫇瘢缓笥美淞魉?道降溫。加人配制好的染液后,自40℃開始染色,并按不同類型染料染色溫度繼續(xù)染色,卷染道數(shù)視色澤深淺而定。
(2)拼色時,染、固色溫度視主色而定。如其中有x型活性染料,則染色溫度以自室溫至40℃開始為宜。
3.2 活性染料印花工藝
3.2.1 染料的選擇
活性染料應(yīng)用在紡織纖維上至少應(yīng)具備下列條件:高的水溶性;高的儲藏穩(wěn)定性;不易水解;對纖維有較高的反應(yīng)和高固色率;染料與纖維問結(jié)合鍵的化學(xué)穩(wěn)定性高,即使用過程中不易斷鍵褪色;擴(kuò)散性好,勻染性、透染性良好;各項染色牢度,如日曬、氣候、水洗、摩擦、耐氯漂等牢度均好等特點(diǎn)。對真絲綢印花用染料更有特殊要求:
(1)溶解度要高;
(2)與印花漿有好的穩(wěn)定性,即與漿料的反應(yīng)性要低些,在印漿中不易水解;
(3)好的拼色性能,各組成染料對堿劑的反應(yīng)性很接近,以獲得好的色澤重現(xiàn)性;
(4)高的固色率。未固著染料應(yīng)具有易洗滌性,即低直接性,不再沾污白地;
(5)好的耐曬、耐洗滌牢度,不易斷鍵褪色,不易出風(fēng)印等。
隨著國內(nèi)外染料工業(yè)的迅速發(fā)展,活性基團(tuán)的種類越來越多,選擇的余地越來越大。目前,可用于真絲的活性染料進(jìn)口的有Lanasol,orimalanF,cibaoronF,cibacronFN,CihacronC,DrimareneR/K,Levafix EA,LevafixE,He,nasol,Levafix pN,Cihacronp等。I$I產(chǎn)的有K型、Kn型、P型、M型、KN型等。
從中選擇活性染料比K型強(qiáng)的有cihacro。FN,F(xiàn),c三個類型,它們與國產(chǎn)的K、KN型均有不同,F(xiàn)型為一氟均三嗪染料,KN型染料的雙活性基團(tuán)為一氯均三嗪和乙烯礬型。乙烯颯型活性強(qiáng),對堿很敏感,一氯均二嗦活性較低,需要較多的堿或較長的時問進(jìn)行固著以達(dá)到其所需要的反應(yīng)速率。因此,如果印染條件適合于一氯均三嗪(即堿用量高,固著時間長),則原來固著快的乙烯礬型基團(tuán)與纖維生成的鍵就會遭到破壞,如印染條件適合于乙烯砜型基團(tuán),其堿用量對一氯均三嗪就相對不足,結(jié)果固色時問長,重現(xiàn)性有問題。
由于乙烯砜與一氯均二嗦的活性差別相當(dāng)大,因此,要選擇適合這兩種活性基團(tuán)而又不發(fā)生上述問題的工藝往往是比較困難的。
FN型由乙烯砜基、一氟均三嗪雙活性基團(tuán)組成,由于一氟均三嗪的活性強(qiáng)于一氯均三嗪而接近于乙烯砜基,在相同的應(yīng)用條件下,兩種活性基團(tuán)都能得到較充分的利用。
3.22 糊料的選擇
活性染料能與多糖類原糊中的醇基反應(yīng),會降低染料的固著率,同時還會使原糊不宜洗去,致使手感發(fā)硬。選用海藻酸鈉糊料,具有得色量高、色澤鮮艷、手感柔軟等優(yōu)點(diǎn)。
3.2.3印花用助劑的優(yōu)選
尿素既是活性染料的助溶劑,同時又是良好的吸濕劑,有助于活性染料的發(fā)色并能提高染料的固色率。防染鹽S是問硝基苯磺酸鈉,它是弱氧化劑,汽蒸時的色光保護(hù)劑,在汽蒸時能防止還原性物質(zhì)破壞染料造成色萎或色淡。堿劑的選擇主要取決于染料的“活性”大小,印漿所需的儲存穩(wěn)定性,纖維種類,染料的用量,一般選用NaZCO3、NaHCO3,以及兩者的混合堿。
3.2.4印花工藝
工藝流程:坯綢準(zhǔn)備→印花→烘干→汽蒸→水洗→皂洗→水洗→烘干。
印花處方:以印02雙縐為例
海藻漿(5%) 100
染料 5
純堿 2
尿素 5
防染鹽 1
水 25
工藝條件:
(l)蒸化:織物印花烘干后,需經(jīng)蒸化過程,使大部分留在漿膜中的染料在水的存在下發(fā)生溶解,轉(zhuǎn)移到纖維上,并擴(kuò)散到纖維內(nèi)部。蒸化溫度高,可提高染料向纖維轉(zhuǎn)移,擴(kuò)散和化學(xué)的反應(yīng)速率,以縮短蒸化時間。但過熱程度過高,又會提高色漿中水分的蒸汽壓,從而降低蒸化室內(nèi)蒸汽壓和色漿蒸氣壓之間的壓差,使織物上色漿不能得到足夠的冷凝水作介質(zhì)。過熱程度過分高時,不但不能對色漿良好給濕,還會使色漿中的水分蒸發(fā),從而不能取得蒸化效果。所以蒸化時應(yīng)盡可能降低蒸汽過熱程度,以保證色漿有充分水作介質(zhì),但以控制不產(chǎn)生色漿滲化和“搭漿”為度。采用的蒸化壓力是0.0 1MPa,時間為10分鐘。蒸化設(shè)備是根據(jù)蒸化工藝條件,織物性質(zhì)和生產(chǎn)規(guī)模而選用的。選用的蒸化設(shè)備是將織物懸掛在星形架上,放入蒸箱中通人蒸汽進(jìn)行蒸化。
(2)皂洗:一般活性染料的固色率只有70%左右,高的也只有80%,未固色的染料在洗滌時溶落到洗液中,在洗液中染料濃度較高時,因被纖維吸附而沾污織物。因此,盡量降低洗液中的染料濃度是減少沾污的措施,先用冷水洗,然后熱水洗,皂洗,最后再熱水洗,冷水洗。皂洗采用1升水中放19-2g純堿和20g洗滌劑,在水溫100℃左右煮6-10分鐘。
經(jīng)蒸化水洗后,發(fā)現(xiàn)CihacmnC-NN染料的水洗性良好,因為高固著率是有效清洗的非常有利的因素,只經(jīng)一次清洗就可獲得烏黑亮澤,色牢度優(yōu)異的面料。
4結(jié)論
真絲綢用活性染料染色和印花可以有效提高真絲產(chǎn)品的色牢度、深染性,得色量和提升力,從而提高真絲產(chǎn)品的檔次。國產(chǎn)活性染料與進(jìn)口活性染料在應(yīng)用性能上還有一定的差距,應(yīng)在染料的篩選、染料的溶解度、配套助劑、染色及印花配方和條件等方面加強(qiáng)研究。真絲綢活性染料印染目前還處于起步的階段,還有問題需解決。如大浴比的染色重現(xiàn)勝,淺色的色花問題,傳統(tǒng)真絲綢印染設(shè)備與活性染料工藝需求不配套的問題等。