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翠蘭色為什么會那么難染?


      東莞天盛化工-活性染料針對活性翠藍染料,探討影響其染色的各個因素,具有實際生產意義。

在實際生產中,遇到明亮的艷綠、艷藍品種拼色時,會大量使用翠藍類染料。翠藍類活性染料由于分子結構的特殊性,特別是當染料用量達到2.0g/L以上時,產生問題的概率更大,因此,被稱作敏感色。

由于活性翠藍染料分子量大、直接性高,所以不易染均勻,且易出現色漬、色花、色點,色牢度不高等問題。

 

活性翠藍染色影響因素

一、染料因素

從染料角度來看,染料用量、染料中水溶性基團的多少(即染料溶解度的高低)、染料中填充助劑(擴散劑、鹽含量、助溶劑)的優劣以及染料制造過程中分子顆粒的大小都對染料的溶解、擴散和勻染有很大的影響。

活性翠藍是一類含有銅酞菁結構的染料,活性基團一般為乙烯砜或一氯均三嗪和乙烯砜二者結合的結構。

活性翠藍獨特的大分子結構導致其分子平面性高,因而對纖維的吸附直接性較高,但高直接性會造成不易勻染、色花現象的產生;

同時,高直接性也會帶來色光不穩定、色牢度不佳等疵點,后續的皂洗會更進一步對色光和牢度產生影響。

另一方面,由于活性翠藍的分子基團大,水溶性基團一般在3.5個左右,

因此,其溶解度不佳,分子與分子之間易締合形成色漬;

尤其在中性電解質存在的情況下,染料溶解度和擴散性能會進一步下降,染料會以多個分子締合的形式析出,造成明顯的色漬現象。

雖然活性翠藍染料的母體一樣,但由于不同生產商生產時選用的添加劑、分散劑、磺化溫度等因素不同,因此活性翠藍染料的性能不盡相同,選擇一只溶解度適中、顆粒小、易擴散均勻、雜質少的染料對活性翠藍的使用至關重要。

 

二、助劑影響

1、鹽(中性電解質)

Na+的介入對活性翠藍染料的染色過程影響很大。當Na+含量低于某一范圍時,其促染作用不充分,會使染料最終吸附得色率低,色光不穩定,重現性不佳;當Na+含量達到某一范圍時,其分子運動不受阻礙,可以帶動活性翠藍染料分子在水溶液中均勻擴散,起到促染作用;但隨著Na+含量進一步增多,染料擴散性能會下降,不易均勻分散開,易鹽析形成色漬、色花。因此,含有Na+的元明粉的用法和用量對活性翠藍染料的染色極其重要。

總體來說,Na+的用法應結合考慮半染時間來最終確定,用量應根據染液中Na+的含量而定。實際操作中,可適當降低元明粉用量,增加純堿用量以提高Na+的量,這樣可以避免由于鹽的用量過高而使染料鹽析形成色漬的現象產生。經多次現場跟蹤實驗發現,當活性翠藍用量高(超過1.5%)時,元明粉和純堿可采用分次加入的方式,即先加入一定量的元明粉升溫至80℃勻染,再加入一定量的堿固色,然后加入剩余量的元明粉勻染,最后再固色,這樣可避免鹽析色漬的形成。

根據實際生產情況,針對不同布種,總結了活性翠藍染料、元明粉和純堿的用量關系,結果如表1所示。其中,元明粉的用量根據最佳吸附得色率得出,而最佳吸附得色率是以最終吸附得色率達到90%左右為標準的。

2、堿劑

常用堿Na2CO3,因其中含有Na+,所以對活性翠藍的上染既有固色作用又有促染作用。

由于活性翠藍高的直接性,堿劑的促染能力相比已很弱,但其用量為0.5~1.0 g/L時能緩和色花現象。

另外,由于Na2CO3會造成染料的水解,且對色光穩定和牢度有較大影響,所以建議加堿時間應控制得當,不宜太長。

溶液中加堿對水質也有一定的要求。當水中含有Ca2+、Mg2+等時,加堿會形成沉淀,在主泵的作用下這些沉淀可能會漂浮在水面上,形成色漬,所以加堿前需先保證水質。

同時,加堿前也應保證無鹽析、色漬的存在,要先檢查后加堿,因為一旦加堿后便無法勻染,只能以剝色或拉色等方法進行回修。

 

3、助溶及擴散型助劑

對于活性翠藍染料染色的助劑來說,應具有助溶和擴散性能,并應具有減緩吸附的作用。

如含有3個—SO3Na結構的擴散劑,可幫助染料溶解,達到助溶和擴散的作用;

但另一方面,由于其突出的增溶和擴散作用,會導致染料不易上染吸附纖維,色光偏淺(一般在半成左右深度)。

因此,助溶劑的用法和用量需要根據染料的用量和染色條件來控制。

另外,若加堿前織物上已有色漬,再用助劑勻染時,對助劑的乳化性或擴散性能就要求更高,可選擇直接加入去油劑或低泡乳化劑高溫勻染的方法。

 

三、水質影響

活性翠藍對水質較為敏感,水的硬度應控制在50 mg/L以下,若水的硬度過高,則易產生色花現象。

再生纖維素類纖維會將纖維硬度轉移至水中;另外,元明粉等染化料助劑的不純也會提高水質的硬度。

因此,染色過程中對水質的監控是十分必要的,除了染色前應調整好水質硬度以外,建議染色時加一些螯合劑或六偏磷酸鈉等凈化水質。

 

四、溫度影響

活性翠藍染料一般的反應溫度選在75~80℃之間,勻染溫度選在80~90℃之間。

這是因為溫度高,染料分子運動會劇烈,有利于染料均勻擴散;

但溫度過高,活性翠藍染料的水解也會加劇,特別是與其他染料相拼混使用時,對其他染料的影響較大,色光不穩定,此時應根據實際拼混情況選擇勻染溫度,并通過延長勻染時間和加入勻染劑的方法達到勻染的目的。

勻染后,降溫至80℃,加堿劑后再進行固色反應。

 

預防控制措施

一、制定合理的染色升溫與加料曲線

通常每次加料時間間隔為15-20min。適當延長加料的時間間隔,可延長染料的吸附擴散過程,染浴中的染料分子可更充分地向纖維內部擴散與吸附,從而有效降低染浴中的染料濃度,使染料分子發生集聚的趨勢大大降低。此外,對于直接性不高的翠藍類染料,適當提高染色的初染溫度,也可一定程度增大其在棉纖維上的吸附量。使加入電解質前的染料濃度有所降低。

 

二、選用合適的勻染劑

翠藍類活性染料的染色,應選用具有分散和勻染雙重功效的勻染劑。

具有較強分散能力的勻染劑,對防止染料聚集很有效。

好的勻染劑應滿足如下要求:

1、具有較好的緩染能力,對染色色光影響小,引起色變一般在5%~10%,或無影響。

2、具有較好的螯合分散能力,并對染料有一定的助溶作用。

3、對染浴中的電解質以及酸、堿穩定,能夠與其他陰離子性助劑相容。

4、起泡性低或具有一定的抑泡作用。

 

三、慎用染色助劑

翠藍染料染色過程中,不能使用含硅類消泡劑。因為消泡劑的HLB值一般在1~3,此類助劑在水中分散較為困難,易形成“微液滴”,而分子質量較大的翠藍類染料分子則容易在“微液滴”周圍聚集,形成染料分子團,一旦沾污布面,就會形成色點或色斑。防皺劑或柔軟劑的使用也應慎重,因為這類助劑在染浴中與染料、電解質和堿類的相容性也是一個不容忽視的問題。

 

四、確保染浴的硬度指標

染浴的硬度是指染浴中Ca2+、Mg2+的含量,在純棉織物的染色過程中,

其來源主要是:

1、染色用水中的Ca2+、Mg2+,雖然染色用水大多經過軟化,但受設備運行穩定性等因素的影響,軟水的硬度并不穩定,有時會超標;

 

2、天然纖維在自然生長過程中帶入的Ca2+、Mg2+,這部分硬度值在進行敏感色染色時不容忽視,對于翠藍類染料的染色,布面上的Ca2+、Mg2+一旦發生聚集,就會進一步造成染料分子的聚集,從而在布面上形成色點和色斑;

 

3、織物前處理時,使用的前處理助劑會帶入Mg2+,,如氧漂穩定劑中的一般含有Mg2+。Mg2+對于提高H2O2的分解穩定性、控制H2O2的分解速率起著重要作用,但會影響染色均勻性。

 

 

五、預防色點措施

1、促進染料溶解(適當提高染料的溶解溫度,使用助溶劑)。

2、選用高純促染劑。

3、以正確方式加入促染鹽。

加入時,應采用清水溶解元明粉來代替回水溶解(從染機內回流到加料桶)。

實踐表明,染浴中過多的電解質是導致染料分子聚集的一個重要因素,但染色過程中,大量使用促染鹽又是必須的。

如果用回水溶解元明粉,將導致元明粉濃度過高,鹽析作用加強,從而導致大量染料分子從染浴中析出,發生聚集,在染色織物上形成色點。

 

注意

1、在加入元明粉前,應先在化料桶內將其充分化開攪勻,再緩慢加入,應保證每管繩狀織物在染機內循環4圈以上??紤]到元明粉的最大溶解度為500g/L(30℃),而化料桶的體積有限(一般不超過800L),故使用較多元明粉時,應采用分次加入的方式。這樣可使元明粉迅速、均勻地稀釋于染浴中,而不會造成染浴內電解質濃度局部過高。

活性染料染色時使用的純堿,也是一種電解質,但其對染料的鹽析作用沒有元明粉明顯,對形成色點的影響不大,全部采用回水注料的方式完全可以。

 

2、理論上,當Ca2+、Mg2+含量低于20mg/kg 時,可稱為軟水,能符合一般活性染料染色要求,但翠藍類染料染色對染浴硬度的要求更高。

實踐中發現,硬度值低于15mg/L或趨近于0的超軟水,對敏感顏色的染色更有利。因此,在染色時選用合適的螯合分散劑很有必要。

但螯合分散劑的螯合能力也不能過強,否則會把某些染料分子中的金屬離子“拉出”,破壞染料的分子結構,從而影響染料的染色性能。

 

寫在最后的話:

活性翠藍染料染色時有一定的難度,尤其是要恰當控制各個因素。

由于活性翠藍分子量大,直接性高,所以不易染均勻,易出現色花,故應該選擇一只水溶性適中、顆粒小、擴散均勻、雜質少的染料;

應盡量減少用鹽量,并分次緩慢加料;

加堿前應檢查好色澤;配合使用有助溶、擴散和減緩吸附作用的助劑;

還要檢測好水質;選擇恰當的溫度;并在染色前保證織物有良好的毛效,清洗布面殘留的中性助劑、油劑或堿劑。這樣,活性翠藍染料染色過程中出現的問題才會得到較好的控制。

 

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