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      4. 定型機之活性濕摩牢度問題,原來不僅僅是染色問題!

        發布時間:2022-08-18 點擊:
        活性濕摩牢度問題


        定型機、涂層機專業生成廠家無錫前洲興華機械2022年8月18日訊 活性染料染纖維素纖維,其上染機理與其它染料不同,染色結果,纖維上的染料不是靠氫鍵、離子鍵或范德華力物理性的染著在纖維上,而是以共價鍵的形式與纖維發生化學性的結合,染后染料分子成為纖維素大分子鍵的一部分。因此,從理論上講,染料與纖維之間的共價鍵結合,能賦予染色物優良的染色堅牢度。然而,在實際生產中,其染色物在測試、洗滌、甚至在儲藏過程中,常會發生褪色、變色或沾色現象。尤其是染深濃色澤(如黑色、藏青色、咖啡色、皂紅色等)時的濕摩擦牢度,通常只有二級,往往達不到2-3級或3級。




        造成濕摩牢度不良的原因


        如何提高染色產品的濕摩牢度,滿足市場的需求?所謂染色布的濕摩擦牢度,是指用濕態的白布,在規定的條件下與染色布進行摩擦,然后根據白布的沾色程度,以標準灰色沾色樣卡評級。


        顯然,造成濕摩牢度不良的原因有二:

        1.織物(或纖維)表層的浮色染料,在摩擦過程中,白染色布向濕態白布的轉移。

        2.染色布表面有色纖維的微屑,在摩擦過程中白染色布向濕態白布的轉移。


        可見,織物(或纖維)表層浮色染料的多少與有色纖維微屑的多少,是決定濕摩牢度好壞的決定性因素。而影響浮色染料多少與有色纖纖維微屑多少的因素是多方面的。即與染料的性能有關,也與染整加工工藝有關。


        要提高活性染料的濕摩擦牢度,必須從染料的選擇、工藝的制訂等多方面加以研究,有的放矢的落實相應的技術措施才行。




        染料的選擇



        不同結構的活性染料,其染色性能不盡相同。就染深濃色澤而言,選用染料時必須考慮的重點條件應該是:


        1、溶介度要高


        因為,染深濃色澤染料用量多(通常>5% o.w.f),倘若染料溶介不良,不但會影響勻染效果與染深效果,更會造成浮色染料增多,各項色牢度下降。


        2、固色率要高


        因為,染料的固色率越高,染深性才可能越好。其浮色率(吸色率E值一固色率F值)才可能越低。


        3、直接性要適中


        這是因為直接性越大,染料的易洗性越差,染色后以物理狀態殘留在織物(或纖維)內外的浮色染料越難以洗除,因而染料的直接性不宜太高。然而,染料的直接性也不宜太低,不然浸染染色時,會使吸色階段(一次吸色)吸色過慢、過少,導致固色階段(二次吸色)吸色過快、過多,不僅會影響勻染透染效果,而且會使浮色染料增加,降低各項濕牢度。




        工藝的制訂


        1、要提高燒毛質量


        由于織物表面的光潔度越差,與測試白布之間的實際接觸面積越大,摩擦系數就越大,織物(纖維)表面的浮色染料與纖維微屑向測試白布的轉移量就相對越多,因此摩擦牢度就相對越差。比如,在所有條件相同的情況下,染色織物的濕摩牢度,貢緞織物就好于平紋織物,更好于斜紋織物。


        所以織物的燒毛要凈。為此,應將傳統的前燒毛工藝改為退漿煮煉后燒毛。因為退煮前坯布帶漿,毛羽倒狀粘結,難以燒凈。(當前漿料均以化學漿如聚乙烯醇、聚丙烯酰賾等為主,退煮前燒毛會使化學漿料進一步聚合老化,水溶性下降,導致后道退漿困難)。全棉織物,最好采用電輥接觸摩擦式燒毛機燒毛,其燒毛效果比氣體燒毛機更均勻,更光潔。對要求高的訂單,必要時在染色前再以纖維素酶做一次“拋光”。這不僅可以有效改善濕摩牢度,而且還可以提高色澤的艷亮度。


        2、要提高絲光質量

        天然棉纖維的結晶區占70%,染料不可及??梢匀旧姆墙Y晶區僅占30%。所以棉纖維具有吸色能力差,吸色容量低,難以染深的缺陷。為此染色前必須以濃燒堿絲光,來加以改善。因為絲光處理可以使棉纖維的非結晶區有所擴大,微結構中的空隙增大增多,可以大幅度提高染料的擴散效果和固著效果,從而有效降低染色時的浮色率。所以良好的絲光效果,對提高各項濕牢度尤其是濕摩牢度,具有舉足輕重的作用。


        在現實生產中,卻存在著二個負面問題,對絲光效果會產生嚴重危害。


        第一、印染企業大多采用了堿一氧一浴,或酶-氧一浴冷軋堆短流程前處理工藝,該工藝“節能、減排”優勢突出,而煉漂效果卻往往存在吸水能力不佳(毛效低)的缺憾(特別是粗厚織物與緊出織物)。因而絲光時,由于煉漂半制品本身的吸水能力差,加之濃堿冷絲光,堿液有一定粘度,導致燒堿液不能使織物(纖維)由表及里產生充分、透徹的絲光效果。往往是表層絲光效果好,芯層絲光效果差,即“表面絲光”。表面絲光的織物(纖維),其吸色能力和吸色容量自然較低,染深性自然較差。在染深濃色澤時,往往會因此造成過飽和染色。過多的染料堆積在織物(纖維)表面,從而導致染色牢度特別是濕摩牢度嚴重下降。因此說以犧牲染色質量為代價,片面追求“節能、排減”,其實并不明智。最好是在冷軋堆退煮漂以后,再做一次汽蒸復氧漂,使織物的煉漂透徹性與吸水能力得到大幅度改善,從而得到表里如一的絲光效果,消除表面絲光給染色帶來的危害。


        第二、一些印染企業為了“節能、排減、增效”,采用220 g/L以下的燒堿液絲光。由于燒堿濃度偏低,織物(纖維)的絲光效應不充分(實為半絲光),染深濃色澤時,不但固著率低染深性差,浮色率高濕牢度下降,而且對堿液濃度的變化表現敏感,堿液濃度一旦波動,絲光效果就會隨之發生變化,染色后就會出現“色差”。因此說,采用220g/L以上(220 - 260g/L)燒堿液做“全絲光”,不僅染色后色澤穩定,而且濕牢度也會有明顯改善。


        3、要采用正確工藝染色


        ①染色用水要軟化

        硬水中的鈣、鎂離子,會與活性染料形成不溶性或難溶性的金屬染料,還會與堿劑(純堿)生成不溶性的碳酸鹽(如CaC03、MgC03等)。這些金屬染料與金屬碳酸鹽在大量電介質存在下,會結合成不溶性色淀,粘附在織物(纖維)的表面。這些色淀易洗性差,而且會使織物手感粗糙,所以會使濕摩牢度顯著下降。


        為此染色必須使用離子交換水,或染色時在染料加入前,施加適量螯合分散劑,將水中的金屬離子絡合掉,以消除它們對濕摩牢度的影響。


        ②染色工藝要正確

        中溫型活性染料,在浸染染色中存在二大缺陷:

        第一,在鹽、堿共存的固色液中,染料會因電介質(鹽、堿)濃度高,鹽析作用大,以及β-羥乙基砜硫酸酯活性基“消去反應”的發生,自身水溶性的驟降,而產生不同程度的凝聚。尤其是些乙烯砜型染料,表現尤為嚴重。如C.1.5活性元青、C.1.19活性艷蘭、C.1.21活性翠蘭等。

        染料的凝聚程度大,必然擴散不良浮色增加,因此不僅會造成色澤不勻不透(甚至色點、色漬),更會導致色澤的濕牢度(尤其是濕摩牢度)嚴重不良。


        第二,在加堿固色階段(尤其是固色初始階段),染浴中的染料,會因鍵合固著反應的迅速發生,原有吸色平衡的快速打破,以及純堿(也是電介質)的加入,電介質濃度的陡然提高,而產生不同程度的“驟染”。乙烯砜型染料的表現尤為突出。

        染料“驟染”程度過大,必然會導致勻染透染效果不良,浮色染料大量增加,各項濕牢度低下。值得注意的是,不同結構的活性染料,其實用性能并不相同,因而必須分別采用相適應的工藝染色。


        ③助劑施加要正確


        A 、電介質的施加


        A-l 電介質的施加量

        經檢測,多數中溫型活性染料染深色,電介質的最高用量以< 70 g/L為宜。部分個性強的活性染料,如活性翠蘭BGFN染深色,電介質的最高用量必須< 60g/L,活性艷蘭KN-R染深色,電介質的最高用量必須< 40g/L。理由是,電介質用量過高,其得色深度實際提高并不多,而在加堿固色初期,卻會因鹽、堿(純堿也是電介質)混合濃度過高,導致染料的“凝聚”程度與“驟染”程度過大,給染色質量(特別是勻染效果與染色濕牢度)造成負面影響。


        A-2 電介質的施加法

        這里最值得一提的是繩狀染色(噴射溢流機染色、氣流機染色)時,電介質必須先加,染料必須后加(加料順序與卷染相反)。理由是,按傳統方法先加染料,以含染料的回流水來溶介電介質,染料在電介質的飽和溶液中會即刻絮聚而析出,壓入缸內沾附在織物上,極易造成色點、色漬染疵。而先加電介質,以含電介質的回流水來溶介稀釋預先調勻的染料,則染料不會發生有害的“凝聚”或沉淀(經檢測,常用中溫型活性染料在電介質< 80g/L的中性浴中,溶介穩定性良好)。


        B、堿劑的施加


        B-l 純堿的施加量

        經檢測,常用中溫型活性染料染棉,其最佳固色pH值為10.5-11.0(活性翠蘭60℃染色為12,80℃染色為11)。


        B-2 純堿的施加法

        堿劑的施加,務必要遵循以下二條原則:


        一是,純堿的加入,必須建立在“吸色平衡且吸色均勻”的基礎上。也就是說,只有在中性鹽?。ㄎ。┲?,真正達到吸色平衡而且經移染實現吸色均勻之后,堿劑方可加入。


        這是因為:

        ① 達到吸色平衡后,殘留染液濃度最低,而染液濃度越低,堿劑加入后染料的凝聚傾向越小,二次吸色速率越溫和,勻染效果和染色牢度會更好。

        ② 堿劑加入后,纖維上的染料會因發生固著而喪失移染能力。這會使吸色階段產生的不均勻性變為永久性疵點。


        二是,堿劑的施加,必須是“先少后多,分次加入”。

        因為堿劑(純堿)加入越快,固色浴的堿性相對越強,鹽堿混合濃度也越高,染料的凝聚行為與上色行為越激烈,越容易產生染色質量問題。實踐證明,固色浴的堿性由弱漸強,鹽堿混合濃度由低漸高,染色濃度由濃漸淡,可以有效緩解染料因堿劑的加入而產生的過激行為,確保染料均勻上色,充分固著,從而有效改善染色濕摩牢度。


        4、染后處理要強化


        中溫型活性染料的固色率不高,通常只有65-75%左右。因此染色后在織物(纖維)的內外,必然有部分未與纖維發生反應的染料(浮色),包括未水解未與纖維固著的染料和經水解失去固著能力的染料,以及已發生消去反應硫酸酯基脫落變為乙烯砜基但未與纖維或水反應的染料。


        其中未水解又未與纖維固著的染料,由于仍保留β-羥乙基砜硫酸酯活性基,直接性較弱,水溶性良好,最容易洗除。而硫酸酯基脫落變為乙烯砜基但尚未與纖維或水反應的染料,由于直接性高水溶性差,最難以洗除。這些浮色染料的存在是導致濕摩牢度低下的主因,所以染色后必須強化水洗、皂洗。


        染后水洗的目的有二個:

        第一,去除纖維上殘留的堿劑,防止高溫皂洗時,已鍵合固著的染料因高溫堿性而發生斷鍵水解,從纖維上脫落下來。


        第二,去除纖維上殘存的電解質以及部分未固著的染料和水解染料,防止高溫皂洗時,皂液中的染料和電解質濃度過高,使纖維的二次沾色加重.降低皂洗效果。


        皂洗的目的,是使水洗后依然殘留在纖維上的浮色染料進一步減少(由于這些浮色染料對纖維具有一定的親和力,在現實生產的條件下,要想將其完全去除是不可能的,所以只能是最大限度減少)。


        欲提高皂洗效果,必須注意以下五點:

        第一,染色后皂洗前的清洗,必須強化。如適當提高水洗溫度,適當延長水洗時間,適當增加換水次數或適當加快水的流動量等。提高皂洗前的清洗效果,是提高皂洗效果的基礎。


        第二,選用洗滌能力、分散能力、乳化能力、攜污能力好的皂洗劑,這對提高皂洗效果很重要。


        第三,皂洗液中加入1-2克/立升的螯合分散劑。螯合分散劑對皂洗液中的雜質,具有良好的分散和懸浮功能,防止設備和織物的沾污,同時又具有良好的絡合能力,能將水中的鈣鎂離子螯合,防止生成鈣鎂染料的色淀,降低皂洗效果。六偏磷酸鈉,不宜在皂洗中使用,只能用于染色,因為它在高溫條件下,對金屬離子的螯合能力會顯著下降。


        第四,皂洗一定要在中性條件下進行pH=6-7。


        這是因為活性染料與纖維的結合鍵,耐酸堿性水解的能力有一定的限度,在酸堿性較強的高溫條件下,已鍵合的染料,有可能會發生水解斷鍵而變成新的浮色染料,即影響得色深度,又影響皂洗效果。

        在實際生產中,為了提高產量,降低能耗,染色后有的出水不凈便皂洗,形成“堿性皂洗”;有的直接用酸中和,又往往形成“酸性皂洗”。


        生產實踐證明,無論均三嗪型染料(K型、X 型),還是乙烯砜型染料(KN型),或者是混合型雙活性染料(M型、ME型、A型、B型等),它們的染料-纖維鍵,都是在pH=6-7時最穩定,pH值升高或降低,染料-纖維鍵的穩定性都下降?!皦A性皂洗”容易使乙烯砜型染料-纖維鍵水解斷裂,“酸性皂洗”容易使均三嗪型染料-纖維鍵水解斷裂,而含一氯均三嗪和乙烯砜兩個活性基的活性染料,對酸、堿的穩定性,比單一活性基的染料相對較好些。


        第五,一定要高溫皂洗。

        這是因為,在皂洗過程中,織物上殘留的浮色染料,同時受著二種力的作用。第一,來自染料與纖維的親和力,具有附著傾向,第二,來自染料強水溶性基團-S03Na的親水性,具有溶解傾向。提高皂洗溫度,可以有效提高浮色染料的水溶性,降低染料的附著力,從而使纖維上的浮色染料,能更快更多溶落下來,提高皂洗效果。


        在中性條件下高溫(95℃)皂洗,不必擔心染著在纖維上的染料會過多掉下來。因為與纖維發生化學鍵合的染料,已成為纖維素分子鏈的一部分,具有良好的結合牢度。有的廠家因為擔心皂洗落色多,會引起色光的變化,而采用60-70℃皂洗,這樣做染色牢度肯定沒有保障。


        皂洗落色是正常的,因為活性染料的吸色率,總是高于固色率的,其中未固著的染料和水解染料,應該最大限度洗下去。倘若皂洗落色過多,就必須從半制品的吸色性、染色的勻染透染性、染料固著的充分性,皂洗液的酸堿性等方面來檢查,而不能以低溫皂洗來彌補。




        必要時做固色處理


        生產實踐表明,活性染料的染色物,即使經過水洗皂洗,纖維上的浮色染料仍有部分殘余,尤其是染深色大紅、棗紅、醬紅、翠蘭等色種,其濕摩牢度和皂洗牢度,往往很差,此時一般要做固色劑處理。


        常用的固色劑或交鏈劑,進入纖維后,一方面與纖維上的染料(固著染料與未固著染料),發生離子鍵結合,染料的水溶性基團被封閉,使其水溶性下降。另一方面,它又會在纖維之間、染料之間產生交聯。因此染色物經固色劑處理后,在做濕牢度測試時,染料不容易脫落,即使落入水中,對白布的沾色也較少,所以可以明顯地提高色布的皂洗牢度,濕燙牢度。


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