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棉織物無鹽染色工藝探討

來源：印染在線　發布時間：2011年07月28日

活性染料色譜齊全、色澤鮮艷、價格較低、水溶性好、擴散性和勻染性好，使用方便，并具有較好的耐洗牢度和摩擦牢度，廣泛應用于纖維素纖維的染色和印花。但活性染料用于棉織物染色時，由于其上染率和固色率較低，使染料的利用率較低，難以染得深濃的色澤。為提高活性染料的上染率，染色時往往采用高濃度的鹽進行促染，但這會產生含大量鹽的廢水，造成環境污染，近年來活性染料的無鹽和低鹽染色已成為印染工作者研究的熱門話題之一。基于此，筆者采用軋蒸工藝對棉織物進行了無鹽染色。該工藝是最近興起的一種新型工藝，近期在國內印染行業得到關注和其它染色工藝相比，它具有透染性與和勻染性好，小樣到大樣的重現性好，工藝控制要求簡單，工藝穩定性高，藝流程短，能耗較小，生產效率高等特點。

1試驗
　　1．1試驗材料、試劑及儀器
　　織物:C(16．5+16．5)，50．5340／130雙經平紋純棉織物
　　染料:活性紅，活性藏青(山西彩佳印染有限公司)
　　試劑:螯合分散劑，固色堿劑CJ—R，均為工業級(山西彩佳印染有限公司)；皂洗劑馬來酸酐一丙烯酸共聚物鈉鹽MA—AA，工業級(陜西科信染化有限公司)；氯化鈉，氫氧化鈉，碳酸鈉，均為分析純(國藥集團化學試劑有限公司)。
　　儀器：R一3紅外自動定型烘干機，Y571一B摩擦牢度試驗機，FA2004電子天平，P—Al強力壓軋樹脂機，SW一12型A耐洗色牢度試驗機，汽蒸箱，SF300思維士電腦測色儀。
　　1．2染色工藝流程
　　1．2．1活性染料無鹽染色工藝
　　浸軋染液(染料20g／L，螯合分散劑2g，L，純堿30g／L軋液率65％)一預烘一汽蒸(飽和蒸汽)一冷水洗一皂洗(95℃，25min)一冷水洗一烘干
　　1．2．2活性染料傳統染色工藝
　　浸軋染液(染料20g／L，螯合分散劑2g／L，軋液率65％)一預烘(100—102~C)一浸軋固色堿液(氯

化鈉200g／L，純堿30g／L，氫氧化鈉3L)一汽蒸一冷水洗一皂洗(皂洗劑MA一從1．5g／L，95~C，25min)一冷水洗一烘干
　　1．3測試方法
　　1．3．1K／S值的測定
　　采用SF300思維士電腦測色儀測定染色棉織物的表觀顏色深度。
　　1．3．2摩擦牢度的測定
　　摩擦牢度按GB／T3920—1997(紡織品色牢度試驗耐摩擦色牢度》的方法測定。
　　1．3．3耐洗色牢度的測定
　　耐洗色牢度按GB／T3921—1997((紡織品色牢度試驗耐洗色牢度：試驗l》的方法測定。

2結果與討論
　　2．1預烘溫度對染色性能的影響
　　織物在浸軋染液后，織物上的水主要以三種形式存在：(1)分布在纖維表面或織物組織結構的空隙中，會以自身重力而流動或從織物上流下的水，稱為流動水；(2)處在纖維間的毛細管網絡中，由于毛細管效應，在織物中較難流動的水，稱為毛細管水；(3)進入纖維內部和吸附在纖維表面的水，進入纖維無定形區的孔道網絡中的水稱為纖維吸收水。

從圖l和表l可以看出，隨著預烘溫度的升高，織物的K／S值和摩擦牢度不斷增加，在達到一定預烘溫度后，織物的K／S值和摩擦牢度隨著預烘溫度的升高不斷下降。這是因為織物浸軋完染液后，進入預烘階段，預烘的目的主要有兩方面：一是提供纖維的溶脹和染料的滲透時間，確保染料正常擴散上染；二是盡量去除織物上的水分，特別是流動水和毛細管水，使織物濕度低于纖維臨界含水率。而在預烘過程中，預烘溫度太高，棉纖維的溶脹度相對較大，水和染料的活化能相對較低，毛細管顯著，染料的泳移程度增大。同時，溫度太高，可能會使部分染料和纖維在預烘時過早固色，不僅會導致固色率不高，而且染料的透染性差，纖維外層的固色量高，色牢度也不好。相反，織物的預烘溫度太低時，在相同的預烘時間內，織物的含水量較高，在汽蒸固色階段，染料較易發生水解，會導致染色織物的K／S值和摩擦牢度降

低。綜上，選擇預烘溫度為100~102℃。
　　2．2預烘時間對染色性能的影響
　　從圖2可以看出，隨著預烘時間的延長，織物的K／S值先不斷增大，在達到一定的預烘時間后，織物的K／S值略微有所下降。這是因為在相同的預烘條件下，織物的預烘時間越長，溫度織物的含水量越低；相反，織物的含水量越高。在汽蒸固色過程中，適當的含水時，有利于染料的溶解和向纖維內部擴散，有利于染料的上染。但含水量太高，在汽蒸過程中可能會異致部分染料水解，從而導致織物的K／S值較小。相反，織物的含水量太低，在汽蒸固色階段，織物需要較長的時間吸收蒸汽來溶解染料，而在相同的汽蒸時間內，可能會導致有一部分染料還沒有溶解或沒有來得及和纖維發生反應，織物就已經離開了汽蒸箱。因此，隨著預烘時間的延長，染色后織物的K／S值不斷增大，在達到一定值后略微有所下降。綜上，活性紅和活性藏青的預烘時間分別選擇為50s和55s。

2．3汽蒸時間對染色性能的影響
　　從圖3可以看出，隨著汽蒸時間的延長，染色織物的K／S值先不斷增加，在達到一定程度后，K／S值又呈下降趨勢。這是因為浸軋在織物上的染料在預烘時只有少量對纖維發生吸附、擴散和固著，在用飽和蒸汽汽蒸時，染料從蒸汽中吸收水分后擴散進入纖維間的毛細管中，在被纖維吸附的同時向纖維內部擴散，并發生固色反應j。織物的固色是一個過程，需要一定的時間，因此隨著汽蒸時間的延長，織物的得色量不斷增加，表現為K／S值的增加。然而到達一定汽蒸時間后，織物的得色量又呈下降趨勢。這可能是由于染料與纖維鍵合固著后，在繼續汽蒸的過程中，發生了不可逆的斷鍵水解造成的。因此，活性紅和活性藏青的汽蒸時間分別選擇為90s和ll0s。

2．4固色堿劑一R濃度對染色性能的影響
　　從圖4可以看出，隨著固色堿劑cJ—R濃度的增加，染色織物的K／S值先增加后降低。這是因為加入堿劑后，一方面促使纖維素纖維羥基離子化，加速了染

料和纖維的反應；另一方面，堿劑能中和染料和纖維反應后生成的酸。因此，堿劑的加入更有利于固色反應的進行，K／S值不斷增加。然而，隨著染液中堿劑用量的增大，染液中堿性過強，不但會使染料水解速度加快，還會使織物的勻染性和透染性變差，從而使得織物的K／S值不斷降低。因此，用活性紅和活性藏青染色時，染液中固色堿劑CJ—R濃度分別為2g／L和3g/L.

2．5皂液濃度對染色性能的影響
　　軋染織物經汽蒸固色后，織物上殘留部分被水解的染料和少量尚未參加反應的染料，以及染液和固色液中的其他添加物，必須充分洗凈，才能獲得優良的染色牢度。從表2可以看出，隨著皂液濃度的增加，織物的干摩和濕摩都有較大程度的提高，但皂液濃度達到一定程度后，織物的色牢度變化不大。這是因為皂洗過程中，皂洗劑馬來酸酐一丙烯酸共聚物鈉鹽的加入對皂洗液中的雜質具有良好的分散和懸浮作用，可防止雜質沾污設備和織物，可使印染品表面浮色徹底清除；同時它又具有良好的絡合能力，能將水中C82M離子螯合，防止生成鈣鎂染料色淀，降低皂洗效果J。因此，選擇MA一從濃度為1～1．5g／L。

2．6棉織物無鹽染色工藝和傳統染色工藝染色性能的比較
　　從表3可以看出，無鹽染色工藝染色后織物的K/S值能達到傳統染色工藝染色的要求，甚至略優于傳統染色工藝的染色效果。不難看出，無鹽染色工藝和傳統染色工藝相比具有以下特點：(1)減少了工藝控制點，提高了產品質量；(2)染料和堿劑一浴連續軋染，減少了操作人員，降低了用工成本；(3)更重要的是該染色工藝不需用鹽，從根本上消除了印染污水中鹽難以去除的難題。