摘要：探討了在微波加熱的條件下Ｋ型活性染料染棉時各種因素對相對色力度值的影響，比較了常規水浴鍋加熱染色和微波加熱染色樣品的摩擦牢度和皂洗牢度，探討了微波加熱技術對不同染料染色性能的影響。結果表明，采用微波加熱進行棉織物的染色可以大大縮短染色時間，且染色性能和常規染色工藝相近。
關鍵詞：棉織物；微波；染色
微波是一種電磁波，對陶瓷、玻璃、塑料等具有可穿透性，但對金屬具有反射性。微波加熱具有選擇性，對自身具有極性的物質如水、含水物質、脂肪等有深層的加熱作用，可使物體迅速升溫。加熱時只是使被加熱的物體升溫，周圍的空氣和裝置除由于物體本身的熱傳導和空氣對流加熱外不會被微波加熱，故熱損失少，熱效率高。微波加熱時被加熱物質的內外分子可同時發生共振，內外一起加熱，處理效果很均勻［１］。微波對極性的水、染料及助劑分子也有作用，可加快分子的振動，加快染化料的溶解及其向纖維內部的擴散。同時微波使一些反應的活化能降低，使其原來按傳統加熱方式需較長反應時間的反應時間縮短［２］。雖然微波處理技術在印染行業中僅得到了初步的應用，但已經顯示出其明顯的優越性。
微波技術作為一種高新技術在染整中的應用，國內外都有研究，并發表過一些研究報告［３－４］，但有關微波技術在染整行業中的應用實例報道非常少。國外曾報道采用微波加熱對棉織物進行軋染固色，某些染料經微波輻射可快速地固著在棉織物上［５］。在活性染料的染色過程中，染料以共價鍵與纖維結合，且活性染料色澤鮮艷、色譜齊全、應用簡便、成本低廉、牢度優良，微波可望促進活性染料與纖維的反應，使染料經微波輻射后可快速地固著在織物上［６－７］。本實驗主要對微波技術在棉織物活性染料染色中的應用進行探討。
１ 實驗部分
１．１ 材料與儀器
試樣材料：漂白棉織物１６×１２／１０８×５６；試劑及染料：氯化鈉（分析純）；無水碳酸鈉（分析純）；磷酸三鈉（分析純）；氫氧化鈉（分析純）；活性紅Ｋ－２ＢＰ；活性藍Ｋ－ＧＲ；活性黃Ｋ－４Ｇ。
儀器：ＳＦ６００ＸＤａｔａｃｏｌｏｒ測色光譜儀；ＷＰ型微波爐（格蘭仕電器實業有限公司）；７２１型分光光度計（上海第三分析儀器廠）；Ｙ（Ｂ）５７１Ｂ型染色牢度摩擦儀（溫州市大榮紡織儀器有限公司）；ＳＷ－１２型耐洗色牢度試驗機（無錫紡織儀器廠）；電熱恒溫水浴鍋（北京市永光明醫療儀器廠）。
１．２ 染色工藝
１．２．１常規工藝染色的上染曲線及染色處方上染曲線：
操作流程：６０℃入染，１５ｍｉｎ后加入氯化鈉，在６０℃下續染１５ｍｉｎ，升溫至９０℃后加入碳酸鈉；在９０℃固色３０ｍｉｎ，染色完畢降溫冷卻；取出試樣，用冷水洗、皂煮（皂片２ｇ／Ｌ，碳酸鈉２ｇ／Ｌ，９５℃，１０ｍｉｎ，浴比１∶３０）、水洗、烘干。
染色處方：
活性紅Ｋ－２ＢＰ（ｏｗｆ）／％ ?。?/p>
ＮａＣｌ／ｇ·Ｌ－１ ４０
Ｎａ２ＣＯ３／ｇ·Ｌ－１ ３０
浴 比 １∶４０
１．２．２微波浸染染色工藝流程及染色處方工藝處方：
活性染料（ｏｗｆ）／％ ２
ＮａＣｌ／ｇ·Ｌ－１ ｘ
堿／ｇ·Ｌ－１ ｙ
浴 比１∶４０
工藝流程：按染色處方稱取染料配制染液，充分溶解后放入純棉漂白布，把染杯放入微波爐內加熱染色，這期間要加入氯化鈉（到達預定的加鹽時間停下微波爐，挑起布樣加入鹽攪拌溶解，設定加熱時間繼續進行染色）；染色一段時間后取出染杯，把布用玻璃棒挑起后往染液中加入堿劑，再放入微波爐中進行固色。固色完畢后取出試樣，用冷水洗、皂煮（皂片２ｇ／Ｌ，碳酸鈉２ｇ／Ｌ，９５℃，１０ｍｉｎ，浴比１∶３０）、水洗、烘干。
１．３ 測試方法
（1）相對色力度值 采用ＳＦ６００ＸＤａｔａｃｏｌｏｒ測色光譜儀測定染色織物的相對色力度值。
（2）染料上染百分率 用紫外分光光度計在最大吸收波長處測定染色前后染浴的吸光度，按下面公式
計算上染百分率：
式中，Ａ０為原液吸光度，Ａ１為染色后殘液的吸光度。
（3）摩擦牢度 包括干摩、濕摩，參照ＧＢ／Ｔ３９２０—２００８進行測定。
（4）耐洗色牢度 參照ＧＢ／Ｔ ３９２１—２００８實驗方法Ｃ 進行皂洗牢度變色測試。
２ 結果與討論
２．１ 微波加熱的水浴溫度測定
在燒杯中裝入４０～２００ｍｌ水，調整微波火力，分別放入微波爐中加熱不同時間，用溫度計測試水溫。該微波爐的額定輸出功率為７００ｗ，微波的發射頻率為２?。矗担埃停龋玫牡突?、中低火、中火、中高火及高火的加熱功率分別為１１９、２８０、４２０、５９５、７００ｗ。
由表１中數據可知，加熱相同時間時微波爐火力越大水溫越高，若采用中火以上火力，水溫很快就會達到１００℃；需要加熱的水量越大，水溫達到１００℃所需的時間越長。因此，采用微波進行染色時，必須根據染色液的體積選擇合適的微波火力及加熱時間。
低火時由于升溫速度緩慢，只適用于少量溶液的加熱，對于大量溶液的加熱則失去了應用價值。由于高火及中高火時加熱升溫速度快，水會暴沸，即使用表面皿蓋在燒杯上面，蒸發也非常嚴重，不便于控制；但在實際生產中，對大量的液體進行加熱，可考慮按高火所示的功率進行快速加熱。
２．２ 活性染料Ｋ－２ＢＰ紅微波浸染織物
將１ｇ織物在不同條件下按工藝１．２．２進行染色，不同條件下的染色織物相對色力度值均以常規水浴鍋加熱條件下同種活性染料濃度為２．０％（ｏｗｆ）時染得的織物相對色力度值為標準進行比較，并用相對色力度值Ｓｔｒ表示。即標準染色布樣相對色力度值為１００％，如果所染的織物顏色比標準樣品深，Ｓｔｒ值大于１００％；色淺，Ｓｔｒ值小于１００％。后面一系列染色織物的相對色力度值測試方法相同。
２．２．１氯化鈉加入時間
分別采用微波低火，中低火和中火加熱染色不同時間后，再加入氯化鈉４０ｇ／Ｌ促染一段時間，加入氯化鈉前后的染色時間共６ｍｉｎ，最后再加入碳酸鈉３０ｇ／Ｌ固色３ｍｉｎ。
由圖１可知，對于不同的微波火力染色加鹽時間需要進行調整。用低火加熱時，３ｍｉｎ加鹽時的染色效果最好；中低火時，２ｍｉｎ加鹽染色效果最好；中火時，１ｍｉｎ加鹽染色效果最好。采用同一火力加熱時，隨著氯化鈉加入時間的不同，染色織物的相對色力度值不同。比較后發現，采用低火微波加熱時織物相對色力度值明顯要比中低火和中火的低。這可能是由于采用的是高溫型的活性染料，在相同加熱時間內低火升溫速度慢，當染色結束時沒有達到染料上染所需的溫度，從而導致織物的染色效果不佳。因此綜合考慮，后面的實驗采用中低火和中火進行加熱。
在此，還需強調的是實驗采用的染液體積為４０ｍｌ，如果加熱的染液體積加大，加鹽的最佳時間就要進行調整，后面的最佳工藝討論也是如此。
２．２．２染色時間
采用中低火和中火分別加熱（中低火２ｍｉｎ時加鹽，中火１ｍｉｎ時加鹽，氯化鈉用量為４０ｇ／Ｌ）染色不同時間后，再加入３０ｇ／Ｌ碳酸鈉固色３ｍｉｎ。結果見圖２。
由圖２可知，中低火加熱４ｍｉｎ、中火加熱３ｍｉｎ時相對色力度值即超過１００％；相同火力條件下，染色時間越長顏色越深；相同時間下火力越大染得的顏色越深；時間越長，不同火力下染得的相對色力度值相差越小。在本實驗中，中火及中低火的加熱染色時間為４～５ｍｉｎ即可。
２．２．３氯化鈉用量
采用中低火和中火分別加熱（中低火２ｍｉｎ時加鹽，中火１ｍｉｎ時加鹽，氯化鈉用量依次為１０、２０、３０、４０、５０、６０ｇ／Ｌ）染色５ｍｉｎ后，再加入３０ｇ／Ｌ碳酸鈉固色３ｍｉｎ。結果見圖３。
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