軋染是活性染料重要的染色方式之一,但通常在軋染工藝中,織物經過浸軋染液后都需要進行中間烘干,以利于后續汽蒸或焙烘固色時提高加工速度和減少染料水解,獲得高的固色率和色牢度。但是中間烘干也帶來許多問題:首先是消耗能源,濕織物烘干時蒸發水分要消耗大量熱能;其次在烘干時染料容易發生泳移,產生色差和降低色牢度,染色重現性也變差;此外,浸軋染液后進行烘干,不但增加了一道加工工序,不便于管理,而且干態織物進行汽蒸時,染料和化學品重新要吸水溶解,干態織物吸濕都會放熱產生過熱現象,對染料上染和固色均不利。因此,進行濕蒸是長期追求的目標。
染色織物濕蒸難度很大。首先濕織物直接汽蒸,由于水分吸熱蒸發,使織物升溫速度大為減慢,延長了汽蒸固色時間;其次在織物上含有大量水分(通常浸軋后的帶液率為60%~70%)時,汽蒸升溫過程中,織物上的活性染料會發生大量水解,降低固色率和色牢度。織物上的水分有多種狀態,大致可分為纖維吸收水和織物上的自由水兩大類。吸收水又可分為化學結合水(主要通過氫鍵結合在纖維分子鏈上)或稱不凍水(其冰點遠低于0℃)和束縛水兩類。化學結合水含量不多,與染料反應機率也較少,因為它不能自由運動;吸收水相當多的一部分處于纖維孔道中,纖維孔道很細,這部分水也不易自由流動,與染料的反應速度也較低,稱為束縛水。纖維外的自由水一般容易運動,一小部分處在織物纖維間的毛細管中,雖然由于毛細管效應而不易流動,但它的本性和溶液中的水基本相同,而大部分是可以自由流動的自由水,它們因自身的重力也可以流動。纖維外的這兩種狀態的水都容易與染料發生反應,是染料發生水解的主要因素,由于通常濕態汽蒸(或焙烘)時織物含纖維外的自由水分量大,故染料水解速率高。
濕短蒸工藝就是在選用適當的染料和固色堿劑的前提下,采用專用汽蒸設備,使織物盡快升溫,織物上的水分從60%~70%很快降到適當水平后,進行濕態汽蒸或蒸焙,使染料快速固色,
為了能使織物上的水分快速蒸發和維持在合適的水平,濕短蒸的蒸箱除了供給常壓飽和蒸汽外,還需要具備使蒸汽迅速升溫的附加設備。它往往用蒸汽/空氣混合氣體或高溫過熱蒸汽作為加熱介質,前者蒸焙溫度在120~130℃,時間在2~3 min;后者汽蒸溫度在180℃左右,時間僅為20~75 s,在這種條件下固色率較高。
適于濕短蒸工藝的活性染料有多種。較低溫度蒸焙適合反應性強的染料,如二氯均三嗪和氟氯嘧啶類等;高溫蒸焙適合反應性稍低的染料,包括常用的雙活性基染料。不論是哪類染料,都要求在濕織物汽蒸過程中水分含量較高時,染料不會發生大量水解,在達到足夠高的溫度后才發生快速固色反應。因此,應使用堿性較弱的堿劑固色,或者在織物含水率較高時堿性不能強,這包括小蘇打或純堿與一些堿劑的混合堿,如果進行低堿或中性固色效果會更好。研究發現,用中性固色劑固色,不論在120~130℃,或者在180℃左右都有很好效果。總之,濕短蒸染色工藝具有許多優點,今后在染料、助劑、設備和工藝的研究和開發方面都應該加強。
活性染料小浴比染色
染色浴比直接關系到染液中染料和化學品濃度,對染料的上染率和固色率、染液穩定性、勻染性和重現性都有影響。染料的上染率和固色率在一定范圍內均隨著浴比的減少而增加,不同染料增加的速率是不同的,而且固色率與上染率增加的速率也是不同的,一般上染率比固色率增加要迅速。
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