提高印染布染色牢度的生产实践

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随着我国加入“WT0”，纺织品外销数量不断增加，外销纺织品在染色牢度方面的要求越来越高，如何提高印染布染色牢度，以满足日益激烈的纺织品市场需求，已成为印染行业工程技术人员的研究课题。
特别是活性染料染浅色织物的日晒牢度、深浓色织物的湿摩擦牢度；分散染料的染后热迁移造成的湿处理牢度下降；以及高耐氯牢度、耐汗——光牢度等。
而影响色牢度的因素很多，提高色牢度的方法也有很多途径，本人通过多年的生产实践，在选择合适的染化料助剂，改进染整工艺，加强工序控制等方面，摸索了一些方法和措施，对染色牢度有一定的提高和改善，基本满足了市场需求。
1　活性染料浅色织物日晒牢度 众所周知，染着在棉纤维上的活性染料，在日照下受到紫外线的攻击，染料结构中的发色团或助色团，会遭到不同程度的破坏，而导致色变或色浅，即产生日晒牢度问题。
我国国家标准对活性染料的耐光色牢度早已有规定，例如GB/T411-93棉印染布标准规定活性染料的染色布耐光牢度为4-5级，印花布耐光牢度为4级；GB/T5326精梳涤棉混纺印染布标准和FZ/T14007-1998棉涤混纺印染布标准均规定，分散／活性染色布耐光牢度为4级，印花布也是4级。
活性染料染浅色印染织物要达到这一标准是比较困难的。
1.1染料母体结构与日晒牢度的关系 活性染料的日晒牢度主要与染料的母体结构有关，活性染料母体结构的70-75％为偶氮型，其余为葸醌型、酞菁型和甲型。
偶氮型耐光牢度较差，蒽醌型、酞菁型和甲的耐光牢度较好。
黄色活性染料分子结构为偶氮型，母体发色体以吡唑啉酮和萘系三磺酸的日晒牢度最佳，蓝色谱的活性染料以蒽醌、酞菁、甲母体结构，日晒牢度优良，红色谱活性染料分子结构为偶氮型。
日晒牢度普遍较低，特别是浅色。
1．2染料浓度与日晒牢度的关系 染色试样的日晒牢度会随着染色浓度变化而不同，同一种染料在同一种纤维上染色的试样，它的日晒牢度随着染色浓度的增加而提高，主要是由于染料在纤维上的聚集体颗粒大小分布变化所引起的。
聚集体颗粒愈大，单位重量染料暴露于空气-水分等作用面积愈小，日晒牢度愈高。染色浓度的增加会使纤维上的大颗粒聚集体的比例增加，日晒牢度也相应增加。
浅色织物的染色浓度低，染料在纤维上聚集体比例较低，大部分染料呈单分子状态，也就是染料在纤维上的分解度很高，每个分子都有同样的机率受到光和空气、水分的作用，日晒牢度也相应下降。
ISO/105B02-1994标准日晒牢度分1-8级标准评定，我国的国家标准也是分1-8级标准评定，AATCC16-1998或AATCC20AFU标准日晒牢度分1-5级标准评定。
因此，首先必须搞清客户要求是按什么标准，所有染料生产企业或公司包括《染料索引》提供的色卡上显示的染色物日晒牢度都是在染色深度1/1的情况下所测定的数据，也就是在染料浓度约20-30g／L的中色织物上测定的数据，浅色织物是达不到这一水平的。
1.3改进日晒牢度的措施
1.3.1染料的选用 影响浅色织物日晒牢度最主要的因素是染料本身，因此选用染料是最重要的。
选用染料进行拼色组合时，一定要使选用的每个组分染料的耐光牢度水平相当，只要其中任何一个组份，特别是用量最少的组分的耐光牢度达不到浅色染色物的要求，就会使最终的染色物的耐光牢度无法达标。
Ciba精化公司推出的C型、FN型活性染料日晒牢度可以达到4级及以上。
1.3.2其它措施 (1)浮色染料的影响。
染色皂洗不彻底，未固着染料和水解染料残留于布面上也会影响染色物的耐光牢度，它们的耐光牢度明显低于已固着的活性染料。
皂洗进行得越充分，耐光牢度越好。
(2)固色剂和柔软剂的影响。
阳离子的低分子或多胺缩合的树脂型固色剂和阳离子型柔软剂应用于织物后整理，将使染色物的日晒牢度下降。
因此选用固色剂及柔软剂时必须注意它们对染色物日晒牢度的影响。
(3)紫外线吸收剂的影响。
紫外线吸收剂近来经常用于浅色染色物提高日晒牢度，但必须用量很大才有些效果，不但增加成本，而且造成织物黄变和强力损伤，所以最好不要采用此方法。
2　活性染料深浓色的湿处理牢度 湿摩擦牢度近年来一直是活性染料及其它染料使用的难点。
活性染料通过共价键结合赋予染色物优良的染色牢度，但是深浓色染色物时常会发生褪色和沾色现象，这些现象的发生除了染料母体结构中的一部分因受光、热、汗、酸性气体和氧化剂的侵蚀，出现偶氮基分解，络合金属离子脱离、氨基氧化等引起染色物变色和褪色。
染料—纤维键的断裂也会引起褪色和沾色。
而染色物上的浮色是造成深浓色染色物的水洗牢度。

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2.1浮色染料 所有的染料在染色后都会在织物上留下浮色染料，活性染料的浮色染料包含有部分水解的染料、吸附于纤维而未参予共价反应的染料，这些浮色染料清除程度与它们对纤维的直接性有关，其中直接性最大的是乙烯砜基染料，其次是水解染料，未反应染料因存在硫磺酯水溶性基，所以对纤维直接性最小，是最容易清除的浮色染料，实践证明，即使经过了充分的水（皂）洗，纤维上仍有部分残留的浮色染料，活性染料直接性越大，浮色染料越不易从纤维上清除下来，同时又具有水溶性，遇水会溶落下来，并沾污到其它织物上去，它们是活性染料染深浓色织物湿处理牢度，包括水洗、皂洗和湿摩擦牢度不合格的主要原因。
要清除浮色染料需从染料选用和工艺合理化两方面考虑。
2.2染料选择 印染厂选择染料是根据染料色卡提供的牢度性能和小样试验来判别染料的湿处理牢度水平的。
因为色卡上提供的牢度是在染料浓度1/1深度下染色的，只能作为参考，而以后者为主。
因此，深浓色染色物的染料必须进行优选，要选择各项牢度比较好的进口活性染料，固色率要高，透染性要好。
2．3工艺注意点 2．3．1加强前处理品质控制 前处理主要是退浆、烧毛、煮漂、丝光等工序，而各道工序控制的好坏直接影响染色的质量和色牢度。
(1)退浆 退浆一定要充分退掉纤维内部的浆料，退不净会影响染色的匀染性和透染性，阻碍染料向纤维内部扩散，使染料浮于纤维表面，影响色牢度。
(2)烧毛 烧毛要烧得干净，烧毛不净会直接影响纤维表面的光洁度和平滑度，增加摩擦系数，产生一定阻力，降低摩擦牢度。
(3)煮漂 煮练漂白要煮透，并达到要求白度，去除杂质和棉籽壳，达到标准毛效8-10cm／30min以上，毛效达不到要求会直接影响到染色的上染率和固着率。
毛效越好，透染性和匀染性越好，上染率和固着率越高，得色越深，染料浮在表面的浮色越少，摩擦牢度和水洗牢度越好，既可以节省染化料费用，又可以提高染色牢度。
(4)丝光 丝光对于染色织物是很重要的，丝光除了使织物获得稳定门幅尺寸，又可以增加染色深度，提高织物表面的光泽及滑爽度，提高湿摩擦牢度和沾色牢度，特别是染深色织物，丝光更为重要，因此必须要控制好丝光的碱浓度，达到充分丝光的效果。
2.3.2染色方法的优选 染色方法的不同，得色的深浅、匀染、透染、固着效果也不同，下面就几种不同的染色方法进行分析探讨。

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(1)浸染法 浸染法染色，织物可以有充分的时间在一定的温度下与染料发生反应，通过吸附→扩散→上染，达到染料与纤维充分上染、透染的效果，且有较高的固色率和鲜艳度及色牢度。
(2)冷轧堆法 冷轧堆染色是织物通过室温浸轧染液和碱液进行打卷，经过长时间的缓慢转动，室温堆置后，进行退卷水洗、皂洗，达到充分上染的目的。
该方法是节能、环保、小批量生产的最佳方法。
该方法是染料与纤维长时间充分吸收发生反应，具有良好的上染率、固着率，匀染性和透染性，从而获得良好的色牢度。
(3)湿短蒸法 湿短蒸染色是节能型的染色方法，织物通过浸轧染液后直接进行汽蒸，固色在高温高湿状态下进行，从而达到快速上染、固色的目的，具有良好的上染率和透染性，得色率高、色泽鲜艳，可以获得良好的耐洗和摩擦牢度。
(4)轧染法 轧染有两种工艺方法，一种是轧→烘→轧→蒸，另一种是轧→烘→蒸，第一种是先轧染料再轧固色液，汽蒸即湿蒸，达到上染固色的目的。
第二种是轧染固色同浴烘干后进行汽蒸，即干蒸。
后者上染深度比前者深二成，但各项牢度低于前者，因此前者用得较多，但对湿蒸无法达到的深度，可以考虑用干蒸，但在后整理上要用固色剂来改善织物的染色牢度。
固色反应是活性染料染色最至关重要的阶段，染色整个过程必须控制朝着有利于固色反应而抑制水解反应的方向发展，以求得到最高的固色率。
染料用量越多，浮色染料也越多，因此在参照标样染色深度的前提下，染料用量应该适当，纤维对每一个染料的吸附都有一个极限值，即染色饱和值，一般不超过饱和值的10％左右。
当染料用量大大超过饱和值后，过量的染料无法上染固着，只能堆积在织物表面，影响织物的摩擦牢度。
并应使用提升力高的活性染料，在用量不多的情况下达到很高的上染率。
从以上几种染色方法染色后的织物通过测试后发现色牢度的优选为：浸染>冷轧堆>湿短蒸>轧→烘→轧→蒸>轧→烘→蒸。
2.3.3水洗处理 染色后的纤维内部和表面有已固着的染料，浮色染料、残余的碱剂和电解质等杂质，只有这些杂质清除干净才能使染色物达到最佳染色牢度和色泽鲜艳度。方法是依靠水洗，皂洗和机械外力作用，目的是去除亲水性浮色，洗去电解质和碱剂，降低电解质浓度以加大浮色染料与纤维之间的静电斥力，使浮色染料较易脱离纤维；洗除碱剂是防止碱剂在高温皂煮中引起已固着染料的水解。
皂煮后水洗是去除大量己被皂洗剂分散的浮色染料。
后处理过程中水质非常重要，如果水质硬度较高，会有较多Ca2+、Mg2+等重金属离子，它们使能溶于水的磺酸钠盐转变为难溶于水的磺酸钙（镁）盐色淀，从而削弱了浮色染料的亲水性，因此水质对染色物的后处理牢度有明显的影响。
2.3.4后整理 先天不足，后天弥补，染色后的织物色牢度达不到要求，只能在后整理上采用固色剂和增进剂进行弥补和改善。
专用固色剂可使活性染料深浓色湿摩擦牢度提高o.5-1.0级。
3 活性染料耐氯牢度和耐汗——光牢度 活性染料一般耐氯牢度较差，主要取决于发色体的分子结构，染料重氮基的邻位存在磺酸基或羧酸基，或在偶合组分的羟基邻位或对位存在磺酸基或羧酸基时，因其空间位阻效应，降低了CI-进攻-NH-或-N-的能力，因此提高了耐氯牢度。
根据GB/T8433-1998的耐含氯游泳池水牢度试验方法，有效氯浓度分为20mg/L、50mg/L及100mg/L三种，特殊要求的有200mg/L。
随着有效氯浓度的增加，耐氯牢度下降。
因此染料选择很重要，也可以在后整理过程中采用固色剂的方法改善耐氯牢度，但只能提高0.5-1.0级。
活性染料的耐汗-光牢度近年来受到很大关注，一些活性染料的耐晒牢度很好，但耐汗光牢度很差。
因为在汗和日光的双重作用下，褪色机理不同，由于汗液中的氨基酸或相关物质与金属络合染料的金属离子螯合，使其脱离染料母体，络合前染料母体的耐晒牢度本来不好，于是便褪色或色变。
通过比较优选，日本住友公司的Sumifi SupraHF及NF系列，化药公司的KayacionE-LE系列染料，耐汗-光牢度都可以达成4-5级。
4 分散染料染后热迁移造成的牢度下降 热迁移现象是分散染料在两相溶剂中的一种再分配现象，因此所有能溶解分散染料的助剂，都能产生热迁移作用。热迁移现象的原因是由于纤维外层的助剂在高温时对染料产生溶解作用，染料从纤维内部通过纤维毛细管高温而拓宽迁移到纤维表层，使染料在纤维表面堆积，造成了一系列的影响，如色变，在熨烫时沾污其它织物、耐摩擦、耐水洗、耐汗渍，耐干洗和耐日晒色牢度下降。
实践表明，染料从纤维内向纤维外的热迁移量与染色深度直接相关，纤维的染色深度越深，从内向外热迁移的染料量越多，对染色物影响越大；染后的高温处理对分散染料的热迁移性影响较大，温度越高，影响越大。
因此，染色织物后整理时尽量采用温和的工艺。
分散染料热迁移与染料本身分子结构有关，在生产实践中发现广泛应用的非离子表面活性剂，是导致分散染料热迁移现象的主要原因。
氨基有机硅乳液作为柔软剂是目前使用最多的柔软剂，因为要制成微乳液，需要施加有机硅总量40-50％的脂肪醇聚氧乙烯醚或烷基酚聚氧乙烯醚等非离子表面活性剂作为乳化剂。
随着氨基有机硅乳液广泛使用，分散染料的染后热迁移更严重。
解决的方法是选择高提升力和吸尽率，特别是染色物热固着后有很好湿牢度的分散染料。
通过比较，BASF公司的DispersoeXF系列分散染料染后不易发生热迁移，或者使用亲水性氨基砖油，不用乳化剂，染后热迁移现象减轻。
附着在纤维表面的染料（浮色）会加重染料热迁移对染色织物色牢度产生的影响。
因此，染色后（特别是深色）应采用还原剂和碱剂进行还原清洗，以彻底去除浮色。
5 结论 综上所述，要提高染色物的色牢度，染料选择非常重要，要针对色牢度的要求来选择不同的染料，对日晒牢度要求高的浅色织物要选择还原染料和具有高日晒牢度的活性染料进行染色；深浓色只有选用固色率、提升力高的进口活性染料才能保证湿处理牢度；分散染料要选择热迁移性较小的染料，尤其是深色应尽量避免达到或超过染色饱和值，对表面活性剂的使用应坚持“能不用则不用，能少用则少用，非用不可时，要慎重选择”的原则。
在生产管理过程中，务必要加强工序控制以保证达到以下工艺要求： (1)纤维表层要光洁，毛羽要少。
(2)纤维的毛效要高。
(3)纤维的吸色能力要强。
(4)染料对纤维匀染透染程度要好。
(5)染料与纤维键合固着要充分。
(6)染后皂洗水洗要彻底。
(7)后处理染料的断键程度要小。