活性染料在軋染中的應(yīng)用探討

徐新超，邱鴻響

（祥華集團(tuán)聚祥漂染有限公司，福建石獅 362700）

對染料使用者來說可能熟悉的是最初編入《染料索引》的那些活性染料名稱，但現(xiàn)在大多數(shù)染料都不按這些名稱來命名。如何合理使用這些染料是染色工作者必須面對的問題，每一家染料廠都會有自己的一套色譜，會推薦相應(yīng)的三原色，但實際上這些資料并不適合工廠的需求。比如，最初國產(chǎn)染料1 套三原色（紅3BS，黃3RS，藍(lán)M-2GE）在使用時因其直接性有差異，造成開車后紅黃光減少，色光逐漸偏藍(lán)光，直至料槽中染液達(dá)到平衡為止，導(dǎo)致生產(chǎn)中織物前后色光不穩(wěn)定。有人根據(jù)生產(chǎn)中各種情況總結(jié)了一個開機(jī)補充染料的經(jīng)驗公式，但在實際生產(chǎn)中并不完全適用。大多都是技術(shù)員根據(jù)經(jīng)驗來處理，往往因技術(shù)員、操作工、機(jī)臺、品種、車速等不同造成差異，給生產(chǎn)帶來不便。

另外，近年來染料價格的居高不下，給染廠成本控制帶來了很大壓力。如何合理選用染料，既能保證生產(chǎn)中的色光穩(wěn)定，又能以最低的成本生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品成為染色工作者研究的方向。

1 軋染工藝

活性染料的軋染主要分為以下幾種工藝：（1）軋-烘-焙；（2）軋-烘-軋-蒸；（3）軋-蒸。第1種工藝由于染色產(chǎn)品色牢度、色光穩(wěn)定性較差，已經(jīng)很少使用。第3 種工藝對染料及助劑有特殊要求，尚未普遍推廣應(yīng)用。目前廣泛應(yīng)用的主要是第2種工藝。本文主要論述軋-烘-軋-蒸工藝如何選用活性染料。

2 活性染料的選擇

2.1 直接性

由于活性染料與纖維素纖維主要以共價鍵結(jié)合，還有氫鍵和范德華力等分子間作用力，所以染料對纖維有很強(qiáng)的直接性。在選用染料時首先要考慮染料的直接性，直接性太高，染料對纖維上染過快，容易在纖維表面堆積，難以向纖維內(nèi)部移動，造成纖維內(nèi)外染料濃度差異太大，導(dǎo)致染色不勻；在生產(chǎn)時也會導(dǎo)致初開車顏色偏深。因此，軋染時要選擇直接性中等的活性染料[1]。

直接性可以用定性濾紙測試染料的比移值（Rf），Rf值=染料上升的高度/水線上升的高度。Rf值越大表示直接性越低，一般軋染選擇Rf值在0.80～1.00的染料為好。幾種常見國產(chǎn)活性染料的Rf值見表1。

表1 常見國產(chǎn)活性染料的Rf值

需要注意的是，由于染料中的一些添加劑（消泡劑、增溶劑、防塵劑）和無機(jī)鹽電解質(zhì)等均會影響染料的直接性，單個染料的直接性只能作為參考，拼色時判斷多只染料的直接性是否一致，必須在同一溶液體系中進(jìn)行。方法如下：

（1）色層法：把配好的染液用定性濾紙測定染料的爬升能力。如幾只染料的爬升高度及速度一致，沒有明顯分層，則此拼色中的染料配伍性一致。

（2）濾紙滴圈法：把配好的染液滴1～2滴（每滴約0.05 mL）在中速濾紙上，觀察染液在濾紙上的滲透及擴(kuò)散情況，擴(kuò)散到外圈的染料直接性較低，如果整個滲圈均勻沒有分層現(xiàn)象，則直接性相近。

（3）染料濃度對直接性也有一定影響。高濃度直接性低，低濃度直接性高。

2.2 配伍性

活性染料拼色時要求拼色染料的直接性相近，這樣在染色時才能保證顏色的穩(wěn)定性。否則，在軋染初開車時會引起上染率及色光的變化；而且在生產(chǎn)過程中，任何工藝條件的波動都會對上染率及色光造成一定的影響。比如車速變化、蒸汽壓力波動、烘燥設(shè)備溫度不同、液位變化等都會導(dǎo)致染色產(chǎn)品出現(xiàn)邊中、落色、陰陽面等質(zhì)量問題。另外，選用的活性染料反應(yīng)性、耐堿性差異過大也會導(dǎo)致染液中的各染料在堿性條件下相互排斥或相互吸附而發(fā)生凝聚。因此，要求染色時所用的各染料配伍性相近，這樣才能保證染色過程中產(chǎn)品質(zhì)量前后穩(wěn)定。

2.3 耐堿性

活性染料染色需要在堿性條件下完成固色，因此染料耐堿性的差異會導(dǎo)致色變。單個染料耐堿性測試方法如下：染料10 g/L、鹽100 g/L、純堿20 g/L，攪拌均勻后在水浴鍋中于50 ℃保溫，每隔10 min 滴一滴在濾紙上，觀察有無染料凝聚析出。染料析出所需要的時間越長表示染料耐堿性越好。

染料拼色時由于染料之間的相互作用，所表現(xiàn)出來的耐堿性會有所變化。活性染料拼色時的耐堿性主要表現(xiàn)為耐堿絮凝能力和耐堿水解能力。耐堿絮凝能力：活性染料由于其分子結(jié)構(gòu)中具有可溶性基團(tuán)，在中性溶液中以離子狀態(tài)存在，不會出現(xiàn)凝聚和分層現(xiàn)象；在堿性條件下，染料之間的相容性被打破，部分染料會發(fā)生凝聚形成色點，比較典型的染料如活性艷蘭KNR。耐堿水解能力：活性染料耐堿水解能力表現(xiàn)在2方面，一是耐堿的強(qiáng)度，指耐堿的pH高低；二是耐堿的時間。比如以活性黑5#為主的乙烯砜型活性染料汽蒸時間不宜太長，否則易發(fā)生水解。

2.3.1 耐堿強(qiáng)度

在固色液中加入200 g/L 的鹽，調(diào)整堿質(zhì)量濃度，其他條件不變，測試織物染色后的顏色深度，結(jié)果如表2所示。

表2 耐堿強(qiáng)度測試結(jié)果示例

2.3.2 耐堿時間

在固色液中加入200 g/L的鹽，pH調(diào)整到10～11。在相同條件下浸軋織物，調(diào)整汽蒸固色時間，分別測試染色后的顏色深度，結(jié)果如表3所示。

表3 耐堿時間測試結(jié)果示例

2.3.3 染料相容性

在染液中加入一定量的固色液，攪勻，在50 ℃恒溫靜置5 min 和20 min 后，在濾紙上滴1～2 滴，觀察染料滲圈是否有分層或染料析出，如有則說明染料之間相容性不好。

2.4 提升力

染料的提升力是指在染色時，隨染料用量的逐步增加，所染織物的顏色深度相應(yīng)遞增的程度。提升力好的染料，織物的顏色深度隨染料用量的增加而增大，染料有較好的染深性。提升力差的染料，染深性差，達(dá)到一定顏色深度后，織物顏色深度就不再隨染料用量的增加而增大。深色要選提升力高的染料，否則就容易造成染料的極大浪費。

提升力的測試：分別取染料質(zhì)量濃度為1.0、2.5、5.0、10.0、20.0、40.0、60.0 g/L，按正常工藝打單色梯度樣并輸入電腦測色儀，得到染色提升力曲線圖。染深色時，通過染料的提升力曲線圖來了解染料的提升力，從而優(yōu)選出提升力較高的活性染料。

2.5 敏感性

很多工廠大多會選擇紅、黃、藍(lán)三原色活性染料組合進(jìn)行拼色。但三原色最大的問題是敏感色拼色時，由于沒有主色，3只染料用量比較接近，一旦有一只染料顏色發(fā)生變化，就會導(dǎo)致整個色相變化。對敏感色來說最好用一只主色再拼其他附色為好。比如，利用軍綠、棕、灰等多次色染料作為主色使用。但要注意這些顏色大多為染料廠生產(chǎn)使用的拼混染料，選擇時要注意檢查這些染料是“干拼”產(chǎn)品還是“濕拼”產(chǎn)品。

所謂“濕拼”是染料廠通過技術(shù)改革把染料分子結(jié)構(gòu)中的染料母體通過一定的方式連接在一起，從而拼混出多次色染料；或者通過其他技術(shù)，讓染料充分混合，在染料成品之前進(jìn)行復(fù)配。而“干拼”則是染料廠把染料成品按一定的比例復(fù)配混合，其性質(zhì)跟染廠自己拼色差不多[2]。所以，一定要對這些染料進(jìn)行把關(guān)，具體方法：把染料干粉撒在濕濾紙上觀察，“濕拼”染料為一個顏色，“干拼”染料則會有幾種顏色成分。敏感色的選取要利用這些“濕拼”多次色染料以提高顏色的穩(wěn)定性。

2.6 特殊要求

對于有特殊要求的產(chǎn)品，要根據(jù)客戶的具體要求來選擇染料。比如耐曬色牢度、耐氯漂色牢度、耐汗光色牢度等要求，需要使用特殊的染料，染料制造商都有與之相對應(yīng)的染料品種。這些色牢度跟染料本身的特性有很大關(guān)系，但是需要特別指出的是耐摩擦色牢度，尤其是深色耐濕摩擦色牢度跟染料的選擇和生產(chǎn)操作都有很大的關(guān)系，選擇染料時一定要選擇力份高、提升力高、固色率高的活性染料組合。通過嚴(yán)格的生產(chǎn)工藝控制生產(chǎn)出符合客戶耐摩擦色牢度要求的產(chǎn)品。

2.7 跳燈因素

活性染料分子結(jié)構(gòu)不同，不同染料組合染相同的顏色會出現(xiàn)跳燈現(xiàn)象。客戶往往是不接受跳燈的。要通過選擇染料來解決跳燈問題，但也一定要遵循以上幾條原則。否則，即使解決了跳燈問題，生產(chǎn)時也難以保證產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性。隨著生產(chǎn)工藝的改進(jìn)，很多新型染料被開發(fā)出來，替代士林基本不跳燈的活性染料已經(jīng)開始應(yīng)用。另外，隨著電腦測色的普及應(yīng)用，這些問題都可以通過電腦測色優(yōu)選染料來解決。

3 結(jié)論

活性染料在軋染上的應(yīng)用只要遵循以上原則，就能在合理的染料成本基礎(chǔ)上生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品。