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活性染料冷軋堆染色必須注意的若干問題

文章出處:責任編輯:人氣:-發(fā)表時間:2017-05-09 08:33【


常州市新浩印染   崔浩然

實踐表明,活性染料冷軋堆染色有許多影響因素,如:待染半制品毛效的高低及邊中的均勻度;均勻軋車軋余率左、中、右的一致性;比例泵計量的準確性與穩(wěn)定性;染料性能的適應性以及工藝(堆置溫度、堆置時間、染液堿度)的正確性等。

 

還有活性染料冷軋堆染色時“魚骨印”的預防、前后色差的預防、“硅斑”的預防等,都必須正確掌握,因為只有這樣才能獲得良好的染色效果。

 

1.  認真做好染前的檢查工作

1.1 對織物的吸水能力要求高

冷、軋堆染色時,織物在低溫下經受的浸軋時間很短,所以對織物的吸水能力要求高,染前待染半制品的毛效,必須達到250px/30min以上,而且左、中、右要一致。 

1.2 對織物左、中、右的得色一致性要求高

冷、軋、堆染色屬于平輻軋染,所以對待染半制品左、中、右的得色一致性要求很高(因為容易產生邊中色差)。為此,染前常以小樣同浴染色法,對待染半制品(尤其是磨毛織物和彈力織物)左、中、右的吸色狀況進行檢查,如果存在差異,務必返工處理。

 

1.3 確保軋余率左、中、右均勻一致 

根據實踐經驗,對均勻軋車左、中、右的壓力進行檢測,確保軋余率左、中、右均勻一致。比如均勻軋車MH-552A-180,其正確的工作參數應為,左(空壓)0.lMpa、中(油壓)0.1575Mpa、右(空壓)0.lMpa。為此,應定期以復寫紙法來檢測軋輥左、中、右壓力的一致性(軋輥的壓力可以從軋點壓痕顏色的深淺與寬度的大小清楚地看出來)。

 

1.4 確保計量的準確性和穩(wěn)定性 

比例計量泵是冷軋堆染色設備的核心部件,其計量的準確性和穩(wěn)定性,是得色量深淺、勻染性優(yōu)劣、重現(xiàn)性好壞的關鍵。因而,染色前一定要以容量、尺寸完全相同的二只不銹鋼桶和不銹鋼刻度尺,來檢測比例泵的混合比是否為4:1.如果有明顯差異,必須進行調整。   

 

1.5 客商認可樣處方,不能作為試產(或投產)的依據

原因有三:

第一,先期打客商認可樣所用的染料、助劑,與后期試產(或投產)所用的染料、助劑客觀上存在差異,這會導致試產(或投產)的色澤失準;

第二,打認可樣所用的小軋車與車間用均勻軋車的軋余率不會相同一致,這會直接造成大樣與小樣的深度差; 

第三,客商認可樣的處方,有可能存在缺陷,如果直接試產(或投產)有一定的風險。因此試產(或投產)前,務必要以認可樣處方為依據進行“復樣”。 

復樣必須注意三點:

①必須采用車間準備試產(或投產)的半制品布、染料、助劑復樣。

② 必須以車間均勻軋車替代打樣小軋車浸軋。

③必須以經驗豐富、出樣準確、快捷的打樣高手復樣。

 

實踐表明,換人復樣,既可以有效消除因半制品、染料、助劑質量的差異給小樣放大樣的準確率造成的影響,又可以從根本上克服認可樣可能存在的染料配伍不當、助劑使用有誤、打樣操作欠妥的問題。所以,試產前復樣,對提高小樣放大樣一次成功率十分有效。

 

1.6 染料、助劑要分桶稱料

活性染料先以適量60-65℃軟化熱水(施加螯合劑)打成勻透的漿狀,再以60-65℃熱水沖洗倒入高位化料桶中,在攪拌下以冷水沖至規(guī)定液位(同時加入透芯油),之后以夾層流動冷水冷卻至室溫備用。水玻璃膠凝性大,必須以60-65℃熱水(最好是軟水)預先溶解,爾后用泵打入高位化料桶中,在攪拌下以冷水稀釋至規(guī)定液位的80%,10min后加入液堿并沖至規(guī)定量,再以夾層冷水冷卻至室溫備用。

 

1.7 檢測染色設備的運轉是否正常 

特備的軋槽、導輥、輸液管等是否清潔,以防造成沾污或縐條擦傷。

 

2.  認真選擇活性染料

活性染料冷軋堆法染色與軋烘蒸法染色相比,對染料性能的要求相對較高,特別是以下四個方面。

 

2.1 染料的耐鹽耐堿溶解穩(wěn)定性 

這是因為,電解質對染料的溶解具有強大的“鹽析作用”,會使染料的溶解度大大下降。堿劑會使染料的β-羥乙基砜硫酸酯基發(fā)生“消去反應”,顯著降低染料自身的溶解能力。所以在鹽、堿共存的染液中,染料容易產生聚集、絮集,甚至是沉淀。

 

軋烘蒸法的染液呈中性,電解質含量也很低(僅染料中含部分元明粉),而冷軋堆法的染液呈現(xiàn)較強堿性( pH=12-13),而且電解質濃度也較高。因此用于冷軋堆染色的活性染料,必須具有更高的耐鹽、耐堿溶解穩(wěn)定性。

 

2.2 染料的耐水解穩(wěn)定性 

活性染料在水中(尤其是堿性水中),其活性基團容易發(fā)生水解而喪失上染能力。冷軋堆染色染液的堿性強,染料的水解速率快,倘若染料的耐水解穩(wěn)定性欠佳(尤其是是耐水解穩(wěn)定性不同的染料作拼染時),很容易產生頭-尾色差或卷-卷色差。所以,冷軋堆染色不僅要求染料的耐水解穩(wěn)定性好,而且各拼色組份的耐水解穩(wěn)定性還得要相似。比如,雷馬素紅RGB與雷馬素蘭RGB 的耐水解穩(wěn)定良好,但由于雷馬素黃RCB的耐水解穩(wěn)定性差,這組三元色就容易產生染色色差。

 

2.3 染料的直接性不宜過高,各組份要相近

這是由于活性染料在冷軋堆法的染液中(鹽、堿共存),比在軋烘蒸法的染液中(中性少鹽),對纖維的直接性要高得多。直接性過高,在浸軋過程中很容易產生前后色差(深淺差、色光差)的緣故。

 

2.4 染料與纖維的反應性更強

這是由于冷軋堆染色,染料-纖維間的鍵合(固著)反應,是在低溫(<25℃下)進行的,盡管染液pH值較高,染料具有較強的反應能力依然是獲得高固著率(得色深度)的關鍵因素。

 

經檢測,常用低溫(40℃)型活性染料與中溫(60℃)型活性染料中,許多品種都可以用于冷軋堆法染色,但相比之下以乙烯砜型活性染料的綜合實用效果最好。近年來,許多染料生產廠家推出了專用于冷軋堆染色的系列活性染料,如浙江龍盛集團股份有限公司的科華素CP系列活性染料等。其中,大部分染料品種可以直接選用,唯黃色品種由于耐水解穩(wěn)定性良莠不齊,需認證加以選擇。

 

3.  認真選用固色堿劑 

3.1 傳統(tǒng)采用水玻璃-燒堿作固色堿劑

主要利用其二點: 

一是,水玻璃是弱酸強堿的鹽,在水中會水解而呈現(xiàn)堿性,而且其釋堿溫和,對染浴pH值又有一定的緩沖能力;

二是,水玻璃在水中具有突出的膠凝性質(尤其在濃度較高時會形成膠粒群),由于其比表面積大,吸附能力強,可明顯提高纖維(織物)的抱水(染液)能力。這對防止布卷中的染液,在堆置過程中因重力或擠壓而產生“排液”,或不均勻“移動”而導致染色不勻的現(xiàn)象,具有一定的積極作用。

 

然而水玻璃在實用中有三個隱患:

其一,由于水玻璃的膠凝性大附著力強,易洗性差,容易產生出水不清,引起織物手感僵硬、粗糙;

其二,水玻璃在濃度較高溫度較低的條件下,通常以“膠粒群”的形態(tài)存在,一旦溶解不良(如水溫太低,攪拌不勻,化料時間過短),軋染后就很容易產生“硅膠斑”(白斑)染疵; 

其三,容易粘附比例計量泵(特別是冬季),使染液-堿劑的混合比產生異變,從而導致染色結果(深度、色光)不穩(wěn)定。

 

因此:

①水玻璃的實際用量并非多多益善。實驗表明,40°Be′l:3鈉水玻璃的實用量以50-80g/L比較合適。 

②冬季冷染時,最好以一劑型冷染固色堿來替代水玻璃-燒堿作堿劑。新型冷染固色堿,是針對水玻璃-燒堿作堿劑所存在的諸多缺點而設計,它具有以下優(yōu)點:易溶于水,可被水以任何比例稀釋,化料容易,幾乎不存在溶解不勻不透的問題;對pH值的緩沖能力強,用量濃度在50-100m1/L,范圍內變化pH值波動很小,因此其得色量穩(wěn)定,重現(xiàn)性良好。

 

活性染料冬季冷染,必要時(如抱水能力強的織物冷軋時)也可以嘗試以純堿-燒堿作固色堿劑。實踐證明,純堿-燒堿法與水玻璃-燒堿法相比,得色深度相當或較深,其得色色光相近。由于純堿對pH值的緩沖能力比水玻璃更強,所以染液的pH值顯得更穩(wěn)定。特別是沒有水玻璃-燒堿法在低溫時的上述缺陷,對冷染工藝條件也沒有特殊要求。

 

1 純堿-燒堿法冷染對染液pH值的要求

堿劑

 

粉狀純堿(g/L)

360Be′燒堿(ml/L)

10

10

10

15

10

20

10

25

10

30

 

 

 

染料與相對得色深度

 

pH值

13.28

13.42

13 .55

13.62

13.72

科華素黃CPD

100

119.22

121.20

127.43

127.31

科華素紅CPD

100

100.53

100.55

100.19

99.07

科華素藏青CPD

100

103.31

105.32

104.01

102.62

科華素翠蘭CP

100

125.14

133.13

133.69

134.67

科華素艷蘭CP

100

105.04

106.43

105.41

104.93

 

3.2 冷染固色堿作堿劑染色 

冷染固色堿作堿劑染色與水玻璃-燒堿作堿劑染色相比,二者的得色量(固色率)相當,得色色光相接近。在pH、溫度、時間相同的條件下,新型固色堿作堿劑與水玻璃-燒堿作堿劑相比較,常用活性染料的染液水解穩(wěn)定性都很好,都能達到冷染要求。

 

新型冷染固色堿作堿劑染色,可以從根本上克服水玻璃-燒堿法影響染色質量的諸多問題,如手感較硬、易產生“硅斑”(白斑),以及易粘附導輥,造成縐條、易粘附、比例泵使色澤重現(xiàn)性下降等弊病。 因而,以新型冷染固色堿替代傳統(tǒng)的水玻璃-燒堿作堿劑染色,可以獲得“優(yōu)質、高效”效果。

 

4.  認真選定工藝參數 

4.1 固著率

冷軋堆染色,活性染料與纖維的固著反應是在布卷堆置過程中完成的,在軋余率相同的條件下,影響固著率(得色深度)的關鍵因素有三:一是布卷溫度的高低;二是染液堿度(pH)的強弱;三是堆置時間的長短。這三個因素,具有相輔相成相互依存的關系。即,其中一個因素發(fā)生改變,其他因素也必須做相應調整,否則染色結果(深度、色光)必然會發(fā)生波動。

 

在實際生產中,冬季氣溫低(江南一帶多為5℃左右),夏季氣溫高(江南一帶多為30℃左右),布卷的堆置溫度往往差異較大。因而冬季與夏季生產,對染液堿度(pH值)和堆置時間的要求,就必然有所不同。

 

4.2 染液的堿度(pH 值)和堆置(反應)時間

冷堆染色最關鍵的工藝條件一染液的堿度(pH值)和堆置(反應)時間,以及布卷溫度的高低(相當浸軋液的溫度而并非環(huán)境溫度),與所染色澤的深淺具有顯著的依附關系。比較適合的工藝參數如下:

 

冬季(<10℃)冷染深色時,適宜的染液堿度pH:13.26-13.50(相當1:3鈉水玻璃50克/升+360 Be′燒堿20-30ml/L),適宜的堆置時間為14-18小時。

 

夏季(25-30℃)冷染深色時,適宜的染液堿度pH:13.05-13.26(相當1:3鈉水玻璃50克/升+36°Be′燒堿15-20ml/L),適宜的堆置時間為14-18小時。

 

冬季冷染淺色時,適宜的染液堿度pH:12.70-13.26(相當1:3鈉水玻璃50克/升+36°Be′燒堿10-20ml/L),適宜的堆置時間為6-8小時。

 

夏季(25-30℃)冷染淺色時,適宜的染液堿度PH:12.0-12.70(相當1:3鈉水玻璃50克/升+360Be′燒堿5-10ml/L),適宜的堆置時間為6-8小時。

 

從中可以看出,冷軋堆染色的工藝(染液的堿度與堆置反應時間),具有這樣的規(guī)律,隨著氣溫變暖(布卷溫度升高),染料要求的最佳染液堿度(pH值)隨之下降,而適合的堆置時間則可以基本相同。

 

也就是說,無論冬季冷染還是夏季冷染,只要將堿劑中的燒堿液用量(5-30ml/l范圍內)做適當調整,堆置時間則可以保持一致(即染深色堆置時間為14-18小時;染淺色堆置時間為6-8小時)。這給實際操作提供了方便。

 

5.  認真打準仿色小樣

在實際生產中,既要求染色小樣的色澤與染色大樣的色澤相似或相符,同時也要求打染小樣快捷,以適應高效生產的需要。因而,染小樣不能模仿染大樣采用“冷堆法”,而只能采用“熱堆法”打樣。這是因為提高堆置(反應)的溫度,可以大幅度提高染料的固著速率,顯著地縮短達到固色平衡所需要的堆置時間。

 

可行的方法有二,一是染樣機熱堆法,二是微波爐熱堆法。

 

5.1 染樣機熱堆法打樣 

熱堆法打小樣注意亊項: 

(1) 染小樣的處方必須與染大樣完全相同。

(2)染液與堿液務必要分開配制,不可同浴化料。而且,染液與堿液一旦混合,必須立即軋樣,不能擱置。因為活性染料尤其是乙烯硫型染料,在較強的堿性浴中會過快分解,容易影響染色結果(深度或色光)。 

(3) 水玻璃的實用量不宜過多,要視染液溫度高低而定。原則是,染液溫度低(如冬季)要少些;染液溫度高(如夏季)可適當多些。原因是,水玻璃的膠凝性大附著力強,而且染液溫度越低越嚴重。因此,水玻璃用量過多(尤其在冬季)染液中會產生“膠粒群”,軋染后容易造成“白斑”染疵,還會因染后出水不清,導致織物手感僵硬、粗糙。(注:實驗證明,在50-100克/立升范圍內,水玻璃用量高低對得色深度的影響不明顯) 

(4) 燒堿液用量多少是否恰當,對得色量的影響極大。燒堿液實用量的設定,主要看色澤的深淺。但也要看車間染大樣時染液溫度(布卷溫度)的高低。原則是:在10-30ml/L范圍內,染深色時用量要高,染淺色時用量要低,車間染大樣時,染液溫度偏高(如夏季),用量應適當減少。染液溫度偏低(如冬季),用量應適當增加,不然會影響小樣放大樣的準確性。 

(5) 染小樣堆置(反應)條件(溫度、時間)的設定,必須以染色小樣的得色深度與室溫、長時間堆置(模擬大樣的冷堆條件)的得色深度相當或相似為依據。

 

2 染深色50℃染樣機熱堆與15℃冷堆的得色量比較

115℃冷堆20小時

 

50℃熱堆時間( min)

 

50                   60             70

 

60☆

 

 

70

40

50

60

70

科華素黃CPD

100

104.15

109.49

110.62

111.35

科華素紅CPD

100

98.25

98.90

99.90

99.92

科華素藏青CPD

100

106.61

107.68

108.13

108.53

 

3 染深色60℃染樣機熱堆與15℃冷堆的得色量比較

15℃冷堆20小時

 

60℃熱堆時間( min)

40

50

60

70

科華素黃CPD

100

   100.32

    111.74

113 .07

113.67

科華素紅CPD

100

    98.67

    99.48

100.59

100.84

科華素藏青CPD

100

   102.34

    104.71

104.00

104.13

 

4 染深色70℃染樣機熱堆與15℃冷堆的得色量比較

15℃冷堆20小時

 

70℃熱堆時間( min)

40

50

60

70

科華素黃CPD

100

    105.78

    113.00

  115.38

    115.89

科華素紅CPD

100

    94.60

    104.24

  105.45

    105.60

科華素藏青CPD

100

   100.25

    102.44

  103.60

    103.69

 

從檢測數據可以看出三點 

①常用冷染活性染料,在適當的條件下,以染樣機熱堆法打樣,其得色深度完全可以達到或超過冷堆染色的水平,這說明染樣機熱堆法能夠適應冷堆染色打樣的要求。 

從整體效果看,60℃熱堆法打樣相對比較合適。 

②打樣的熱堆時間與熱堆溫度之間,依附關系密切。熱堆溫度高所需的熱堆時間短;熱堆溫度低,所需的熱堆時間長。因此,打樣時的堆置溫度與堆置時間必須相互對應,不然勢必要影響得色深度與得色色光。 

③染樣機熱堆法打樣,其得色深度與冷堆法染色相比,多數染料偏深(偏深幅度一般為O-15%),而且不同染料的增深趨勢不盡相同。 

因此采用染樣機熱堆法打樣,必須掌握染料的上色特點,在放大樣前,應預先對染色處方進行必要的調整,而不宜按小樣處方實放。這對提高小樣放大樣的一次成功率至關重要。

 

5.2 微波爐熱堆法打樣 

所謂微波爐熱堆法,就是將軋染樣放入微波爐內熱堆(反應)染色。具體方法:配液、軋樣與染樣機熱堆法相同,只是將軋染樣懸掛在微波爐專用帶蓋塑料盒中(預先加底水50ml),在選定的檔位加熱適當的時間,便可水洗、皂煮、水洗。

 

以廣東佛山順德格蘭微波爐電器有限公司產品(型號P80D23NIP - B5CBO)、額定輸入功率1300w、微波輸出功率800w、額定微波頻率2450MHz)為例,適合的加熱(熱堆)條件為:解凍檔,加熱堆置時間為7min。

 

5 微波爐熱堆法與常規(guī)冷堆法染色效果比較


15℃冷堆

20小時

微波爐熱堆時間( min)

5

6

7

8

色力度%

色光

色力度%

色光

色力度%

色光

色力度%

色光

色力度%

色光

科華素黃CPD

100

標準

96.11

偏紅

105.02

偏紅

106.25

偏紅

106.90

偏紅

科華素紅CPD

100

標準

93.34

微蘭

100.88

微蘭

104.95

微蘭

105.02

微蘭

科華素藏青CPD

100

標準

102.47

稍黃

105.25

稍黃

104.78

稍黃

103.46

稍黃

科華素翠蘭CP

100

標準

101.18

略黃

108.86

略黃

113.80

略黃

112.89

略黃

科華素艷蘭CP

100

標準

71.49

偏紅

89.01

偏紅

116.19

偏紅

113.62

偏紅












從檢測數據可見:微波爐熱堆法染色,其得色深度完全可以達到或超過冷堆法染色的水平。這表明活性染料冷軋堆染色,同樣可以采用微波爐熱堆法打樣,而且堆置時間短出樣效率高。

 

不過,微波爐熱堆法打樣與染樣機熱堆法打樣存在著共同的缺點,即和冷堆法染色相比,其得色色光有一定程度的變化,其得色深度有明顯的增深,特別是不同染料的表現(xiàn)又不盡相同。因此在小樣放打樣前,務必要根據所用染料具體的得色表現(xiàn),對小樣處方預先做適當的調整,這對提高小樣放打樣的準確率是必須的。

 

6 . 病疵的預防 

6.1“魚骨印”染疵的預防

 

冷軋堆染色時織物浸軋染液后直接卷繞在A字架上,在堆置的過程中完成固著反應。因此織物邊與邊之間的縫接處,會由于縫線的存在以及縫線分布的不均勻性,使上下多層織物因卷繞壓力大小不勻,局部含液多少不同,而產生明顯的“魚骨印”(又稱縫頭?。┤敬谩_@是冷軋堆染色方式的必然現(xiàn)象。

 

“魚骨印”染疵行之有效的應對措施:

① 織物上卷能力要適中,不宜卷繞過緊,使織物與織物之間的“層壓”適當減小,這有利于減輕“魚骨印”。 

② 使用針棉蠟線縫頭(如6″40S/2×3針棉寶塔線)。由于針棉蠟線有一定的吸水性,也有利于減輕“魚骨印”。

③ 反面縫頭(包縫),使縫線的正面(平面)在織物反面,使縫線的反面(凹凸面)在織物的正面。由于縫線的平滑面與織物的正面相接觸,所以可使織物正面的“魚骨印”染疵得到明顯改善。 

④ 織物要正面朝上進布,A字架采用軸心傳動??椢镏g的縫接口要在打卷的過程中,以500px 寬的塑料薄膜覆蓋。 

實踐證明,以上舉措四管其下,“魚骨印”染疵可以得到良好的解決。

 

6.2 “色差”染疵的預防。

活性染料冷軋堆染色,布面色澤的勻染效果相對較好。其原因,一是冷軋堆染色沒有中間烘燥,不存在因烘干快慢不同而產生“泳移色差”;二是現(xiàn)代均勻軋車的壓力具有良好的可調性,只要控制好軋輥的工作狀態(tài),通常不會因軋液率不同而產生“左右色差”或“邊中色差”。

 

冷染染色最容易發(fā)生的是“前后色差”,即開車初期與開車后期的色澤(深淺、色光)會產生“漸進式”變化。也就是說,隨著軋染時間的延長,得色深度產生逐漸走淺的趨勢,得色色光會產生明顯的波動。 

 

產生“前后色差”的主要原因及預防措施如下: 

(1) 染料親和力的影響及預防措施。 

冷軋堆法染色與軋烘蒸法染色不同,軋烘蒸法的染液中不含堿劑呈中性,而且電解質的含量很低,僅染料中含有少量;冷軋堆法的染液中,含有較多的水玻璃、燒堿,水玻璃/燒堿既是堿劑也是電解質。所以,冷染染液的堿性較強(pH=12-13),電解質濃度也較高。

 

冷軋堆法染色通常采用單乙烯砜型或雙乙烯砜型活性染料,而乙烯砜型活性染料在較強的堿性浴中,即使在室溫(5-30℃),其β-羥乙基砜硫酸酯活性基也會發(fā)生消去反應,產生化學活性很強的乙烯砜基(-S02CH-CH2)。這不僅會使染料的反應性大幅度增強,同時也會使染料的直接性顯著增大。再加上大量鈉離子(Na+)的存在對染料產生的“促染”作用,使得冷染染液中的染料對纖維的親和力,遠遠高于軋烘蒸染色法。

 

在浸軋過程中,織物(纖維)帶走的染料,除了隨染液帶走的染料外,還會因染料親和力的存在,額外超量帶走部分染料。所以,開車初期階段總是得色偏深,開車后期階段總是得色偏淺,隨著軋染時間的延長,染液的不斷補充,染液濃度達到平衡后,得色深度才會逐漸穩(wěn)定下來。

 

冷軋堆法染色,由于染料在水玻璃、燒堿共存的染液中親和力更高,浸軋過程中超量帶走的染料量更多,所以冷軋堆染色的“前后色差”,比軋烘蒸法染色更加顯著。

 

須采取以下預防措施:

① 要在實用條件下,通過比移值(Rf)值的檢測,來選用親和力相對較低而且相近的染料配伍染色。

 

② 要采用低于或等于30L且有液面自動控制裝置的小軋槽浸軋染液,以加快染液的更新速度,減小染液的濃度差異。

 

(2) 染料水解性的影響及預防措施。

經檢測,中溫型活性染料在中性浴中的水解穩(wěn)定性最佳,相比之下,均三嗪型活性染料是耐堿不耐酸,而乙烯砜型活性染料則是耐酸不耐堿。在較強的堿性浴中,即使在室溫條件下,乙烯砜型活性染料也具有較高的反應活性,容易和水發(fā)生水解反應,而喪失固著功能,導致得色量下降。

H-OH+D-R-X→D-R-OH+HX

 水  染料水解染料酸 

由于冷軋堆染色的浸軋液,是染液與堿液的混合液,堿性很強,所以其浸軋染液的水解穩(wěn)定性,要比軋烘蒸法的染液相比差得多。

 

6 雷馬素RGB三原色冷染染液的水解穩(wěn)定性

染色

溫度

( ℃)

染液放置時間 ( min)

 

雷馬素黃RGB

雷馬素紅RGB

雷馬素藍RGB

織物的相對得色深度

(%)

染料的相對水解率    (%)

織物的相對  得色深度    (%)

染料的相對水解率   (%)

織物的相對得色深度   (%)

染料的相對水解率   (%)

    15

    0

    100

    0

    100

    O

    100

    0

    10

    95.66

    4.34

    99.88

    0.12

    99.94

    0.06

    20

    90.75

    9.25

    99.76

    0.24

    99.85

    0.15

    30

    87.48

    12.52

    99.31

    0.69

    99.77

    0.23

    40

    84.57

    15.43

    98.64

    1.36

    97.92

    2.08

    50

    81.53

    18.47

    97.87

    2.13

    96.88

    3.12

    30

 

    O

    100

    0

    100

    0

    100

    0

    10

    67.28

    32.72

    97.65

    2.35

    98.89

    1.11

    20

    55.82

    44.18

    93.86

    6.14

    90.74

    9.26

 

    30

 

    42.08

 

    57.92

 

    89.97

 

    10 .03

 

    78. 31

 

    21. 69

    40

    35.33

    64. 67

    86.11

    13. 89

    69 .04

    30.96

    50

    27.53

    72.47

    82.72

    17 .28

    58.85

    41.15

 

染料的相對水解率,以軋樣相對得色深度的下降程度來表示。

 

從檢測數據可以看出:

雷馬素RGB三原色用于冷軋堆染色,其冷染染液在冷溫(15℃)條件下,雷馬素紅RGB和雷馬素藍RCB的水解穩(wěn)定性優(yōu)良,其水解穩(wěn)定時間(水解率低于3%的時間)可達40~50min。不過它對染液溫度特別敏感,當染液溫度偏高(30℃)時,其水解穩(wěn)定性會顯著下降,水解穩(wěn)定時間只有10~15min。

 

而雷馬素黃RGB的水解穩(wěn)定性則很差,即染液在低溫(15℃)條件下,其水解穩(wěn)定時間也達不到10min。在染液溫度較高(30℃)的條件下,其水解速率更快(10min內的水解率可達32.72%)。

 

這表明雷馬素RCB三原色用于冷軋堆染色,存在著水解穩(wěn)定性不配伍的嚴重缺陷,很容易產生色光的波動,因此并不適應冷軋堆染色的要求。

 

活性翠藍和活性艷藍這兩只特殊色,在冷染液水解穩(wěn)定性方面的表現(xiàn),依然是個性十足,與眾不同。活性翠藍的冷染染液,在低溫(15℃)條件下的水解穩(wěn)定性非常優(yōu)秀,其水解穩(wěn)定時間可達50mim以上。即使在染液溫度偏高(30℃)的條件下,其水解穩(wěn)定時間也可以達到20min左右。這是其他活性染料無法比擬的。顯然,這是由于活性翠藍在堿性浴中反應活性相對較弱的緣故。

 

活性艷藍在這方面的表現(xiàn),卻與活性翠藍相反,其冷染染液的水解穩(wěn)定性顯得很差。在染液溫度偏高(30℃)的條件下,其水解行為特別激烈(10min內的水解率高達7.82%),根本無法適應生產的要求。即使在染液溫度較低(15℃)的條件下,其水解穩(wěn)定時間也僅有20min左右。顯而易見,活性艷藍的水解穩(wěn)定性差,是因活性艷藍在堿性浴中的反應活性較強所致。

 

在實際的冷軋堆染色中,盡管使用30L的小軋槽浸軋,染液更新較快,但對染料水解穩(wěn)定性的要求依然嚴格。原因是,常用活性染料在堿性較強(pH>12)的條件下,其水解穩(wěn)定時間與染液更新周期相比,許多染料的水解穩(wěn)定性并不盡如人意。

 

生產厚型織物時,多數活性染料的水解穩(wěn)定性均可適應。而生產薄型織物時,染料水解的情勢就顯得很嚴峻。比如以30L小軋槽浸軋,10min之內的相對水解率僅低于3%的染料方能適用,否則必然要產生前后色差。

 

乙烯砜型活性染料,普遍存在著堿性水解問題。在冷染染液中由于堿性強(pH= 12-13),染料的水解問題尤為突出,因而在冷染浸軋過程中,隨著浸軋時間的延長,染料水解量的增加,在一定時間內,其得色會產生走淺趨勢(即前后色差),這是必然的。

 

應對舉措如下: 

①不同結構的活性染料,其水解穩(wěn)定性不盡相同。水解穩(wěn)定性差的染料,不但染料的浸軋液不穩(wěn)定,會產生明顯的前后色差,在布卷上反應時,其水解量也相應較大,會降低得色量。因而在實用條件下,對染料的水解穩(wěn)定性進行檢測,選擇水解穩(wěn)定性相對較好而且相近的染料配伍染色,這是必需的。 

②一定要選用低于或等于30L的小軋槽浸軋染液,以加快染液的更新,保持染液的新鮮、穩(wěn)定。 

③克重在l50g/m2以下的輕薄織物,原則上不適合冷軋堆法染色。原因有三:一是織物身骨輕薄,抱水能力差,在浸軋過程中容易因布面“掛液”而產生“淚痕”染疵;二是過分輕薄的織物,會暴露更多明顯的“縫頭印”;三是輕薄織物浸軋時,帶液量少染液的更新周期長,“前后色差”相對明顯。

 

(3) 染色溫度的影響及預防措施。 

檢測結果證明,乙烯砜型活性染料在冷軋堆法染色中,對染色溫度(指軋染染液溫度與布卷溫度)十分敏感。即使溫度在冷染(5-30℃)范圍內波動,染料的水鰓量也會產生較大的差異,從而導致得色深度產生顯著的變化(即形成色差)。

 

冷軋堆法染色,雖說是“冷染”,但軋染染液的溫度很難保持自然水溫或自然室溫,染液溫度總是產生偏高的波動。

 

其原因有三: 

①活性染料具有良好的溶解度,但這是指在50-60℃的溫水中,并非指在冷水中,因此染料必須以60℃的溫水溶解(尤其是染深色時)。水玻璃在冷水中的溶解度差,而且膠凝性重,這不僅對軋染色澤的均勻度有危害(容易產生白斑染疵),更會影響織物的手感,因此水玻璃更需要熱水溶解。倘若染液或堿液的溫度未能冷卻至室溫就投入了生產,這勢必要造成軋染溫度升高。

②活性染料的固色堿劑(燒堿、純堿、水玻璃),在溶解和稀釋時都具有放熱效應。因此當染料和堿液混合時,便會引起染液的溫度自然升高(經檢測,一般可提高2-3℃)。 

③當前機織物的練漂采用大卷裝者居多,大卷裝落布卷繞緊、卷徑大、溫度高、散熱慢,即使放置過夜,布卷的溫度仍然會外冷里熱、邊冷中熱,很難實現(xiàn)均勻冷卻,更難接近水與環(huán)境溫度。因而軋染染色時,織物蘊含的熱量會不斷帶人染液中,從而導致染液溫度升高。軋染溫度升高布卷溫度隨之增加,染料的水解量顯著增大,這必然要引起深度色差。

 

應對措施如下: 

①染料和水玻璃要采用60℃的溫熱水提前溶解。開車前,要預先利用化料桶夾層的冷卻水,將溶液冷卻至室溫而后使用。為此化染料與化堿劑的高位槽應各配備三只,以便交替使用。 

②冷染深濃色澤或使用溶解度較低、締合度較大的染料染色時,可酌情添加適量的尿素,意在增進染料的溶解度,提高染料的溶解穩(wěn)定性,防止染料在染液冷卻過程中因過度聚集給勻染性、染深性與色牢度造成不良影響。 

③待染半制品布,在進軋槽前要通過打冷風或冷水輥冷卻,使布面溫度均勻降至室溫,以確保染液溫度的穩(wěn)定。 

④采用低于或等于30L的小軋槽浸軋染液,以加快染液更新速度,減小溫度差。

 

(4) 布卷卷布太長對色差的影響及預防措施。

布卷卷布過長,會使布卷兩端的堆置(反應)時間產生較大差異。當堆置時間不足時,會因布卷首尾固著率不同,使布卷產生頭尾(前后)色差。

 

因此布卷卷布不宜過長,堆置時間要充分,而且堆置時間要以卷尾為準計算。

 

(5) 濾網或比例泵堵塞對色差的影響及預防措施。 

冷軋堆染色大多采用水玻璃/燒堿作同色堿劑,而且水玻璃的用量濃度較高(50-80g/L)。由于水玻璃的黏附性大(尤其是低溫季節(jié)生產時),會逐漸黏附或堵塞輸送堿液的管道濾網或比例泵,使堿液的混合比漸漸減小,從而導致染料的固著率隨之下降,而產生“前后色差”。

 

(6)  除以上問題要注意外,以下問題也要注意: 

①不宜人為改善布卷堆置的環(huán)境溫度。冷軋堆染色,染料纖維間的固著反應,是在堆置過程中完成的,而堆置溫度是染料固著速率快慢、固著率高低的關鍵因素。所謂堆置溫度,實際是指布卷自身的溫度(近似軋染染液的溫度),而絕非指布卷的環(huán)境溫度。染液溫度適當提高布卷溫度隨之提升,這會顯著縮短染料達到固著平衡的時間。而染液溫度提高,染料的水解穩(wěn)定性明顯下降,得色量會隨之降低。

 

人為地控制染液溫度在實際生產中并非易事,很容易因溫度波動造成色差,所以人為地提高染液溫度的舉措并不可取。而提高布卷堆置的環(huán)境溫度(如布卷進窯洞以蒸汽管加溫或布卷封閉空調加溫等),只能提高布卷的表面溫度。布卷內層由于織物卷繞緊出,環(huán)境溫度很難均勻滲入。因此很容易因布卷內外層溫差較大(尤其是夏季),固著條件不同,產生內外,邊中色差染疵。因而刻意提高布卷的環(huán)境溫度,不但不能提高布卷的整體溫度,也不能增進染料在布卷中的整體反應速率,所以并非良策。

 

染料-纖維間的反應速率,主要由反應溫度與反應pH值二個因素決定的。適當提高染液的堿度(pH值),在自然溫度下軋染、堆置,既不刻意提高染液溫度,又不刻意改變環(huán)境溫度,這才是明智之舉。

 

②染液中不宜追加電解質。浸染染色,染料是靠自身的直接性上染,所以有必要添加電解質促染,以提高染料的竭染率。

 

冷軋堆染色同連續(xù)軋染染色一樣,染料主要是靠機械性進行浸軋上色,所以并不要求染料具有過高的直接性。因為染料的直接性過高,在織物浸軋染液的過程中,會有部分染液被纖維超量吸附,使初始染液濃度與平衡染液濃度產生明顯差異,導致開車初期產生一定數量的不良產品。

 

冷軋堆染色不僅和浸染染色不同,和連續(xù)軋染染色也有重大區(qū)別。連續(xù)軋染染液不含堿劑,電解質也很少(僅染料中含有少量),所以染液呈現(xiàn)中性,染料的直接性較低,這不僅有利于實現(xiàn)頭尾色澤勻一,更有利于染料的穩(wěn)定溶解。

 

冷軋堆染色則不然,其染液是由染料和堿劑組成,所以具有突出的二大缺陷:

 

一是固色堿劑,在水中會電離,可以釋放出大量的Na+,除了可以有效消除織物表面的負電荷,有利于染料吸附,還可以明顯提高染料的直接性,產生促染作用。這一點,對軋染色澤的勻一性顯然是有害無益的。

 

二是染色的浸軋液堿度較高,pH值通常大于12,中溫型活性染料在如此高的堿液浴中,β-羥乙基砜硫酸酯活性基會迅速發(fā)生消去反應,硫酸酯基脫落變?yōu)橐蚁╉炕?。消去反應的發(fā)生,會導致染料具有很強的化學活性,反應性強直接性高,會引起染料產生“瞬染”現(xiàn)象,從而降低勻染效果。由于親水性的β-羥乙基砜硫酸酯基變?yōu)槭杷缘囊蚁╉炕?,染料本身的水溶性會迅即下降,一些耐鹽、堿溶解穩(wěn)定性差的染料(如活性艷蘭),會發(fā)生顯著甚至嚴重的絮集、沉淀,從而使染料喪失正常的上染性能,乃至產生重大質量損失。

 

可見,冷軋堆染色沒有再追加電解質的必要。因為再追加40- 50g/L電解質,軋染液中的染料無疑會因電解質(鹽、堿)混合濃度更高,直接性更大,吸附更快,溶解度更小,驟集度更大,勻染性更差。

 

③浸軋后的布卷要立即用塑料膜包封。浸軋后的布卷,要立即用塑料薄膜包裹出封。目的有三:一是保濕。防止布卷外層和二端風干,導致得色變淺,產生“淺頭子”與“邊中色差”染疵。二是保溫。即可防止布卷溫度散失,又可防止環(huán)境溫度入浸??捎行p少環(huán)境溫度對布卷溫度的干擾,從而確保布卷溫度內外、邊中均一,杜絕“內外色差”與“邊中色差”產生。三是隔絕空氣。減少CO2對布卷的侵蝕,導致織物上的水玻璃變質,形成硅酸膠。硅酸膠的比表面大附著力很強,易洗性很強,極易因硅酸膠去除不凈,造成布卷外層與二端的織物手感粗糙、僵硬、質感不一。

 

包裹密封后的布卷,在堆置反應時需低速運轉,轉速以4-6轉/分鐘為宜。因為靜止堆置,布卷中的染液會自然下沉(滌棉或滌錦等抱水性差的織物,或軋余率高的場合,最容易發(fā)生),因而會造成布卷的色澤產生有規(guī)律的梯形“段差”染疵。

 

④布卷堆置后要即時清洗。采用水玻璃-燒堿法冷堆染色,布卷堆置后應以熱水清洗,不宜加酸中和。因為,水玻璃在酸性浴中會折出硅酸,形成附著力強的硅酸膠,從而降低凈水效果,烘干后容易引起織物手感粗糙、僵硬,甚至產生硅斑(白斑)。

 


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