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减少锦纶沾色,提高棉锦织物染色牢度,这套工艺试试!

来源:印染人 | 作者:印染人 | 时间:2020-10-26 09:39:59 | 订阅《东方纺织》周刊

棉与锦纶的交织物,有棉作经、锦作纬的“棉锦布”和锦作经,棉作纬的“锦棉布”二类。这类织物,由于锦纶丝在湿热条件下缩率较大,容易变形起皱,尤其是棉锦布问题最突出。所以,目前大多采用卷染机和喷射液流机浸染染色。

这类织物染色牢度上的问题是:染深色时的水洗牢度,往往达不到ISO105-C02(50℃,45min)标准3级以上外销要求。染浅色时的日晒牢度,往往达不到ISO105-BO2(氙弧灯)标准5级以上要求。

究其原因,这类织物的色牢度较差,既牵涉到棉纤的色牢度,更牵涉到锦纶的色牢度。显然要提高这类织物的色牢度,必须从棉纤和锦丝二方面加以研究。生产实践表明,正确选择染料和合理制订工艺,是提高棉纤色牢度和锦丝色牢度的关键。

 

图1 棉锦织物

1、染棉染料的选择

目前,在棉锦交织物染色中,染棉一般都用双活性基团的活性染料和乙烯砜型的活性染料来染。这些活性染料,具有较高的得色量和鲜艳度。但是,这些活性染料并非全可以用于棉锦织物的染色。其主要问题是对锦纶的沾色和染中浅色时的耐晒牢度问题。

1.1 对锦纶的沾色问题

实践表明,常用的中温型活性染料在常规浸染条件下,对锦纶都存在着轻重不同的沾色现象。常用中温型活性染料,对锦纶的沾染有四种情况。

(1)在棉锦织物的浸染染色中,有些活性染料对棉、锦二种纤维具有严重的竞染现象。即在常规染色条件下染棉时,染料主要上染锦纶,棉纤上色很少,染色效果完全颠倒。所以,这些活性染料不能用。

(2)在棉锦织物的浸染染色中,有些活性染料在锦纶上的沾色色光与在棉纤上的染色色光截然不同,色光异变严重。主要是些拼混的黑色活性染料。这些染料染棉纤是黑色或蓝灰色,而沾染在锦纶上,则是红棕色或咖啡色,而且沾染又很重,所以,在棉锦织物的染色中根本不能使用。

图2 棉锦织物

(3)在棉锦织物浸染染色中,有些活性染料对锦纶沾色较重,而且沾色染料日晒牢度又很差,这部分活性染料要谨慎使用。

(4)在棉锦织物浸染染色中,有部份活性染料沾染锦纶的程度相对较轻,对色光和色牢度的影响相对较小,所以可以应用。

倘若棉锦织物需要染闪白效果(只染棉,锦留白),或染双色效果(棉锦二相色泽不同),锦纶不允许有明显的沾色,那么,常用的中温型活性染料几乎全不能使用。必须选用中性条件下高温染色的无碱活性染料。

这类染料的最大特点是:

(1)不需要碱剂固色。只要求在中性条件下染色,染浴pH>7或pH<7,都会影响得色的深、艳度。因此,染色时,必须加入pH=7的缓冲剂,使染液的pH值自始至终保持在中性范围。

(2)耐热稳定性特好。在中性条件下适合100~130℃浸染染色,而对得色深、艳度影响较小。

(3)也可以采用中温型活性染料的常规工艺染色。即,60~65℃中性吸色,60~65℃纯碱固色,其得色深度和染色牢度差异不明显。

(4)染棉锦交织物时,无论中性沸温染色还是常规中温染色,对锦纶几乎不沾色。但是,这类染料除黄色染料的日晒牢度好以外,其它染料品种也有日晒牢度问题。

 

1.2 染中浅色的日晒牢度问题

生产实践表明,常用的中温型活性染料染棉中浅色时,其日晒牢度通常达不到ISO105-BO2标准的5级以上,这给染色布的质量造成很大影响。

众所周知,活性染料的日晒牢度的高低主要影响因素是染料的结构。比如,蓝色活性染料,其中深蓝、藏青以及黑色染料,通常都是以KN-B黑为主拼混而成。其主体结构为双偶氮结构。由于偶氮基(-N=N-)在光的作用下容易分解,所以,日晒牢度表现低下。而艳蓝色、翠蓝色等多数蓝色染料,属蒽醌结构、甲臢结构和酞菁结构。蒽醌结构的耐光稳定性比偶氮结构好,所以,蒽醌结构的染料日晒牢度较高。

图3 棉锦织物

甲臢结构和酞菁结构的染料,通常都引入了金属铜,属于铜结合活性染料。在染料结构中,引入了金属离子。

第一,对光会产生立体屏蔽作用,可减弱紫外线对染料母体的攻击。第二,金属离子的介入,会提高染料分子的聚集倾向,使染料在纤维上的聚集度增大,接触空气、水分、阳光的表面积相对变小,从而可减少受紫外线破坏的程度。第三,对甲臢结构而言(含有一个或二个偶氮基-N=N-),由于引入的金属铜会对偶氮基的电子云产生诱导效应,使氮基与光发生氧化反应的活性下降,从而提高染料的耐光稳定性。因而,甲臢结构和酞菁结构性染料,日硒牢度相对较好。

黄色活性染料虽然也属于单偶氮或双偶氮型染料,据资料介绍,在染料合成时通常都采用了“偶氮基保护技术”,即在偶氮基的邻位或对位引入磺酸基或卤素等吸电子基,或者引入带吸电子基的杂环,由于这些吸电子基的吸附效应,会减小偶氮基中氮原子的电子云密度,使偶氮基对光氧化作用的稳定性提高,使染料结构不容易遭受光的破坏,发生褪变色,从而使日晒牢度得到改善。因此,黄色活性染料大多日晒牢度较好。

 

2、染锦染料的选择

棉锦织物浸染时,锦纶组份通常采用分散染料、中性染料、酸性染料染色。

 

2.1 分散染料染锦纶

优点:①上色温和、匀染性好,特别是对锦纶由于聚合时分子量大小的差异以及纺丝时拉伸程度的不同而产生的吸色不匀现象(经柳纬档),具有良好的遮盖性;②拼色浸染时,不存在竟染现象,染料的拼色范围大;③对染浴pH值的依附性相对较小,可以中性浴染色,得色也较稳定。但是,应用分散染料染锦纶时,务必要注意四个问题。

图4 棉锦织物

(1)由于分散染料染锦纶,主要靠氢键和范德华力上染,二者的上色结合力较弱,上色饱和值较低,因此,分散染料对锦纶的染深性较差,而且湿牢度也低(主要是皂洗沾锦牢度)。

(2)分散染料染锦纶时,对棉都有一定程度的沾色性。问题是,沾附在棉纤维上的分散染料,不但会影响活性染棉时的色光纯正度和艳亮度,使出缸色光难以掌握和控制,而且,在后定形柔软热拉时,由于分散染料受热发色,色光变化,使布面整体色光和深浅走样。造成出缸样相符,成品样色偏,甚至需返工复修。同时还会造成染色物的湿牢度与日晒度显著下降。

(3)分散染料染锦纶和染涤纶日晒牢度不同。在涤纶上,绝大多数分散染料的日晒牢度良好。而在锦纶上,日晒牢度普遍下降,许多常用的分散染料在锦纶上日晒牢度很差。比如分散嫩黄S/G、嫩黄SE/4GL、分散红3B、分散翠蓝S/GL、分散深蓝S/3BG(HGL)等。染0.5%o.w.f深度时,其日晒牢度只有ISO105-BO2标准2级左右。单就日晒牢度而言,常用的许多分散染料不能使用。

(4)分散染料染锦纶与染涤纶一样,具有热迁移性。分散染料的热迁移性是分散染料固有的一种物理性质。是指分散染料染色后,在高温干热条件下处理的过程中,尤其是以有机硅乳液作柔软定形时,部份染料会从纤维内部向纤维表面迁移的现象。

实践表明,分散染料无论染涤还是染锦纶,在高温干热条件下处理都存在这种现象。值得注意的是,不同结构的分散染料,其热迁移性大小不同,因此,在拼色浸染时,染料这种不成比例的热迁移不仅会使纤维表面染料增多,形成二次浮色,造成各项染色牢度显著下降,而且还会造成布面色光异变,使成品色光与标样严重不符,为此往往要返工复修。因为棉纤的吸水能力远远大于锦纶,柔软整理时,棉组份的带液量高,残存的非离子性乳化剂自然也多,由于在高温条件下,乳化剂具有“溶解”分散染料的能力,所以热迁移出来的染料对棉的沾污很重。

图5 棉锦织物

值得庆幸的是,染料的热迁移性与染色深度密切相关。色泽越深,染料的热迁移性越大;色泽越浅,染料的热迁移性对染品质量(色光、深浅)的影响越小。这也表明,分散染料染锦纶,不宜染深色,只宜染浅色。

 

2.2 中性染料染锦纶

中性染料为1∶2型酸性络合染料。它既能以染料阴离子的形式与锦纶大分子链末端的氨基正离子成盐式键结合,同时,染料分子还可以与锦纶大分子以氢键和范德华力结合。因此,中性染料对锦纶的亲和力较高,可以超当量吸附上色。由于中性染料对锦纶的染色饱和值高,容易染得较深的色泽,而且染色牢度也很好。另外,由于中性染料对锦纶的上染率高,染色的重现性也较好,而且对棉组份的沾污也较轻。

缺点是:染料的鲜艳度差,染不出艳亮的色泽;上色快,容易染花;对锦纶微结构的差异,造成的吸色性能的不同,缺乏遮盖性,容易暴露经柳纬档。

在实际生产中,棉锦织物染浅色,完全可以用日晒牢度好的单分散染料染色,因为浅色没有湿牢度问题,而染中深色时,却不能单用中性染料染色,因为单中性染料染色,染色牢度虽好,但布面匀染性往往比较差,容易暴露经柳纬档。因此,必须是中性染料与分散染料搭配使用,所染的色泽越深,中性染料占的比例应该越大。所染的色泽越浅,分散染料所占的比例应该越大,甚至不用中性染料。因为只有这样,才能获得布面匀染性好、染色牢度又好的双赢效果。

图6 棉锦织物

 

2.3 酸性染料染锦纶

酸性染料染锦纶,最大的优点是鲜艳度好、色光明亮。

缺点是:

(1)许多弱酸性染料日晒牢度差。这里说的日晒牢度指二个方面:一是指染在锦纶上的染料的日晒牢度差。二是指沾附在棉纤上的染料的日晒牢度差。

(2)许多弱酸性染料,对染浴的pH值,具有很大的依附性。

(3)由于锦纶的分子为线形分子,分子链上没有支链和大的侧链,染料分子容易和锦纶分子链靠拢,所以,染料一纤维间可产生较多的氢键和较大的范德华力,再加上在酸性条件下锦纶正离子化,与染料阴离子又可产生盐式键结合,所以,弱酸性染料对锦纶的亲和力高,上色快,移染匀染性较差,对经柳纬档缺乏遮盖性。

(4)由于锦纶的末端氨基含量有限,所以,在使用上染速率不同和扩散速率不同的染料拼染时容易产生竞染现象。即,随着染色时间的延长,染色色光会不断变化,难以获得稳定的拼色效果。

(5)弱酸性染料在锦纶上的湿牢度较差,尤其是染深色。因此,用于棉锦织物染色时,只适于先染棉后染绵的二浴套染工艺,以免在活性染棉纯碱固色和高温皂洗过程中,锦纶上的色泽在深浅、色光方面产生明显变化,造成色光不符。

在棉锦织物的实际染色中,弱酸性染料由于存在上述缺点,只是在分散染料、中性染料的艳亮度达不到的情况下,作为特殊色谱的补充。如染大红色、艳紫色、艳蓝色等使用,不宜作常用主色使用。

 

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