(一)活性染料染纤维素纤维
活性染料的染色有浸染、卷染、轧染、冷轧堆染色等方法,一般用于中、浅色泽的染色,一些新型活性染料的染深性较好,可用于较深色泽的染色。
1.浸染
活性染料采用浸染方法染色时,宜采用直接性较高的染料。根据染色时染料和碱剂是否一浴以及上染和固色是否一步,浸染可分为三种方法:一浴一步法、一浴二步法、二浴法。
一浴一步法也称全浴法,是将染料、促染剂、碱剂等全部加入染液中,染料的上染和固色同时进行。这种染色方法操作简便,但由于染料水解较多,不适于续缸染色,染料的利用率较低。此法在染绞纱、毛巾等疏松产品时,使用较为普遍。应用此法较多的是X型活性染料,并且以浅、中色为主。
一浴二步法是先在中性浴中染色,染色一定时间,染料充分吸附和扩散后,加入碱剂固色。加入碱剂后,由于破坏了原有平衡,染料上染率提高。该法主要适用于小批量、多品种的染色,染料吸尽率较高,被染物牢度较好。
二浴法是先在中性浴染色,染色一定时间后,再在碱性浴中固色。由于上染和固色是在两个浴中分别进行,染料水解较少,可续缸染色,染料利用率高。
现以一浴二步法为例说明活性染料的染色工艺。其工艺流程为:染色→固色→水洗→皂煮→水洗→烘干。染色时,染料的用量根据染色的深浅决定;盐的用量一般为20~60g/L,深色产品的用量较浅色大,为了匀染,盐可分批加入,染色前加入一半,染色一段时间后加入另一半。染色浴比不宜过大,否则染料上染率低,而浴比过小对匀染不利,一般采用1∶20~1∶30。染色温度根据染料的性能而定,X型为30~35℃,K型为40~70℃,KN型为40~60℃,M型为60~90℃。染色时间一般为10~30min。固色用碱常用纯碱和磷酸三钠,碱剂的用量应根据染料的反应性和染料用量选择,反应性强的染料或染料用量低时,可用较少量的碱。一般纯碱的用量为10~20g/L,磷酸三钠为5~10g/L。固色温度根据染料的性能而定,X型为40℃左右,K型为85~95℃,KN型为60~70℃,M型为60~95℃。固色时间一般为30~60min。固色处理后应进行水洗和皂煮,去除浮色,保证染色物的染色牢度。皂煮条件为合成洗涤剂1g/L,温度95~100℃,时间10~15min。
2.卷染
活性染料卷染一般采用一浴二步法染色。X型、M型和KN型染料较适于卷染,可采用较低温度染色,对节约能源有利。卷染的染色和固色一般采用相同的温度,以便于控制,X型染料为30℃,KN型、M型为60~65℃。
3.轧染
织物在轧染时,染液是通过浸轧转移到纤维上的,采用直接性较低的染料容易匀染,前后色差小,而且水解染料容易洗净。活性染料的轧染有一浴法和二浴法两种。一浴法染液中含有染料和碱剂,其工艺流程为:浸轧染液→烘干→固色(汽蒸或焙烘)→水洗→皂洗→水洗→烘干。二浴法轧染的染液中,一般不加碱,染液的稳定性较好,在固色液中一般用较强的碱,可在较短的时间内固色。二浴法轧染的工艺流程为:浸轧染液→烘干→浸轧固色液→汽蒸→水洗→皂洗→水洗→烘干。在染液中,通常加入适量的尿素,尿素能促进染料的溶解、纤维的吸湿和溶胀,有利于染料在纤维中的扩散,提高染料的固色率。尿素的用量一般为0~100g/L,X型、KN型染料可用较少量的尿素,K型、M型染料可用较多量的尿素。为使染液便于渗透到织物内部,可加润湿剂1~3g/L。织物浸轧染液后进行烘干时,宜用红外线或热风预烘,以减少染料的泳移。活性染料固色时,对于反应性高的染料(如X型)或耐碱性差的染料(如KN型),一般采用较弱的碱,如小苏打;对于反应性低的染料(如K型),可采用较强的碱剂,如碳酸钠。活性染料轧染的固色方法有汽蒸固色法和焙烘固色法,一般X型染料适合于汽蒸固色,得色较深,汽蒸温度100~103℃,汽蒸时间根据染料的反应性、碱剂的种类和用量决定,一般在1~2min左右。K型宜用焙烘固色法,焙烘温度150~160℃,热风焙烘3min或远红外线焙烘30~40s。
4.冷轧堆染色法
冷轧堆染色具有设备简单、匀染性好、能耗低、染料利用率较高的特点。其工艺流程为:浸轧染液→打卷堆置→后处理(水洗、皂洗、水洗、烘干)。冷轧堆染色一般选择反应性和扩散性较高的活性染料染棉或黏胶,可获得较好的染色效果。
冷轧堆染色的轧染液中含有染料、碱剂、助溶剂、促染剂、渗透剂等。染料可采用X型、K型、KN型、M型等。碱剂应根据染料的类型选择。X型一般用纯碱,用量为5~30g/L;K型一般用烧碱12~15g/L;KN型和M型可用磷酸三钠5~8g/L+烧碱3~4g/L。由于碱性较强,通常将染料和碱剂分别配制,染色时,将染料和碱剂通过混合器计量加入轧槽。浸轧时,轧液率一般控制在60%以下,带液过多,容易产生深浅色的横档。织物浸轧染液后,平整地打成卷,用塑料薄膜包裹起来,在缓慢转动的情况下进行堆置。堆置时间根据染料的反应性和用量、碱剂的种类和用量决定,一般X型为2~4h,K型为16~24h,KN型和M型为4~10h。
为了缩短反应性低的染料的堆置时间,可采用保温堆置的方法,即在打卷时用蒸汽均匀地加热织物,打卷后放入保温蒸箱中堆置。
5.短流程湿蒸工艺
活性染料连续轧蒸染色工艺简单,生产速度快,应用广泛,但工艺流程较长,轧液后需进行烘干,能耗较大。在20世纪80年代,Hoechst公司提出了Eco-Steam活性染料短流程湿蒸染色工艺,简称为湿短蒸工艺。织物浸轧染液后,不进行烘干,而是利用安装在固色箱前部的电热红外加热器对织物进行加热,然后在固色箱中进行湿态汽蒸。固色箱中的加热介质是少量的蒸汽和干热空气组成的混合气体,通过调节固色箱内的干、湿球温度,控制固色的温度和相对湿度,使活性染料在织物低带液率的条件下充分渗透和固色。染色后进行后处理,去除浮色。(www.xing528.com)
活性染料采用短流程湿蒸工艺染色时,染料与碱剂处于同一染浴中,其中活性染料可采用K型、KN型、M型、ME型、B型等类型的染料,染料用量根据染色深度决定;碱剂可采用碳酸氢钠,用量为10~20g/L。与传统的浸轧→烘干→焙烘工艺和浸轧→烘干→浸轧→汽蒸工艺不同,在湿短蒸染色工艺的染色液中,可不添加尿素,同时可降低碱的用量。
活性染料短流程湿蒸染色工艺流程为:浸轧染液→湿蒸→水洗→皂洗→水洗→烘干。染液的浸轧采用均匀轧车,根据织物的不同,轧液率为60%~70%;另外,浸轧液温度不宜过高,以防止染料水解,染液温度一般在20~25℃。轧槽的容积应尽可能小(如20~25L),以减少色差。湿蒸时,蒸汽的相对湿度和温度应根据染色所用的染料种类确定,如KN型活性染料在干球温度120℃、相对湿度25%~30%的条件下固色;反应性较低的K型活性染料,湿蒸条件为干球温度160℃、相对湿度40%~45%;M型或ME型活性染料,湿蒸条件为干球温度140℃、相对湿度35%左右。湿蒸时间一般控制在2min左右。
活性染料短流程湿蒸染色工艺具有工艺流程短、节能、重现性好、固色率和得色量高、色泽鲜艳等特点,而且还可避免由于烘燥不匀所产生的染料泳移现象,匀染性好。
(二)活性染料染蛋白质纤维
活性染料染羊毛制品时,一般用毛用活性染料,可染得具有超级耐洗牢度的毛纺织品。这类染料有α—溴代丙烯酰胺型、二氟一氯嘧啶型等。毛用活性染料的优点是鲜艳度高,固色率高,水解染料少,耐晒牢度和耐湿处理牢度高。但这类染料的移染性较差,不易匀染,而且染料价格贵。因此,毛用活性染料主要用在高档毛纺产品上。
活性染料染羊毛制品时,一般采用浸染方法,可用散毛、毛条、绞线、织物和成衣染色。由于羊毛纤维存在鳞片层,阻碍了染料向纤维内部的扩散,因此羊毛纤维的染色一般在沸染的条件下进行。染色时,染液中含有染料、硫酸铵、醋酸、匀染剂、元明粉等,硫酸铵用量为4%(owf),80%醋酸用量为0.5%~2.4%(owf),匀染剂1%~2%(owf)。染液为弱酸性,染深色时,pH可低些。在50℃左右开始染色,逐渐升温至沸,沸染30~90min,染毕降温至80℃,换清水,加氨水调pH至8.5,在80℃保温处理15min,以洗除未固着的染料。
活性染料染丝绸,不仅能获得鲜艳的色泽,而且能获得较高的染色牢度。与羊毛染色所用活性染料相比,蚕丝染色一般选用反应性较高的活性染料。蚕丝的染色主要以绞丝或丝绸制品为主,染色方法可有浸染、卷染、冷轧堆等。蚕丝染色可在弱酸性、中性或弱碱性条件下进行。现以中性浴法为例说明其染色方法。中性浴法多用X型染料进行,X型染料可在低温染色,工艺简便,可避免高温染色引起的织物表面擦伤现象。染色时,在室温染色15min后,加入10~25g/L的食盐,染至30min时,再加入10~25g/L的食盐,续染30min,再以2g/L的纯碱固色处理40min,最后水洗去除浮色。
(三)活性染料染锦纶
锦纶分子中含有末端氨基等反应性基团,可用活性染料进行染色。普通活性染料(如X型、K型、KN型等)对锦纶染色时,染料主要是与纤维中的末端氨基反应,以共价键与纤维结合。此外,活性染料也可通过离子键与纤维中离子化的氨基结合。普通活性染料染锦纶时,可采用酸性浴染色、中性浴染色或酸性浴上染碱性浴固色等方法。
活性染料中性浴染锦纶时,在60℃开始染色,逐渐升温至沸,沸染60min,然后进行水洗,这种染色方法得色量较低,仅用于染浅色。
活性染料酸性浴染锦纶时,染料与纤维主要以离子键结合,虽然得色量较高,但湿处理牢度较差。
为提高染色牢度和得色量,锦纶用活性染料染色时,可采用酸性上染、碱性固色的方法。先在弱酸性浴(pH4左右)中染色,始染温度为60℃,然后逐渐升温至沸,沸染10min,再加入纯碱,调节染液pH为10~10.5进行固色,固色时间为60min左右,固色时染料会进一步上染。
普通活性染料染锦纶,主要用于锦纶弹力袜、针织衫等,染色产品具有良好的湿处理牢度和鲜艳度,但由于锦纶分子中末端氨基含量较少,染料上染百分率较低,染深性及匀染性较差。为了解决这一问题,人们开发了专用于锦纶染色的活性分散染料,这种染料分子结构中不含有水溶性基团,染料在染液中以悬浮体状态存在。如英国卜内门(ICI)公司的Procinyl活性分散染料:
采用活性分散染料染锦纶时,先在酸性条件下染色,此时染料以分散染料的形式上染锦纶,染料的迁移性和匀染性较好,对纤维疵点的遮盖性好。然后再在碱性条件下固色,使染料的活性基与锦纶分子中的端氨基发生反应,将染料固着在纤维上。
染色时,染液中活性分散染料的用量根据染色深度决定,分散剂用量1g/L,用醋酸调节染液pH至3.5~4。始染温度为40℃,然后将染液缓慢升温至95℃,在95℃保温30~60min,最后加入纯碱,调节染液pH至8~9,在95℃固色30~60min。染色后进行水洗、皂洗、水洗,洗除浮色。
活性分散染料除了能通过共价键与锦纶结合外,还能像分散染料一样与纤维结合,染色产品色泽鲜艳,匀染性好,能遮盖因纤维不匀所造成的疵点。
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