活性染料的染色技术详解

活性染料上染结束之后，染色过程并没有结束，还要加碱进行固色，促进染料与纤维之间的固色反应，最终才能完成染色过程。尤其值得注意的是，活性染料在与纤维发生化学反应的同时，还会发生染料的水解反应。如果染料在吸附和扩散的过程中过早地发生固色反应，反应的染料就不会从纤维的表面向纤维的内部进行扩散或从纤维的一处向另一处扩散，很容易造成染色不匀、不透现象。因此活性染料对亚麻纤维的染色，为了获得良好的染色效果，应使染料在近中性的条件下进行上染，待吸附和扩散基本达到平衡时，再加碱剂提高染液的pH，生成纤维素负离子，从而加快染料与纤维之间的反应，完成固色过程，染色过程也就结束了。这样不但能获得良好的匀染和透染效果，还可以在很大程度上提高活性染料的固色率。

综上所述，活性染料的大致染色过程为：

中性吸附→碱性固色→水洗、皂煮、水洗（去除浮色）

（1）中性吸附。即在染料尽量与纤维不发生反应的情况下，完成染料的吸附和扩散，即完成上染过程。

（2）碱性固色。在染料吸附和扩散基本达到平衡时，也就是染料在纤维的内外层或各处上染均匀的情况下，再加碱，促进纤维上的染料与之发生化学反应，完成固色。当然，随着染料与纤维发生化学反应，会破坏原来的吸附平衡，还会有一部分染料在加碱之后，上到纤维上去，所上染料的多少与染料对纤维的直接性有关，一般染料的直接性越大，加碱后上去的染料越少，而染料的直接性低的，加碱后，上去的染料数量越多，但大部分染料都是在吸附阶段上去的，只有少部分染料是在加碱固色时上去的，不会造成染色不匀、不透现象。

（3）水洗、皂煮、水洗。第一次水洗是为了洗去未发生反应的染料，皂煮是为了洗去水洗后生成的水解染料以及没有真正渗透进纤维内部的以及与纤维未结合的染料，再次水洗是为了将附着的染料进一步水洗去除。

活性染料的染色过程基本都一样，但却有不同的染色方法，分为浸染、轧染和冷轧堆等。

1.浸染工艺　对于容易变形的不能经受较大张力的织物一般采用浸染的方式进行染色。根据织物的品种不同分为纱线染色、织物的绳状染色和卷染等多种形式。亚麻纤维的染色一般采用纱线染色，然后再进行色织。亚麻织物的浸染也要先在中性条件下吸附，然后再在碱性条件下进行固色。现将活性染料染色的工艺配方、有关工艺参数及其不同类型活性染料的浸染工艺曲线介绍如下。

（1）工艺配方的组成及其工艺参数的确定。

①上染的工艺配方及工艺条件：

②固色的工艺配方及反应条件：

③有关工艺参数的选择。

a.上染温度。反应速度快的上染温度低；扩散速度快的染料，上染温度低。例如：X型活性染料上染温度为20～30℃，KN型活性染料上染温度为40～50℃，K型活性染料上染温度为50～60℃。

b.上染时间。扩散快的染料，上染时间短，如X型的活性染料的上染时间一般为20～30min；扩散慢的染料，上染时间长，如活性翠蓝KGL的上染时间为30～40min。

c.固色温度。反应快的染料，固色温度低，例如：X型活性染料的固色温度为20～30℃；反应慢的染料，固色温度高，如KN型活性染料的固色温度为60～70℃；K型活性染料的固色温度为80～90℃。

d.碱剂。一般来说，各种类型的活性染料采用碳酸钠（15～20g／L）作为碱剂都可以满足要求，获得良好的固色效果。碱剂选择的原则一般为：反应快的染料，碱剂可弱些，如X型活性染料可以采用碳酸氢钠、碳酸钠和磷酸三钠作为碱剂；反应慢的染料，碱剂可强些，如K型活性染料可以采用烧碱或烧碱和碳酸钠的混合物作为碱剂。

e.固色时间。染料反应快的，固色时间可短些；反应慢的染料，固色时间可长些。

f.盐的用量。电解质（如食盐等）在活性染料上染时所起的作用类似于直接染料的促染作用，为了控制染料的上染速率，尤其是对于溶解性比较差、直接性高的活性染液少加盐，而且应分批加入。小浴比的染液少加盐；固色温度低的染液少加盐（20～30g／L）；固色温度高的染液可以多加盐（50～80g／L），例如：活性翠蓝的固色温度为80～90℃，盐加入量高达80～100g／L。

除此之外，有时为了提高固色率可以在固色阶段加入少量的叔胺类化合物，例如：K型活性染料由于反应性比较差，可以在溶液中加入一定量的叔胺，K型活性染料分子中的离去基可以被强吸电子基的叔胺基取代，可以大大增加染料与纤维反应的活性，加快固色反应的进行，又不会影响染料与纤维形成的共价键，不影响染色产品的质量。

（2）几种常见类型活性染料的浸染工艺曲线。

2.连续轧染工艺　连续轧染工艺主要适用于亚麻及其混纺织物的染色。主要包括浸轧染液、烘干、汽蒸（或焙烘）以及水洗、皂煮、水洗等过程。根据染料和碱剂是否放在同一个染浴中，又可以把连续轧染工艺分为一浴法和两浴法染色工艺。

（1）一浴法连续轧染。一浴法是将染料和碱剂放在同一个染浴中进行浸轧、烘干、汽蒸或焙烘、水洗皂煮水洗等过程而完成的染色过程。

①工艺流程。(www.xing528.com)

浸轧→烘干→汽蒸或焙烘（100～102℃汽蒸1～3min或180～200℃焙烘30～40min或160℃常压高温汽蒸4min）→水洗、皂洗、水洗

②有关工艺条件的选择。

a.碱剂。应选择小苏打（5～20g／L）这类较弱的碱剂，它在汽蒸或焙烘时才充分发挥碱剂的固色作用。防止染料在固色吸附阶段过早地发生固色反应，而影响染色产品的质量。

b.烘干（两浴法也同样）。为了防止烘干过程中产生泳移现象，可采取的措施如下：采用远红外均匀快速烘干，烘干至含湿率小于20%时，为了节约成本，再用烘筒烘干或热风烘干；可以在染液中加入海藻酸钠等大分子的防泳移剂。

c.汽蒸耳焙烘。100～102℃汽蒸1～3min，一般适用于纯亚麻织物；180～200℃焙烘30～40s或160℃常压高温汽蒸4min，一般适用于亚麻／涤纶织物的分散染料和活性染料的共同染色。

d.染料。适用于轧染的有一氯均三嗪、乙烯砜类以及卤代嘧啶类等反应性弱或中等的染料，在汽蒸或焙烘前一般不发生固色反应。

e.助剂。有时在轧染的染液中加入尿素（起吸湿、助溶、溶胀纤维的作用），增进被染物对染浴的润湿性和渗透性，使染料更好地向纤维无定形区内部扩散。但一般不用于乙烯砜类，因为它易与尿素发生化学反应而影响染料的色光。

（2）两浴法连续轧染。两浴法染色是将染料和碱剂分别加在两个染浴中的染色过程。它适于反应性强的染料和碱剂强的情况下使用。如果染料的反应性强或碱剂的碱性太强，若将它们放在同一个染浴中连续轧染，除了染料在染浴中会发生大量水解，造成染料浪费，降低染料的利用率之外，还会边上染边发生固色反应，出现染色不匀、不透的现象，而且这种不匀、不透不会通过延长上染时间增进移染的方法加以弥补，会影响染色产品的质量。

①工艺流程。

浸轧染液→烘干后浸轧碱液（内含元明粉20～30g／L）→汽蒸或焙烘→水洗、皂煮、水洗

②有关工艺参数的选择。

碱剂的选择：反应性强的染料选择较弱的碱剂，反应性差的染料选择较强的碱剂。一般来说：

X型：Na2CO3，5～20g／L；

K型：NaOH＋Na2CO3；

KN型：HCOONa代替NaHCO3。

其他有关工艺参数的选择同一浴法。

3.活性染料的冷轧堆　活性染料的冷轧堆工艺是织物浸轧染液后，不经烘干、汽蒸或焙烘，而直接在室温下堆置一定的时间，在堆置过程中，要不断地翻转织物，在这一过程中完成染料的吸附、扩散并发生固色反应。这种染色方法叫活性染料的冷轧堆。该方法主要适用于亚麻及其混纺织物的染色。

活性染料冷轧堆染色工艺不但染色设备简单，而且浴比小。由于染色温度低，染料水解的程度小，可节约染料，降低能耗，降低成本，提高固色率，它适用于小批量、多品种的生产。冷轧堆染色工艺也可以根据染料和碱剂的强弱，决定染料和碱剂是否放在同一个染浴中，而将之分为一浴法和两浴法两种染色工艺。

（1）一浴法染色工艺。此工艺适用于反应性弱的染料、碱性弱的碱剂，是将染料和碱剂预先混合配成染液浸轧织物，然后在室温下堆置，直至完成染料的吸附、扩散和固色反应。

（2）两浴法染色。此工艺适用于反应性强的染料和碱性强的碱剂，是将染料和碱剂分开配制，浸轧时用计量泵按比例同时加入浸轧槽中，然后在室温下堆置，直至染色过程的结束。

冷轧堆染色工艺适用于溶解性好、直接性低或中等，扩散性比较好的染料的染色。几种常见活性染料的冷轧堆工艺如下。

活性染料染色时，与其他水溶性染料相比，由于能与亚麻纤维形成共价键，因此相对于其他水溶性染料来说，耐皂洗色牢度比较好，但对于其他最终以不溶性色淀染着在纤维上的染料（如还原染料）相比，其耐皂洗色牢度还是差一点，而且该染料与亚麻纤维形成的共价键无论是在酸性还是在碱性条件下都会发生不同程度的断裂，也会引起耐皂洗色牢度的降低。不同类型的活性染料在不同条件下的断裂程度不同。