固色條件及pH 對(duì)活性染料軋染色光的影響

顧義師

（1.上海羅萊生活科技有限公司，上海 200026；2.羅萊生活科技股份有限公司，江蘇南通 226009）

活性染料具有優(yōu)良的耐濕摩擦色牢度以及勻染性能，而且色澤鮮艷、色譜齊全、使用方便、成本低廉，是纖維素纖維紡織品染色和印花的重要染料。但是活性染料在染深色時(shí)存在染化料用量多、固色率低、不容易染深、表面浮色以及水洗牢度差等諸多問(wèn)題。厚重織物在活性染料深濃色浸軋染色后經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)色差問(wèn)題，原因極其復(fù)雜，染色前半制品的質(zhì)量、染料的直接性、軋槽液位、車速、軋車、預(yù)烘和烘干、浸軋液溫度、堿劑、電解質(zhì)、汽蒸時(shí)間以及染色后處理等諸多因素都會(huì)對(duì)染色效果產(chǎn)生影響。所以，加強(qiáng)對(duì)各工藝參數(shù)的管理和控制，以減少活性染料連續(xù)軋染過(guò)程中產(chǎn)生的色差和牢度問(wèn)題對(duì)于印染企業(yè)來(lái)說(shuō)有重要意義［1-8］。

本實(shí)驗(yàn)探討固色條件對(duì)活性染料軋染色光的影響。通過(guò)改變?cè)鞣奂凹儔A用量，測(cè)定染色織物的色度學(xué)參數(shù)，發(fā)現(xiàn)在選定染料的情況下，其他條件不變，元明粉和純堿用量以及后整理工作液pH 對(duì)活性染料軋染色光有顯著影響。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 材料

織物：純棉4/1 緞紋織物（9.72 tex×9.72 tex，787根/10 cm×386 根/10 cm，經(jīng)過(guò)燒毛、退漿、煮練、漂白、絲光、纖維素酶拋光處理的半制品）。

試劑：燒堿、元明粉（南通久泰化工有限公司），純堿（中國(guó)石化集團(tuán)南京化學(xué)工業(yè)有限公司連云港堿廠），CA 牢固紅［德司達(dá)（上海）管理有限公司］，BG黃（日本住友公司），NP 黃［亨斯邁化工貿(mào)易（上海）有限公司］，柔軟劑DT5258（石家莊市聯(lián)邦科特化工有限公司）。

1.2 儀器

電子天平［梅特勒-托利多科技（中國(guó)）有限公司］，Datacolor S7-600型色彩分析儀（美國(guó)Datacolor公司），二輥小軋車（常州機(jī)械設(shè)備進(jìn)出口有限公司），電熱鼓風(fēng)干燥箱（常州宏大科技集團(tuán)）。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 工藝配方

染液（5 g/L）：1#CA 牢固紅，2#BG 藍(lán)，3#NP 黃。

固色液：純堿X，元明粉Y。

后整理工作液：酸液pH 為3，堿液pH 為11，柔軟劑DT5258 10 g/L。

1.3.2 工藝流程

浸軋染液（室溫，一浸一軋，軋余率70%）→預(yù)烘（85 ℃，2 min）→烘干（120 ℃，5 min）→浸軋固色液→汽蒸（102 ℃，90 s）→冷水洗→熱水洗（70 ℃）→冷水洗→烘干。

1.4 測(cè)試

1.4.1 試樣準(zhǔn)備

經(jīng)染色、固色處理后的布樣，測(cè)量織物無(wú)疵點(diǎn)、折皺和變形的部位。

1.4.2 操作方法

將色彩分析儀預(yù)熱30 min，在觀測(cè)口對(duì)白板進(jìn)行校正，再放黑板進(jìn)行校正；將染色樣品對(duì)折后置于觀測(cè)口，選擇測(cè)色程序，讀取數(shù)據(jù)。

1.4.3 數(shù)據(jù)計(jì)算

通過(guò)測(cè)得的數(shù)據(jù)計(jì)算L*、a*、b*的平均值，再計(jì)算明度差DL、飽和度差DC、色相差DH、色度差Da 和Db以及總色差DE。

2 結(jié)果與討論

2.1 鹽（元明粉）及后整理用酸對(duì)色光的影響

固定純堿用量20 g/L，以元明粉用量200 g/L 時(shí)染色樣作為標(biāo)準(zhǔn)樣。

2.1.1 1#CA 牢固紅

由圖1 可以看出，元明粉用量170、230 g/L 都比200 g/L 時(shí)偏深（DL=0.10），色光向紅藍(lán)方向偏移，而且兩者色差值DE 接近，因此元明粉用量在200 g/L 處于穩(wěn)定中間值。經(jīng)過(guò)后整理軋酸后，有DE=0.23 的偏差，色光為黃綠走向。

圖1 鹽用量及酸對(duì)CA 牢固紅色光的影響

2.1.2 2#BG 藍(lán)

由圖2 可以看出，元明粉用量170 g/L 與200 g/L相比偏淺（DL=0.19），230 g/L 時(shí)也偏淺（DL=0.02），色光向黃綠方向偏移，但是兩者色差值DE 接近，因此元明粉用量在200 g/L 處于穩(wěn)定中間值。經(jīng)過(guò)后整理軋酸后，與原樣相比偏淺（DL=0.20），有DE=0.26 的偏差，色光為黃紅走向。

圖2 鹽用量及酸對(duì)BG 藍(lán)色光的影響

2.1.3 3#NP 黃

鹽用量及酸對(duì)NP黃色光的影響如圖3所示。

圖3 鹽用量及酸對(duì)NP 黃色光的影響

由圖3 可以看出，元明粉用量越高，顏色越淺，170 g/L 時(shí)偏深（DL=-0.07），色光向黃紅方向偏移；230 g/L 時(shí)也偏深（DL=0.16），色光向藍(lán)綠方向偏移。元明粉用量越大，色差越大，DE 由0.13 變?yōu)?.69，因此元明粉用量在170～200 g/L 處于穩(wěn)定區(qū)間。經(jīng)過(guò)后整理軋酸后，與原樣相比偏淺（DL=0.26），色光為黃紅走向，但是整體色差有DE=0.62 的偏差，因此在生產(chǎn)過(guò)程中使用此染料時(shí)pH 不能太低。

2.1.4 鹽及后整理用酸對(duì)色光的影響機(jī)理

根據(jù)染色動(dòng)力學(xué)原理，活性染料溶于水后與纖維表面均帶負(fù)電荷，呈現(xiàn)同性相斥，影響染料進(jìn)一步向織物表面和內(nèi)部滲透，加入帶正電荷的元明粉可以中和布面的負(fù)電荷，促進(jìn)活性染料向織物表面附著，隨著元明粉用量的增加，布面負(fù)電荷被進(jìn)一步中和，當(dāng)繼續(xù)增加用量時(shí)，過(guò)量的Na+同時(shí)對(duì)形成的異性電荷環(huán)境產(chǎn)生削弱作用，反而不利于染料分子的進(jìn)一步滲透。在堿的作用下，染料分子與纖維素大分子鏈上葡萄糖剩基C6 位上的伯羥基（—CH2OH）發(fā)生共價(jià)鍵反應(yīng)，C6 位上的伯羥基比C2 和C3 位上的仲羥基更容易電離，化學(xué)活潑性更強(qiáng)，在堿性較弱的條件下即有一定的反應(yīng)能力。

2.2 純堿用量及pH 對(duì)色光的影響

固定元明粉用量200 g/L，以純堿用量30 g/L 時(shí)染色樣作為標(biāo)準(zhǔn)樣。

2.2.1 1#CA 牢固紅

由圖4可以看出，純堿用量越高，顏色越深，40 g/L時(shí)偏深（DL=-0.12），色光向紅藍(lán)方向偏移，此時(shí)的色差值（DE=0.15）與20 g/L 時(shí)（DE=0.41）相比，與標(biāo)樣更接近，因此純堿用量在30～40 g/L 處于穩(wěn)定區(qū)間。經(jīng)過(guò)后整理軋酸后，色差有DE=0.31 的偏差，稍偏淺（DL=0.03），色光為黃綠走向；軋堿后，色差有DE=0.55 的偏差，偏深（DL=-0.21），色光為藍(lán)綠走向。

圖4 純堿用量及pH 對(duì)色光的影響

2.2.2 2#BG 藍(lán)

由圖5 可看出，當(dāng)純堿用量為20、40 g/L 時(shí)，與標(biāo)樣相比，整體變化趨勢(shì)相同，色光變化不大，均偏淺（DL=0.11），色差DE 差異不大，因此在純堿用量為30 g/L 時(shí)已經(jīng)處于穩(wěn)定值。經(jīng)過(guò)后整理軋酸后，色差有DE=0.06 的偏差，稍偏淺（DL=0.05），色光為黃紅走向；軋堿后，色差有DE=0.35的偏差，偏深（DL=-0.33），色光為黃紅走向。

圖5 純堿用量及pH 對(duì)BG 藍(lán)色光的影響

2.2.3 3#NP 黃

由圖6 可看出，純堿用量越高，顏色稍偏淺，整體深度差異不大。純堿用量為20 g/L 時(shí)稍偏淺（DL=0.04），色光向藍(lán)綠方向偏移，此時(shí)的色差值（DE=0.24）與40 g/L 時(shí)（DE=0.41）相比，與標(biāo)樣更加接近，因此純堿用量在20～30 g/L 處于穩(wěn)定區(qū)間。經(jīng)過(guò)后整理軋酸后，色差有DE=0.71的偏差，稍偏淺（DL=0.15），色光為黃綠走向；軋堿后，色差有DE=0.44 的偏差，偏深（DL=-0.26），色光為藍(lán)綠走向。

圖6 純堿用量及pH 對(duì)色光的影響

2.2.4 純堿用量對(duì)色光的影響機(jī)理

純堿用量與染色工作液的pH 呈正相關(guān)，隨著純堿用量的提高，工作液的pH 升高，纖維間的膨化程度增加，纖維素羥基解離的數(shù)量增多，染料的擴(kuò)散速率提升，有利于染料與纖維的反應(yīng)。但是pH 過(guò)高，活性染料加速水解，同時(shí)產(chǎn)生的染料陰離子對(duì)纖維素的斥力增強(qiáng)，固色效率降低，而且反應(yīng)太快還容易引起染色不勻不透現(xiàn)象的出現(xiàn)，從而導(dǎo)致色光發(fā)生偏差。因此，為了保證染料正常固色，應(yīng)盡可能地使染料少水解，根據(jù)活性染料自身的反應(yīng)性，確定固色工作液pH 以10～11為宜。

3 結(jié)論

（1）隨著固色工藝中元明粉和純堿用量的變化，染色樣品與標(biāo)準(zhǔn)樣之間的色差值在一定范圍內(nèi)浮動(dòng)，其中元明粉用量變化對(duì)NP 黃的色差影響較明顯，對(duì)CA 牢固紅、BG 藍(lán)的a*、b*值影響較顯著。純堿用量變化對(duì)CA 牢固紅影響明顯，隨著用量的提升，色光向紅藍(lán)方向偏移。

（2）后整理工作液pH 對(duì)色光影響明顯，酸性條件下的色差比堿性條件下大，但是堿性條件下顏色深度更深。