活性染料轧染工艺研究与实践

　　一．织物准备备

    活性染料轧一烘_车L一蒸连续染色工艺流程为：浸轧染液一红外预烘一热风烘干和烘筒烘干一浸轧固色液一汽蒸一洗涤(去除残余化学品和水解染料)一烘干

　　1．1半成品

    半成品必须不含润滑剂、浆料和漂白剂，而且要求白度一致，吸湿性好，pH值中性。织物左、中、右含潮率一致，布面完全冷却。通过渗圈试验可以检查织物的吸湿性。其方法为：用5dE锡丽翠蓝(SiriusTurquoise)S-FBL溶液滴一滴在织物表面，1～5S后观察渗圈形状(检验时间视织物而定)，如果渗圈形状圆形，表示前处理效果较好；如果渗圈形状不规则，说明前处理效果较差。

　　1．2碘／碘化钾溶液检查淀粉浆

    用TEGEWA卡评级，共分为9级。织物含淀粉及其衍生物显示深蓝色，织物含淀粉、PVA浆料、上浆剂等显示蓝绿色，其中9级为不含淀粉，6级为染色可接受。1．3pH值

    染色工艺用水水质要求无色、无味、pH值7～8，硬度(德弗硬度)小于3。～5。(5O～90mg／kg，USA)，化料时一定要用软水。

　　二。染料配伍性和芯吸试验

　　2．1活性染料吸尽率和固色率

    活性染料染色存在的技术问题主要是提高吸尽率和固色率，最有效方法是在活性染料分子中引入两个异种或同种活性基，即一氯均三嗪基和乙烯砜基。对于用含两个异种活性基和合适的母体染料与连接基组成的新型活性染料来说，除了具有各个组成活性基的特性(如低的酸性水解率、优良的可洗涤性、良好的色牢度和较小的吸尽率与固色率之差)外，还具有这两个不同活性基之间的协同增效作用，而产生的新特性，如更好的耐酸性水解和过氧化物洗涤的能力、更高的固色率、更宽的染色温度范围和更好的染色重现性。因此，这类活性染料的产量已占全部染色用活性染料的2／3，已成为棉织物轧染的主体染料。

　　2．2染料的配伍性

    染料的配伍性是指拼色时一组染料在纤维中扩散的快慢和染料对纤维的亲和力大小的差异。其差异小，说明配伍性好；反之，则配伍性差。染料在染液中的扩散比较迅速，在纤维中的扩散比较缓慢。染料在纤维中的扩散性能是由染料与纤维的性质决定，并随温度、浓度等外界条件而变化。分子在染液中运动的自由程度很小，分子间碰撞频繁，扩散速率低。在纤维中，只有那些具有足够动能，以克服这种能阻的染料分子才能从一处向另一处扩散，且扩散更为缓和。染料依靠其自身扩散，通过扩散边界层而到达纤维表面，扩散边界层越厚，染料通过所需时间越长，便会影响染料上染速率，上染速率差异大，就容易产生头尾色差。

　　2．3染料比移值

    染料比移值(尾)代表染料的亲和力，在轧染染色中决定染料的瞬间上染率，并影响染色的稳定性和重现性。若将织物放入5g／L染液中60s后，当染料线与水线基本达到平衡不在延伸，分别测出水线和染料线的高度，由R=a／b，可测算该染料的若浸渍时染料分离，说明有产生头尾色差的风险。直接性高的染料烘干时染料泳移大，直接性低的染料烘干时染料泳移小。经实验得知，R值大，染料亲和力小，染色上染率较低，吸尽慢；R值小，染料亲和力大，染色上染率较高，吸尽快。选择三原色时，值越接近，染色稳定性越好。R值应选择同一区域的染料，或选择相邻区域的染料，不能选择相隔区域的染料。染液浓度的变化规律与所使用染料的比移值(R)直接有关，因此，了解染料比移值对染料浓度的变化非常重要。R值一般以0．61～0．80为最佳。值过低(0．40以下)，亲和力太大，变化难以控制；R值过高(大于0．85)，则亲和力过小，上染速率太慢。

　　2．4浸轧槽染液浓度

    在轧染过程中，染液浓度会发生两种变化。首先，拼色染料由于各染料亲和力的差异，各染料浓度会发生变化。亲和力大的染料上染速率快，亲和力小的染料上染速率慢。随着染色的进行，织物从染液中带走亲和力大的染料多于亲和力小的染料，上染速率快的染料在染液中浓度逐渐降低，上染速率慢的染料在染液中的浓度相对逐渐升高。其次，随着染色过程的进行，轧槽内染液的总浓度也会发生变化，一般情况下染液浓度较低时，染液总浓度会逐渐下降，当染液浓度相对较高时，染液总浓度的下降逐渐缓慢。由于高位槽连续不断地补充染液，浸轧槽染液浓度会达到动态平衡。在大多数情况下，浸轧槽内达到平衡时的染液浓度与初始浓度不同，即产生连续轧染中的头尾色差。解决连续轧染头尾色差的办法是，选择直接性相近的染料。轧槽容量应尽可能小，因为浸轧染料后织物的带液量越大，染料循环越快，轧槽平衡时间越短，有利于匀染。

　　三。轧液率和红外预烘

　　3．1轧液率的控制

    轧液率由纱的捻度、纤维的溶胀性、前处理效果、织物含潮率及轧辊硬度、轧辊直径、轧车压力、车速所决定。染色轧车最重要的功能是提供左中右一致的较低的轧液率，目的是减少染料在烘干过程中泳移，使织物由于织造、前处理或烘干造成的种种不均匀问题得以修正或补偿。检测连续轧染轧液率方法是：在浸轧前将3m左右的织物称重，并缝合在导布后面，在工艺车速下织物通过轧车，立刻停车，取样、称重，并计算轧液率。注意测轧液率时，其车速要与正常生产车速一致。

　　3．2“泳移”的机理

    织物浸渍染液经过轧车轧压，多余的染液大部分被轧去，一部分在织物脱离轧点回复变形时被重新吸收。经过轧点后，织物带液中只有一小部分的染液被纤维吸收；其余一部分为留在织物组织的毛细管空隙中的毛细管染液；还有一部分则留在织物间隙中，在重力作用下容易流动的染液。烘干时织物表面水分蒸发，通过毛细管效应，这两部分染液会向织物受热表面移动，产生染料“泳移”现象。影响泳移的因素有：染料特性和质量，织物化学结构，织物上的蒸汽分布，空气的含湿量，烘干过程中的气流流动。

　　3．3红外预烘的控制

    红外预烘的目的是降低织物含潮率至25％～35％，降低热风烘干时的染料泳移，降低产生“边中色差”和“阴阳面”的风险，减少第一节烘房导布辊的沾污，使车速更快。红外预烘的优点：(1)红外辐射加热不需要介质，在大气中传播时组成空气主要组分的氮和氧，对电磁波辐射不敏感，因而红外线加热烘燥过程中能量损耗少，利用率较高；(2)加热迅速均匀，红外线从辐射源以光速直线传播到达并透过被烘织物，再转变为热能加热使水分汽化。因此，与传导、对流加热相比，红外辐射加热迅速而均匀。连续轧染生产中，将浸轧染液的织物用红外预烘，控制轧液率下降至3O％～35％时，染料不会再产生泳移现象。

　　四。汽蒸

    一般情况下，织物浸轧活性染料染液后，经过烘干，再浸轧固色液直接进人汽蒸箱。浸轧固色液的轧液率比浸轧染液的轧液率高约1O％，目的是减少表面浮色，提高布面效果。通常在轧车与汽蒸箱之间的液封口追加2％一1O％的染液，以提高轧液率。对设备的要求，从轧车到汽蒸箱的距离要尽可能短，汽蒸箱要充满饱和蒸汽(不含空气)；若工艺设定温度为100—102oC。MH703—160型还原蒸箱容布量62in，运行布速35—70m／min，汽蒸时间53—106S，就完全能够保证活性染料的固色要求。保温层和顶部加热装置应能防止蒸汽凝结滴水；汽蒸箱出口处水封口需要足够量低于40℃的水，以避免染料水解；补充水和排放水必须全程进行，保证左中右色差一致。

    为了抑制纤维表面的电荷，活性染料固色需耗用相当量的食盐。混合碱(烧碱／纯碱)需要在蒸箱中固色。一般情况下，pH值越高，纤维带负电荷也高，使阴离子活性染料对纤维的亲和力，由于同性离子相斥的原因而降低。在pH值11—12时，是一个转折点，此时染料的水解速率迅速增加，而亲和力明显降低，因而固色率也明显降低。所以，为了提高固色率，要控制pH值在适当的范围，一般低于11．5。

　　五。水洗

    活性染料染色时，一方面与纤维中的活泼基团进行化学键合，即起固色反应；另一方面在固色条件下发生部分活性染料的水解。例如乙烯砜型活性染料在碱剂存在下与纤维发生亲核加成反应生成醚键，对酸较稳定，对碱较敏感。水解的因素是“染料一纤维”本身结构所造成的，醚键的氧原子(一0一)属于供电子性，而硫酸酯基团(一OSO，H)属于吸电子性。由于β一碳原子负电荷的排斥作用，而促使c一0键断裂，向有利于消除反应的方向进行，造成“染料一纤维”键的断裂。

    活性染料的水解染料，包括已吸附在纤维上而未与纤维反应的染料，依靠氢键、范德华力与其它染料分子结合在一起。水解染料的洗除与它们对纤维的直接性有关。通过水洗、皂洗，可去除浮色和电解质、碱剂皂洗所选用的助剂必须具有良好的渗透能力，能与料亲和并形成胶束，降低染料与纤维的亲和力，形成内核，使染料胶束稳定地分散在水中。

    理想的水洗目标是耗水少，洗涤效果好。增加喷水压力可更快地去除化学品和未固着的活性染料。耗水量取决于织物颜色深度，皂洗液和水洗液必须持续补充。皂洗前必须酸化，防止乙烯砜一纤维键在碱性条件下断键。平幅水洗机有八格平洗，其工艺条件如下：前三格洗除化学品，第一格加入醋酸1mL／L，温度6O℃，第二格水洗7O℃，第三格水洗8OoC；第四格水洗95℃，第五格皂洗95℃，加入络合剂六偏磷酸钠5L可络合水中金属离子，达到软化水的目的；第六格水洗95℃，第七格水洗8O℃，第八格加入醋酸1ml／L，温度6O℃，可防止风印。

    活性染料轧烘轧蒸染色工艺得色量高，中性染浴染液稳定性好，无焙烘泛黄现象，适合染鲜艳色泽的织物，适应于大订单。由于食盐用量大，增加了劳动强度，造成废水中的氯离子浓度高，也增加了治理活性染料染色废水的难度。