解決棉織物活性染料染色濕摩擦牢度問題
摘 要: 活性染料染色存在染品濕摩擦牢度差的問題。文中分析了濕摩擦牢度的測試方法,對影響濕摩擦牢度的因素,包括染料的特性、浮色、水質、織物的組織結構和表面光潔度,以及后處理等進行了探討,并根據長期生產實踐,提出各工序的改進措施。
關鍵詞: 染色;活性染料;濕摩擦牢度;棉織物
1 前言
活性染料深色染品的耐濕摩擦牢度差的問題,一直是長期困擾染整工作者的技術難題。活性染料的耐濕摩擦牢度相對較差是由其自身的一些特性所決定。例如染料自身的水溶性,在堿性條件下易水解而失去與纖維的反應性;與纖維分子反應形成的酯鍵或醚鍵易水解斷鍵等。因此,在生產實踐中,分析濕摩擦牢度差的成因,加強各工序過程的控制和措施,彌補染料自身的缺陷,以提高產品的耐濕摩擦牢度,是染廠提高產品質量關鍵。
2 濕摩擦牢度測試方法
耐濕摩擦牢度的測試方法是在摩擦牢度檢驗機上,將標準摩擦白布(標準濕態) 固定在摩擦頭上,在規定的壓力和動程下,對織物摩擦規定次數;白布試樣干燥后,在標準光源下將白布試樣沾染的顏色和標準沾色灰卡對比,然后評定級別。按照國家標準,棉織物(絲光布) 耐濕摩擦牢度的等級應達到2～3 級。
從測試過程可看出,耐濕摩擦牢度實質上反映的是織物上的染料分子和織物表面的著色纖維短茸在受到外力作用時從織物上脫離的難易程度。染料分子在纖維上的存在方式主要有三種: (1) 以化學鍵與纖維結合; (2) 靠氫鍵、范德華力與纖維結合(如水解后的染料分子沒有與纖維發生反應) ; (3) 根本沒有與纖維結合,而靠氫鍵、范德華力與其他染料分子沾在一起(如未洗凈的浮色) 。其中,化學鍵的結合力比氫鍵、范德華力強。因此,提高織物的耐濕摩擦牢度,就要使染料分子最大程度地以(1)形式存在,而盡可能去除后兩種形式。
在濕態下,染料分子從織物上脫離而轉移到與之摩擦接觸的白布上,屬于分子擴散運動。由于被測織物與測試用的白布之間染料分子存在濃度差,染料分子有從高濃度向低濃度擴散、轉移的“動力”。在沒有受到外力作用時,染料分子由于受到化學鍵、氫鍵、范德華力的束縛,轉移很少;但如果受到一定的外力作用(如摩擦) ,染料分子動能增大,足以克服染料與纖維間的鍵能,就會發生染色布上的部分染料向白布轉移的現象,使白布沾染上顏色[1] 。因此,染料分子從織物上脫離的難易程度主要取決于兩個方面:即染料分子與纖維之間結合力(包括物理和化學的)的強弱和穩固程度和織物本身摩擦系數的大小。在濕摩擦測試過程中,不僅僅是染料分子脫離織物向白布轉移,而且織物表面的著色短茸也會因摩擦而沾染到白布上。此外,染色過程中因水質較硬而形成CaCO3、MgCO3等不溶性物質,以及其他鹽類雜質,與染料結合在一起,形成細小的類似于“沙粒”的色淀而沉積到織物表面,這些“沙?！钡拇嬖?使摩擦時的摩擦阻力大大增加,這也是影響濕摩擦牢度的一個重要因素。
3 影響濕摩擦牢度的因素
3. 1 染料的特性
3. 1. 1 染料的水溶性
活性染料分子上含有的水溶性基團越多,在染色過程中越有利于染料的溶解和上染,當然也有利于浮色的洗滌。但染色完成后,“優良的水溶性基團”就成為耐濕摩擦牢度的不利因素。這是由于水溶性基團的存在,會加強染料分子產生脫離纖維素而溶解于水的趨勢,水溶性越好,染料就越容易與纖維斷開。為解決這一矛盾,在染色完成后,可以再通過固色劑來封閉其水溶性基團,以提高染色織物的耐濕摩擦牢度[1 ] 。
3. 1. 2 染料的直接性
活性染料的直接性主要與染料分子量的大小、極性強弱、結構形態的規整性、活性基及其位置有關。分子量越大、極性越強、結構形態的規整性越好,則染料分子的直接性越高,而擴散性能則越差,染料越容易聚集在織物表面而不易向纖維內部擴散和轉移,勢必造成浮色過多。而直接性太低,則影響固色率。因此,活性染料的直接性以中等為佳。直接性的大小可以從Rf值和滲圈試驗中測得。
3. 1. 3 活性基
活性基不同,與纖維反應形成的共價鍵穩定性也不同。一般,活性基的反應活潑性越高,成鍵后的穩定性越差。活性基不同,與纖維反應所形成的共價鍵耐酸堿穩定性不同。X型均三嗪類活性染料與纖維反應形成的酯鍵,其耐酸穩定性較差,接觸到酸性氣體和水分時,易引起染料與纖維斷鍵; KN 型乙烯砜類染料與纖維反應以醚鍵結合,耐酸性水解較穩定,但在堿性介質中卻容易造成染料與纖維間的共價鍵斷裂。含雙活性基團的M、ME 型活性染料則耐酸堿穩定性較高,但布面pH 值最好能保持在中性。因此控制成品色布的布面pH 值,對織物的耐濕摩擦牢度也很重要。
3. 2 浮色的影響
浮色包括已水解的染料和未水解但與已纖維發生反應的染料。這些染料靠氫鍵、范德華力與纖維吸引在一起,與纖維間的親和力很低,受到較小外力時就能很容易地從織物上脫離下來。所以浮色是影響織物的耐濕摩擦牢度的一個重要因素。
3. 2. 1 濃度
從成本因素考慮,一般中深色產品都以活性染料為主。但是濃度越高,織物的耐濕摩擦牢度越差。因為濃度越高,測試物與白布之間的濃度梯度越大,染料分子越容易向白布轉移。另外,活性染料的上染都有一個飽和的平衡上染百分率,超過此值,則只能使過多的染料聚集在織物表面,而無法滲透到織物內部與纖維反應。
3. 2. 2 工藝控制
包括前段預烘是否得當,是否造成染料“泳移”;堿劑用量、汽蒸時間,直接關系到染料的水解程度;水洗的方式和皂洗是否充分,直接與染品浮色有關。
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