固色堿對活性染料冷軋堆染色的影響_活性染料固色
The reactive dyes cold pad dyeing technology has obvious advantages in energy saving and reduce emissions, however, sodium silicate and caustic soda used as fixing base will reduce the stability of dye solution, produce the silicone dirt, and cut down the success rate of dyeing. The new fixing base has been found in this experiment through research on the stability of dye solution is DA-GS 710, and experiment showed that the new fixing base did not only increase the success rate of dyeing, but also had a good effect in color fastness and color aberration.
活性染料的冷軋堆染色與軋烘蒸/焙法和浸漬法染色工藝不同，它需要用較強的堿作為活性染料與纖維素羥基反應的催化劑，使染料能夠在低溫條件下與纖維完成親核取代反應，形成***價鍵。目前使用的固色堿劑主要是泡花堿和燒堿。泡花堿是冷軋堆染色最合適的堿劑。但是，連續浸軋染液較長時間後，泡花堿容易在軋輥上形成矽垢，造成左中右色差並損壞軋輥，進而有可能在織物上產生色斑。此外，化驗室小樣與大車樣的色差大，生產難以控制，大貨符樣率極低。泡花堿還會造成各種管道閥門及比例泵堵塞，導致比例泵計量不準且清理困難。用燒堿作固色堿劑，雖然可以避免泡花堿產生的諸多問題，但是由於燒堿堿性強，染液的穩定性差，極易造成色差、色點、色花等染色疵病。
目前的活性染料冷軋堆染色工藝普遍使用具有小容量軋槽的均勻軋車，將染液和堿液分開配制，用比例泵將兩者臨時混合，加入軋槽中。德國Kuesters（寇司德）公司用於活性染料冷軋堆染色的生產裝置示意圖見圖 1。
即使采用圖 1 所示的生產設備，由於泡花堿和燒堿的使用，染液的穩定性仍很難得到有效控制，產品的壹次染色成功率依然很低。因此，研究活性染料的染液穩定性，提高活性染料冷軋堆染色的壹次成功率，是推廣這種節能、節水、低排放清潔染色工藝的關鍵之壹。
1實驗
1.1材料
純棉絲光漂白布（華紡股份有限公司、濱州愉悅家紡有限公司生產）；活性染料黃HF ? 4GR（韓國京仁公司產品）；活性黃SDE、活性紅SBE、活性艷藍RSP和艷藍SRE、活性深藍STE等（江蘇申新染料化工股份有限公司產品）；固色堿DA ? GS710（青島大學、青島英納化學科技有限公司生產）。實驗中使用的其它化學品均為工業品。
1.2染液穩定性測試
按表 1 配制染液，然後按照下述方法測定其穩定性，並進行染色實驗。
染液的穩定性測試參照染料擴散性能的測定標準（HGG/T 3399 ― 2001），采用濾紙滲圈法測定活性染料染液的穩定性。將濾紙（中性快速定性濾紙）平放在表面皿上，在攪拌的情況下，用刻度移液管從制備好的染液中部吸取 0.2 mL，並使移液管尖端距濾紙約 1 cm，染液自然滴落在濾紙上，待液滴即將滲完時再在原位滴下壹滴，使其自然擴散，待濾紙自然幹燥後評定染液的穩定性。
1.3染色打樣
微波爐法：將織物裁成 30 cm × 8 cm尺寸，采用壹浸壹軋方式浸軋染液（帶液率 70% ～ 80%），然後平鋪在保鮮膜上，同時在織物上覆蓋另外壹層保鮮膜。然後，將織物和保鮮膜卷繞在金屬管或塑料管上，置於微波爐中。把微波爐的火力調至 100，處理 4 min，然後煲 6 min。取出後，皂洗、水洗，烘幹後進行測試。
烘箱法：將包裹好的織物卷繞在管子上後，置於烘箱中，於 50 ℃處理 1 h，然後進行皂洗、水洗、烘幹。
1.4生產工藝流程
翻布 → 燒毛 → 退漿漂白 → 絲光 → 配制堿液 → 配制染液 → 用比例泵將堿液與染液按照 1∶4 比例混合後註入染槽 → 織物浸軋染液（壹浸壹軋，軋余率 65%，車速 40 m/min）→ 打卷 → 包裹塑料薄膜 → 堆置（10 ～ 12 h，轉速 8 ～ 10 r/min）→ 水洗 → 皂洗 → 水洗 → 烘幹 → 拉幅 →整理包裝。
1.5染色布的顏色測試
染色後的織物用Data Color SF 600 X測色儀以D 65光源於 10°視角測試染色布的各項顏色指標。
2結果與討論
2.1染液的穩定性
活性染料對纖維素纖維的染色包括吸附、擴散、反應、水洗等 4 個階段。對冷軋堆染色來說，織物浸軋染液後，染料就已經大部分吸附到纖維表面上。吸附在纖維上的染料需要不斷擴散到纖維中去，同時不斷與纖維素大分子發生化學反應，形成***價鍵，牢固地固著在纖維上。具有鹵代均三嗪、氟氯嘧啶等活性基的活性染料，與纖維素纖維之間通過親核取代反應，生成酯鍵。以壹氯均三嗪活性染料與纖維素負離子的反應為例：
壹氯均三嗪上只有壹個氯原子可與纖維發生反應，形成***價結合的產物（a），染料分子水解則形成產物（b）。
以乙烯碸硫酸酯鈉鹽為活性基的染料與纖維素纖維發生消除親核加成反應，形成醚鍵。在染色過程中，染料分子中的乙烯碸硫酸酯鈉鹽遇堿發生消除反應，生成活潑的乙烯碸基，然後再與纖維素負離子等發生親核加成反應：
染料與纖維素纖維形成反應產物（c），如果與水反應則形成水解產物（d）。
目前含有乙烯碸基的雙活性基染料得到了迅速發展，如壹氯均三嗪＋乙烯碸、壹氟均三嗪＋乙烯碸、二氟氯嘧 啶＋乙烯碸等等，此類雙活性基染料皆有酯鍵和醚鍵結合的二重性，使染料與纖維鍵合的反應機會增加，染料的利用率提高，得色深，染色成品的各項牢度也相應得到改進。
對活性染料冷軋堆染色來說，由於固色溫度低，需要用較強的堿作固色堿劑，使纖維素纖維的羥基能夠在低溫下電離，形成纖維素羥基負離子，同時要盡可能減少因堿性強所造成的染料水解。對傳統的活性染料冷軋堆染色來說，泡花堿是最佳的堿劑。但由於使用泡花堿會造成矽垢問題，印染廠在活性染料冷軋堆染色時，普遍使用燒堿作固色堿劑。然而，燒堿的堿性太強，配制的染液穩定性很差。為了與以燒堿為堿劑的染液穩定性做比較，分別用燒堿和固色堿DA ? GS 710配制成染液，放置不同時間後，將染液滴在濾紙上，觀察染料的擴散和聚集情況，結果如表 2 所示。
從表 2 可以看出，沒有固色堿的活性染料染液，如活性黃HF ? 4 GR在配制成染液後很快就形成聚集，在濾紙上擴散後，有許多染料聚集在濾紙上，形成顆粒狀。在染液中加入固色堿後，這種現象得到明顯改善，染液放置 60 min後仍然沒有明顯聚集。對於活性艷藍SRE和拼混色栗色來說，添加固色堿DA ? GS 710後，染液的穩定性大大提高，染料的聚集傾向消除，染液在濾紙上擴散後形成顏色比較均勻的圓斑，放置較長時間後，仍沒有明顯的聚集現象發生。
2.2染色布的色度指標
用加入固色堿後染色的布樣與燒堿做對比，測定布樣色度值，得到如表 3 和表 4 所示的結果。從表 3 可以看出，對活性灰SCE來說，用燒堿配制的染液，隨著染液放置時間的延長，布樣的明度值L從 31.82 增加到 40.72，染色布的顏色明顯變淺，綠色和藍色減少；而用固色堿配置的染液，放置 50 min後布樣的L、a、b值基本保持不變，染色布的顏色沒有變化。
表 4 的數據說明，對活性深藍SNE來說，用燒堿配制的染液，隨著染液放置時間的延長，布樣的明度值L從 21.00 增加到 27.59，染色布的顏色明顯變淺，綠色和藍色增加；而用固色堿配置的染液，在放置 50 min後，布樣的L、a、b值僅稍微變化，染色布的顏色基本不變。
表 3 和表 4 充分說明，固色堿能有效提高染液的穩定性，保證染色產品質量的壹致性。通過連續監測大批量生產的產品色牢度，發現產品的耐洗色牢度均在變色 4 ～ 5 級、沾色 4 ～ 5 級範圍內，耐光色牢度均大於等於 3 ～ 4 級。開車前的化驗室小樣與大車樣的色差較小，因色差造成的生產不符樣回修量，減少為原來的 1/10。活性染料冷軋堆染色比連續長車軋染節約用水 35%、用電 15%、用汽 50% 以上、染化料 47%。固色堿DA ? GS 710的使用，避免了因使用泡花堿和燒堿所產生的矽垢和質量不穩定等問題，擴大了活性染料冷軋堆染色的應用範圍，確保了冷軋堆染色的壹次成功率，提高了生產效率，降低了生產成本，促進了印染企業的節能減排。
3結論
固色堿DA ? GS 710具有壹定的增溶、分散作用，在活性染料冷軋堆染色生產中，它能夠有效抑制染液中染料的水解和聚集，從而減輕由於染料凝聚而產生的色點、色漬。DA ? GS 710滲透性好，能夠減少布卷內外的色差及布卷中部與兩端的色差，縮小大小樣色差，提高生產符樣率。使用DA ? GS 710避免了因形成矽垢產生的諸多問題；而且大大降低了能耗，滿足了多品種小批量生產的需求，適應性強，下機布面勻、透，色澤飽滿，染色牢度高，染色重現性和穩定性好，具有很好的市場前景。
參考文獻
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