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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(zhì)、織物的組織結(jié)構(gòu)和表面光潔度,以及后處理等進(jìn)行了探討,并根據(jù)長期生產(chǎn)實踐,提出各工序的改進(jìn)措施。
關(guān)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(shù)難題?；钚匀玖系哪蜐衲Σ晾味认鄬^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(yīng)性;與纖維分子反應(yīng)形成的酯鍵或醚鍵易水解斷鍵等。因此,在生產(chǎn)實踐中,分析濕摩擦牢度差的成因,加強(qiáng)各工序過程的控制和措施,彌補(bǔ)染料自身的缺陷,以提高產(chǎn)品的耐濕摩擦牢度,是染廠提高產(chǎn)品質(zhì)量關(guān)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(jī)上,將標(biāo)準(zhǔn)摩擦白布(標(biāo)準(zhǔn)濕態(tài)) 固定在摩擦頭上,在規(guī)定的壓力和動程下,對織物摩擦規(guī)定次數(shù);白布試樣干燥后,在標(biāo)準(zhǔn)光源下將白布試樣沾染的顏色和標(biāo)準(zhǔn)沾色灰卡對比,然后評定級別。按照國家標(biāo)準(zhǔn),棉織物(絲光布) 耐濕摩擦牢度的等級應(yīng)達(dá)到2～3 級。
　　從測試過程可看出,耐濕摩擦牢度實質(zhì)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(xué)鍵與纖維結(jié)合; (2) 靠氫鍵、范德華力與纖維結(jié)合(如水解后的染料分子沒有與纖維發(fā)生反應(yīng)) ; (3) 根本沒有與纖維結(jié)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(xué)鍵的結(jié)合力比氫鍵、范德華力強(qiáng)。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(tài)下,染料分子從織物上脫離而轉(zhuǎn)移到與之摩擦接觸的白布上,屬于分子擴(kuò)散運(yùn)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(kuò)散、轉(zhuǎn)移的“動力”。在沒有受到外力作用時,染料分子由于受到化學(xué)鍵、氫鍵、范德華力的束縛,轉(zhuǎn)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(fā)生染色布上的部分染料向白布轉(zhuǎn)移的現(xiàn)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(jié)合力(包括物理和化學(xué)的)的強(qiáng)弱和穩(wěn)固程度和織物本身摩擦系數(shù)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(zhuǎn)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(zhì)較硬而形成CaCO3、MgCO3等不溶性物質(zhì),以及其他鹽類雜質(zhì),與染料結(jié)合在一起,形成細(xì)小的類似于“沙?！钡纳矶练e到織物表面,這些“沙?！钡拇嬖?使摩擦?xí)r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(tuán)越多,在染色過程中越有利于染料的溶解和上染,當(dāng)然也有利于浮色的洗滌。但染色完成后,“優(yōu)良的水溶性基團(tuán)”就成為耐濕摩擦牢度的不利因素。這是由于水溶性基團(tuán)的存在,會加強(qiáng)染料分子產(chǎn)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(tuán),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(qiáng)弱、結(jié)構(gòu)形態(tài)的規(guī)整性、活性基及其位置有關(guān)。分子量越大、極性越強(qiáng)、結(jié)構(gòu)形態(tài)的規(guī)整性越好,則染料分子的直接性越高,而擴(kuò)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(nèi)部擴(kuò)散和轉(zhuǎn)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(yīng)形成的共價鍵穩(wěn)定性也不同。一般,活性基的反應(yīng)活潑性越高,成鍵后的穩(wěn)定性越差?；钚曰煌?與纖維反應(yīng)所形成的共價鍵耐酸堿穩(wěn)定性不同。X型均三嗪類活性染料與纖維反應(yīng)形成的酯鍵,其耐酸穩(wěn)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(yīng)以醚鍵結(jié)合,耐酸性水解較穩(wěn)定,但在堿性介質(zhì)中卻容易造成染料與纖維間的共價鍵斷裂。含雙活性基團(tuán)的M、ME 型活性染料則耐酸堿穩(wěn)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(fā)生反應(yīng)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(chǎn)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(zhuǎn)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(nèi)部與纖維反應(yīng)。
3. 2. 2 　工藝控制
　　包括前段預(yù)烘是否得當(dāng),是否造成染料“泳移”;堿劑用量、汽蒸時間,直接關(guān)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(guān)。