漫談織物纖維染色加工的勻染劑

文 崔利軍

眾所周知，在織物染色過程中根據纖維特點使用各種不同的染料，包括還原、分散、酸性、陽離子染料以及活性染料等。各類染料用于纖維染色時，往往會產生染色不勻的現象，造成色花。解決染色不勻最常用的方法是染色加工時添加勻染劑。不同的染料和染色工藝需要不同的勻染劑。勻染劑使纖維紗線或織物在染色過程中染色均勻不產生色條、色斑等疵點。勻染劑就是在染色過程中，能夠增強移染或延緩染色速度而獲得均勻染色效果的助劑。

織物纖維勻染劑的用途

勻染劑有天然纖維勻染劑、合成纖維勻染劑和混紡織物勻染劑等，作為勻染劑的條件是能使染料緩慢被纖維吸附或可使深色部分染料向淺色部分擴散，不降低染色堅牢程度。凡是具有緩染和移染作用的助劑均稱為勻染劑。

紡織助劑對提高紡織品的附加價值至關重要，不僅可使紡織品功能化，而且可使其高檔化、更具時代感，但要具有這些優點的前提是織物的染色要勻透，非常有效的方法是使用具有緩染或移染作用的助劑即勻染劑來達到勻染效果。勻染劑用作擴散劑，防止某些納夫妥染料顯色時的分解物集結在織物上而沾污染色品。勻染劑廣泛應用于紡織印染工業的各工序中。用作直接染色染棉勻染劑，在溶液中加約0．2～0．5g/L，一般用量0．2～1g/L，效果顯著，增加染色牢度，顯色鮮艷均勻。并能去除染料分散集結在織物上的污垢，提高ABS-Na合成洗滌劑的去污力，減輕織物的靜電效應。用作還原染料染棉時的勻染劑，勻染劑能與染料分子發生聚集，因而降低了染料的上染速度，使染料逐漸向纖維轉移，從而達到勻染目的。

勻染劑在印染工業中用途非常廣泛，用作直接染料、還原染料、酸性染料、分散性染料和陽離子染料的勻染劑，亦可用作擴散劑、剝色劑，陰離子與弱陽離子都有緩染作用，但原理不同，陰離子型為親纖維型，通過競染的方式達到緩染，可改善易出現條花的情況；弱陽離子型為親染料型，通過與染料形成松散的結合，降低染料的擴散速率來達到緩染，在尼龍染色時，一般不單獨使用，經常少量的與非離子助劑進行復配。主要用于羊毛的染色。

聚醋超細纖維具有優異的強度和尺寸穩定性，以及洗可穿性和手感豐滿、柔軟、飄逸等獨特風格，而倍受消費者的青睞。但超細纖維與普通纖維相比，具有單絲纖度小、比表面積大和無定形區含量高等特點，極易造成染色不勻。近年來，解決以上問題的主要途徑有選用勻染性好的染料、選用優秀的勻染劑、制定合理的前處理和染色工藝。

親染料性勻染劑可以顯著提高染料聚集度，對染料的親合力大于染料對纖維的親合力，染料上染之前，勻染劑先與染料結合生成某種穩定的聚集體，從而降低了染料的擴散速率，延緩了染色時間。纖維紗、線或織物在染色過程中，為促使染色均勻，不產生色條、色斑等疵點而添加的物質。親纖維性勻染劑對纖維具有某種親和力，在染色過程中會與染料相互競爭染席，然后逐漸被染料所取代，起到緩染的作用。所用的是某些陰離子型表面活性劑，如脂肪醇硫酸鹽等。隨著條件的改變，染料逐漸脫離勻染劑，與纖維結合，但此時勻染劑對染料仍有一定的親合力，對于不染的織物還可以將染料從纖維上拉下，上染到色澤淺的地方，因此親染料性勻染劑同時具有緩染、移染作用。屬于此類的物質有某些非離子型表面活性劑，如脂肪醇或烷基酚的聚氧乙烯醚等。此外，根據應用于纖維的種類，勻染劑還可以分為天然纖維用勻染劑、錦綸用勻染劑、腈綸用勻染劑、滌綸用勻染劑及混紡織物用勻染劑等。

織物纖維勻染劑的產品特點及種類

織物纖維勻染劑的產品特點：親纖維有適度的阻染效果；親染料有適度的緩染效果。適度的緩染性可抑制染色初期之瞬染性，可利用緩染而賦予卓越的勻染效果；具有卓越的分散性、增溶和保護膠體作用及高溫時之防止染料凝聚效應，避免染料凝焦。較好的移染性，使染料染色性能向上。對于染料具有非常優越的勻染、滲透效果；對染浴中添加的載體、陰離子分散劑、潤滑劑、精練染色同浴處理助劑等助劑無干擾。有螯合染浴中金屬離子作用，防止金屬離子對染色的影響；可用于天然纖維及與化學纖維混紡織物的染色中，并適合于各種溫度領域，在高溫下穩定性也很好，不會附著或吸入纖維內，不與染料產生凝聚或沉淀。能使織物具有柔軟、豐滿、無斑漬、條花、光滑的外觀；易溶于熱水中，低泡，可用于噴射溢流染色機；增加纖維間的平滑效果，有效改善纖維因密度收縮問題所衍生之不良效果。能改善散纖維染色后之梳棉、紡紗效率。

勻染劑大多數是水溶性的表面活性劑，根據勻染劑對染料擴散與聚集度的影響，主要分為兩種類型：即親纖維性勻染劑與親染料性勻染劑。

重慶老火鍋，底料要用大量的牛油來炒，這樣才能把辣椒、花椒等香辛料的香辣味封存起來，再兌上燉牛肉的高湯，原油化原湯有木有，紅油湯底就會散發出渾然一體的濃烈香氣，在煮火鍋時，會與食材一起激發出特別復雜撩人，嗆辣又醇厚的味道。至于涮料嘛，其實最早都是毛肚、鴨腸、牛血旺之類的，所以早先的重慶火鍋又叫毛肚火鍋。

親纖維性勻染劑對染料的聚集度幾乎沒有影響，但對纖維的親合力要大于染料對纖維的親合力，因此在染色過程中，此類勻染劑會先與纖維結合，降低染料上染速率，但隨染色條件的變化，染料會逐漸代替勻染劑，固著在纖維上，這類勻染劑只具有緩染的作用；所用的是某些陰離子型表面活性劑，如脂肪醇硫酸鹽等。

親染料性勻染劑可顯著提高染料聚集度，對染料的親合力大于染料對纖維的親合力，染料與勻染劑在染浴中先生成某種復合體，在染色過程中逐漸釋出染料而達到勻染的效果。染料上染之前勻染劑先與染料結合生成某種穩定的聚集體，從而降低了染料的擴散速率，延緩了染色時間。隨著條件的改變，染料逐漸脫離勻染劑，與纖維結合，但此時勻染劑對染料仍有一定的親合力，對于不染的織物還可以將染料從纖維上拉下，上染到色澤淺的地方，因此這類勻染劑不僅具有緩染作用，而且具有移染作用。屬于此類的物質有某些非離子型表面活性劑，如脂肪醇或烷基酚的聚氧乙烯醚等。此外，根據應用于纖維的種類，勻染劑還可分為天然纖維用勻染劑、錦綸用勻染劑、腈綸用勻染劑、滌綸用勻染劑及混紡織物用勻染劑等。

混紡織物染色用勻染劑：滌毛混紡織物采用分散——酸性染料同浴染色時，可用分散劑或脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸酯鹽等陰離子表面活性劑作勻染劑，毛腈混紡織物采用酸性——陽離子染料進行染色時，常用脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸酯鹽及改性脂肪醇環氧乙烷加成物。東邦鹽A-10是黃褐色油狀物，非離子和陰離子表面活性劑的混合物。易溶于水，1%溶液的pH值為6～7。對染料分散性好，無緩染性，主要用于純滌及滌/棉混紡織物分散染料的高溫高壓染色工藝。棉纖維可用直接、活性、還原、硫化、冰染等染料染色，其中對于那些與纖維結合力大的染料染色往往需要使用勻染劑。使用的親纖維性勻染劑主要為陰離子表面活性劑（如磺化油和脂肪硫酸鹽等）；親染料性勻染劑主要是非離子型的表面活性劑。

據了解，平平加O屬于脂肪醇聚氧乙烯醚型，外觀呈乳白色或米黃色軟膏狀，遇冷凝凍，易溶于水、乙醇等，溶解度在冷水中比在熱水中大。能耐酸、堿、硬水、熱、重金屬鹽，可與各種表面活性劑和染料同時使用。直接染料，還原染料染棉時加入量為0．02～0．1g/L；陽離子染料染腈綸纖維時，用量為0．2～1g/L。平平加O除用作勻染劑外，還可用作剝色劑、印花防染劑、防白劑、原毛凈洗劑、防靜電劑、乳化劑等。低泡勻染劑O是硅氧烷聚醚與烷基聚氧乙烯醚復合物，屬于非離子型，外觀為淡黃色膏狀物，易溶于水、耐酸、堿及硬水，能與其它類型助劑同浴使用，無毒，不易燃，使用于直接、還原等各種染料的染色，在染浴中加入0．2～0．5g/L即可收到良好的勻染透滲效果。

毛條染色是毛紡加工中的一個重要過程，它對纖維造成的損傷會影響后續加工過程和產品的質量。對大多數毛紡廠家來說，條染是提高紗線質量的關鍵環節。毛條采用酸性染料染色時，常用的勻染劑是平平加O。羊毛織物采用酸性染料、酸性媒介染料、金屬絡合染料染色時，可用醇類環氧乙烷加成物、胺類聚氧乙烯加成物、變性乙二烯衍生物等非離子表面活性劑作勻染劑；勻染劑WE是脂肪胺聚氧乙烯醚復配物，屬非離子，弱陽離子型。外觀為淺棕色液體，能溶于水，其水溶液pH值為8～9，在媒介染料、中性染料、弱酸性染料及金屬絡合染料的染色中，都具有優良的勻染效果；勻染劑NFS由脂肪胺聚氧乙烯醚組成，屬于非離子、弱陽離子型，外觀為深棕色液體，可溶于水，pH值7～8，主要用作毛用活性染料、弱酸性染料、中性染料、媒介染料、涂料、1：1金屬2合染料染色時的勻染劑；毛用勻染劑HK-960兩性表面活性劑與非離子表面活性劑進行復配后的產物，pH值適中，潤濕力好，染色時首先能夠保證纖維被快速均勻地潤濕，勻染效果較好。

勻染劑A-80是芳基酚聚氧乙烯醚、陰離子分散劑和陰離子助劑的復配物，屬陰離子型，外觀為棕色粘稠液體，可用任意量水稀釋，耐酸、堿及堿土金屬離子，對溫度和陽光穩定，能與非離子、陰離子化合物混用，但不能與陽離子物混用，對皮膚無灼傷和刺激作用，無毒不燃，起泡性小，具有勻染、緩染、移染和防沾污的功能，可用于純滌、滌棉、滌毛、滌粘紗線、針織物、機織物的載體染色、經軸染色、筒子染色、高溫高壓染色、輪胎染色機染色、噴射和溢流染色機染色及O型染色機染色，用本品染色后，染面光潔，鮮艷度好，還能防止滌綸低聚物的沉積，減少針織時織針的消耗，達到日本東邦鹽A-10相同效果。

無泡棉用勻染劑分散性好，勻染性好，耐電解質、耐堿，對直接染料、活性染料提高分散力，防止染料由于鹽析作用而凝聚，達到增溶目的，確保染料的勻染性不致下降，適用于棉及其混紡染色所用的勻染劑，亦是金屬離子的螯合劑及擴散劑。

織物纖維勻染劑的作用機理

織物整個表面顏色深度、色光和艷亮度都很一致時，該染色可稱為均勻染色。勻染劑對分散染料的增溶作用，即增加染液中單分子狀態和膠團狀的染料量，染液中單分子狀態的染料是上染纖維的主要形式，膠團狀的染料比染料晶體容易釋放染料單體，這些都有利于上染均勻。所以勻染劑的增溶性是衡量勻染劑優劣的一大指標。由于超細纖維比表面積很大，對于染料的吸附速率也很快，這也是容易形成染色不勻的因素之一。如果是混紡超細纖維，由于纖度的不同，單纖比表面積不僅較大，而且差異也很大，就更容易造成上染速率方面的差異，結果是容易色花。因此，上染速率的快慢也是衡量勻染劑重要指標之一。

當勻染劑對纖維的親和力大于染料對纖維的親和力時，勻染劑與染料對纖維發生競染作用。勻染劑優先與纖維結合，占據了纖維上的染色座席，阻礙了染料與纖維的結合，延緩了染料的上染。但結合力沒有染料分子強，隨著染浴溫度的升高，染料又逐漸從纖維上將勻染劑置換下來，而最終使染料占據了染色座席，從而達到勻染的目的。當分散染料上染超細纖維時，由于初始吸附很快，相對普通纖維更容易造成染色不勻。如果在整個染色過程中加強已上染到織物上的染料的解析和遷移，可使織物上染花處的染料通過解析和重新上染達到均勻上染最終獲得勻染效果。由于超細纖維比表面積大，所以同樣的染料用量超細纖維得色較淺。通常來講，在染料濃度較低的情況下在染液中加入適量勻染劑可以增加染色深度，但當勻染劑濃度提高后，勻染劑的增深效果反而下降，有些情況下還會使得深度變淺。在染料濃度較高的情況下，加入勻染劑會降低染色深度，但當勻染劑濃度提高后，染色深度會增加。

勻染劑優先與纖維結合，占據了纖維上的染色座席，阻礙了染料與纖維的結合，延緩了染料的上染。這類親纖維性的勻染劑，一旦染色操作完成之后，染料就固著于纖維上不能移動，所以沒有移染的能力。對纖維具有親和力的勻染劑，稱為親纖維性勻染劑。

親纖維性勻染作用常常在下列染色過程中：陰離子性的勻染劑在天然纖維、錦綸纖維的染色過程；陽離子性的勻染劑腈綸的染色過程。對纖維具有親和力的勻染劑中，用于天然纖維、錦綸纖維的是含有酸性基團的陰離子表面活性劑，其主要是磺化油和高級醇硫酸酯鈉鹽。

實際生產中常常用拼色染色，因此染料之間配伍性成為選擇拼色染料的一個重要指標。但每個染料由于其結構的差異，會造成染料之間配伍性的差異，所以減少染料之間配伍性的差異是改善染色性能的重要方面。加入勻染劑可以減少染料之間配伍性方面的差異。這主要是因為勻染劑可以提高分散染料溶解度。同時由于勻染劑的增溶作用使染料容易擴散到纖維內部，再加上勻染劑的存在促進了染料在織物上的解析和遷移從而達到均勻上染的效果。

勻染劑對染料的親和力大于染料對纖維的親和力時，在染料被纖維吸附之前，勻染劑先拉住染料，并隨之結合生成某種穩定的聚集體，染料必須脫離勻染劑才能與纖維結合，從而降低了染料遷移率和擴散速度，延緩了染色時間。在高溫時這種穩定的聚集體與纖維接觸，產生分解作用，然后又釋放出染料，再使染料與纖維結合，從而達到勻染的目的。

染色中常出現不均勻現象，其原因多是由于纖維的物理、化學結構不均勻，除此之外由于染色前處理和染色條件不當所致。為使染色中染色速度快、易起斑的染料達到均勻染色的目的，可采取控制染色速度、控制升溫速度、控制染料的瞬染性；使用勻染劑、緩染劑，使拼色的染料保持染色速度一致；此外，控制促染劑，使染浴的濃度和溫度均勻，可加大染液流量、使用勻染能力大的染色機械和提高溶液的穩定性。簡便易行的方法是加入勻染劑。

勻染劑與染料結合，阻礙了染料與纖維的結合，延緩了染料的上染；親染料的勻染劑對已經上染于纖維的染料還保持有拉力，故對于染色不勻的織物，可將深濃色澤上的部分染料拉回到染浴中，再轉移到淺淡色澤上，達到勻染。所以這種勻染劑具有移染作用。如果這種勻染劑對染料的親和力過大，也就是說對上染于纖維上的染料拉力過大，那么就可以當作剝色劑來使用。親染料性勻染劑主要是聚乙二醇醚型非離子型表面活性劑，這種勻染劑的親染料性是由于聚乙二醇的醚鍵易于同染料上的羥基和氨基的氮原子相結合所致。

織物纖維勻染劑在染料的中典型應用

染色的勻染需要具有理想的緩染功能，這是所有勻染劑必須具有的功能重點。然而，分散染料對于滌綸纖維的勻染，還需配合于強有力的移染功能，因為分散染料于滌綸的染色，自始至終并沒有發生化學反應；而滌綸纖維的緊密結構，及其極度密致的表面結晶層等特點，起到了一種關鍵的阻滯作用，移染則可以彌補緩染在該一方面上的空缺，尤其是到達130℃保溫染色階段以后，染浴中的染料已絕大部分上染到了纖維上，緩染功能已基本上完成了使命，移染功能在此階段就成了主要角色，它將可進一步的推進和保證勻染劑總目標上的作用效果。所以說，緩染、移染和助擴散，共同組合成了高溫勻染劑最根本性的基礎要素，也是在各類不同染色機使用上均必須具備的基本功能。采用中性染料分別對羊毛和錦綸織物進行染色，適當加入合適的勻染劑有利于羊毛和錦綸勻染性的提高，勻染劑用量的改變對染色織物的色牢度影響不大。染色羊毛和錦綸纖維可采用酸性染料、中性染料、活性染料染色，其中強酸性染料也是毛、錦混紡紗常用的染料，但色牢度普遍達不到要求，而且易損傷羊毛，染后手感不好，目前只有少數用于拼色。毛/錦混紡紗采用同浴一步染色工藝可大大提高生產效率，降低成本，但存在的最大問題是毛、錦染色不勻、同色性不好，錦綸得色往往深于羊毛，在染中、淺色時該問題尤為嚴重，因而出現夾花、染不勻、色差等病疵，大大影響織物的美觀。由于羊毛和錦綸纖維在化學結構和物理性能上的不同，導致染色性能不同，染色不易獲均勻色澤。要想解決這一問題，就需從染料、染色工藝、染色助劑等方面進行調整。

分散染料在熱溶染色過程中往往會產生泳移現象，使布面出現色斑、陰陽面、條影等疵點，造成染色不勻。要解決這一問題，必須使用防泳移劑。目前應用的防泳移劑有海藻酸鈉和丙烯酸的共聚體。海藻酸鈉的勻染性不佳，而丙烯酸共聚體的防泳移能力良好， 無染花現象。

分散染料主要應用于合成纖維，聚酯纖維的結構緊密，吸濕性差疏水性強，且具有熱塑性，因而分散染料在染滌綸織物時，往往由于操作不當或工藝選擇不佳而引發色花等染色不勻現象。用分散染料進行高溫高壓染色時，常因染料的分散性、勻染性、移染性差以及升溫速度控制不當等因素引起染色不均勻。尤其細滌綸纖維的線密度很小，表面積增大，染料的上染速度加快，再加上織物結構緊密，染料不易染透，所產生的染色不勻現象比常規滌綸纖維更為突出。在染色時使用高溫分散勻染劑可改善織物的勻染效果，提高產品質量。

一般對非離子分散染料可采用非離子表面活性劑作為勻染劑，兩者能形成疏水性結合，可減緩上染速度而達到勻染的目的。在非離子分散勻染劑分子中，聚氧乙烯酯型表面活性劑比聚氧乙烯醚型表面活性劑的勻染性好，具有苯環的表面活性劑比脂肪型表面活性劑的勻染性好。表面活性劑的復配產品中有些有較高的起泡性，在快速染色機中和小浴比染色時容易產生問題，因此要求低泡勻染劑。加入特別是有機硅消泡劑，高溫下很有效；采用環氧乙烷和環氧丙烷共聚的方法得到低泡性產品。腈綸用陽離子染料染色，常用的勻染劑主器是季胺鹽類陽離子表面活性劑，其勻染機理是屬于親纖維性勻染劑。

高溫高壓染色是滌綸纖維的重要染色方法，高溫勻染劑溶于水及一般有機溶劑，具有優良的染料分散性、初期緩染性、染料同步上染性等特點。在紡織印染行業上，用作滌綸纖維的高溫高壓分散勻染劑，適用于快速染色工藝。能夠維持染浴在酸性條件下染色，有效避免敏感染料水解而引起的布面色光偏差。不含溶劑及載體組分，有助于勞動環境的改善，適用于滌綸高溫深色染色以及需要暖色調的高溫淺色染色。在一般工業上，用作洗滌劑的組分。用于滌綸織物高溫染色，可按常規工藝進行。為保證產品質量，印染廠家在高溫高壓染色中，很多使用了高溫勻染劑。由于滌綸纖維的染色特性及其高溫高壓染色的特殊方式，也與眾不同的對于高溫染色用的勻染劑具有特殊的要求，并還因紡織半制品在形式類別上的差異，進一步對高溫勻染劑產生了不同的專用個性要求。因此，除了需要具備適應于130℃高溫條件的緩染、移染等最根本基礎性能以外，還應有符合于各類滌綸纖維半制品染色特征的專用性品種，否則的話，具體應用時將難于很好地針對高溫高壓染色中各類型的個性特征，令適用性大打折扣。滌綸纖維的高溫高壓法染色，其紡織半制品的品種多樣化，及其對于染色設備上的選擇性，還相應地帶來了對于高溫勻染劑作用功能要求上的多樣性。所以，高溫勻染劑在設計開發上的品種系列化及其專用性，是必然和必需的，從而也才能很好的符合于高溫高壓染色中各類型的生產實際之所需。

超細纖維由于纖度極細，大大降低了絲的剛度，做成織物手感極為柔軟，纖維細還可增加絲的層狀結構，增大比表面積和毛細效應，使纖維內部反射光在表面分布更細膩，使之具有真絲般的高雅光澤，并有良好的吸濕散濕性。超細纖維的名詞最早出現在日本紡織界，消費者對合成纖維面料提出了更高要求。他們以天然面料的標準來考核新合成纖維的舒適性，同時在保存性方面要求新合成纖維超越天然纖維。為滿足消費者的這一要求，合成纖維的加工技術突飛猛進。用超細纖維做成服裝，舒適、美觀、保暖、透氣，有較好的懸垂性和豐滿度，在疏水和防污性方面也有明顯提高，利用比表面積大及松軟特點可以設計不同的組織結構使之更多地吸收陽光熱能或更快散失體溫起到冬暖夏涼的作用。

采用新技術研制的復合型新合纖在功能性方面，天然纖維無法比擬的合成纖維具有全新質感的感性材料正在接連不斷地出現。新合成纖維的制造技術是多種加工技術的組合，是一個系統工程，標志著合成纖維技術發展到一個新階段，是新技術及由此開發的新產品的總稱。新合成纖維種類繁多，結構復雜，超細纖維與普通合成纖維在結構形態上有很大的差異，通過染整加工，不僅要充分發揮超細纖維的特性，同時還要賦予超細纖維織物的特殊風格。

新型合成纖維在紡絲、織造、染整加工過程中和常規合成纖維也存在著許多不同。這就涉及到的是染色過程中的勻染性。由于分散染料的三種狀態間存在動平衡，在染色過程中，單分子、膠團和晶體染料之間會發生轉變。特別是晶體會變大，晶粒之間會產生凝聚，有時晶型還會發生變化，這些都會影響分散染料的染色性能，容易產生不勻、染色色點、條花等疵病。而超細纖維的纖度和特殊的表面結構，單位重量的纖維表面積會相對變大導致在染色過程中染料的吸附速度加快，出現染色問題的幾率相對普通纖維更要高很多。因此選擇合適的勻染劑配合合理的加工工藝才能避免上述問題的發生。

近年來，各種新型纖維在印染行業中得到廣泛的應用，同時隨著人們環保意識的逐步提高，各類勻染劑及其主要組分都有了進一步的發展。勻染劑主要對纖維分散染料溶解狀態、上染速率、染料解析和遷移、高溫分散性、染深性以及染料配伍性的改善等起到相應的作用。尤其超細纖維因其特殊的表面結構和纖度，在染色過程中對勻染劑的要求更為嚴格。勻染劑的加入主要是改善超細纖維染色性能的重要途徑。因此在針對超細纖維染色過程中勻染劑的選擇需要從勻染劑多方面性能進行考量和篩選。相信在以后所開發出的勻染劑將是更專用、更環保、復配型的種類，從而更好的推動我國的勻染劑乃至印染行業的發展。