活性染料在軋染中的應用探討

徐新超，邱鴻響

（祥華集團聚祥漂染有限公司，福建石獅 362700）

對染料使用者來說可能熟悉的是最初編入《染料索引》的那些活性染料名稱，但現在大多數染料都不按這些名稱來命名。如何合理使用這些染料是染色工作者必須面對的問題，每一家染料廠都會有自己的一套色譜，會推薦相應的三原色，但實際上這些資料并不適合工廠的需求。比如，最初國產染料1 套三原色（紅3BS，黃3RS，藍M-2GE）在使用時因其直接性有差異，造成開車后紅黃光減少，色光逐漸偏藍光，直至料槽中染液達到平衡為止，導致生產中織物前后色光不穩定。有人根據生產中各種情況總結了一個開機補充染料的經驗公式，但在實際生產中并不完全適用。大多都是技術員根據經驗來處理，往往因技術員、操作工、機臺、品種、車速等不同造成差異，給生產帶來不便。

另外，近年來染料價格的居高不下，給染廠成本控制帶來了很大壓力。如何合理選用染料，既能保證生產中的色光穩定，又能以最低的成本生產出合格的產品成為染色工作者研究的方向。

1 軋染工藝

活性染料的軋染主要分為以下幾種工藝：（1）軋-烘-焙；（2）軋-烘-軋-蒸；（3）軋-蒸。第1種工藝由于染色產品色牢度、色光穩定性較差，已經很少使用。第3 種工藝對染料及助劑有特殊要求，尚未普遍推廣應用。目前廣泛應用的主要是第2種工藝。本文主要論述軋-烘-軋-蒸工藝如何選用活性染料。

2 活性染料的選擇

2.1 直接性

由于活性染料與纖維素纖維主要以共價鍵結合，還有氫鍵和范德華力等分子間作用力，所以染料對纖維有很強的直接性。在選用染料時首先要考慮染料的直接性，直接性太高，染料對纖維上染過快，容易在纖維表面堆積，難以向纖維內部移動，造成纖維內外染料濃度差異太大，導致染色不勻；在生產時也會導致初開車顏色偏深。因此，軋染時要選擇直接性中等的活性染料[1]。

直接性可以用定性濾紙測試染料的比移值（Rf），Rf值=染料上升的高度/水線上升的高度。Rf值越大表示直接性越低，一般軋染選擇Rf值在0.80～1.00的染料為好。幾種常見國產活性染料的Rf值見表1。

表1 常見國產活性染料的Rf值

需要注意的是，由于染料中的一些添加劑（消泡劑、增溶劑、防塵劑）和無機鹽電解質等均會影響染料的直接性，單個染料的直接性只能作為參考，拼色時判斷多只染料的直接性是否一致，必須在同一溶液體系中進行。方法如下：

（1）色層法：把配好的染液用定性濾紙測定染料的爬升能力。如幾只染料的爬升高度及速度一致，沒有明顯分層，則此拼色中的染料配伍性一致。

（2）濾紙滴圈法：把配好的染液滴1～2滴（每滴約0.05 mL）在中速濾紙上，觀察染液在濾紙上的滲透及擴散情況，擴散到外圈的染料直接性較低，如果整個滲圈均勻沒有分層現象，則直接性相近。

（3）染料濃度對直接性也有一定影響。高濃度直接性低，低濃度直接性高。

2.2 配伍性

活性染料拼色時要求拼色染料的直接性相近，這樣在染色時才能保證顏色的穩定性。否則，在軋染初開車時會引起上染率及色光的變化；而且在生產過程中，任何工藝條件的波動都會對上染率及色光造成一定的影響。比如車速變化、蒸汽壓力波動、烘燥設備溫度不同、液位變化等都會導致染色產品出現邊中、落色、陰陽面等質量問題。另外，選用的活性染料反應性、耐堿性差異過大也會導致染液中的各染料在堿性條件下相互排斥或相互吸附而發生凝聚。因此，要求染色時所用的各染料配伍性相近，這樣才能保證染色過程中產品質量前后穩定。

2.3 耐堿性

活性染料染色需要在堿性條件下完成固色，因此染料耐堿性的差異會導致色變。單個染料耐堿性測試方法如下：染料10 g/L、鹽100 g/L、純堿20 g/L，攪拌均勻后在水浴鍋中于50 ℃保溫，每隔10 min 滴一滴在濾紙上，觀察有無染料凝聚析出。染料析出所需要的時間越長表示染料耐堿性越好。

染料拼色時由于染料之間的相互作用，所表現出來的耐堿性會有所變化。活性染料拼色時的耐堿性主要表現為耐堿絮凝能力和耐堿水解能力。耐堿絮凝能力：活性染料由于其分子結構中具有可溶性基團，在中性溶液中以離子狀態存在，不會出現凝聚和分層現象；在堿性條件下，染料之間的相容性被打破，部分染料會發生凝聚形成色點，比較典型的染料如活性艷蘭KNR。耐堿水解能力：活性染料耐堿水解能力表現在2方面，一是耐堿的強度，指耐堿的pH高低；二是耐堿的時間。比如以活性黑5#為主的乙烯砜型活性染料汽蒸時間不宜太長，否則易發生水解。

2.3.1 耐堿強度

在固色液中加入200 g/L 的鹽，調整堿質量濃度，其他條件不變，測試織物染色后的顏色深度，結果如表2所示。

表2 耐堿強度測試結果示例

2.3.2 耐堿時間

在固色液中加入200 g/L的鹽，pH調整到10～11。在相同條件下浸軋織物，調整汽蒸固色時間，分別測試染色后的顏色深度，結果如表3所示。

表3 耐堿時間測試結果示例

2.3.3 染料相容性

在染液中加入一定量的固色液，攪勻，在50 ℃恒溫靜置5 min 和20 min 后，在濾紙上滴1～2 滴，觀察染料滲圈是否有分層或染料析出，如有則說明染料之間相容性不好。

2.4 提升力

染料的提升力是指在染色時，隨染料用量的逐步增加，所染織物的顏色深度相應遞增的程度。提升力好的染料，織物的顏色深度隨染料用量的增加而增大，染料有較好的染深性。提升力差的染料，染深性差，達到一定顏色深度后，織物顏色深度就不再隨染料用量的增加而增大。深色要選提升力高的染料，否則就容易造成染料的極大浪費。

提升力的測試：分別取染料質量濃度為1.0、2.5、5.0、10.0、20.0、40.0、60.0 g/L，按正常工藝打單色梯度樣并輸入電腦測色儀，得到染色提升力曲線圖。染深色時，通過染料的提升力曲線圖來了解染料的提升力，從而優選出提升力較高的活性染料。

2.5 敏感性

很多工廠大多會選擇紅、黃、藍三原色活性染料組合進行拼色。但三原色最大的問題是敏感色拼色時，由于沒有主色，3只染料用量比較接近，一旦有一只染料顏色發生變化，就會導致整個色相變化。對敏感色來說最好用一只主色再拼其他附色為好。比如，利用軍綠、棕、灰等多次色染料作為主色使用。但要注意這些顏色大多為染料廠生產使用的拼混染料，選擇時要注意檢查這些染料是“干拼”產品還是“濕拼”產品。

所謂“濕拼”是染料廠通過技術改革把染料分子結構中的染料母體通過一定的方式連接在一起，從而拼混出多次色染料；或者通過其他技術，讓染料充分混合，在染料成品之前進行復配。而“干拼”則是染料廠把染料成品按一定的比例復配混合，其性質跟染廠自己拼色差不多[2]。所以，一定要對這些染料進行把關，具體方法：把染料干粉撒在濕濾紙上觀察，“濕拼”染料為一個顏色，“干拼”染料則會有幾種顏色成分。敏感色的選取要利用這些“濕拼”多次色染料以提高顏色的穩定性。

2.6 特殊要求

對于有特殊要求的產品，要根據客戶的具體要求來選擇染料。比如耐曬色牢度、耐氯漂色牢度、耐汗光色牢度等要求，需要使用特殊的染料，染料制造商都有與之相對應的染料品種。這些色牢度跟染料本身的特性有很大關系，但是需要特別指出的是耐摩擦色牢度，尤其是深色耐濕摩擦色牢度跟染料的選擇和生產操作都有很大的關系，選擇染料時一定要選擇力份高、提升力高、固色率高的活性染料組合。通過嚴格的生產工藝控制生產出符合客戶耐摩擦色牢度要求的產品。

2.7 跳燈因素

活性染料分子結構不同，不同染料組合染相同的顏色會出現跳燈現象。客戶往往是不接受跳燈的。要通過選擇染料來解決跳燈問題，但也一定要遵循以上幾條原則。否則，即使解決了跳燈問題，生產時也難以保證產品質量的穩定性。隨著生產工藝的改進，很多新型染料被開發出來，替代士林基本不跳燈的活性染料已經開始應用。另外，隨著電腦測色的普及應用，這些問題都可以通過電腦測色優選染料來解決。

3 結論

活性染料在軋染上的應用只要遵循以上原則，就能在合理的染料成本基礎上生產出合格的產品。