拔染在棉織物扎染工藝中的應用研究

姚 駿，陳秀芳

(安徽職業技術學院，安徽 合肥 230011)

扎染在中國、日本、印度、印度尼西亞以及非洲等地都有著悠久的發展歷史。隨著時代的進步，人們在扎染的圖案設計、染色工藝及產品開發等方面都進行了很多改革和創新[1-3]，越來越多的服裝設計師和家裝設計師將扎染元素運用到他們的作品中[4-6]，傳統的扎染技藝正煥發出勃勃生機。在常規扎染工藝中，織物都是在縫扎、捆扎或夾扎之后進行染色。拔染是在織物染色后利用拔染劑(氧化劑或還原劑)局部破壞地色，常用于印花工藝[7-9]。如果將拔染與扎染相結合，即將染色后的織物進行縫扎、捆扎或夾扎，再用拔染劑處理，則在織物被扎部位留下原來的地色，而其他部位的染料被破壞變成白色(或淺色)，形成與常規扎染相反的圖案效果。

近些年來，在直接染料和活性染料的結構、性能及染色工藝研究方面都取得了很大進展[10，11]，但這些新型染料在扎染工藝中的應用鮮有文獻報道。扎染的創新離不開染色工藝(包括染料及染色方法的選擇)的創新，本文將使用扎染最常用的靛藍以及新型的直接染料和活性染料對棉織物進行染色，并把拔染運用到扎染中，為扎染工藝的創新做出有益嘗試。

1 實驗部分

1.1 織物試劑及儀器

織物：純棉漂白布(廣州松棉紡織品有限公司)。

試劑：直接染料(臺灣永光化學工業股份有限公司)，活性染料(美國亨斯邁公司)，合成靛藍粉(貴州安順蠟染村大角苗工坊)，碳酸鈉(分析純，上海廣諾化學科技有限公司)，氫氧化鈉、連二亞硫酸鈉、氯化鈉(分析純，煙臺市雙雙化工有限公司)，高錳酸鉀(分析純，徐州試劑二廠)，亞硫酸氫鈉(分析純，上海蘇懿化學試劑有限公司)。

儀器：數顯恒溫水浴鍋(常州普天儀器制造有限公司)，EL-320S型電子天平(常州天之平儀器設備有限公司)。

1.2 拔染原理

1.2.1靛藍地色拔染原理

靛藍拔染劑主要為氧化劑。在氧化劑作用下，靛藍結構中的碳碳雙鍵發生斷裂，生成可溶于堿的靛紅，經皂洗而去除。反應如下：

靛藍拔染最常用的氧化劑是氯酸鈉∶黃血鹽鈉7∶3的混合物、并以檸檬酸為介質，拔染性能好，而且不含甲醛，但棉織物在氧化劑和酸劑條件下，易受到損傷使強力下降。高錳酸鉀多用于靛藍牛仔服的水洗后整理，也屬于拔染工藝，而且在中性或弱堿性條件下對棉織物的強力損傷小，但需要進行脫錳。

1.2.2直接染料地色拔染原理

直接染料主要采用還原劑進行拔染，常用的還原劑有雕白粉、德固林和保險粉等。偶氮基是直接染料重要的發色團，含偶氮基的直接染料在還原劑作用下使偶氮基裂解，生成兩種或兩種以上小分子的氨基化合物。這些氨基化合物大多無色，即使有色對纖維的親和力也小，能通過皂洗和水洗去除，達到拔染的目的。以直接青蓮N為例，其還原反應如下：

另外，直接染料以氫鍵和范德華力固著在棉纖維上，也有利于拔染。但偶氮基數量多或經金屬鹽固色的直接染料拔染性能較差。

1.2.3活性染料地色拔染原理

偶氮基也是活性染料重要的發色團，所以同直接染料一樣，活性染料也主要采用還原劑進行拔染。但活性染料以共價鍵固著在棉纖維上，其拔染性能與染料-纖維鍵的穩定性有關，KN型活性染料的染料-纖維鍵遇高溫、強堿易斷裂，從而易拔染。另外，對于單偶氮結構的活性染料，活性基團連接在重氮部分的要比活性基團連接在偶合部分的易拔染；染料母體含金屬絡合結構的、或者為溴氨酸結構及酞菁結構的不易拔染。如活性嫩黃X-6G在棉纖維(以Cell-OH表示)上固著后經還原反應在偶氮基處裂解得到兩種氨基化合物，其一為淡黃色、能溶于皂液而去除，其二為以共價鍵連接在纖維上、但無色的殘留物，所以活性嫩黃X-6G拔染性能良好。反應如下：

活性艷紅K-2G在棉纖維上固著后經還原劑作用，在偶氮基處裂解得到兩種產物，其一為淺棕色、能溶于皂液而去除，其二以共價鍵連接在纖維上且為棕色的殘留物，所以活性艷紅K-2G拔染性能差。反應如下：

1.3 染色工藝

1.3.1靛藍染色

工藝處方：靛藍：2～5%(owf)；燒堿：5～8 g/L；保險粉：5～8 g/L；元明粉：20～30 g/L；浴比：1∶50。

工藝流程：染料還原和溶解(20～30 ℃，10～15 min)→隱色體上染(20～30 ℃，40～45 min)→隱色體氧化(空氣氧化，10～15 min)→熱水洗→冷水洗→烘干。將織物縫扎、捆扎或夾扎并放入冷水浸泡，準備拔染。

1.3.2直接染料染色

選用直接青蓮2B、直接寶藍BRN、直接玫紅FR和直接綠、直接翠藍FBL、直接黃PG和直接大紅F2G對棉織物進行染色，工藝處方及條件：染料用量：2%～4%(o.w.f.)；浴比：1∶30；染色溫度：90～95℃；染色時間：40 min。

染色后對織物進行熱水洗、冷水洗并烘干，再用不同方法將織物縫扎、捆扎或夾扎。扎好的織物放入冷水浸泡，準備拔染。

1.3.3活性染料染色

選用諾威克隆紅S-B、黃S-3R、海洋藍S-R、深夜黑S-R、紅EC-4B、黃EC-2R、藍EC-2R等對棉織物進行染色，工藝處方及條件：諾威克隆染料：2%～3%(o.w.f.)；氯化鈉：15～20 g/L；碳酸鈉：15～20 g/L；浴比：1∶30；染色溫度：60℃；染色時間：30 min；固色溫度：60℃；固色時間：30 min。

染色按活性染料浸染的一浴兩步法進行操作：染液配好后加熱至60℃，投入織物開始染色，15 min時加氯化鈉進行促染，繼續染色15 min。將碳酸鈉用少量熱水溶解倒入染液并攪拌均勻，固色30 min，之后織物經水洗、皂洗、水洗、烘干再進行縫扎、捆扎或夾扎，準備拔染。

1.4 拔染工藝

1.4.1靛藍地色拔染

靛藍地色拔染主要分兩步：第一步為氧化，即用高錳酸鉀作為氧化劑破壞靛藍結構；第二步為脫錳，即用亞硫酸氫鈉去除織物上棕色的二氧化錳，實現拔白效果。氧化工藝：高錳酸鉀：5 g/L；浴比：1∶50；溫度：45～50℃；時間：3～5 min。脫錳工藝：亞硫酸氫鈉：30 g/L；浴比：1∶50；溫度：45～50 ℃；時間：1～3 min。

1.4.2直接染料和活性染料地色拔染

直接染料和活性染料地色拔染原理基本相同，都采用保險粉作為還原劑，工藝條件：燒堿：5 g/L；保險粉：5～10 g/L；浴比：1∶50；溫度：90～95 ℃；時間：1～3 min。

拔染時先按1∶50的浴比制備5 g/L的燒堿溶液，加熱至90～95℃，然后將扎好并潤濕、擠干的織物投入其中。稱取適量保險粉，一邊撒入燒堿溶液，一邊攪拌。

2 結果與討論

2.1 靛藍地色拔染

經靛藍染色后的棉織物在40～50 ℃、5 g/L的高錳酸鉀溶液中，隨著處理時間的延長，織物由黃綠色變為黃棕色直至紅棕色，這是由于靛藍的逐漸減少和二氧化錳的逐漸增加所致。氧化后的織物經水洗去除多余的高錳酸鉀，再投入40～50℃、30 g/L的亞硫酸氫鈉溶液中，織物逐漸呈現白色，實現拔白效果。控制織物在高錳酸鉀溶液中處理的時間，可得到不同程度的拔染。圖1、圖2均為靛藍地色拔白，其中圖1為織物夾扎、捆扎后全部浸入高錳酸鉀溶液，圖2為織物捆扎后局部浸入高錳酸鉀溶液。圖3為半拔，即將織物捆扎后在高錳酸鉀溶液中浸漬較短時間(30 s左右)便取出，水洗后脫錳。相對來說，拔白比較容易實現，如果地色不夠潔白可重復進行氧化和脫錳而半拔不易控制，特別是染色不勻時半拔會造成地色不凈。

圖1 靛藍地色拔白(全部) 圖2 靛藍地色拔白(局部)

圖3 靛藍地色半拔

2.2 直接染料地色拔染

織物上的直接青蓮2B在燒堿和保險粉的作用下迅速褪色，有很好的拔白效果，見圖4。直接寶藍BRN褪色較慢，中間出現過渡色即紫紅色，隨著保險粉用量增加和拔染時間延長，紫紅色會消失，得到拔白效果，見圖5。利用直接寶藍BRN在拔染過程中出現過渡色的特點，拔染時可將織物的某一部分提前從燒堿溶液中取出，余下部分繼續拔染，得到半拔和全拔(即拔白)的對比效果(捆扎較緊的部位也會部分保留原來的地色或呈現半拔效果)，見圖6。直接玫紅FR褪色較快，但較難拔白，會留下淡黃色，與織物上原來的玫紅色形成一定的對比，見圖7。直接綠褪色較慢，最后留下淡淡的黃綠色，使地色不夠潔白，見圖8。直接翠藍FBL、直接黃PG和直接大紅F2G較難拔染。

圖4 直接青蓮2B拔染 圖5 直接寶藍BRN拔染(全拔)

圖6 直接寶藍BRN拔染(半拔+全拔) 圖7 直接玫紅FR拔染

圖8 直接綠拔染

2.3 活性染料地色拔染

從拔染結果看，諾威克隆紅S-B、深夜黑S-R、藏青EC-R和藍EC-2R拔染性能較好，易拔染，見圖9～圖12；諾威克隆紅EC-4B和海洋藍S-R拔染后留下淺的地色，見圖13～圖14；諾威克隆黃S-3R和黃EC-2R較難拔染。

對于較難拔染的染料，可與易拔染的染料按一定比例拼色，染色后再進行局部拔染，則易拔染的染料被破壞而褪色，留下難拔染的染料，而織物被扎部位仍保持原來的地色，如諾威克隆黃S-3R和紅S-B拼色拔染，見圖15；諾威克隆黃EC-2R和深夜黑S-R拼色拔染，見圖16；諾威克隆海洋藍S-R和紅S-B拼色拔染，見圖17；諾威克隆黃S-3R和藍EC-2R拼色拔染，見圖18。

圖9 諾威克隆紅S-B拔染 圖10 諾威克隆深夜黑S-R拔染

圖11 諾威克隆藏青 圖12 諾威克隆藍

圖13 諾威克隆紅 圖14 諾威克隆海洋藍

圖15 諾威克隆黃S-3R 圖16 諾威克隆黃EC-2R

圖17 諾威克隆海洋藍S-R 圖18 諾威克隆黃EC-2R

2.4 三種地色拔染工藝的比較

比較靛藍地色拔染、直接染料地色拔染和活性染料地色拔染發現，靛藍地色拔染需要經過氧化和脫錳，工藝較復雜，而靛藍本身染色工藝也較復雜，勻染性差，染色牢度特別是水洗牢度和摩擦牢度較差；直接染料拔染工藝較簡單，容易實現半拔和全拔效果，但直接染料曾被嚴格禁用，環保型的直接染料品種較少，而且直接染料以氫鍵和范德華力固著在纖維上，濕處理牢度較差；活性染料拔染工藝也較簡單，而且染料品種多、色譜全，根據染料拔染難易程度不同可實現半拔和全拔效果，不同拔染性能的染料拼色拔染可進一步豐富其地色拔染的色彩和圖案效果，再者活性染料以共價鍵固著在纖維上，染色牢度較好，特別是近年來開發的活性染料新品種，其染色性能和染色牢度更加優異。

3 結語

棉織物用靛藍、直接染料和活性染料染色后，將拔染與扎染相結合，得到與常規扎染相反的圖案效果，可進一步豐富棉織物的扎染工藝；靛藍、直接染料和活性染料三者相比，活性染料品種多、色譜全、染色牢度好，最適合進行地色拔染，可很好地用于棉織物扎染工藝的創新；上述染料結構及染色、拔染性能各異，有待繼續深入研究其在扎染工藝中的應用。