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纤维印花工艺中印花用活性染料的选择
集萃印花网  2011-03-10 00:00:00

    【集萃网观察】印花有不同于染色的特殊性。因此,适用于染色的活性染料,并不能完全适用于印花。反之,印花用的活性染料也不一定适应于染色。那么怎样筛选出能适用于印花的活性染料,是能否将所设计的花样图案如实地印制到织物上的重要因素之一。常用于印花的活性染料,也会由于印花时传递色浆方式的不同,对活性染料品种的选择也有些差异。在滚筒印花时,色浆是通过花筒表面压力传递给织物的。在平版筛网印花时,色浆是通过刮刀或磁棒在筛网上反复往来,透过筛网而传递给织物的。而圆网印花既无滚筒印花的压力,又无平版筛网印花的刮刀或磁棒反复动作,色浆是通过圆网的转动、刮刀或磁棒的单一挤压动作而传递给织物。因此色浆大部分堆置于织物表面,不容易渗入到织物内部,色浆中的活性染料只能与纤维表面起化学反应。因此不同印花方法对活性染料本身的性能提出了不同要求,但不论何种印花方法,对印花用的活性染料要求是:

  1.高的印花固色率和提升率

  目前我国应用于印花的染料品种,还是以生产方便和价格相对便宜的一氯均三嗪为活性基的K型活性染料为主。这一系列的活性染料在棉织物的印花固色率大部分只能达到60%~’70%,个别差的只有50%左右,这对提高染料的利用率,降低染料的耗用,以及改善印染厂对环境污染是十分不利的。

  为了有效地提高活性染料的利用率,染料制造商对原有含氮杂环的活性染料进行了一系列的结构改进:利用三嗪环染料的“染料一纤维”键对碱的稳定性,引入两个相同或不相同的活性基,以增加活性基与纤维反应机率,使固色率有所提高,又能保持化学键的稳定性。

  (1)相同双活性基染料是双一氯均三嗪的活性染料,这样染料的特点是直接性高,适宜印染深色,我国生产的KP型活性染料就属此类型,它们的结构通式为:

  

  另外,还有两个口一羟乙烯砜硫酸酯的双活性基的活性染料,例如活性KN—B。

  (2)相异双活性基染料是发展较快的一类活性染料,特别是一氯均嗪和口一羟乙烯砜硫酸酯的双活性染料。这种染料的典型结构为:

  

  这类双活性基染料都是单侧型的,两个活性基接在整个染料的同一侧,相互有影响,产生协同反应,其反应性比单独存在时强。整个染料的反应性介于二氯均三嗪与一氯均三嗪之间,也比卢一羟乙烯砜硫酸酯强,两个活性基的反应性分别都比相应的单个活性大,因此与纤维素纤维的反应速率也较快。

  注:双活性基的活性染料不仅固色率比常用的K型活性染料要高,且提升率也较K型活性染料为好。

  2.反应速率快

  印花不同于染色,活性染料在竭染过程中有充分的吸色、固色时间;而印花时染料的汽蒸固着时间仅数分钟,其中包括印花色浆吸收蒸化机内蒸汽中的水分而膨润,染料由色浆膜层内渗移到外侧,然后与纤维接触而发生化学反应,因此染料与纤维的反应时间相对较短。为此,印花用的活性染料以活性基反应活泼,又具有较好的染料一纤维键的稳定性为佳。M型活性染料和Megafix BPS型活性染料,它们既具有一氯均三嗪型染料的性能,又具有乙烯砜染料的性能,经测定其反应活性介于二氯均三嗪型之间。不同活性基的活性染料反应活泼性见下图所示。

  

  从上图可以看出,M型、x型(它水解稳定性差)活性染料的反应活泼性,明显地较K型活性染料为高;它在印花后汽蒸固着时间一般仅需3min,比K型活性染料缩短汽蒸时间1/2。

  3.扩散速率与拼色相容性

  染料染着的扩散速率高,表示染料向纤维内部扩散较快,使纤维染透所需的时间短,有利于减少因纤维结构的不均匀,或因固着条件的原因造成渗移不一而形成块面不匀,从而获得表面给色均匀的产品。扩散速率的大小,取决于染料分子结构和形态以及纤维微隙的大小。纤维的微隙小,形成扩散的机械障碍,染料分子通过微隙的几率就比较低,扩散就比较缓慢,若染料分子大而纤维微隙小,则染料分子就不能或难以进入或通过,若染料分子小,而纤维微隙大,则有利于染料分子的扩散。因而采用不同类型品种染料来进行拼色时,必须考虑到两种或两种以上染料相互间的扩散性能。

  染料拼色相容性在不同印花方式中,它们所显现的情况是不同的。滚筒印花时,色浆通过较大的压力印在织物上,帮助它在织物上渗透,并向纤维间扩散,从而具备较多的与纤维起化学反应的机会。

  平版筛网印花可以通过刮刀或磁棒多次往复刮印以利色浆向织物纤维间渗透。而圆网印花,由于色浆所受到的压力较轻,色浆大部分堆聚在织物表面,不易渗透到纤维内部,染料与纤维的有效接触机会就大为降低。在这种情况下,染料分子结构的大小,染料渗透扩散性能,以及染料对纤维亲和力高低等的差别就成为发生固着率高低、色泽差异的主要原因。再加之印花速度、烘燥条件以及有些染料对固着条件(汽蒸方式、蒸汽压力、湿度、温度、时间等因素)变化的敏感性,均将影响拼色时的色泽重现性,即在实际生产中产生色光差异之弊。为此,必须选择一些在工艺条件的参数变化较多的情况下,即对纤维亲和力较低、匀染性较好、固着条件对其影响较小、印花固色率近似的品种来拼色,这样既有利于染料的充分利用,又可防止色差的产生。

  对活性染料扩散性能对比测定,可以用染料经过扩散透过粘胶纤维薄膜层数的多少来进行评定。

  在印花时,供给织物的印花色浆基本上是定量的,而且印花色浆印上织物至烘干所经历的时间又短暂。因此,在印花过程中,染料对织物的转移也基本上由染料移染扩散性能来决定。

  染料相对移染性的测定,可以将两种待测的染料,配制成1%浓度的溶液等体积拼混,在色层分析滤纸或定量分析滤纸上做点滴试验,比较两者渗圈的分布状态。

  印花用的活性染料要求扩散性好一些,这样有利于染料在汽蒸时从糊料膜层向纤维内部移染,有利于不同色泽的染料品种进行拼色时的重现性。

  4.活性染料的沾色和易洗除性

  活性染料有些品种的皂洗沾色性能差,特别在直接印花时很易沾染白地。造成沾染的原因:

  (1)活性染料的直接性。活性染料直接性的大小与染料母体的结构有关。以直接染料为母体的,与棉纤维直接性较高,其扩散系数小。

  以酸性染料为母体的,其直接性较低。而以酞菁素结构为母体的,由于铜酞菁相对分子质量较大,对棉纤维也有一定的直接性。

  (2)活性染料的亲和力。活性染料的亲和力与印花后的沾污性有密切的关系,即亲和力越大的活性染料,其印花后的沾污性能越强,也就是说易洗除陛和白布沾色牢度越差。

  活性染料亲和力和印花后沾污性能与染料结构有关。一般说来,染料母体分子结构中水溶性基团多的,其易洗除性较好,不易沾染白地。

  要使活性染料沾色牢度的提高和具有优良的、易洗除性的基本关键,还在于提高活性染料的固色率。但是活性染料的固色不可能达到100%,因此难免引起在水洗、皂洗过程中沾污白地,所以应选择固色率高、亲和力小、扩散速率快的活性染料来印花。

  根据上述选择的原则,并经生产实践,下列一些国产活性染料品种较适用于印花工艺的需求:

  嫩黄色:活性嫩黄M—7G、活性嫩黄BPSN、活性嫩黄K一6G。

  黄色:活性金黄M—-5R、活性金黄BIaS、活性金黄K一.2RA。

  艳橙色:活性艳橙K—GN、活性艳橙BPS、活性艳橙K—7R。

  艳红色:活性艳红K一2G、活性红BPS、活性艳红K一.2BP、活性艳红M一8B。

  紫色:活性紫BPS、活性紫K.3R。

  艳蓝色:活性艳蓝K—3R、活性艳蓝BPS、活性艳蓝K—GRS,,

  深蓝色:活性深蓝M—qG、活性深蓝BPS.

  棕色:活性黄棕K—GR。

  灰色:活性灰BPSN、活性灰K—B4RPo

  黑色:活性黑K—BR、活性黑BPSO、活性黑KN—BO、活性黑KN——G2RCO。(胡平藩)

  来源:集萃印花网

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