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  • 低堿活性染料元明粉、純堿用量,染色溫度、時間選擇對染色效果的影響

    發布時間:2022-03-15 點擊:

    定型機涂層機專業生成廠家無錫前洲興華機械2022年3月15日訊 在常規的活性染料傳統工藝過程中,為提高染料的固色率,會加入大量的純堿(染中深色時達到 15~25g/L)。但堿用量過高會引起以下問題:溶解不當或加入速度控制不當,會導致上染速度過快,造成染色花;染浴 pH 過高,導致染料水解速度加快,上染率及固色率偏低,且染色穩定性差袁,易產生缸差、色差等問題;后續的清洗工序,因堿量太高,需要酸中和,再皂洗,水洗,耗水耗時,增加了廢水處理的負擔。


    作者:張貴


    活性染料染色大量使用純堿固色,不僅耗費大量純堿和染料,成本高,能源及水資源浪費嚴重,而且其生產時間相對較長,不符合生態和環保要求。


    低堿染色是活性染料染色的發展方向之一。通過合成新的結構和改進商品加工技術,可實現活性染料低堿染色,如開發高直接性、高反應性和高固色率的煙酸均三嗪基活性染料;或對活性染料結構進行改性,可實現雙活性基的氟代均 三嗪型活性染料低堿染色;或以穩定劑加燒堿作為活性染料浸染的固著劑, 燒堿用量只需 1~3g/L,降低了染料的上染速率及固著速率,保證了染色的均勻和產品質量的穩定,也除低了生產和污水處理成本;也有企業采用代用堿代替純堿進行活性染料固色,可降低堿劑用量,但代用堿的使用性能上與純堿相比,如固色效果、固色率和色光等方面仍有一定差距。


    試驗主要研究低堿活性染料系在棉織物中的最佳染色工藝。

    01
    實 驗


    1.1 織物


    經前處理的平紋精棉(號數 19.44tex,克重 120g/m2,幅寬 147cm)


    1.2 染料及助劑


    染料:低堿黃 YELLOW DH-DR(德司達),低堿紅 RED DH-DG(德司達),低堿藍 BLUE DH-FR(德司達)。

    助劑:純堿、元明粉(均為市售)。


    1.3 設備


    鴻靖紅外線染色機堯,鴻靖自動煮堿機,Data color SF600X 型測色儀。


    1.4 染色配方


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    1.5 工藝流程


    染色——冷水洗——皂洗——熱水洗——冷水洗——烘干。


    1.6 工藝曲線圖


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    1.7 試驗方法


    1.7.1 上染率

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    1.7.2 牢度測試

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    1.7.3 色差測試

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    02
    實驗結果與討論


    2.1 元明粉用量的選擇


    按設計的工藝,元明粉用量分別用 50g/L、 60g/L、70g/L、80g/L、90g/L、純堿 2.5g/L,80°C*30min 進行染色,測試織物的上染率,結果如圖 1 所示。

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    由圖 1可知,隨著元明粉的增加,上染率逐漸上升,但用量達到 70g/L 后,上染率走勢趨于平緩。這是因為在堿性條件下,纖維素纖維帶有較多的負電荷,阻礙染料陰離子上染纖維,加入元明粉后,元明粉中的 Na+ 可吸附在纖維表面,降低纖維的負電荷,而降低染料與纖維間的斥力,有利于染料向纖維靠攏而吸附上染,即元明粉對活性染料染色有促染作用;在元明粉用量達到 70 g /L 后,染料的上染已基本達到平衡。上染固著率變化不大,且元明粉用量過多,也可能造成染料鹽析,在織物上造成色點和染斑。


    2.2 純堿用量的選擇


    按設計的工藝,純堿用量分別用1.5g/L、2.0g/L、 2.5g/L、3.0g/L、3.5g/L、元明粉 70g/L、80°C*30min 進行染色,測試織物的上染率,結果如圖 2 所示。


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    由圖 2 可知,織物上染率隨著純堿用量增大而提高;當純堿用量達到 2.5 g/L 時,染色織物上染率最高,且純堿用量高于2.5 g/L 時,織物上染率走勢趨于平緩甚至略有下降。綜合考慮,純堿用量以 2.5 g/L 為宜,即采用新型低堿活性染料染色,純堿用量僅為傳統活性染料染色時 1/6~1/8。


    2.3 染色溫度的選擇


    按設計工藝,純堿用量 2.5g/L,元明粉 70g/L, 溫度分別用 50°C、60°C、70°C、80°C、90°C進行30min 染色,測試織物的上染率,結果如下圖3 所示。

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    圖 3 不同溫度染料上染率


    由圖 3 可知,隨著溫度的升高,3種低堿染料的上染率逐漸升高,80 °C時上染率均達到最大,隨后逐漸降低。這是因為溫度的升高有利于纖維的膨化,染料分子在水中的運動程度增加,染料與纖維的反應速率提高,有利于染料與纖維的反應。但溫度過高,會造成染料水解增多,影響織物得色量。由于染色在低堿條件下( 純堿 2.5 g /L) 進行,故在常規的 60°C條件下,可能反應不完全, 固色率并未達到最高,在 80°C時,上染率才達到最高。


    2.4 染色時間的選擇


    按設計工藝,純堿用量 2.5g/L、元明粉 70g/L、在溫度 80°C下分別用 20min、30min、40min、 50min、60min 進行染色,測試織物的上染率,結果如圖 4 所示。

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    圖 4 不同時間染料上染率


    由圖 4 可知,隨著染色時間的增加,染料上染率逐漸升高;當染色時間超過 30 min 后,上染率趨于平緩并逐漸下降。這是由于隨著染色時間的增加。固色反應逐漸進行。同時由于固色反應打破了原來的上染平衡。染浴中的染料會二次上染、固色,最后達到新的平衡,此時的上染率最高;繼續延長染色時間,在高溫和堿性條件下,染料水解會加劇,造成固色率下降,上染率有所降低。

    03
    批量生產表現


    3.1 色差、布面效果表現


    應用試驗的結果,跟進多缸批量生產,QC 查看布面效果好,并抽匹疊段差查看色差同樣效果也好。同時,抽取部分批次采用 Datacolor 型測配色系統的 555 分色法,進行色差分析,結果如表 1。


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    根據試驗方法讀取各批次的 DL、DC、DH 值看出,所抽取大貨批次色 555 分色 DL 最大值 6 最小值 4,DC 最大值 5 最小值 5,DH 最大值 6、最小值 4,各項的最大值與最小值之差為 202,2+2<5,符合本廠標準,色差好。


    3.2 色牢度測評


    對批量生產織物進行牢度測試,結果見表 2。


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    由表 2 可知,用此組合染料生產的大貨具有較好的色牢度,可滿足客人的要求。

    04
    結 語


    1. 通過試驗及大貨跟進,低堿型 DH 活性染料最佳染色工藝為:在染料用量為 2.5%(o.w.f)、水比 1:4.5 時,純堿 2.5g/L,元明粉 70g/L,80°C固色 30min。


    2. 低堿活性染料染色所需純堿用量少,僅為傳統活性染料染色的 1/8,工藝簡單,省水省時,染色織物得色量高,染色效果與傳統高堿工藝相當,且牢度達到或超過了常規活性染料。


    印染人整理自《科研與生產》2018年7月第7期
    參考文獻(略)

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