內(nèi)容提示

反應(yīng)性直接染料染棉與中性染料（或分散染料）染錦，具有良好的同浴染色適應(yīng)性。因此，可以使棉／錦織物改二浴二步套染為一浴一步法染色。實(shí)踐證明，該工藝染色效果良好，而且“節(jié)能、減排、增效”優(yōu)勢(shì)突出，極具推廣價(jià)值。

棉／錦（或錦／棉）織物，既有棉纖的吸濕透氣、手感柔糯的性能，又有錦綸的彈力、耐磨耐用的優(yōu)良特性。因而，棉／錦類(lèi)織物在紡織服裝面料中占有重要地位。

由于棉／錦類(lèi)織物是棉與錦綸的交織物，而棉與錦綸的染色性能截然不同，所以，通常是以二浴二步套染法染色。即，以中溫型活性染料染棉，以酸性、中性或分散染料染錦。然而，二浴二步套染法染色，耗能大、排污多、產(chǎn)量低，不符合“節(jié)能、減排、增效”的環(huán)保理念。所以，研究和實(shí)踐一浴一步法染色技術(shù)，既有長(zhǎng)遠(yuǎn)意義又有現(xiàn)實(shí)意義。

棉／錦類(lèi)織物實(shí)現(xiàn)一浴一步法染色，其關(guān)鍵點(diǎn)有三。其一，染棉染料與染錦染料對(duì)染色溫度的要求要相同。其二，染棉染料與染錦染料對(duì)染浴pH值的適應(yīng)性要良好。其三，染棉染料與染錦染料受電解質(zhì)的影響要一致。

實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐證明，反應(yīng)性直接染料與中性染料（或分散染料），具有良好的同浴染色適應(yīng)性，以一浴一步法染棉／錦類(lèi)織物，可以獲得理想的染色效果。

一、反應(yīng)性直接染料、分散染料（中性染料）對(duì)同浴染色的適應(yīng)性

 1．染色溫度

反應(yīng)性直接染料（如上海興康化工有限公司的克牢克隆AA型染料、蘇州艾加紡織化工有限公司的CellufastTMN型染料等），是近年問(wèn)世的新品種。它既具有活性染料能與纖維素纖維形成化學(xué)鍵結(jié)合，固著牢度優(yōu)良的特點(diǎn)，又有直接染料竭染率高，染色性好，耐熱穩(wěn)定性佳的優(yōu)點(diǎn)。

經(jīng)檢測(cè)，反應(yīng)性直接染料在80℃染色，其表觀(guān)色深相對(duì)略高（注，這是由于在較低的溫度下染色，染料的吸附速率大于擴(kuò)散速率，染料在纖維表層堆積較多所致，并不證明反應(yīng)性直接染料是中溫型染料）。而保溫100℃沸溫染色，其表觀(guān)色深相對(duì)略低，但由于沸溫染棉纖的溶脹度大，染料的擴(kuò)散能力與移染能力較強(qiáng)，勻染透染效果好，色澤穩(wěn)定性好，染色牢度相對(duì)也好。這說(shuō)明，反應(yīng)性直接染料染棉，整體效果最好的染色溫度是100℃，而并非80℃。

反應(yīng)性直接染料的上染量與染色溫度的依附關(guān)系如表1所示。

表1 反應(yīng)性直接染料的上染量與染色溫度的依附關(guān)系

 注 (1)處與：染料2%(owf)，六偏磷酸鈉1.5g/L、純堿lg/L、食鹽70g/L。

    (2)工藝：浴比1:25,升溫速率2%/min,70℃、80℃、90℃、100℃分別保溫染色50min，水洗、皂洗、水洗、烘干。

    (3)檢測(cè)：以Datacolor SF 600X測(cè)色儀檢測(cè)。

錦綸雖屬疏水性纖維，但結(jié)構(gòu)比滌綸疏松，吸水性較滌綸大，在水中容易溶脹，玻璃化溫度低（錦綸6為47℃～50℃）。因此，無(wú)論是中性染料還是分散染料，在沸溫100℃條件下染色，便可獲得最佳染色效果。分散染料染錦綸不同溫度時(shí)的相對(duì)得色深度如表2所示。中性染料染錦綸不同染色溫度相對(duì)得色深度如表3所示。

表2分散染料染錦綸不同染色溫度時(shí)的相對(duì)得色深度

 注  (1)處方：染料2%(owf)，六偏磷酸鈉1.5g/L，高溫勻染劑1.5g/L（殘液pH=4.11)。

    (2)條件：浴比1: 20，升溫速率2.5℃/min，轉(zhuǎn)速45r/min，以表中所列的不同染色溫度分別保溫染色30min。

    (3)檢測(cè)：以100℃染色結(jié)果作標(biāo)準(zhǔn)，相對(duì)比較。Datacolor SF 600X測(cè)色儀檢測(cè)。

表3  中性染料染錦綸不同染色溫度的相對(duì)得色深度

 注  (1)處方：染料2% (owf)、六偏磷酸鈉1.5%g/L、硫酸銨2g/L，錦綸勻染劑951 1.5g/L。

    (2)工藝：浴比1：25，升溫速率為2℃/min，以表中所列的染色溫度分別保溫染色30min，pH=6～6.5。

    (3)檢測(cè)：以100℃染色的相對(duì)得色深度為100%，采用Datacolor SF 600X測(cè)色儀檢測(cè)。

這里要指出，錦綸在大于100℃的染色溫度條件下染色，隨著染色溫度的提高，錦綸會(huì)逐漸產(chǎn)生“紙化”現(xiàn)象（即，彈性逐漸消失，手感逐漸僵硬，強(qiáng)力逐漸下降，色澤逐漸泛黃）。染溫超過(guò)120℃，“紙化”現(xiàn)象會(huì)驟然加劇，其染色物會(huì)完全喪失服用性能。因此，分散染料或中性染料在溫度大于100℃條件下染錦綸，雖說(shuō)得色量有所提高，但并不可取。還是以沸溫100℃染色最為合適。

可見(jiàn)，中性染料或分散染料染錦綸，與反應(yīng)性直接染料染棉，對(duì)染色溫度具有良好的同浴適應(yīng)性。

2．染浴pH值

反應(yīng)性直接染料與活性染料相類(lèi)似，在其分子結(jié)構(gòu)中帶有反應(yīng)性基團(tuán)，在堿性條件下，能與纖維素發(fā)生化學(xué)性的交聯(lián)結(jié)合，從而獲得良好的染色牢度，經(jīng)檢測(cè)，在常規(guī)染色條件下，反應(yīng)性直接染料與纖維素纖維發(fā)生充分交聯(lián)固著的pH值范圍是10～11。pH值過(guò)高或過(guò)低，固著率都會(huì)走低，相對(duì)得色深度都會(huì)減淺。這說(shuō)明，反應(yīng)性直接染料染棉，必須在pH=10～11的染浴中進(jìn)行（表4）

表4  克牢克隆AA型染料的相對(duì)得色深度與染浴pH值的依附性

 注(1)處方：染料1% (owf)、六偏磷酸鈉1.5%、食鹽60g/L、純堿0.05～1. 4g/L。

    (2)工藝：浴比1：25，升溫速率2℃/min 100℃保溫染色40min，水洗、兩次皂洗。

    (3)檢測(cè)：pH值由杭州雷磁分析儀器廠(chǎng)pH S-25型數(shù)顯酸度計(jì)檢測(cè)；相對(duì)得色深度以Datacolor SF 600X測(cè)色儀檢測(cè)。

分散染料在堿性(pH=10.08)鹽浴中沸溫染錦綸，其表觀(guān)色深和酸性?。╬H=5.58）染色與中性浴（pH=7.18）染色相當(dāng)或略深。原因是，分散染料為非離子性，與錦綸不會(huì)發(fā)生離子鍵結(jié)合。-N(+)H3的多少對(duì)上染量不會(huì)產(chǎn)生影響。

注：分散染料在不同pH值的染浴中染錦綸，部分染料的得色色光會(huì)發(fā)生一定程度的變化。 

比如：

分散紅玉S-5BL(C.I.分散紅167)，酸性浴染色為紅光，堿性浴染色為藍(lán)光。

分散藍(lán)E-4R(C.I．分散藍(lán)56)，酸性浴染色為紅光，堿性浴染色為黃光。

（這可能是由于染料分子在纖維內(nèi)的存在狀態(tài)不同，比如是垂直于纖維軸向還是平行于纖維軸向，以及染料分了的同分異構(gòu)體的形態(tài)不同而引起）。

這說(shuō)明，分散染料能夠適應(yīng)堿性(pH=10.08)鹽浴中沸溫染錦綸（表5）．

表5 分散染料染錦綸不同染浴pH值的相對(duì)得色深度

注  (1)處方：染料1.25% (owf)、六偏磷酸鈉1.5%、食鹽(酸性浴、中性浴染色不加，堿性浴染色加60g/L)，pH值以純堿和醋酸調(diào)節(jié)。

    (2)工藝：浴比1:30，升溫速率2℃/min，100℃保溫染色40min，水洗、皂洗。

     (3)檢測(cè)：同表4

中性染料染錦綸，染浴pH值對(duì)染色結(jié)果（深度、色光）影響不大（表6）．

表6    中性染料染錦綸不同染浴pH值的相對(duì)得色深度

 注檢測(cè)條件同表5

從表6 可見(jiàn)，在弱酸性浴(pH=5.58)中染色，其得色量比中性浴(pH=7.18)染色高。這是因?yàn)?，在酸性浴中錦綸帶有較多的-N(+)H3，中性染料既能以庫(kù)侖引力上染，又能以氫鍵和范德華力上染。而在中性浴(pH=7.18)中，由于染浴pH值大于錦綸的等電點(diǎn)(5～6)，錦綸中的-N(+)H3很少，染料主要以氫鍵和范德華力上染的緣故。在堿性(pH=10.08)鹽浴(食鹽60g/L)中染色，其得色量和中性或酸性浴染色相近或更高。這是因?yàn)椋写罅侩娊赓|(zhì)存在，在堿性條件下對(duì)中性染料能產(chǎn)生促染作用的結(jié)果。

可見(jiàn)，中性染料完全可以和反應(yīng)性直接染料同浴，在堿性(pH=10.08)鹽浴中染錦綸。

酸性染料染錦綸，對(duì)染浴pH值敏感，其相對(duì)得色深度受pH值影響大(表7)．

表7  酸性染料染錦綸不同染浴pH值的相對(duì)得色深度

 注 檢測(cè)條件同表5。

從表7可見(jiàn)，酸性染料在酸性浴中染錦綸得色量最高。在中性浴中染錦綸，其得色量比酸性浴染色平均下降約20%。在堿性鹽浴中染色，其得色量只有酸性浴染色的67%，平均下降33%。

很顯然，酸性染料與反應(yīng)性直接染料之間，對(duì)染浴pH值嚴(yán)重缺乏同浴的適應(yīng)性。因此，兩者只能以一浴二步法染棉／錦織物，而不能作一浴一步法染色。

3．電解質(zhì)

經(jīng)檢測(cè)，反應(yīng)性直接染料染棉，電解質(zhì)對(duì)得色量的影響，比直接染料、活性染料還要大（表8）．

表8 反應(yīng)性直接染料的上染量與電解質(zhì)的依附關(guān)系

 注 (1)處方：染料2%(owf)，六偏磷酸鈉1.5g/L，純堿lg/L，食鹽20～80g/L。

    (2)工藝：浴比1：25,升溫速率2.5℃/min，100℃保溫染色50min，水洗、皂洗、水洗。

    (3)檢測(cè)：以添加食鹽80g/L的相對(duì)得色深度為1OO%相對(duì)比較。以Datacolor SF 600X測(cè)色儀檢測(cè)。

從表8 可見(jiàn)，染2%(owf)的深度時(shí)，施加食鹽20g/L、40g/L與80g/L相比，其平均上色量前者只有后者的70%與80%左右。所以，反應(yīng)性直接染料染棉，必須在多量電解質(zhì)的存在下進(jìn)行。

分散染料幾乎不溶于水，是借助于陰離子擴(kuò)散劑的包覆，形成帶負(fù)電荷的染料微粒而分散在水中。電解質(zhì)的存在，會(huì)將染料微粒表層的負(fù)電荷抵消，使染料微粒之間喪失同性電荷的排斥力。所以，對(duì)染料的分散穩(wěn)定性會(huì)帶來(lái)一定的影響。

但是，由于常用擴(kuò)散劑（如擴(kuò)散劑N、擴(kuò)散劑MF、擴(kuò)散劑CNF等），在常壓沸溫(lOO℃)下的擴(kuò)散能力，比高溫(130℃)染色時(shí)明顯要好。再加上分散染料只用來(lái)染錦綸淺淡色，電解質(zhì)用量少。所以，電解質(zhì)的負(fù)面影響不足以給染色質(zhì)量造成明顯危害。

由于分散染料屬于非離子性染料，而且具有很大的疏水性，所以電解質(zhì)對(duì)分散染料染錦綸的上色量影響不明顯（表9）。

中性染料與分散染料不同，是水溶性染料，是以帶一價(jià)負(fù)電荷的螯形絡(luò)合物離子存在于水中。因此，中性染料在堿性浴中染錦綸，同反應(yīng)直接染料染棉一樣。會(huì)因纖維（錦綸）帶負(fù)電荷影響染料吸附而降低上染量。因而，電解質(zhì)的存在，對(duì)其上染會(huì)產(chǎn)生顯著的促染作用。經(jīng)檢測(cè)，染1.25%深度時(shí)，加入食鹽60g/L，其上染量可平均提高15%左右（表9）．

可見(jiàn)，分散染料尤其是中性染料，在堿性浴中染錦綸時(shí)，對(duì)電解質(zhì)具有較好或良好的適應(yīng)性。

表9 電解質(zhì)對(duì)分散染料與中性染料上染錦綸的影響

檢測(cè)條件：參見(jiàn)表1。

二、一浴一步法染色工藝

  1．染淺淡色澤

  (1)染色處方：

              反應(yīng)性直接染料        x

               分散染料                   y

               軟水劑                     1～1.5g／L（視染浴硬度而定）

               食鹽                      20～30g/L(視色澤深淺而定)

               純堿（連云港輕質(zhì)粉狀）    0.4g/L(pH=10.08)

               擴(kuò)散劑N                     1～1.5g/L

  (2)染色工藝：

 (3)工藝提示：

①分散染料沸溫染錦綸，對(duì)錦綸自身的質(zhì)量差異引起的深淺色差（俗稱(chēng)經(jīng)柳、緯檔），具有很好的遮蓋性，勻染效果極佳。而且，在常溫常壓(100℃)條件下染色，具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性，即使在堿性浴中染色，也不會(huì)因染料水解而產(chǎn)生得色量下降、色光變化等色澤不穩(wěn)定問(wèn)題。但是，分散染料染錦綸卻存在著提深性較差，濕處理牢度較低的缺陷。但由于錦綸染淺淡色澤，對(duì)勻染性、遮蓋性要求較高，而對(duì)染深性、濕處理牢度的要求較低。所以，分散染料特別適合染錦綸淺淡色澤。

②采用不同分散染料拼染錦綸時(shí)，小宜加入錦綸勻染劑和高溫勻染劑。原因是，分散染料沸溫染錦綸，是靠氫鍵引力和范德華引力上染，不存在離子鍵結(jié)合。故上色溫和，加入錦綸勻染劑對(duì)提高勻染效果幾乎無(wú)作用。由于染浴中已有較多的擴(kuò)散劑（染料帶入與外加），在常溫常壓(100℃)條件下，分散染料的分散穩(wěn)定性良好，故添加高溫勻染劑意義不大。而且，還會(huì)因這些勻染劑對(duì)不同分散染料上染錦綸的得色量有不同的影響，染色時(shí)一旦用量波動(dòng)，還會(huì)產(chǎn)生明顯甚至嚴(yán)重的色差（大小樣色差、缸差）（表10)。

表10  擴(kuò)散劑、勻染劑對(duì)分散染料上染錦綸的影響

注  (1)處方：染料1% (owf)、六偏磷酸鈉1.5g/L、硫酸銨2g/L。

    (2)工藝：浴比1：25，升溫速率2℃/min，100℃封閉染色30min,水洗、凈洗。

    (3)檢測(cè)：Datacolor SF 600X測(cè)色儀檢測(cè)。

③反應(yīng)性直接染料染棉，必須添加較多的電解質(zhì)。而電解質(zhì)的存在，對(duì)分散染料固有的熱凝聚傾向會(huì)產(chǎn)生一定的負(fù)面影響。分散染料染錦綸淺色時(shí)，染料濃度低，染料自身帶入的擴(kuò)散劑少，對(duì)部分凝聚傾向較大的染料不足以保證其穩(wěn)定性分散。所以，染色時(shí)再補(bǔ)加適量(1～1.5g/L)的擴(kuò)散劑是有益的、必要的。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果證實(shí)，常用擴(kuò)散劑（分散劑）在100℃以下的染浴中，擴(kuò)散（分散）效果良好（注：這類(lèi)擴(kuò)散劑，溫度越高其擴(kuò)散能力越弱）。特別是，它們沒(méi)有錦綸勻染劑和高溫勻染劑的上述缺點(diǎn)。因而，施加與不施加、加多或加少對(duì)分散染料染錦綸的相對(duì)得色深度與得色的色光影響小。而且對(duì)不同染料的影響趨勢(shì)還相對(duì)一致。因此，常用擴(kuò)散劑用于分散染料染錦綸，色光更穩(wěn)定，綜合效果更好。

④錦綸的玻璃化溫度低（錦綸647～50℃），在水中容易溶脹。再加上分散染料相對(duì)分子質(zhì)量小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，染溫大于60℃后，分散染料對(duì)錦綸的上染速率會(huì)驟然加快。反應(yīng)性直接染料染棉，在堿性鹽浴中親和力較高，80℃保溫染色適當(dāng)時(shí)間，便可獲得最高上染量。

染料上色快容易吸色不勻產(chǎn)生色花，尤其是噴射溢流機(jī)染淺色時(shí)最容易發(fā)生。這是因?yàn)?，噴射溢流機(jī)染色，是繩狀運(yùn)行，織物在缸體內(nèi)呈相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)堆置，并有1/3～1/4的織物浮于液面的緣故。

因而，升溫速率不要太快，以1.5℃/min為宜。而且在升溫途中尚需60℃保溫一個(gè)時(shí)段(10～15rnin)。這對(duì)確保勻染、透染十分有利。

2.染中深色澤

(1)染色處方：

                 反應(yīng)性直接染料    z

                 中性染料          y

                 軟水劑            1.5g/L

                 食鹽              60～80g/L

                 純堿              0.4g/L(pH=10.08)

(2)染色工藝：

 (3)工藝提示：

①反應(yīng)性直接染料染棉的中深色澤，對(duì)染浴pH值的依附性較大。經(jīng)檢測(cè)，染浴pH值在10～11范圍內(nèi)，得色量相對(duì)最高，重現(xiàn)性相對(duì)最好。染浴pH<10，染料的固著率會(huì)明顯下降，重現(xiàn)性也隨之變差。因此，對(duì)反應(yīng)性直接染料而言。連云港輕質(zhì)粉狀純堿的使用量應(yīng)該是0.4～1.5g><>

②反應(yīng)性直接染料染棉的中深色澤，對(duì)電解質(zhì)的依賴(lài)性也較大。實(shí)驗(yàn)證明，只有較多的電解質(zhì)存在下，才能獲得良好的染深效果與最佳的色澤重現(xiàn)性。但電解質(zhì)用量也不宜過(guò)多，以60～80g/L為宜。原因是，在國(guó)產(chǎn)中性染料的分子結(jié)構(gòu)中，幾乎沒(méi)有強(qiáng)親水性基團(tuán)——磺酸基(-SO3Na)，只有弱親水性基團(tuán)——磺酰氨基(-SO2NH2)或磺酰烷基(-SO2CH3)。因此，中性染料的水溶性較低。經(jīng)檢測(cè)，第一代中性染料，在60℃時(shí)的溶解度只有5～30g/L。第二代改良型中性染料，在60℃時(shí)的溶解度也只有40～70g/L。

注：對(duì)中性染料而言，溶解度大會(huì)招致勻染性、遮蓋性、拼混性變差，吸盡率、濕處理牢度降低。

所以，電解質(zhì)濃度過(guò)高，不僅會(huì)加重污染，還可能因中性染料溶解狀態(tài)不良造成染色質(zhì)量問(wèn)題。

 ③噴射溢流機(jī)染色或氣流機(jī)染色時(shí)，電解質(zhì)（食鹽或元明粉）要先于染料加入染浴中。要以含電解質(zhì)的回流水稀釋預(yù)先化好的染液。且不可先加染料，以含染料的回流水溶解電解質(zhì)。不然，回流水中的染料會(huì)因化料桶中電解質(zhì)濃度過(guò)高而析出，注入缸體內(nèi)很容易沾污織物，造成色點(diǎn)、色漬染疵。

 ④電解質(zhì)和堿劑要在染色初始加入。原因有三：

A．反應(yīng)性直接染料和中溫型活性染料不同，在堿性鹽浴中不會(huì)產(chǎn)生明顯地“凝聚”現(xiàn)象與“驟染”現(xiàn)象。經(jīng)檢測(cè)，在40℃～100℃的升溫區(qū)間，染料的上染量是穩(wěn)步提高，一般不會(huì)產(chǎn)生上色不勻。

B．中性染料在堿性浴中染錦綸，在染料一纖維間幾乎不存在庫(kù)侖引力，主要靠氫鍵引力和范德華引力上染。因此，即使有電解質(zhì)促染，其上染速率依然比較溫和，勻染性良好。

C．反應(yīng)性直接染料對(duì)錦綸具有沾染性（繼承了直接染料的性能），其沾染程度與染浴pH值直接相關(guān)，酸性浴染色最重，中性浴染色次之，堿性浴染色較輕。因此，堿劑在染色初始加入，可以明顯減輕反應(yīng)性直接染料對(duì)錦綸的沾染程度，這有利于棉、錦二相纖維色光的調(diào)控。

實(shí)驗(yàn)表明，如果電解質(zhì)后加（升溫到100℃后加入），會(huì)由于升溫時(shí)段染浴中無(wú)電解質(zhì)存在，染料上色少，大量染料滯留在水中，電解質(zhì)一旦加入，染料會(huì)急速上染產(chǎn)生“瞬染”現(xiàn)象，反而造成上染不勻（經(jīng)檢測(cè)，電解質(zhì)在沸溫后加入，10min內(nèi)的相對(duì)上色量可達(dá)35%～60%）。

注：這一點(diǎn)和直接染料不同。在常用直接染料中，有許多染料品種屬丁鹽（電解質(zhì)）制御性染料，即對(duì)電解質(zhì)特敏感，要靠電解質(zhì)的緩慢添加來(lái)控制其上染速率。因此，電解質(zhì)不宜在染色初始加入，而要在升溫到100℃染液濃度降低后再分次加入。這對(duì)提高勻染效果具有特殊意義。

如果堿劑后加（沸溫后加入），先在中性條件下升溫染色，勢(shì)必會(huì)帶來(lái)三個(gè)問(wèn)題：第一，反應(yīng)性直接染料沾錦嚴(yán)重，會(huì)給棉、錦二相色光的調(diào)整造成困難。第二，在升溫時(shí)段，反應(yīng)性直接染料與棉纖之間的固著率太低，必須延長(zhǎng)加堿后的保溫染色時(shí)間，無(wú)疑會(huì)造成能耗大、效率低。第三，中性染料上色快，勻染效果下降。

⑤在堿性鹽浴中染色，由于反應(yīng)性直接染料和中性染料上色溫和，沒(méi)有明顯的“瞬染”現(xiàn)象，所以染深色時(shí)，既不需要添加錦綸勻染劑，也不需要升溫途中保溫，只要控制升溫速率不要過(guò)快，便可獲得良好的勻染效果。

三、結(jié)語(yǔ)

反應(yīng)性直接染料染棉，只有在堿性鹽浴中染色，才能獲得最佳的染色效果。而中性染料與分散染料在堿性鹽浴中染錦綸，其染色效果也相對(duì)較好。即，中性染料（或分散染料）與反應(yīng)性直接染料，具有良好的工藝（染色溫度、染浴pH值、電解質(zhì)）適應(yīng)性。這就使棉／錦織物采用二浴套染法染色的傳統(tǒng)工藝，改為一浴一步法染色成為可能。

實(shí)踐證明，棉／錦織物采用反應(yīng)性直接染料與中性染料或分散染料同浴一步法染色，其得色深度與得色色光正常，勻染效果良好，濕處理牢度優(yōu)良。