浸染染疵的成因分析与应对措施（2）

关键词：  浸染；染疵；染料助剂；染色机；染色工艺   

中图分类号：TS193．51  文献标识码：B  文章编号：1005-9350（2008）04-0037-04

前期提要：浸染染疵主要有色差、色花、色渍，俗称染色“三大顽疵”。产生“三大顽疵”的根源是多方面的。在纤维方面，主要因纤维在制造过程中的条件、工艺差异而引起的。在染前半制品加工方面，则退浆、烧毛、煮练、漂白、丝光、定形、缩水、磨毛等前处理工序条件的差异造成的半制品质量差异是产生染疵的祸根。

3  染色问题

在染色工序，产生三大顽疵（色差、色花、色渍）的因素较多，其中，染料、助剂、设备、工艺、操作等方面的缺陷，是产生染疵的主因。

3．1  染料、助剂的缺陷

3．1．1  染料助剂性能的缺陷

3．1．1．1  染料性能的缺陷

现用浸染染料，在实用性能上都存在着各自的缺陷。这些性能缺陷，往往是实用中产生染疵的“诱发点”。

案例一，活性染料：

常用的活性染料在浸染中有二个主要性能缺陷：

*，在盐碱吸色固色浴中溶解稳定性较差，容易诱发色点色渍染疵。该缺陷的产生，来自三个方面：①电解质的加入，会破坏活性染料染液的胶体性质，使染料的溶解稳定性下降。活性翠蓝是个典型代表；②染料中的β–羟乙基砜硫酸酯活性基遇碱发生消去反应，硫酸酯基脱落，使之由亲水性基团变为疏水性的乙烯砜基，导致溶解度显著降低；③电解质的盐析作用，使染料的溶解度变小。

第二，对碱敏感。当固色碱剂加入后，由于染料–纤维间的键合固着反应迅速发生，打破染料原有的吸色平衡，使染料在快速固色的同时，也迅猛二次吸色。经检测，在加入碱剂的初始10min内，多数染料的相对吸色率，可猛增30％～50％，瞬间上色现象十分突出。正是由于固色初期染料上色异常迅猛，所以一旦加碱过早或过快，就很容易造成上色不匀，使绳状喷染产生“云状色花”，平幅卷染产生“头尾色差”。

因此，活性染料浸染时，务必要执行以下操作：

（1）电解质的施加：①经实验，电解质的用量应<70g/L。浓度再高，容易引发染料凝聚而产生色点色渍；②平幅卷染，电解质要从布卷二头按1／3与2／3的比例，沿缸壁均匀撒入，并应在搅拌溶透后开车，而不可边开车边溶解；③绳状喷染，无论是采用升温法染色，还是恒温法染色，都必须是先加电解质后加染料（加料顺序与卷染相反）。理由是：电解质先行加入，无论是以冷水还是以温水化料，均可较好的溶解（食盐和元明粉在30～100℃范围内，溶解度相差不大。食盐30℃可溶366g/L，100℃可溶392g/L；元明粉30℃可溶400g/L，100℃可溶426g/L）。

预先化好的染液。以含电解质<70g/L的回流水稀释，实践证明，染料不会发生有危害的聚集或絮集，因而不会造成色点色渍染疵。倘若按传统操作，即先加染料，以含染料的回流水来溶解电解质，由于染料在电解质的饱和溶液中要絮集析出，一旦压入缸内，就容易粘附织物，造成色点色渍染疵。

（2）碱剂的施加：实验说明，常用中温型活性染料的*固色pH值为重11．0[活性翠蓝例外，其*pH值，中温（60℃）染色为12．0，高温（80℃）染色为11，0）。

粉状轻质纯碱5～30g/L的pH值为11．0。经实践，纯碱的实用浓度（由淡到深）5～20g/L已足矣。用量过多，没有积极意义，反而会加大染料的聚集倾向（纯碱也是电解质），产生负面作用。

纯碱的加人方式，是活性染料浸染获得匀染效果的关键。①平幅卷染，应在充分吸色（染料达到吸色平衡）的基础上，从布卷二头按1／3与2／3的比例，沿缸壁均匀撒入，在溶透搅匀以后开车；②绳状喷染，纯碱不可用回流染液溶解，要用60～35℃的清水溶解（要注意脚水的变化）。以防染料在纯碱的饱和溶液中脱水析出，造成色点色渍染疵以及色牢度低下。纯碱的施加，必须遵守“先少后多，分次加入”的原则。建议：按1／10、3／10、6／10分三次加入，中间相隔不少于10min。目的是使染液的碱性，由弱到强，分步提高，使染料温和上色，以消除其瞬间上色现象给匀染带来的隐患。

案例二，分散染料：

分散染料在浸染中有三个性能缺陷：

*，有热凝聚性。分散染料的水溶性甚微，几乎*依赖分散（扩散）剂将其包覆，形成亲水性染料胶粒，才得以分散在水中。然而在升温、保温、降温过程中，这些染料胶粒由于受着高温和染液剪切力的双重作用，染料与分散剂之间的“结合能”会逐渐下降，甚至会部分破裂。游离出来的染料晶粒由于受水的排斥，会彼此相互聚集，使微小的染料晶粒逐渐变为大的染料聚集体。其结果，轻者会使色光鲜艳度和染色坚牢度下降，重者会和染液中的涤纶齐聚物以及纤毛等悬浮物纠集在一起，形成焦油状物，粘附于织物上，便产生无法消除的“焦油斑”。

应对措施：

（1）根据检测，热凝聚性在常用分散染料中是普遍存在的。但其轻重程度明显不同。故应选用聚集倾向小的，如果是染料的聚集体，应选用随着时间的延长容易重新解聚的染料。而容易聚集又难以解聚的染料不宜在浸染中使用。为此，染料在使用前要加以检测。

（2）要选用和施加高温分散性好的分散匀染剂，以提高染料晶粒在高温染浴中的分散稳定性。

市售高温分散匀染剂有三类：

一是阴离子型分散匀染剂。这类分散匀染剂，通常有二个缺点：①与染料晶粒之间的“结合能”较低，因此在低温时段分散能力尚好，但随着染温的提高，热运动的加剧，原本形成的染料胶粒，容易破裂而失去分散稳定性；②对染料的吸附上色缺乏缓染功能，对界面移染缺乏促进作用。

二是非离子型分散匀染剂。这类分散匀染剂由于和染料形成的胶粒外层缺乏同电荷的排斥力，所以对染料的分散能力不如阴离子型分散匀染剂好。但由于它能和染料结合成不稳定的聚合体，在染色过程中再缓慢释放，所以这类分散匀染剂既有分散稳定作用，又有缓染移染功能。缺点是用量偏多时会降低得色量。

三是阴/非离子复合型分散匀染剂。这类分散匀染剂是阴离子和非离子二种表面活性剂的复配物，具有良好的协同效应。由于二者与染料形成的胶粒带有双电层，所以对染料晶粒的保护作用更强，分散液更稳定。而且还具有较好的缓染、移染功能，对上染率的影响也相对较小。

显然，以选用阴阴/非离子复合型高温分散匀染剂为好。

第二，耐碱稳定性差。即在高温高压拼染染色中，一旦染浴的pH值>6，便会产生显著甚至严重的色光差和深度差。主要原因是在pH＞6的高温（100℃以上）染浴中，染料分子结构中的一些耐碱稳定性差的基团，如酯基、氰基、酰胺基等会发生水解，使染料的发色体系遭到破坏。在常用分散染料中，分散深蓝S-3BG（C.L B79）、分散大红S–R（C．I．R74），便是典型代表。

应对措施：

应对的关键措施是采用缓冲能力强、缓冲范围大的pH缓冲体系，如醋酸一醋酸钠。将染浴的pH值自始至终稳定在弱酸性范围内（pH="4～5）染色。而不要采用硫酸铵或醋酸铵作pH调节剂。因为它们在2～3g/L时，pH值>6。

倘若用单一醋酸调节pH值，建议用量适当多些，可用冰醋酸0．5ml／L（pH=4～4．2）。不然难以消除外界带入的碱性物质对染浴pH值的影响，以保持染浴pH值稳定。

第三，有热迁移性。热迁移性是指涤纶染色后，再经高温干热处理时，原本染于涤纶内部的染料会向涤纶表面迁移的行为。热迁移性是分散染料普遍存在的一种物理性质。值得注意的是，不同分散染料的热迁移行为是大小不同的。因此，在高温干热后整理时（如柔软定形、防水定形、树脂整理等），会因染料的热迁移量多少不同，在染色牢度下降的同时，布面色光也发生异变。出现出缸时色光相符、牢度合格，而进成品时则色光“走偏”、牢度低下的现象，产生必须返工修色的质量问题。

应对措施：

（1）应对的关键措施是选用热迁移性小、高水洗牢度的染料染色。如：浙江龙盛集团的LXF系列分散染料；上海安诺其纺化公司的MS系列分散染料；江苏亚邦染料化工公司的H-WF系列分散染料；浙江吉华化工公司的H-XF系列分散染料；汽巴精化公司的W／WW系列分散染料；德司达公司的XF／SF系列分散染料等。

上述染料的zui大特点是分子量较大，对涤纶具有较高的亲和力，即使在150℃以上的高温干热条件下也难以从纤维内部向纤维表面迁移。故热迁移性小、水洗牢度高、后整理色变轻。

（2）由于表面活性剂对分散染料的热迁移性具有大小不同的促进作用，所以在染色过程中，表面活性剂的使用应坚持“能不用则不用，能少用则少用。非用不可时，品种要选择，出水要干净”的原则。

（3）有机硅乳液型的柔软剂都含有一定量的非离子型乳化剂。而非离子型乳化剂在纤维上的存在，对分散染料的热迁移影响严重。所以应选用不含乳化剂的白乳化型柔软剂，而不用乳液型柔软剂。

案例三，中性染料：

中性染料染锦纶，暴露出二大性能缺陷：

*，水溶性差。对中性染料来说，水溶性大会招致吸尽率和湿牢度等功能下降。所以在中性染料的分子结构中一般只含有少量弱亲水性基团。如，磺酰胺基（–SO₂NH₂）、磺酰烷基（–SO₂CH₃）等，而没有或少有强亲水性基团，如磺酸钠基（–SO₃Na）。因而中性染料的溶解度低。

国产*代2：1型金属络合染料，80℃降至60℃的实测溶解度只有5～30dL，而且染液的凝聚现象严重。国产第二代改良型2：1金属络合染料溶解度较高，80℃降至60℃的实测溶解度为40～70g／L，但染液也有凝聚现象存在。

中性染料的溶解性差，尤其是染料凝聚现象突出，这给实际应用带来很大困难。比如，在拼色浸染时，即使采用大浴比高温水溶解，在过滤过程中（尤其在冬天）依然会因染料凝聚而过滤困难，甚至无法过滤。更严重的是许多染料品种（主要是*代中性染料），染液稍加放量，染料便会因聚集而沉淀。而且其聚集物就是加水重新沸煮也难以*解聚。因而很容易因此产生色点、色渍和色差。

应对措施：

实践说明，通过施加助剂（如分散剂、匀染剂、助溶剂等）来改善中性染料溶解的设想是不现实的。*的途径是摒弃*代2：1型中性染料，而以第二代改良型的2：1中性染料（S型）替代。这样不仅溶解度可明显改善，吸尽率和色牢度也有所提高。

倘若采用以2：1改良型中性染料与带有活性基团的酸性染料组成的复合型中性染料染色。如青岛双桃精细化工公司的尤丽特C型系列染料、杭州恒升化工公司的丽华特系列染料等。则不仅溶解度显得更好，色牢度和吸尽率较高，而且色光也比较鲜艳。

第二，上色太快。中性染料染锦纶，不仅能借助库仑力与锦纶中的氨基成离子键结合上染，而且由于分子量较大，与锦纶大分子链之间存在较大的分子引力，所以还能以氢键、范德华力、偶极引力等上染。故中性染料对锦纶的亲和力高。再加上锦纶的玻璃化温度低（锦纶6为47～50℃），在水中可快速溶胀，染料上色容易。所以，即使是在弱酸性（pH= 6～6．5）、温度较低（60～70℃）的染浴中，中性染料对锦纶的上色也表现迅猛。比如，在pH="6～6．5的染浴中，60℃染色的相对上染率可达60％以上。70℃染色的相对上染率可达80％以上。因此在实际染色中，一旦染浴的pH值偏低或升温过快，绳状喷染很容易产生“云状色花”。如果布速快慢或配缸量存在差异，还有可能产生“管差”。平幅卷染则容易产生“头尾色差”和“边中色差”。特别是对锦纶质疵的遮盖能力会大大下降，使“经柳”、“纬档”病疵严重暴露。

应对措施：

（1）由于染浴pH值低，库仑引力大，染料上色快，匀染性和遮盖性差。所以，S型中性染料染锦纶时，染浴pH值不宜太低。据实践，染浅色时染浴pH值以7～8弱碱性为好。这样，可明显降低染料的上染速率，提高匀染效果。染深色时，染浴pH值以6～6．5弱酸性为宜（适合以硫酸铵2～3g/L作释酸剂）。实践证明，在pH=7～8的弱碱性浴中染浅色，匀染性良好。在pH=6～6．5的弱酸性浴中染深色，与pH=4～4．5相比，得色深度变化不明显。因此可获得匀染性与染深性皆好的双赢效果。

（2）要落实低温（30～40℃）起染、缓慢升温（1℃／min）、中途保温（染浅色60℃保温，染深色70℃保温）的染色措施。经验表明，这对于染料的均匀吸附、提高zui终的匀染效果十分有利。

（3）要施加1～2g／L质量好的锦纶匀染剂。如，广东德美精细化工公司的德美匀TBW-951、浙江华晟化学制品公司的匀染剂NB-4C等。实验与实践皆证明，加入适量的锦纶匀染剂，对提高中性染料染锦纶的匀染性和遮盖性效果十分显著。

案例四，酸性染料：

酸性染料浸染锦纶，zui大的性能缺陷是对染浴的pH值的依附性大，即其上染速率和上染量会随染浴pH值的波动而显著变化。根据检测，常用酸性染料染锦纶时，染浴的*pH范围为4．5～5．5。因为在此范围内浸染，得色量zui高，色泽的稳定性。而染浴pH>6时，其上染速率明显变慢，得色深度明显变浅。染浴pH<3时，其上染速率则会骤然加快，得色深度会迅即增加，这是由于锦纶的分子长链上酰胺基中的亚氨基（–NH–）此时也吸收H⁺而正离子化（–N⁺H₂–），从而对染料产生超当量吸附。这不仅容易造成吸色不匀（色花），而且会使水洗、皂洗牢度严重下降。

这里的问题是，染浴的pH值是受pH调节剂（酸剂）成份含量高低、计量准确性、浴比稳定性的影响。还受染色水质、待染半制品、所用染料助剂等所含酸碱性物质多少的影响。也就是说，实际染浴的pH值容易发生波动。而染浴pH值的波动，很容易影响得色的稳定性，即容易产生大小样色差和缸与缸之间的缸差。

应对措施：

提高酸性染料浸染的重现性zuizui有效的举措就是改变以单一醋酸作pH调节剂的传统做法，改用醋酸一醋酸钠缓冲体系。

建议实际用量：98％冰醋酸0．8mL／L；99％三结晶水醋酸钠1．96g／L；pH=4．5。实践证明，醋酸一醋酸钠缓冲体系对pH值的缓冲能力强、缓冲范围大，足以消除外界因素带人的酸碱性物质对染浴pH值的影响，保持染浴的pH值的稳定。

案例五，直接耐晒染料：

直接耐晒染料在浸染中zui突出的性能缺陷是对电解质特敏感。在电解质的存在下上染率特快。经实际检测，在无盐条件下沸温染色，多数染料的相对平衡上染率只有加盐15g/L染色时的50％～65%；而在含盐15g/L、100℃浸染10min的相对上染率，与同条件染色40min的上染率相比，竟高达90％以上。可见直接耐晒染料的上染对电解质何其敏感，而电解质对直接耐晒染料的促进染作用又是何等强劲。

因此在实际染色时一旦操作失当，如染液升温过快或升温不匀、电解质加入过早或浓度控制不匀等，就很容易产生色差、色花或色牢度低下等染疵。

应对措施：

直接耐晒染料属于电解质制御性很强的染料。所以恰当地控制电解质的添加是获得匀染效果的关键。

（1）染浅淡色泽时，直接性低的染料（如直接翠蓝FBL、直接蓝FFRL），要在染色中期、加入少量（5～8g/L）电解质，以提高其竭染率；直接性中等的染料（如直接红BWS、直接嫩黄PG），*可以靠染料自身的亲和力上染，勿需加电解质；直接性高的染料（如直接蓝B2RL），则不适合染浅淡色泽。染中深色泽时一定要加入10～25g／L的电解质，但必须要在染色的中后期（染浴中的染料已大部分上染）加入，千万不可加入太早。这无论对匀染性、竭染率还是色牢度都有重要意义。

（2）要加入1～2g/L的匀染剂。适用的染剂有：石家庄环城生物化工的匀染剂LE-850A；杭州美高华颐化工的匀染剂M-2300；上海泷腾化工的匀染剂LT-2131；苏州联胜化学的匀染剂B-20等。实践说明，通过匀染剂的助溶、分散、缓染、移染等作用，可以获得综合性的匀染效果。

（3）起染温度不宜太高（尤其是染浅淡色泽），升温速度更不宜太快（以1～15℃／min升温为宜），这对染料均匀上色具有明显的积极意义。