活性与分散染色的常见牢度问题-印染

􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀧣􀧣􀧣􀧣生产技术活性与分散染色的常见牢度问题（三）曹万里１，吕志阳１，顾志安１，２（１．上海德桑精细化工有限公司，上海２０１８０３；２．上海德桑印染有限公司，上海２０１５０５）关键词：活性染料；分散染料；染色；染色牢度中图分类号：ＴＳ１９３􀆰６３２　　　文献标识码：Ｂ　　　文章编号：１０００－４０１７（２０１３）０６－００１４－０４１．７　湿摩擦牢度问题［１７⁃１８］所谓湿摩擦牢度，是指用湿态的白布（全棉细布）按规定条件（一定的标准）与染色布样进行摩擦，将白布上的沾色与标准灰色样卡对照比较，评定该染色布的湿摩擦牢度程度（级数），以１级最差，５级最佳。湿摩擦牢度反映了染色布样上染料及染色短纤维通过界面接触与摩擦转移向测试白布的程度。织物染色后，染料虽然通过范德华引力或化学键与纤维结合，但由于被测试的染色布与测试用的白布之间存在着较大的染料浓度梯度，即使在没有外力作用的情况下，染料分子也会自发地由高浓度区向低浓度区转移（分子扩散运动），所以就会产生染色布上的染料分子向白布转移（扩散）的倾向。但是，染料分子由于受到化学键、氢键、范德华力的束缚，转移很少；如果受到一定的外力作用如摩擦，部分染料就会通过接触界面向白布转移与扩散，而出现沾色现象。活性染料等阴离子染料为水溶性染料，它们与水分子具有一定的亲和力，其与纤维的化学键合能会由于水的存在而发生变化。由于湿态白布上水的存在，使染物上的染料分子有脱离染物而进入水的倾向。此外，根据分子扩散理论，分子在三种物态介质中的扩散速度为气态大于液态，液态大于固态。由于水分子充当了固体试样（织物纤维）接触面之间的染料分子传递介质（液态），有利于提高染料分子的扩散速度，故在通常情况下，同一被测染物的湿摩擦牢度要显著差于其干摩擦牢度。纺织面料与服装在服用、存放、运输以及洗涤过程中，难免织物与织物、织物与机械等器具之间发生不同程度的摩擦，面料与服装上的染料会向其它织物或器具发生不同程度的转移。尤其在潮湿与炎热的环境中，被人体的汗液等浸湿的衣物与其它器具或白色衣物发生接触和摩擦时，会发生严重的染料转移沾色现象，严重影响衣物的外观和服用性能，给人们的生活带来一定麻烦。近年来，由于人们的生活水平不断提高，人们对服装服用性能的要求越来越高。染物的湿摩擦牢度作为一项重要的服用性能指标，越来越受到人们的重视。特别是深色染物，一般要求湿摩擦牢度要达到３级以上。因此，探索影响染物的湿摩擦牢度的因素，寻求提高湿摩擦牢度的措施，显得尤为必要。１．７．１　影响染色织物湿摩擦牢度的因素（１）织物的种类、组织结构以及表面光洁度染色布的表面光洁度和平滑度越差（越粗糙），其与测试用白布之间摩擦力就越大，从而使其有效接触面增加，染物的湿摩擦牢度就越差。例如，化纤染色织物比棉等天然纤维织物的湿摩擦牢度要好，针织物比机织物要好，轻薄疏松的织物比厚重紧密的织物要好。在其它条件相同情况下，染物湿摩擦牢度优劣依次为：贡缎织物＞府绸织物＞平纹织物＞斜纹织物＞绒类织物；轧光加工布＞常规加工布＞起毛加工布。缎纹织物经（纬）浮线较长，布面平滑，摩擦力小。而平纹织物经纬纱一上一下，表面凹凸较重，摩擦力大，所以摩擦牢度较差。磨毛布与灯芯绒等布类的纤维末端裸露在纱线表面，从而在织物表面形成一层绒毛，这层绒毛在染整加工过程中不断受到摩擦、冲洗等作用，与织物的粘附力已经很差，再受到外力作用时，有的短绒就脱落织物而沾染到白布上。因此它们的摩擦牢度较差。（２）织物的前处理织物前处理如退浆、煮练、漂白、丝光以及热定形等要匀要透，以提高纤维的可及性，与染料的反应性或物理吸附固着性，使染料充分上染，并渗透到纤维内部固着，防止纤维表面染料过多，而导致表面染色或环染，使湿摩擦牢度下降。（３）染料的选择某些染料的各项牢度包括湿摩擦牢度较好，如分散染料、还原染料以及阳离子染料等湿摩擦牢度较好；而某些染料的牢度则较差，如直接染料、硫化黑、活性深藏青、活性大红等的湿摩擦牢度极差。这与染料的分子结构、水溶性、直接性、扩散性、渗透性、活性基，以及染料的类型等有直接的关系；还与染料的耐酸性水解与碱性水解的能力，以及染料与纤维之间化学键的４１印　染（２０１３Ｎｏ．６）　ｗｗｗ．ｓｈｔｅｘｃｌｏｕｄ．ｃｏｍ􀪇􀪇􀪇􀪇􀪇􀪇􀪇􀪇􀪇􀪇􀪇􀪇􀪇􀪇􀪇􀪇􀪇􀪇􀪇􀪇􀪇􀪇􀪇􀪇􀪇􀪇􀪇􀪇􀪇􀪇􀪇􀪇􀪇􀪇􀪇􀪇􀪇􀪇􀪇􀪇􀪇􀪇􀪇􀪇􀪇􀪇􀪇􀪇􀪇稳定性有关。不同颜色的染料，牢度也有所不同，下列颜色的染物湿摩擦牢度优劣依次为：粉红色＞砖红色＞大红色；天蓝色＞湖蓝色＞藏青色；烟灰色＞深灰色＞黑色。（４）染料浓度在织物、前处理和染色工艺都相同的条件下，颜色越深，染料浓度越高，被测试染物与摩擦湿白布之间的染料分子的浓度梯度越大，湿摩擦牢度越差。一般中浅色染物的湿摩擦牢度要好于深浓色。（５）染色工艺染色温度、时间的控制要严格，如果温度、时间不够，导致染料没有充分上染并渗透和固着，使纤维表面未固着的染料过多，湿摩擦牢度下降。助剂的选择与正确使用，例如碱剂的种类与用量，直接关系到染料的水解程度，此外匀染剂以及螯合分散剂的选择与使用，对色牢度的影响也很重要。（６）浮色浮色包括已水解的染料和未固着的染料，它们靠氢键、范德华力吸附于纤维，与纤维间的亲和力很低，受到较小外力作用，就很容易从织物上脱落下来，所以浮色是影响染物湿摩擦牢度的一个重要因素。染色的水质、水洗方式和皂洗是否充分，以及皂洗剂种类、皂洗时的ｐＨ值，都与染物浮色有关。（７）水质如果使用硬度较高的水质进行染色，水中的钙、镁离子会与染液中的碳酸根离子、氢氧根离子等阴离子基团生成碳酸钙、碳酸镁、氢氧化镁等不溶性物质。这些不溶性物质与染料结合在一起，形成色淀而沉积在织物表面，使摩擦时摩擦系数大大增加，从而使湿摩擦牢度降低。此外，钙、镁离子也能与染料分子上的磺酸根等阴离子基团反应，生成不溶于水的金属染料，从而削弱染料的亲水性，使染料不易扩散和溶解，造成表面染色，水洗时浮色也不易洗除。所以，染色、水洗以及皂洗等需用软水以及添加螯合分散剂。（８）坯布质量染色坯布的用棉质量越差，短纤维含量比例越高，其深色染色物的湿摩擦牢度也越差［１］；坯布用纱的强力、抱合力以及捻度，在一定程度上会影响纤维短绒的脱落。（９）后处理染物进行充分水洗、皂洗，以彻底去除表面的浮色，可提高湿摩擦牢度；涤纶用分散染料染色后高温定形，可能导致染料泳移到涤纶纤维表面，使湿摩擦牢度下降；用阳离子固色剂对染物进行固色处理，通过形成色淀、交联与成膜，在一定程度提高染物的湿摩擦牢度；用平滑剂对织物进行平滑柔软处理，使纤维表面平滑，降低摩擦时的阻力与摩擦系数，也可在一定程度上提高染物的湿摩擦牢度；使用专门的湿摩擦牢度提升剂，也可不同程度地改善染物的湿摩擦牢度。１．７．２　提高湿摩擦牢度的措施改善湿摩擦牢度的措施主要有：选择合适的染料以及染料拼色、加强织物前处理、加强染色工艺的控制、充分水洗和皂洗，以充分去除浮色；加强染色用坯布的监管，控制染物布面的ｐＨ值，使用软水，添加螯合分散剂和进行适当的后处理，如固色、平滑处理等。对于一些深浓色染物，除采取以上措施外，还需要用专用的高效湿摩擦牢度提升剂对染物进行特殊后处理，以满足客户的要求。这类湿摩擦牢度提升剂利用固色、成膜、交联、吸附和平滑等多种作用，以提高染物的湿摩擦牢度。如德桑公司开发的湿摩擦牢度提升剂ＣＷＦ就属于此类。１．８　涤纶染物热迁移牢度问题［１３⁃１５］涤纶染物热迁移是指分散染料染涤纶纤维后的高温处理（拉幅定形）时，由于织物表面助剂的影响，产生热泳移，染料通过扩张后的纤维毛细管由纤维内部迁移到纤维表面，导致染料在纤维表面堆积，造成一系列牢度下降。这种现象也可能出现在染色纺织品和服装长期储存和运输过程中，如色织布、彩条布或印花布在储存和运输过程中，黑色等深色部位向白色或浅色部位转移，造成严重污染及牢度下降。热迁移现象是分散染料在两相溶剂（涤纶纤维和助剂）中的一种再分配现象。因此，所有能溶解分散染料的助剂，都能产生热迁移作用。高温处理时，纤维外层的助剂对染料产生溶解作用，染料从纤维内部通过纤维毛细管（因高温而拓宽）迁移到纤维表层，使染料在纤维表面堆积，造成一系列影响。如在熨烫时发生色变，沾污其它织物，使摩擦、水洗、汗渍、干洗和日晒牢度下降。分散染料的热迁移性与染料本身分子结构有关，而与染料的耐升华牢度没有绝对的关系，因为两者产生的机理不同；相反，耐升华牢度好的分散染料热迁移牢度并不好。造成这一现象主要是由近２０年来纺织品广泛使用含非离子表面活性剂的氨基硅油微乳型柔软剂以及亲水易去污、吸湿快干整理剂所引起的。氨基有机硅柔软剂在制成微乳液过程中，需施加有机硅总量４０％～５０％的脂肪醇聚氧乙烯醚等非离子表面活性剂作为乳化剂。大量存在的非离子乳化剂就是分散染料的第二溶剂。亲水易去污、吸湿快干整理剂是聚酯聚醚嵌段亲５１　活性与分散染色的常见牢度问题（三）印　染（２０１３Ｎｏ．６）􀪇􀪇􀪇􀪇􀪇􀪇􀪇􀪇􀪇􀪇􀪇􀪇􀪇􀪇􀪇􀪇􀪇􀪇􀪇􀪇􀪇􀪇􀪇􀪇􀪇􀪇􀪇􀪇􀪇􀪇􀪇􀪇􀪇􀪇􀪇􀪇􀪇􀪇􀪇􀪇􀪇􀪇􀪇􀪇􀪇􀪇􀪇􀪇􀪇水性聚合物，其结构类似于涤纶分子结构。其聚酯部分对涤纶和分散染料具有亲和力，可以溶解分散染料，是分散染料的第二溶剂；聚醚部分提供亲水性。在高温定形或运输储存过程中，聚酯部分溶解吸附分散染料，聚醚部分与涤纶分子相互排斥，致使被吸附的分散染料从涤纶纤维内部迁移至涤纶纤维表面，或从深色部分向白色或浅色部分转移，造成沾色和牢度下降。解决热迁移问题的方法有：改用含有少量乳化剂的巨乳型氨基硅油、不含乳化剂的自乳化亲水性氨基硅油、三元共聚有机硅柔软剂，以及使用热迁移牢度良好的亲水性整理剂，如德桑公司的亲水性整理剂ＳＷＡ。染料公司亦推出耐热迁移的分散染料，如含有特殊结构的ＦｏｒｏｎＳ⁃ＷＦ和ＤｉｓｐｅｒｅｏｌＸＦ等分散染料。这些分散染料分子结构特殊，分子质量大，偶合组分内含有邻苯二甲酰亚胺，与聚酯纤维亲和力大，使已固着的染料即使在高温下也较难从纤维内部泳移至表面，故染色牢度良好。因此，如果应用耐热迁移的分散染料、合适的柔软剂以及特殊的亲水性整理剂，涤纶染物热迁移牢度可以得到很好解决。１．９　染物其它牢度问题１．９．１　由树脂整理及甲醛引起的色变［１］在染料色素中带有自由氨基（—ＮＨ２）的偶氮染料，会因甲醛的存在引起羟甲基化而产生色变。这种变色可以在染色后的树脂整理、缝制后的定形中发现。树脂整理时，除了染料与树脂整理剂或其所含游离甲醛的化学反应引起色变之外，染料还可能受催化剂中的金属离子、酸性催化剂的ｐＨ值、染料的水解、整理剂自身的色泽及其所含表面活性剂等影响。因此，选用变褪色可能性小的染料，并且制定最佳配方和最合理的处理条件是非常重要的。根据情况，可先试样，然后进行耐树脂整理的染料配色。树脂整理是通过纤维素纤维的羟基与树脂整理剂的醛基（羟甲基）的交联而产生效果的。与此同时，染料分子中的官能团（氨基等）与树脂的醛基或游离的甲醛等亦可以进行化学反应。这是导致变褪色和色牢度下降的原因。最易受树脂整理影响的是氨基没被取代而残留于染料分子中的染料中间体。例如，Ｈ酸双偶氮深蓝至黑色染料。由于这类染料中的Ｈ酸的氨基没被取代而残留下来，所以易受醛基影响。此类染料最具代表性的是Ｃ．Ｉ．ＲｅａｃｔｉｖｅＢｌａｃｋ５（ＫＮ⁃Ｂ）染料，生产量较大，已被广泛使用。这种染料在用于深黑色染色加工时，变色不太明显，但是在用于藏青或作为三原色的蓝色成分使用时，效果不一定理想，必须多加注意。ＫＮ⁃Ｂ与甲醛的反应色变机理如下所示：ＨＯＨ４Ｃ２Ｏ２Ｓ􀜏􀜏􀜏􀜏􀜍ＮＮ􀪅􀪅􀜏􀜏􀜏􀜏􀜏ＨＯ３ＳＮＨ２􀜏􀜏􀜏􀜏ＯＨＳＯ３ＨＮＮ􀪅􀪅􀜏􀜏􀜏􀜏􀜍ＳＯ２Ｃ２Ｈ４Ｏ纤维素纤维（深蓝色）↓ＨＣＨＯＨＯＨ４Ｃ２Ｏ２Ｓ􀜏􀜏􀜏􀜏􀜍ＮＮ􀪅􀪅􀜏􀜏􀜏􀜏􀜏ＨＯ３ＳＮＨＣＨ２ＯＨ􀜏􀜏􀜏􀜏ＯＨＳＯ３ＨＮＮ