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浅析高温型分散染料色疵问题的应对措施

2022-06-27 56 上传者：管理员

摘要：针对C.I.分散蓝354和分散彩蓝B在高温染色过程中极易出现色疵的问题，通过理论分析，提出了采用分散剂得亚宝DA和乳化剂得亚宝Ｗ联合使用解决方案。实验结果表明：染色过程中加入得亚宝DA和得亚宝W可以有效预防色花色点等色疵的产生，并且该助剂对色光影响较小。

关键词：
分散剂
分散染料
织物制造
色疵问题
高温染色
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C.I.分散蓝354是一支苯并噻吩酮甲川型分散染料，分子间作用力大，吸收强度高，蓝光鲜艳明亮，有着优异的水洗牢度和升华牢度，可用于有着高鲜艳度要求的蓝色织物染色，也可用在需要较高水洗牢度的织物上的染色，包括涤纶超细纤维面料、涤/氨弹力面料及有撞色设计需求的服装面料等[1]。分散彩蓝B是一支杂环类分散染料，色牢度性能优异，有着鲜艳明亮的色光，发色强度高，深色效应良好，摩尔消光系数较高，广泛应用在聚酯超细纤维染色上。但是，由于C.I.分散蓝354和分散彩蓝B分子质量较大，分子间作用力强，所以在实际生产过程中容易产生色花色点，且很难修色。

色疵的产生主要由以下三种因素引起：

(1) 油剂和低聚物

织物制造时会加入油剂、浆料、着色染料，外加运输和储存过程中产生的油污和灰尘，对于前处理一定要充分，否则就容易产生色花色疵。此外，聚酯纤维具有多种线性和环状小分子成分，即低聚物。这些低聚物存在于纤维内部，与涤纶有相似的化学结构，分子量较低，是涤纶树脂缩聚产生的副产品，大部分沉淀堆积在纤维内部。染料在上染纤维时，低聚物会从纤维中析出扩散到染浴中，除少数呈微粒沉积于染色机加热管而影响热效率外，绝大部分粘附在纤维表面，影响染色效果和牢度，所以也要通过前处理减轻低聚物的影响[2]。

(2) 染料分子结构与热凝聚性

分散染料[3]的水溶性极小，是因为它的化学分子中不含亲水性能基团，全取决于染料中存在的扩散剂，产生亲水性的染料胶粒，才能够在水中平稳地扩散。这种扩散剂与染料微粒间的结合能，随着水温的提高而减小，即出现了水温越高扩散性能就愈差的问题。这样，当染色温度增高时，由二者所产生的胶体与染色粒子之间会出现不同程度的分离，进而将染色粒子游离开来。因为染料有高度疏水性，在其中游离的染料微粒便会遭到周围水分子的排斥，游离的微粒聚集在一起堆积成为形状大小不同的颗粒，甚至成为染料聚集体。另外，由于染色温度的升高导致染料本身的活化性能增加，提高了彼此相互撞击的机率，就会导致染色微粒迅速聚合。而如果在染色时聚集度过大，同时在染色的保温过程中染料又无法“解聚”,最后这些染料就会遗留于面料上，从而产生色点或色花[4]。

分散彩蓝B的移染性能较差[5],实验得到的C.I.分散彩蓝B的移染度为25%,明显低于国家标准54%。这是由于染料分子结构比较复杂，相对分子质量大，容易凝聚，移染性差，并且分子间π—π堆积作用能较大，而π—π堆积作用力会影响染料与染料、染料与纤维之间的作用，导致染料的热凝聚现象加重，而造成色花等疵点问题。

(3) 助剂的影响

分散染料染色时，通常会添加分散剂和匀染剂。分散剂木质素磺酸盐是包含着苯丙烷的疏水性骨架和磺酸基等亲水性官能基的强阴离子表面活性剂[6],由于来源充足、无污染、有较好的水溶性以及对颗粒表面产生了一定的分散性，因而被广泛用在染色分散剂中而日益受到人们关注。基于木质素的分散体通常呈深棕色，且会在织物纤维上吸附并产生表面沾污现象[7]。而为了克服这些木质素系分散剂所带来的织物表面沾色问题，目前的应用方式大多是依靠氧化来减少木质素的生色团，阻碍游离酚羟基、用二价金属离子螯合邻苯二酚基团也能减少对纤维物质的吸收效果[8]。

另外，当染色温度升高至助剂(匀染剂)的乳液相转变PIT温度时，匀染剂产生破乳现象，“水油”分离，匀染剂失效，染料未完全上色，易聚集在一处形成色斑。

基于以上主要原因，本文提出采用阴离子性分散剂得亚宝DA和乳化剂得亚宝W混合使用的方法，阴离子性分散剂有助于低聚物和染料的分散，乳化剂通过氧化能抑制木质素的生色基团。

1、实验部分

1.1 材料与仪器

染化料：夏利灵艳蓝SR300%、英彩休彩蓝S-B、得亚宝DA、得亚宝W,约克夏化工控股有限公司；醋酸，AR,上海润捷化学试剂有限公司；醋酸钠、元明粉、烧碱，AR,西陇科学股份有限公司；保险粉，AR,上海展云化工有限公司。

织物：涤/氨织物，约克夏化工控股有限公司。

仪器：Datacolor800测配色仪，Datacolor公司；红外线高温染色机，广州市鸿靖实验设备有限公司。

1.2 染色工艺

为了获得明显的色疵模拟效果，选择高密度的涤/氨织物，在染色中加入匀染剂和一些盐类物质，匀染剂高温破乳并引入其他金属离子更容易加剧染料凝集；加快升温速率，部分染料迅速上染纤维，在色布上造成局部染色从而形成色花，这些条件都破坏了分散染料的染色效果，从而出现色花色点。

染色处方：

染料(o.w.f.)1.5%

pH值4.5

元明粉50g/L

得亚宝DA3g/L

得亚宝W0.5g/L

浴比1∶5

温度130℃

染色工艺：常温入染(pH值4.5)→升温至80℃(2℃/min)→升温至130℃保温50min(1℃/min)→降温，还原清洗(1g/L烧碱+3g/L保险粉),脱水，烘干。染色工艺曲线见图1。

1.3 测试方法及色疵评定

1.3.1 面料检验方式

(1)通过视觉观察，检验范围主要包括布面是否褶皱有折痕、染色布面有无色花疵点、布面色光是否均匀等。

(2)使用Datacolor800测配色仪，以不加助剂的色布为标样，其余色布为试样对色布测色，记录布面的DE值、DL、DC、DH值。

1.3.2 染色色疵类别

染色技术问世以来，色疵问题对于染整工作者来讲一直是一项难以解决的问题[9]。分散染料对涤氨混纺织物染色时，容易出现色疵问题，主要有以下几类：

(1)染色油斑：

在合成纤维纺纱制造过程中，会加入油脂和助剂等来防止静电、起毛等现象的产生。在染色过程中，织物上沾着的油污在高温下分离，使染液中的一些亲油物质以及没处理干净的灰尘聚集在一起，沾附在织物上形成一种稠状物，这就是我们常见的染色油斑[10]。

(2)色花：

染色后的色布表面出现与其形状不同深浅不一的颜色，严重时有白块状色斑出现，轻微时检验机无法判断，但将织物折叠就可以发现在页与页之间色泽不一。

(3)色点：

呈现在布面上的无规律的颜色较深的小色点，和染料的颜色有所差异。一般是由于化料时的操作不规范、染料飞粉、选择的助剂不合适以及染料颗粒大，扩散性不佳等原因导致[10]。

(4)鸡爪痕：

是指那些在布面上出现的褶皱形似鸡爪状的折痕。形成原因，主要是在加工时定型得不好；染色容布量控制不当，机器运行不良；洗染操作不善，织物在机器中排列不当；加工工艺设计的不合理，加温速度过快，减温后迅速凝结。

一般来讲，判断疵点属于哪种类别，可直接通过肉眼观察，但具体是由什么原因造成，还需要通过仪器或试验进行鉴别。

在本实验中，主要采用视觉观察和Datacolor800测配色仪对色疵和色光变化进行判断和测试。

2、结果与讨论

2.1 不同助剂对布面的影响

按1.2中的配方和染色工艺对两种染料进行实验，固定染料深度为1.5%,元明粉用量50g/L,分别加入不同的助剂。以只加染料和元明粉染得到的①号色布为标样，其余三块色布为试样测试，实验结果见表1。

如表1所示，在不加得亚宝DA和得亚宝W的情况下，布面产生严重色疵问题，影响生产效率；单独使用得亚宝DA,对布面色疵虽有所改善，但是无法彻底解决，而且对布面色光影响大；单独使用得亚宝W,染浅色时对布面色疵有所改善，但染深色时的效果不显著，而且对布面色光影响较大；得亚宝DA和得亚宝W单独使用的效果都不是很好，而且用量控制不当很容易影响布面色光，但在助剂得亚宝DA和得亚宝W的协同作用下基本可以解决这两种分散染料在高温染色下出现的色疵问题，但对色光的影响仍较大，需要继续进行实验得出最佳助剂用量。

2.2 助剂用量对布面的影响

了解不同用量的助剂对涤/氨染色效果的影响对于本次实验有重要意义，有助于找到最佳配方。以不加助剂染得到的色布为标样，其余色布为试样测色，实验结果见表2。

如表2所示，助剂的用量确实会影响布面色光，得亚宝DA会降低染色亮度，对颜色影响较大。当得亚宝DA用量在1～2g/L,得亚宝W用量在0.5g/L时，布面上的色斑能得到改善但色花严重，影响色光；得亚宝DA用量在3g/L,W用量在0.5g/L时，基本能解决布面色疵问题，且对色光影响较小；当得亚宝DA用量在4g/L,得亚宝W用量在0.5g/L时，基本可以解决布面的色疵问题，可是对色光的影响仍较大；得亚宝DA用量在2g/L,W用量在1g/L时，布面上的色斑能得到改善但色光影响严重。

2.3 还原清洗的影响

为验证还原清洗是否会影响疵点程度并且对色光影响是否剧烈，我们又进行了还原清洗实验。一个染杯中放两块坯布，对染色后的其中一块进行还原清洗，另一块直接用清水冲洗(未还原清洗),脱水烘干后对两块色布进行测色，实验结果见表3。

如表3所示，还原清洗对布面色光的影响较大。在相同条件下，以没有进行还原清洗的色布为标样，进行还原清洗的色布为试样测色，色差在1～2左右，在可以接受的范围内。分析数据可得，还原清洗可以有效去除色布表面的浮色和部分色斑，改善色布的各项色牢度。因此，色布在染后需要进行还原清洗以减轻色花色疵程度。

3、结论

对于C.I.分散蓝354(夏利灵艳蓝SR300%)和分散彩蓝B(英彩休彩蓝S-B)这两支染料在高温染色过程中易出现色花色点等染疵的问题，可以通过加入助剂得亚宝DA和得亚宝W来进行预防与解决，并且在用量为得亚宝DA3g/L和得亚宝W0.5g/L时，对色光的影响较小。

在实际生产中，应根据选用的染料和染色深度来调整助剂用量，在染色过程中选择合适的浴比，规范操作，染后进行还原清洗，才能减少色疵的产生，提高产品的质量。

参考文献:

[1]展义臻.C.I.分散蓝354染色性能研究[J].染整技术,2018,40(2):16-20.

[2]彭志忠..涤纶织物高温高压染色焦油斑防止[J].印染,1999,25(8):23-24.

[3]席剑霞.分散染料高温高压染色中染斑､色点成因探讨[J].印染,1987,14(6):18-20.

[4]张小明,蒲忠慧.涤纶织物高温高压染色色花的防止[J].印染,2002,28(5):19-20,52.

[5]高丽贤,何艳梅,刘晓云.分散彩蓝B的应用性能[J].印染,2014,40(16);24-26.