活性染料中性色卷染技术

文章深入分析了活性染料中性色卷染小样与大样,大样与大样之间的重现性差,头尾色差和边中色差大的原因;详细介绍了诺威克隆NC活性染料的非对比色概念和氟代均三嗪活性基的特点,为彻底解决中性色卷染的各种疑难问题奠定了理论基础。实践证明:诺威克隆NC活性染料是解放卷染工作者的真正的傻瓜染料。

Lab to production and production to production reproducibility problem, tailing problem, listing problem of critical earth tone shades with reactive dyes in jigger dyeing are analyzed. The non contrasting concept of reactive dyes of Novacron NC and the character of fluorotrazine active reagents are introduced, it' s the base theory of problem solve critical earth tone shades with reactive dyes in jigger dyeing. The practice shows that Novacron NC dyes are excellent dyes, which provide the best solution to the earth tone shades.

1卷染染色工艺的特点及生产中的疑难问题

近年来,由于市场竞争十分激烈,众多印染企业更加重视

差异化、小批量、多品种产品的开发,因此,特别适合小批量生产的卷染染色方法成为印染企业理想的选择。卷染是介于浸染和轧染之间的一种特殊染色方法,属平幅染色,比采用经过浸染染色织物的布面平整,特别适于易皱、易折织物,染透性优于轧干轧蒸工艺,目前已发展为不可替代的一种染色工艺。

卷染工艺浴比很小(4∶1 ～5∶1 甚至2∶1 ～3∶1),化验室仿色浴比太小,织物很难浸匀,容易色花,由于化验室很难在相同浴比下模拟仿色,大多数印染企业化验室是在浴比10∶1 ～20∶1 的情况下进行仿色。由于化验室采用浸染仿色时,织物一直浸在染液中,染料的吸附、固色及皂洗过程,都是在一个稳定动态的大平衡处理浴环境中进行。而大生产染色过程复杂,织物每走一道,只是在大的染液环境中浸渍很短的时间,大多数时间是停留在过渡的小染浴环境中,因此,化验室无法模拟真实的生产过程,大小样差异大。在实际生产过程中,完全依靠技术员的经验来调整化验室的处方,又由于染色过程比较复杂,缸与缸之间的浴比、温度控制等参数因素的影响,重现性一直是卷染工作者比较困扰的问题。

同轧染一样,因染料直接性的差异,卷染也存在头尾差问题,尽管卷染带液量明显高于轧染,而且添加染料、盐、碱都是分2 ～ 4 次进行,缩小中和了一些头尾色差,但每次加料都是一个新头尾差的开始,因此,卷染的头尾差比轧染更难控

制。

浸染染色时,织物是完全浸在染液中,织物的温度基本是恒定的。由于卷染染色时织物温度变化很大,左中右温差较大,因此在吸附阶段,尤其是固色阶段,很容易出现左中右固色不同步,存在潜在的边中色差问题。同时,染浴中的染料和助剂与织物交换效率差,因而染色时间很长,已固色的染料存在断键水解问题,这也是卷染容易出现边中色差的另一主要原因。

由于浴比很小,织物在大的水浴环境中浸渍时间太短,浮色染料与水浴交换效率差,因此,卷染工艺浮色难以清洗干净。

对于非常敏感的中性色卷染染色,最常见的重现性、头尾色差、边中色差、浮色等问题更加难以控制。

2诺威克隆NC染料的理论创新及其应用性能

众所周知,泥土色泽(沙土色、卡其色、橄榄色、灰色等)是活性染料染色中非常难把控的颜色,与一般颜色5%的回

修率相比,中性色的回修率高达30% 以上,因此,中性色的一次成功率是印染企业的核心竞争力,只有减少回修率,才能节约能源和染化料,保证质量和交期,提升产品的市场竞争力。诺威克隆NC是亨斯迈纺织染化专业为中浅泥土色泽而研发的高性能活性染料,解决了中性色一次染准的技术难题。

2.1诺威克隆NC染料的非对比色概念

一般情况下,中性色染色常用红黄蓝三原色拼色系统,这种拼色方法虽然化验室容易仿色,大生产容易调色,但在实际生产中,各种影响参数都处在动态变化中,因此,色相很容易变化。而诺威克隆NC系列只有 4 支染料:黄NC、橄榄绿NC、棕NC、灰NC 。

诺威克隆NC染料充分利用非对比色概念,彻底打破了传统的红黄蓝三原色系统,单从色域空间来看,比传统红黄蓝三原色系统更加稳定,即使各种参数发生变化,颜色的色相变化也很小。诺威克隆NC染料自身就是中性色,单色染料很接近目标颜色,相当于单支染料染色。

因此,诺威克隆NC染料即使不同步吸附上染和发生固色反应,皂洗阶段不同步洗除浮色,最终的颜色色相变化也很小。

根据非对比色的概念,以下两个组合是色域空间最小的

两个组合:诺威克隆橄榄绿NC+诺威克隆棕NC+诺威克隆黄NC,诺威克隆橄榄绿NC+诺威克隆棕NC+诺威克隆灰NC,这是重现性最佳的两个拼色组合,化验室仿色和大生产调色时,调整幅度一定要大,否则色光调整不过来。

2.2氟代均三嗪活性基的特点

理想的活性染料是吸附、固色同步,固色后的共价键稳定,对浴比、盐碱用量、吸附时间、固色时间、温度、皂洗条件

等参数的变化稳定,能从根本上解决大小样重现性差、缸差、头尾色差、边中色差问题,事实上,这种完美的染料是不存在的。

传统的卷染活性染料有两大类:第一类为单个或多个乙烯砜结构染料,这类染料大多数有较低的亲和力,对浴比影响大,加碱后吸附会发生突变而跳跃,从而存在重现性差和头尾差的隐患。由于纤维素纤维? 乙烯砜染料的共价键耐碱稳定性差,极易水解,对于卷染长时间的染色,水解更加严重,这是

重现性差的重要因素之一;左中右温度差造成的水解程度不一致也是造成边中色差的关键。第二类为一氯均三嗪和乙烯砜双活性基活性染料,一氯均三嗪(活性2级)活性基与纤维素纤维的反应速度比乙烯砜活性基(活性3 级)低,因此,一氯均三嗪活性基需要比乙烯砜基较高的pH值才能达到充分固色,在固色阶段,纤维素纤维?一氯均三嗪共价键在碱性条件下比较稳定,但纤维素纤维? 乙烯砜共价键易断键水解;尽

管该类双活性基染料中有一些性能较好的染料,但其依然存在潜在的重现性问题,即在两个风险中抉择,低pH值一氯均三嗪固色不完全,高pH值固色阶段纤维素纤维? 乙烯砜共价键水解,因而,必须有较高的pH值使一氯均三嗪活性基固色,但可能引起乙烯砜共价键断裂;或较低的pH值对乙烯砜基很安全,但只有部分一氯均三嗪活性基固色;不同反应性的活性基是该类染料存在重现性差的主要原因。

诺威克隆NC活性染料含有 2 ～3 个氟代均三嗪活性基,其活性高,达到 4 级,且为相同的活性基,为多活性基同步反应固色奠定了理论基础。而且纤维素纤维? 氟代均三嗪共价键在碱性条件下很稳定,纤维素纤维与活性基的共价键在碱性条件下的稳定性如下:氟代均三嗪> 氯代均三嗪> 二氟一氯嘧啶> 二氯均三嗪> 二氯喹恶啉> 乙烯砜,在所有活性基中,氟代均三嗪活性基耐碱性最好,乙烯砜基最差,这为卷染长时间的染色过程奠定了可靠的理论基础。纤维素纤维与活性基的共价键在酸性条件下稳定性如下:乙烯砜> 二氟一氯嘧啶> 氯代均三嗪> 氟代均三嗪> 二氯喹恶啉>

二氯均三嗪,氟代均三嗪活性基耐酸性中等,诺威克隆NC 活性染料含有2 ～ 3 活性基,其耐酸性也比较好。纤维素纤维与活性基的共价键在氧化或氯存在条件下的稳定性如下:氟代均三嗪> 氯代均三嗪> 乙烯砜> 二氯均三嗪> 二氯喹恶啉> 二氟一氯嘧啶,因此氟代均三嗪活性基在过硼酸盐浴中和含氯条件下(1 ～ 5 mg/kg)最稳定。因此,诺威克隆NC 活性染料是适合中性色卷染的最佳染料。

2.3出色的各项色牢度

诺威克隆NC活性染料是代表最新科技进步水平的创新型染料,其活性基氟代均三嗪和发色团在碱性、酸性、氧化、含氯条件下都比较稳定,各项色牢度也非常出色。同时,在测试色牢度时,具有非对比色褪色原理,即同步褪色,色牢度很

高。在所有活性染料中,诺威克隆NC染料的日晒牢度、汗光牢度、耐氯牢度、烟褪牢度、氧漂牢度、后丝光牢度等几乎接近还原染料的牢度水平,其各项色牢度见表1;且其多次水洗牢度、酶洗、石洗色牢度则高于还原染料,对比结果见表2。

酶洗工艺:1% 纤维素酶、0.3% 冰醋酸、pH=4、55 ℃处理30 min →冷水淋洗→pH=9、60 ℃、杀酶 5 min →2% 柔软剂、pH=5、45 ℃处理15 min;酶洗石洗工艺:1% 纤维素酶、50% 的 2 ～ 3 cm的浮石、0.3% 冰醋酸、pH=4、55 ℃处理30 min →冷水淋洗→pH=9、60 ℃、杀酶5 min →2% 柔软剂、pH=5、45 ℃处理15 min;多次水洗工艺:1.5 g/L汰渍洗衣粉、1 mg/kg有效氯、41 ℃水洗30 次。

3诺威克隆NC染料在卷染中的实践应用

3.1诺威克隆NC染料卷染生产实践

3.1.1生产准备

染色织物:60S×40S 173×120118″;颜色:浅灰色;克

重:459.9 g/m2;卷重:672.8 kg;卷长:463 m;大生产浴比LR=3∶1,化验室浴比LR=15∶1;车速:100 m/min。

3.1.2生产工艺流程(图1)

A:1/2 助剂;B:1/2 助剂;C:1/2 染料;D:1/2 染料;E:1/2 元明粉;F:1/2 元明粉; G:1/2 纯碱;H:1/2 纯碱。

I:冷水洗;J:95 ℃皂洗;K:中和;L:冷水洗。

3.1.3生产处方(表3)

3.2传统染料卷染生产实践

生产工艺流程同3.1,染色处方见表4。

3.3诺威克隆NC染料与传统红黄蓝染料

卷染实践结果

从表 5 可看出,诺威克隆NC染料与传统红黄蓝染料卷染对比,大小样色差、头尾色差、边中色差明显小得多。

综上所述,活性染料中性色卷染的大小样差、缸差、头尾差通过非对比色概念彻底得到解决,边中差通过高活性、共价键高度耐碱的氟代均三嗪活性基得以解决,诺威克隆NC染料彻底克服了卷染工作者诸多的疑难问题。

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