棉針織物活性染料染色低溫后處理工藝

浙江紡織服裝學(xué)院染整技術(shù)研究所  王華清   夏建明   

摘要：ReactEVO^®是一種關(guān)于活性染料染色后處理的創(chuàng )新工藝，其創(chuàng )新性不僅體現在后處理的溫度都是在不高于50℃的條件下進(jìn)行的，而且減少水洗次數和后處理所需的時(shí)間，具有明顯的節能、節水和省時(shí)的優(yōu)勢。文中探討了ReactEVO^®活性染料染色低溫后處理工藝中TWE的用量、TWE處理溫度、TWE處理時(shí)間等對棉針織物染色凈洗效果的影響，并與傳統皂洗后處理工藝進(jìn)行應用性能的對比。結果表明，ReactEVO^®后處理工藝與傳統皂洗后處理工藝相比，具有更高的染色深度和相當的染色牢度。

關(guān)鍵詞：ReactEVO^®工藝; 活性染料; 棉針織物; 低溫；后處理

0 前言

活性染料染色過(guò)程中易造成染料的水解，吸附在纖維上的水解染料和未與纖維結合的染料易形成浮色，嚴重影響染料的耐水洗和耐濕摩擦牢度^[1-2]。因此活性染料染色后，需要選擇適當的皂洗劑進(jìn)行皂洗后處理，以提高產(chǎn)品的質(zhì)量^[3-5]。傳統的皂洗后處理工藝大都是采用堿性皂洗劑，皂洗時(shí)布面的pH值為9-10，溫度高達98-100℃，該條件易使活性染料發(fā)生斷鍵^[6]，且高溫皂洗前后要經(jīng)過(guò)多次水洗，消耗大量的水，能耗過(guò)高，達不到節能減排的要求。針對以上情況，開(kāi)發(fā)節能、節水的染色后處理工藝是當前需要解決的問(wèn)題。本文主要研究ReactEVO^®活性染料染色低溫后處理工藝，并將其應用到生產(chǎn)實(shí)踐中。

1 實(shí)驗部分

1.1 實(shí)驗材料

織物：32s純棉針織汗布

藥品：活性紅3BSN、活性嫩黃HF-4GL、活性艷藍KN-R、活性黑EB-G（浙江龍盛股份有限公司）；ReactEVO^® WBS、ReactEVO^® PHR、ReactEVO^® TWE（三義精細化工（蘇州）有限公司）；皂粉（市售）、元明粉、純堿（均為化學(xué)純）。

儀器：F&PAD-12型震蕩式染色機（外商獨資鶴山精湛染整設備廠(chǎng)有限公司）、Datacolor SF-600 測色配色儀（美國Datacolor公司）、Y571B型摩擦牢度儀（寧波紡織儀器廠(chǎng)）、SW-12D耐洗色牢度試驗機（寧波紡織儀器廠(chǎng)）、UV-2100型紫外可見(jiàn)分光光度計（尤尼柯（上海）儀器有限公司）、pH酸度計等。

1.2 染色后處理工藝

1.2.1 染色工藝

（1）染色處方

活性染料（%，o.w.f）：    4

Na₂SO₄（g/L）：          60

Na₂CO₃（g/L）：          20

浴比：                  1:10

（2）染色工藝曲線(xiàn)

1.2.2 后處理工藝

（1）傳統皂洗后處理工藝過(guò)程

染色→水洗→酸中和→高溫皂洗（皂粉2g/L，98℃×20min）→熱水洗→冷水洗2道。

（2）ReactEVO^®后處理工藝過(guò)程

染色→水洗→ReactEVO^® WBS洗（1g/L，50℃×20min）→ReactEVO^® PHR中和（1g/L，50℃×15min）→ReactEVO^® TWE洗（PHR用量1g/L，TWE用量為2%-5%，35℃-55℃，20min）。

1.3 測試方法

1.3.1 染色牢度的測定

按照GB/T 3921-2008《紡織品 色牢度試驗 耐皂洗色牢度》中規定的方法測定皂洗牢度；摩擦牢度按照GB/T 3920-2008《紡織品 色牢度試驗 耐摩擦色牢度》中規定的方法進(jìn)行測試。

1.3.2 織物染色深度的測定

利用Datacolor SF-600 測色配色儀，測試織物的K/S值。

1.3.3 皂洗殘液吸光度的測量

用UV2100型紫外可見(jiàn)分光光度計測定皂洗殘液在相應染料最大吸收波長(cháng)處的吸光度值A。

2 結果與討論

在ReactEVO^®后處理工藝中，使用了WBS、PHR及TWE三種助劑。WBS的作用僅是在溶液中分散水解染料，去除未固著(zhù)的染料，相當傳統工藝中的第一道水洗。PHR是一種有機酸的混合物，對纖維進(jìn)行中和；TWE具有弱陽(yáng)離子性，可與水解和部分水解染料反應生成親纖維的活性物，該活性物與纖維產(chǎn)生穩定性的結合。所以，PHR和TWE的添加對工藝的皂洗效果有明顯的影響，且二者之間存在著(zhù)一定的相互作用。因此，本論文重點(diǎn)討論PHR和TWE對活性染料染色后處理工藝的影響。

2.1  TWE用量和PHR用量對后處理殘液吸光度的影響

在 PHR用量為1g/L時(shí)，采用不同用量的TWE，在45℃、20min的條件下進(jìn)行皂洗處理，分別測試殘液的吸光度A，實(shí)驗結果見(jiàn)圖1。

圖1  TWE用量對后處理殘液吸光度的影響

從圖1中可以看出，隨著(zhù)TWE用量的增加，殘液的吸光度逐漸下降，當增加到2%-3%時(shí)，溶液基本上呈現無(wú)色狀態(tài)；當用量超過(guò)3%時(shí)，殘液的吸光度又逐漸增大。這是因為TWE是具有一定活性的化合物，可與水解染料發(fā)生反應，生成親纖維的活性物，該活性物可與纖維發(fā)生鍵合反應，生成高穩定性的結合，經(jīng)適當用量處理后，溶液可呈現無(wú)色狀態(tài)；由于TWE具有陽(yáng)離子的特性，繼續增加TWE的用量后，溶液中陽(yáng)離子濃度升高，對陰離子染料的吸引力增強，從而將纖維上結合的浮色染料拉下水中，造成吸光度增加。因此，當PHR用量為1g/L時(shí)，TWE的最佳用量為2%-3%。

PHR是一種耐熱型有機酸的混合物，可中和布面的堿性，可通過(guò)改變PHR的用量來(lái)調節溶液的pH值。在最后一浴的處理過(guò)程中，對酸比較敏感的染料，pH值控制在6-6.5，對酸不敏感的染料，pH值控制在5-5.5之間。因此，對酸比較敏感的染料，要適當的降低PHR的用量，增加TWE的用量，同樣也可使溶液基本達到無(wú)色狀態(tài)，此時(shí)TWE的用量范圍為3%-5%。

2.2 TWE處理溫度對殘液吸光度的影響

在ReactEVO^® TWE用量為3%、ReactEVO^® PHR用量為1g/L時(shí)，在不同的溫度下處理20min，分別測試殘液的吸光度A，實(shí)驗結果見(jiàn)圖2。

圖2  TWE處理溫度對殘液吸光度的影響

    從圖2中可以看出，隨著(zhù)溫度的升高，殘液的吸光度逐漸下降，當溫度超過(guò)45℃時(shí)，溶液的吸光度又逐漸上升。這可能是因為溫度較低時(shí)不利于TWE與水解染料發(fā)生反應，而溫度較高時(shí)，不利于TWE和水解染料生成的親纖維的活性物對纖維的吸附，同樣也限制了與纖維的反應，導致溶液的吸光度又進(jìn)一步增大。因此，合適的處理溫度為45℃。

2.3 TWE處理時(shí)間對殘液吸光度的影響

在ReactEVO^® TWE用量為3%、ReactEVO^® PHR用量為1g/L時(shí)，45℃下處理不同時(shí)間，分別測試殘液的吸光度A，實(shí)驗結果見(jiàn)圖3。

圖3  TWE處理時(shí)間對殘液吸光度的影響

從圖3中可以看出，隨著(zhù)處理時(shí)間的延長(cháng)，殘液的吸光度逐漸降低，當時(shí)間達到20min時(shí)，殘液的吸光度趨于穩定，說(shuō)明浮色染料基本上已經(jīng)與纖維發(fā)生了結合。所以，合適的處理時(shí)間為20min。

2.4 ReactEVO^® 染色后處理工藝與傳統后處理工藝的比較

    為了說(shuō)明ReactEVO^®活性染料染色低溫后處理工藝的處理效果，我們選擇了活性紅3BSN、活性嫩黃HF-4GL、活性艷藍KN-R三種三原色染料染色純棉針織物，分別采用傳統皂洗工藝和ReactEVO^®新工藝處理染色織物，測試織物的K/S值和染色牢度，其結果如表1和2所示。

表1  傳統皂洗工藝與ReactEVO^® 后處理工藝K/S值對比

表2  傳統皂洗工藝與ReactEVO^®后處理工藝染色牢度對比

由表1和表2可知，和傳統皂洗工藝相比，采用ReactEVO^®工藝處理染色織物的K/S值有一定幅度的提高，且染色牢度完全相同。

3  生產(chǎn)實(shí)踐

（1）染色處方

活性黑EB-G（%，o.w.f）：      8

Na₂SO₄（g/L）：               80

Na₂CO₃（g/L）：               25

浴比：                      1:10

（2）染色工藝曲線(xiàn)

（3）傳統染色后處理工藝

圖4  傳統染色后處理工藝曲線(xiàn)圖

（4）ReactEVO^®后處理工藝

圖5  ReactEVO^®后處理工藝曲線(xiàn)圖

根據圖4和圖5進(jìn)行后處理后，測量染色織物的色牢度與染色深度，測試結果如表3所示。

表3 活性黑EB-G傳統皂洗工藝與ReactEVO^®新工藝的對比

    實(shí)際生產(chǎn)結果進(jìn)一步證實(shí)ReactEVO^®后處理工藝比傳統皂洗工藝具有更高的染色深度和相當的染色牢度。從圖4和圖5中可以看出，ReactEVO^®后處理工藝能比傳統皂洗溫度降低50℃，可縮短加工時(shí)間70min，可節省2-3道水洗，具有節水、節能，提高生產(chǎn)效率的優(yōu)勢。

4 結論

（1）ReactEVO^®染色低溫后處理工藝的合理工藝條件為：WBS用量為1g/L；PHR中和水洗用量為1g/L；TWE處理時(shí)，PHR用量根據染料對酸的敏感性決定，對酸不敏感的染料，用PHR調節溶液的pH值為5.0-5.5，此時(shí)TWE的用量為2%-3%；對酸敏感的染料，用PHR調節溶液的pH值為6.0-6.5，此時(shí)TWE的用量為3%-5%。TWE合適的處理溫度為45℃，合適的處理時(shí)間為20min。

（2）ReactEVO^®染色低溫后處理工藝與傳統皂洗后處理工藝相比，具有更高的染色深度和相當的染色牢度。

（3）ReactEVO^®染色低溫后處理工藝具有節能、節水、省時(shí)的工藝優(yōu)勢。

參考文獻：

[1] 唐人成, 常新亮, 蔣珠紅等. 影響活性染料染色物皂洗效果因素的探討[J]. 印染助劑, 2008,25(1):16-19.

[2] 姬海濤, 姚慶才, 陳小利. 皂洗劑HS-634的活性染色凈洗工藝[J]. 印染, 2011,2:23-25.

[3] Niramol S, Paitip T, Woranan N. Adsorption mechanism of synthetic reactive dye wastewater by chitosan[J]. Colloid Interface Sci., 2005,286:36-42.

[4] Xue x, Li L, He J. The performances of carboxymethyl chitosan in wash-off reactive dyeings[J]. Carbohydr.Polym., 2009,75:203-207．

[5] George Z K, Nikolaos K L. Reactive and basic dyes removal by sorption onto chitosan derivatives[J]. J.Colloid Interface Sci., 2008(11):1-8.

[6] 鐘少鋒, 傅越江, 王黎明, 等. 低溫皂洗劑JY-1103D[J]. 印染, 2011,7:37-39.

作者簡(jiǎn)介：

王華清，副教授，電話(huà)13586518095，研究方向：新型染整技術(shù)。郵箱：1252599195@qq.com