活性染料连续轧染生产的色差控制

1 　产生色差的原因 活性染料是反应性染料,且各染料的染色性能不一,在连续轧染生产中较难控制色光,很容易产生前后色差或左中右色差。连续轧染常用乙烯砜型活性基染料或一氯均三嗪与乙烯砜双活性基染料。影响染料染着于棉纤维的因素很多,产生色差的原因也是多方面的。 1. 1 初染色差 初染色差,即初开车与正常生产之间的色差。由于不同染料具有不同的亲和力,织物浸轧染液时染料产生竞染现象, 若织物带走的染液中染料浓度越高,染料亲和力越高,这种现象就越严重。致使轧槽染液浓度逐步降低,甚至影响染料间的浓度配比(即产生色差) ,直至在稳定的染液补充下达到动态平衡(色光趋于稳定) 。 1. 2 正常连续生产中的色差 主要由于轧染生产工艺参数的变化或染色状态的变化所造成。 1. 3 染坯前处理或后整理产生的色差 染坯前处理产生的色差,即染坯的退浆、煮练、漂白和丝光等效果不一致造成的色差;后整理产生的色差,即后整理温度过高或化学助剂引起的色变色差。 2 色差原因分析及控制 2. 1 初染色差的分析与控制 初染色差主要与染料性能有关。由于染液中染料对棉纤维的亲和力比水分子大,因此会出现初染色深现象。一般采取轧槽加水或高位槽追加染料的方法来控制。轧染选用活性染料,在考虑色光、色牢度和成本等因素的同时,还必须考虑染料的亲和力、反应性、耐碱性等问题,因为这些因素都会影响色光的稳定性。 2. 1. 1 　染料亲和力 要选择染料亲和力中等偏低的(Rf 值在0. 8 左右) ,且染料间亲和力要接近。亲和力太低,烘干时容易产生泳移(如灯芯绒易产生坑浅) ,布面得色不饱满,甚至影响色牢度;亲和力太高则初染颜色深,容易受轧槽液位变化等因素的影响,尽管可以通过轧槽初染液加水的方法控制色深,但还是不利于连续染色时的色光控制,而且染料亲和力太高也不利于织物透染;而所选染料亲和力相差太大,则更不便于色光的控制,易产生前后或左中右色相差异。 亲和力表现为染料从染液转移到棉纤维上的速度。亲和力越高,染料从染液转移到棉纤维上的速度越快,初染率越高。单个染料的亲和力大小常用比移值(Rf 值) 来表示,不同染料的Rf 值往往不一样,Rf 值高则表示亲和力低。一般采用滤纸染液上升法测量(染料浓度10g/ L 、室温,测试5 min 内染液在中速滤纸上染料与水高度的比值) 。特别值得注意是,染料比移值相同,亲和力不一定相同。由于商品染料中含有消泡剂、防尘剂和增溶剂等表面活性剂,以及元明粉等无机盐电解质,这些添加剂会严重影响染料的Rf 值,而且不同规格的染料所含添加剂百分比往往不一样。因此,测得的单个染料比移值仅供参考。电解质的增加会使染料的Rf 值下降,有些低力分染料因为元明粉相对较多测得的Rf 值较小,这并不代表亲和力高。所以,印染厂采用多只染料进行拼色时,必须让所选用的染料处在同一个体系之中检测其亲和力是否一致。 方法一　把所选的染料按处方比例配成溶液,稀释到一定浓度(浓度太高不易分辨颜色) ,再用上述方法测各染料的上升高度和速度,如果没有明显的色相分层,则说明染料的亲和力相近;上升高度不一致时,上升最高的染料其亲和力最低。 方法二　滤纸晕圈法。把所用的染料按处方比例配成溶液,稀释到一定浓度,滴1～2 滴(约0. 05 mL) 染液在中速滤纸上,观察染液在滤纸上的渗透扩散情况。渗透扩散到外圈的染料亲和力较低,如果整个渗圈颜色均匀没有分层现象,则说明所配染料的亲和力很接近。 Shenxinfix S 型活性染料具有异双活性基结构,经过精加工提纯,亲和力较低 ,适合于轧染,但应注意合理选用。 2. 1. 2 染料的反应速度 在选用染料时,要尽可能选择反应性相近的,如果选配的染料反应性相差太大,则不利于色光控制。如黑KNB反应快,翠蓝KNG反应较慢,当轧染车速加快时,黑KNB固色受影响较小,而翠蓝KNG固色率明显下降,导致色光发生较大变化。在不可避免地使用反应性配伍不好的染料时,必须严格控制工艺参数的稳定性。 2. 1. 3 　染料的耐碱性 含乙烯砜结构的染料耐碱性较差。其固色时碱性太强或汽蒸时间过长,则染料水解增多,得色变浅,如常用的黑KNB 等。 固色液碱性过强或汽蒸时间过长均会导致染料水解增多得色变浅,但不同染料其耐碱性也不同,对汽蒸工艺条件也不一样,如黑KNB 比红SBE 受工艺参数变化的影响大。在染中浅色时,黑KNB、藏青等色光不易控制,车速慢反而得色浅。这是因为染料耐碱性差,固色时间过长,染料水解增多,得色浅。 当染料用量增加到40 g/ L 或60 g/ L 以上时,需适当增强碱性,以提高得色深度。 2. 2 　正常连续生产中的色差控制 2. 2. 1 设备工艺能力 设备工艺能力是指设备满足生产工艺需要的能力。有的工程技术人员对此不够重视,如对于浸轧、烘干工序,认为只要浸轧均匀,能烘干就行。其实,连续轧染中烘干是非常重要的工序,缓慢均匀地烘干织物,有利于获得饱满的色泽和色牢度,也有利于左中右色差控制;急烘容易造成色泽不匀,导致织物得色不饱满和加剧染料泳移,使摩擦牢度差和左中右色差、前后色差。 一般,轧烘设备由均匀轧车浸轧→远红外辐射预烘→两组热风预烘→烘筒烘燥组成。在正常情况下,两组MH662 红外线辐射预烘应该蒸发15 %～20 %的水分,两组MH631 热风预应烘蒸发30 %～40 %的水分,MH602 烘筒烘燥部分蒸发30 %～40 %的水分。如果某一部分烘干达不到要求,则另外两部分就会增加烘干负荷,容易产生急烘现象,不利于控制色差。当轧染车速或汽压发生变化时,各部分蒸发水分的比例发生变化,使织物内染料向表面泳移,导致织物表面得色发生变化,而产生前后色差。由此可见,各部分烘干能力、轧染车速的变化都会导致前后色差;各部分烘干能力比例不当不利于前后色差的控制;烘干设备左中右供热不匀,则会产生左中右色差。 2. 2. 2 工艺参数波动 导致色差产生的原因是多方面的,车速、轧车压力、烘燥汽压、各工序设备各处温度等工艺参数的波动都会导致前后色差的产生。前后轧槽液位高度的波动也会产生前后色差,可以采用加料液位自动控制装置加以控制。 目前,大部分工厂对轧槽液位变化已经给予重视,但汽蒸箱液封口液位高度以及封口总液量的变化往往被忽视。在正常生产时,织物上溶落到封口液中的染料重新染到运行的织物上和织物上染料不断溶落到封口液中是一种动态平衡,这种平衡被打破就会产生前后色差。要控制这种动态平衡,必须稳定控制车速和封口总液量。但是保持汽蒸箱封口液位高度稳定,并不能完全保证反应封口总液量稳定,因为当蒸箱汽压发生变化时,会促使封口总液量发生变化(汽压变小封口总液量增大,如图所示) ,打破了原来的动态平衡,导致色差产生。最好的办法是,通过控制蒸箱U 型压力显示管水位高度的稳定性来控制蒸箱汽压稳定性。汽压表和温度表都不易准确观察且有误差,而U 型管直观地反映了汽蒸箱内部的压力,几乎没有误差,且不会产生温度滞后性。 2. 3 染坯前处理、染色后整理工艺的控制 染色用坯除了要求退、煮、漂、丝光充分以外,特别强调“一致”性。即原坯来源、退浆效果、煮练效果、漂白白度、丝光效果都要一致,否则都会产生色差。此外,染色后整理工艺控制不当也会产生色差。 2. 3. 1 不同产地的棉纤维成熟度不同,染色性也各异;同一纺织厂不同批次的坯布上浆成分及上浆率可能不一样,退浆效果也会不一样,自然会影响染色,产生色差。所以,同品种不同批次的坯布也应分开处理。 2.3. 2 前处理要求退浆净、煮练透,毛效在8 cm/30min 以上,要求均匀一致;染特别鲜艳的颜色要求白度好,染一般的颜色要求白度一致;丝光充分,效果均匀,尤其是洗碱干净一致。 2. 3. 3 前处理效果不匀,也会产生左中右色差,最常见的是中间得色深,两边得色浅。因为不同染料对前处理差异的敏感程度不一样,而出现的左中右色差,即使采用均匀轧车也难以调整。所以,前处理轧车左中右压力的一致性、各处加料的左中右均匀性不可忽视。 2. 3. 4 染色布后整理时也可能产生色光变化,导致前后色差或左中右色差。如柔软剂、防水剂、防皱剂等处理会产生色光变化,常出现增深或泛黄、泛红等现象;织物后整理需要热定形处理,而许多活性染料在高温下会产生色变,棉纤维也会因高温而产生泛黄现象;而定形时左中右温度不匀,则有可能产生左中右色差,定形机运行过程中温度不稳定则会导致前后色差。 3 　结束语 3. 1 对原坯进行分类控制。根据不同生产厂家、批号进行分类,在化验室做好相关分析。 3. 2 严格控制前处理质量。将退浆率、毛效、白度、pH值、丝光钡值和干湿度等质量指标控制在较小的波动范围内(根据工厂实际能力制定具体定量参数) 。 3. 3 合理选择活性染料配伍。尽量选用同类型活性染料,充分考虑染料的亲和力、耐碱性、反应性的近似性等问题。收集相关技术资料,建立档案。 3. 4 正确使用染色助剂。如合理使用防泳移剂可以减轻烘干工序波动对色光的影响,根据染料特性,选择不同的固色碱剂用量等。 3. 5 严格控制轧染各项工艺参数。车速、温度、压力和浓度等都要控制在较小的范围内,染液和固色液的温度也应相对稳定;充分利用蒸箱U 型管控制蒸箱汽压;稳定控制水洗、皂洗的水量及温度等(所有工艺都要求有定量参数及允许误差范围) 。 3. 6 染色前对必须后整理进行变色试验,重视染色后整理工艺的控制,防止染色后色差的形成。