控制染色升溫改善酸性染料配伍性差導致的色花

李寬緒

（廣東江門市新會德潤紡織有限公司，廣東江門 529142）

錦/氨彈性針織布具有高彈回復性，是泳裝、內衣及運動裝等服飾的常用面料?？椢锶菊庸み^程中出現布面色花（染色不勻）是客戶不能接受的異常，預防染色不勻、提高工廠一次合格率是本實驗的研究目的。一般認為錦/氨彈性針織物產生色花的原因主要有：（1）工藝及操作，例如染色時打結、始染溫度偏高、升溫過快；（2）染缸載布量過大，織物過長；（3）坯布含油量大，水洗不凈，布面pH不均勻；（4）染料聚集，配伍性欠佳［1］，染浴pH不合理，勻染劑及用量不當等。本實驗討論錦/氨彈性針織物染色不勻指的是容易產生色花的鮮艷顏色。錦/氨彈性針織物的原料是錦綸和氨綸，錦綸6與錦綸66在分子結構、染色性能上存在一些小的差異，但染整工序相似。錦/氨彈性針織物中錦綸占多數，氨綸被錦綸覆蓋，所以錦/氨彈性針織物實際上只是錦綸染色，但是也要考慮到染色不能損害氨綸的彈性和延伸性。弱酸性染料是錦/氨彈性針織物染色應用最多的一類染料［2］。本實驗主要討論配方中酸性染料配伍性不合理引起的織物色花，可以通過改變染色升溫工藝進行預防。

1 染料配伍性

染料配伍性指染色配方中的一組染料在染色過程中，纖維對染料的吸收率一致，即染料之間配伍性良好，若其中有的染料吸收提前或延后則被稱為配伍性不好。如果拼色時各染料的上染速率相差較大，有的染料上染較快，有的染料上染較慢，在相同的工藝條件下就容易產生色花，并且染色織物色光不穩定。影響配方中酸性染料之間配伍性的主要因素是染料的親和力及上染速率。親和力是指染料上染纖維的傾向和能力。親和力有具體的熱力學數值，指染料在纖維上及在染液中的標準化學位。可以這樣理解，物體總是從高位能級向低位能級運動，染料也是這樣，當其在染液中的化學位高于在纖維上的化學位時，染料被纖維吸附占優勢；當兩個化學位相等時，上染達到平衡。染料化學位的大小除了取決于染料分子結構外，還與當時染液中的染料質量濃度、溫度、pH等因素有關。親和力并不表示纖維對染料的最大吸附量，最大吸附量用飽和值描述，表示染料在該條件下在纖維上的最大吸附量。飽和值決定了該染料在該條件下能染得的最大深度。親和力大，染色的色牢度好，但移染性差。

2 實驗與討論

2.1 材料和設備

染化料：酸性染料［昂高化工（中國）有限公司］；防皺劑、釋酸劑、勻染劑（廣東德美精細化工股份有限公司），固色劑（上海瑞鷹化工有限公司），醋酸（佛山市禪城區友銓化工經營部）。

織物（廣東德潤紡織有限公司）和染色配方如表1所示。

表1 織物和染色配方

設備：AK-SL300型雙液流高壓高速染色機（中國臺灣亞磯工業股份有限公司），MONFONGS 828 TwinAir8F型拉幅定形機（德國門幅士），Datacolor 800型分光光度計（美國Datacolor，設定光源主燈D65，副燈 TL84）。

紫色和湖藍這兩種鮮艷的顏色采用常用的預防色花工藝（公司內部工藝7程序）。染缸為中國臺灣雙管300 kg載布量的溢流染色機，為了預防織物在染缸行走圈時偏長導致色花，保守投染180 kg彈性針織物（200 g/m2），是染缸載布量的60%左右。

錦綸纖維染色時，染浴pH是影響其上染速率和上染率的重要工藝參數，也是影響錦綸染色勻染性的關鍵因素之一。在實驗時，（1）染料在錦綸上的初始上染率非常高，容易造成染色不勻［3］，因此設定起染溫度為常溫（30℃以下），克服始染溫度偏高，上染過快導致的色花；（2）染浴pH在7.5左右，常溫不加釋酸劑，升溫到70℃處理10 min，降溫到50℃再加釋酸劑，釋酸劑隨著時間的延長、溫度的升高釋放出酸，染浴pH逐漸降低［4］，第一階段從常溫升溫到70℃，這段時間內不加釋酸劑，染浴pH保持中性不變，可以克服染浴pH降低過快，弱酸性染料上染過快導致色花；（3）本次實驗為了預防色花，高濃勻染劑用量選擇3%比較合適。

2.2 舊升溫染色工藝

舊升溫染色工藝曲線如下所示：

常溫時依次加入防皺劑2%、勻染劑3%、染料，首先常溫運行5 min，然后以2.0℃/min升溫到70℃，保溫10 min后以2.0℃/min降溫到50℃，加入釋酸劑（10 min以內加完），保溫10 min，以0.5℃/min升溫到60℃保溫10 min，以0.5℃/min升溫到70℃保溫10 min，以0.5℃/min升溫到80℃保溫10 min，以0.5℃/min升溫到98℃保溫30 min，以2.0℃/min降溫到60℃取樣。這樣設計的染色工藝，實際出來的兩缸布還是有色花疵病存在。

2.3 舊升溫染色工藝生產的彈性針織物色差

舊升溫染色工藝生產的彈性針織物電腦測試色差結果見表2。以客戶確認小樣的顏色為標準，排除操作和機器故障，實驗1和實驗2兩缸不同顏色的布面目測明顯可見色花，布面上一塊一塊上染不勻，織物兩邊偏黃。表2中電腦測試的數據也表明布面色差明顯。出現色花的布測試數據每次都有變化，重點關注色花現象。

表2 舊升溫染色工藝生產的彈性針織物色差

2.4 新升溫染色工藝

錦綸是我國對聚酰胺纖維的商品名稱［5］，聚酰胺纖維是由含有重復酰胺鍵的聚酰胺線性大分子構成的合成纖維。聚酰胺纖維大分子鏈兩端含有氨基和羧基（都是極性基團），在酸性介質中帶有正電荷，可用酸性染料染色［6］。當兩個或兩個以上染料拼色染色時，染料在纖維上會發生對染色位置的競爭，即競染現象。如果染色配方選用的染料在上染率和親和力方面差異較大，在不同的染色階段升溫不同，纖維染得的色澤就會大不相同，造成色花。小樣選料配方犧牲了染料組合之間的配伍性，標準色樣已經確定。為了達到訂單要求的顏色效果，在不更換染化料組合的情況下，選擇上染曲線和親和力相似的染色升溫工藝，看能否通過調整染色升溫速率和路徑來解決色花問題。

（1）原先舊升溫染色工藝的第一階段以2.0℃/min升溫到70℃保溫10 min，調整為以1.0℃/min升溫到80℃保溫10 min。新工藝此階段的時間增加35 min。

（2）80℃保溫后以2.0℃/min降溫到50℃，加入釋酸劑（10 min以內加完），然后第二次升溫修改為從50℃以0.5℃/min升溫到70℃保溫10 min。新工藝此段時間減少10 min。

（3）70℃保溫后，從0.5℃/min改為1.0℃/min升溫到98℃保溫30 min，然后降溫到60℃取樣。此階段時間對比舊工藝可以節約38 min。

新工藝總時長比舊工藝減少13 min。要特別注意的是本實驗專門討論升溫曲線對色花的影響，故把起始染色溫度設置在30℃以下，染整廠實際不會設置這么低，0.5℃/min的升溫速率在實際生產中使用也是比較少，僅針對特殊容易色花的顏色。新升溫染色工藝在常溫下依次加入防皺劑、勻染劑、染料，常溫運行5 min，以1.0℃/min升溫到80℃保溫10 min，以2.0℃/min降溫到50℃，加入釋酸劑保溫10 min，再次以0.5℃/min升溫到70℃保溫10 min，繼續以1.0℃/min升溫到98℃保溫30 min，以2.0℃/min降溫到60℃取樣。新舊升溫染色工藝對比時，染化料及其用量保持不變，其他工序（前處理除油、固色、定形）也都鎖定不變。新升溫染色工藝曲線如下所示：

2.5 新升溫染色工藝生產的彈性針織物色差

新升溫染色工藝生產的彈性針織物色差見表3。以客戶確認小樣的顏色為標準，生產完成后顏色目測上染均勻，布面沒有色花（染化料和用量都沒有改變，染化料使用同批次）。由表3可以看出，用電腦測試色差也很接近，色光基本一致。以上測試數據和目測都可以看出，新升溫染色工藝生產的錦/氨彈性針織物染色均勻，無色花。

表3 新工藝生產彈性針織物的色差

車間按照新升溫染色工藝進行生產，后續多次實驗生產紫色和湖藍色這兩種特別鮮艷的顏色，染色勻染性良好，說明改變升溫曲線和速率可以解決敏感顏色的色花問題。新工藝中，第一階段升溫速率由2℃/min降為1℃/min，可以讓染料組合中上染速率快的染料減慢，染料之間的上染速率趨于均衡；第一次保溫從70℃提高到80℃，可以使染料組合在沒有加釋酸劑調節pH促染的情況下，上染率達到比較高位，等到第二階段加釋酸劑降低染浴pH促染時，染料已經大部分上染，競染現象大大減弱；加上第二階段設置較慢的升溫速度，再加上勻染劑的作用，就可避免色花。

在實際生產過程中，錦/氨彈性針織物的色花往往不是單一的異常原因造成的，可能是幾種原因疊加導致。生產要合理選用染料組合，合理設計升溫曲線，還要注意勻染劑的合理選用和酸的用量選擇，以及前處理除油工藝、水質、機器操作是否正常等。

3 結論

（1）在不改變染化料及其用量的條件下，合理設計錦/氨彈性針織物染色升溫工藝曲線，能夠解決染色配方中弱酸性染料配伍性差導致的色花問題。

（2）實際生產中，錦/氨彈性針織物染色不勻的原因往往是多種因素疊加，其他容易造成染色不勻的因素例如勻染劑的選用及用量、pH的控制以及前處理等，只有調整合理，才能保證織物上染均勻。