活性染料的應用性能對比

M. Ferus-Comelo

科學軟件公司(印度)

迄今為止，活性染料是用于棉和其他纖維素纖維染色的最重要的一類染料。盡管染料制造商通常會提供有關各種染料色牢度的信息，但往往無法直接獲得其他有關應用性能的重要信息。例如，它們對鹽和堿的敏感性、染料竭染率和固色值以及洗掉未固色染料的難易程度。

如果染料對鹽敏感，則意味著在染浴中加入鹽會顯著增加染料竭染率。如果對堿敏感，則在染浴中加入堿后大部分染料被竭染。了解染料對鹽和堿的敏感性，染色者可以調整染色工藝，以避免染色不勻，減少不必要的長染周期。例如，若配方中的所有染料都對鹽敏感，則可在染色開始時添加鹽。若配方中的任何染料對堿敏感，則可能需要延遲加堿時間。每種染料對鹽和堿的敏感性并不是恒定的。隨著配方中染料量的減少，兩者通常都會顯著增加。因此，染料可能在低含量時鹽敏感而在高含量時鹽不敏感。

了解染料的竭染率和固色值是有用的，因為非固色的染料最終會進入廢水中。理想情況下，固色值非常高，超過90%，而竭染率僅略高。然后，織物僅需去除少量染料。只有當固色值也很高時，高竭染值才為正。否則，必須從纖維中去除大量未固色的染料。

染料越容易洗掉，需要的水量就越少。有幾個參數會影響洗滌的難易程度，其中包括纖維上有多少未固色的染料必須去除，染料從纖維上分離的難易程度，以及染料在水洗牢度測試中對干凈布料的染色難易程度。最近，科學軟件公司對知名供應商的56種活性染料的上述應用特性進行了分析。

1 測試方法

所有的染色均在漂白的100%純棉平紋針織物上，以8 L/kg的液料比在Mathis Labomat IR燒杯型染色機上進行，每次染色使用單一染料且織物質量為10 g。除染料外，染色僅使用氯化鈉、純堿和燒堿，洗滌時使用醋酸中和。使用制造商推薦的染色溫度以及鹽和堿濃度。中等深度染色在1/3“SDD”下進行，高深度染色在2/1“SDD”下進行。“SDD”是“標準染色深度”的縮寫，指產生國際定義的顏色印象所需的染料量。給定“SDD”下染料量越低，染料的著色強度越高。

使用制造商推薦的染色溫度和鹽濃度確定中性鹽的消耗量，pH值為5～8。恒溫30 min后，取出織物，用Mathis SmartLiquor染浴分析儀從殘留液中測定竭染值。竭染值是用SmartLiquor根據染色結束時的殘留液計算出來的。固色值是通過用SmartLiquor測量4種洗滌液(50、50、95和75 ℃，浴比為10 L/kg)，并考慮水從一個洗滌槽到下一個洗滌槽的殘留。織物在第4次最終洗滌后用Mathis Morapex裝置進行萃取，以去除殘留的未固色染料。提取液中的染料濃度用SmartLiquor測量并轉化為染料量。

洗滌等級范圍從1(非常差)到5(優秀)。它們對應于ISO 105 C06規定的耐洗色牢度等級。用1/3 “SDD”的染料量染色并在50 ℃溫度下兩次洗滌10 min后(第二次洗滌為了中和用酸洗)，浴比為10 L/kg。用Mathis SmartScan數字牢度分儀機測試牢試等級。

2 結果與討論

平均而言，在中等深度，大部分竭染發生在添加鹽(58.7%)之后，而在高深度時，鹽(40.2%)和堿(77.7%-40.2%=37.5%)對最終竭染的貢獻大致相等(表1)。對鹽非常敏感的染料在中性相的中等深度處竭染率超過90%，在高深度處仍約為75%。另外，在加鹽時，堿敏感染料竭染率僅在14%(高深度)和29%(中等深度)之間(表1)。

表1 中等深度、高深度的結果概述

正如預期，當染料量增加時，染料竭染率和固色率下降。在中等深度時，41.2%～91.8%的染料固著在纖維上。在高深度時，這些值分別下降至15.1%～79.1%，因此，最佳與最差染料之間的差異在高深度染色時更加明顯。

中等深度的平均竭染率為86.6%，高深度為77.7%。中等深度的平均固色率為70.4%，高深度為50.7%，即中等深度染色時必須去除織物上約17%的染料(或纖維上20%的染料)，高深度染色時必須去除織物上約27%的染料或纖維上35%的染料。

洗滌難易程度也存在很大差異，范圍涵蓋1～5的大部分可能值。

圖1～圖4描述了如何根據4個參數(中性耗竭率、最終竭染率、固色值和洗滌等級)分布染料。在x軸上，可能值的范圍以10%步長(中性耗竭率、最終耗竭率和固色值)或1級步長(洗滌等級)分類。y軸表示在每種情況下，屬于每個x軸類別染料的占比。

圖1 中性竭染率的直方圖

圖2 最終竭染率的直方圖

圖3 固色率的直方圖

圖4 洗滌評級的直方圖

圖1顯示，中等深度的大部分中性竭染率介于40%和70%(高鹽敏感性)之間，在高深度時該值為20%～60%。

10個試樣中，約9個試樣的最終竭染率在中等深度時高于80%，但在高深度時則廣泛分布在50%～100%(圖2)。85%的染料在中等深度時的固色值至少為60%。然而，在高深度時，該值下降至所有染料的40%。在高深度時，沒有一種染料的固色值超過80%(圖3)。

在洗滌方面，超過90%的染料的洗滌評級在3～5之間，約60%的染料的洗滌評級超過4級(圖4)。

何鵬飛 譯 羅 艷 校