印花
涤棉分散染料-活性染料印花地沾污研究
佚名
2023/7/17
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涤棉分散染料-活性染料印花地沾污研究

在涤棉混纺织物上用分散染料和活性染料同桨印花,是涤棉混纺织物的主体工艺,而分散染料对棉组分的地沾污,又是分散和活性染料工艺的主要问题。关于活性染料对涤组分的沾污,一般选用K-型或M-型活性染料配套,已有很多成熟的经验,这里不再论述。

地色沾污有三个途径,分散染料对棉的吸附,尿素使用对沾污的影响,后平洗的处理方式是用防沾污剂或是采用碱处理,因所采用的分散染料而异,三个因素都是相互关连,相互影响,只有几种措施都到位,问题就比较好解决。

1. 分散染料棉沾污理论和染料选择

分散染料对棉有较强的吸附性,不同化学结构的分散染料是造成棉沾污的主导因素,如何选择好不易沾污的分散染料,或是沾污后通过化学手段能够清除的染料是解决棉沾污的主要关键。

1.1 不易沾污的单偶氮染料[1]

这些单偶氮染料分子上都含有可水解的基团,如含有双酯基的水解,吡啶酮结构氰基的水解,羟基的可溶化,这些染料固色后剩余的浮色染料都可以通过碱洗除去。

1.1.1 含有双乙酰氧乙基和氰基的单偶氮染料[1]

这是常规用分散染料,比含N-二乙基的单偶氮染料沾污性能要好的多,如同是红色染料;C.I分散红74,Foron scarlet S-BWFL,国产大红HBGL。单偶氮类:


由于该染料有二个N-二乙酰氧乙基,因此有比较好的棉沾污性能和易洗涤性,该染料是国旗拔染地色染料。根据文献[7]分析,羧酸酯的水解一章中指出。

羧酸酯有二种情况,一种是含有酰氧键,也就是本文提到的Foron ScarletSBWFL是典型的酰氧基结构,含有二个二乙酰氧乙基。还有一种叫烷氧键,比较有代表性的是含有双酯键结构的PC-型分散染料,如Dispersol Red P-4G。和福隆大红S-BWFL同一化学结构,而不同是S-BWFL是酰氧键,而P-4G是烷乙氧键是一只非常好的防沾污性能的分散染料。

福隆大红S-BWFL制造时是利用含有羟乙基胺[N(CH2CH2OH)2]的中间体和醋酸。醋酸酐酯化而成在带有-N·N-二乙酸酯的红色分散染料。由于它的水耐模式是在碱液作用下,酰氧键断裂的双分子反应,有可逆反应,就造成了酯水解反应不完全,就没有烷氧键断裂的PC型-分散染料,酯水解反应那样稳定,也就在同一化学结构,比不上Piepersol Red P -4G沾污性能好。但是在涤棉深色印花中,由于S-BWFL红是含有酯基的染料,因此分散染料中含有酰氧基双酯的分散染料同样是具有很好的防沾污性能的分散染料。而同样是单偶氮分散染料,由于结构上是含有二个N-二乙基沾污性能非常差。

C.I分散红210,Foron scarlet SRL,单偶氮类。


C.I 分散蓝79,Foron Navy S2GL,国产分散藏青蓝HGL。


同样由于该藏青蓝化学结构上有二个N-乙酰乙氧基,就有比较好的沾污性能。

1.1.2 具有吡啶酮结构的单偶氮分散染料[1]

吡啶酮结构的单偶氮分散染料有比较好的沾污性能,印花固色后经过碱洗处理,氰基水解变为羧酸钠盐,而去除有如下反应:


常用吡啶酮结构的单偶氮分散染料有如下品种:

分散嫩黄H4GL

分散黄H3GL


(3) 分散橙HGL



以上品种经过多年生产实践,对解决涤棉地沾污起了很大作用,价格又比较低廉。

另外还有浙江台州化工集团生产的[2]产品有:

(1)C.I分散黄119,为分散绿光黄C-5G,国外同类产品为Dispersol yellow C-5G。单偶氮类:


主要用于涤棉混纺织物印花,匀染性好,提升率高。

(2)C.I分散黄126,为分散艳绿光黄,国外同类产品有Dispersol yellow D-7G。单偶氮类:


特别适用于分散-活性染料涤棉印花。

1.1.3 P-型分散染料

P-型分散染料,又名PC-型分散染料,也是典型的烷氧键分散染料,是I.C.I企业开发的涤棉印花专用染料Procilene PC染料的配套分散染料,含有双酯键结构,印花固色后易碱水解去除,反应如下:

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国内有上海染化八厂开发的PC-型分散染料,其品种有分散黄7G-PC,分散橙G-PC,分散红2B-PC,分散红4G-PC,分散蓝R-PC,分散藏青2R-PC。天津染料厂生产的双酯基P-型分散染料[1]天津染料厂生产的双酯基P-型分散染料有:

(1)分散嫩黄P-7G,CI. Disperse yellow126,国外同类产品有Dispersol yellow 7G-PC(ICI),化学结构为:


(2)分散黄P-G,CI. Disperse Orange 127,国外同类产品为Dispersol Orange G-PC(ICI),化学结构为:


(3)分散黄P-3R的化学结构为:

(4)分散橙P-5R的化学结构为:


(5)分散红P-4G,CI. Disperse Red 278,国外同类产品为Dispersol Red P-4G(ICI),化学结构为:


(6)分散红玉P-B,国外同类产品为Dispersol Rubine B-PC(ICI),其化学结构式为:


(7)分散红紫P-R的化学结构式为:


(8)分散棕P-3G,CI. Disperse Brown 19,国外同类产品为Dispersol Brown 3G-PC(ICI),化学结构式为:


(9)分散海军蓝P-2G,分散黑PNB、PNR都是复合分散染料。

1.1.4 含有双羟基的单偶氮染料[2]

单偶氮染料上的二个羟基的未经完全固色的浮色,经烧碱处理,即可溶解去除,而防止了沾污,反应如下:


(1) C.I 分散红5,Hisperse Rubine 3B(T.T.C),分散红玉3B,湖南湘潭染化总厂[2]生产,单偶氮结构。

可作为涤纶防拔染印花。


(2)C.I分散红17,Cibacet Red 2GN(Ciba),单偶氮类。


(3)C.I分散红58,Miketon Fast Pink FR(MDW),单偶氮类,蓝光艳红。


(4) C.I 分散红118, Disperse Brown 3REL(COLR),分散红棕3REL(杭州佳园化工生产),单偶氮类。


(5)C.I分散紫43,Kayalon Fast Pink BD(KYK)。


(6)C.I分散蓝96,Samaron discharge Navy Blue H3R(CAS),单偶氮类。


(7)C.I分散棕 Foron Brown S-3R(CLAR),分散棕3R(苏州染料厂生产),单偶氮类。


含有双羟基的单偶氮类染料,应用时要进行实验,试验来确定工艺。

1.2 分散染料和活性染料同桨印花工艺中分散染料的选择[1]

1.2.1 分散染料棉沾污性能

最好的办法是预先做好分散染料的棉沾污试验,方法是把5%分散染料溶解在海藻酸钠糊料中括印在纯棉布上烘干焙烘(190~195℃,90秒),用烧碱保险粉还原清洗后进行评估,测试情况如表-1所示。

表-1 分散染料棉沾污性能表

棉沾污好的

棉沾污一般

棉沾污严重

分散黄H4G

福隆红ERLN

分散红HGG

分散黄H3GL

卡亚隆红BL-SE

舍玛隆黄H6GL

分散橙HGL

分散黄RGFL

舍玛隆紫HFRL

分散橙RFL

汽巴棕3R

分散酱红GRSE

分散橙SFL

福隆蓝SGL

分散蓝2BLN

分散红HBGL

分散蓝SBGL

分散桔HFFG

福隆红S-BWFL

 

福隆红SRL

分散红H4G

 

分散蓝EBL

分散棕H2RL

   

福隆棕S2RFL

   

分散蓝HGL

   

分散黑S2BL

   

2.分散染料和活性染料同浆印花工艺

分散染料的选择已有说明,活性染料则采用小苏打法的K-型活性染料和M-型活性染料。分散染料和活性染料的比例,依据涤与棉的混纺比,如涤65%棉35%,根据经验以1:1为好,其典型处方如下:

1~80克 活性染料

1~80克 分散染料

0~50克 尿素

10~20克 小苏打

5~10克 防染盐S

x克 海藻酸钠糊

1000克 配成

工艺流程:轧渗透剂(一般轧601)→烘干→印花→烘干→焙烘(190~195℃ 90秒)→汽蒸(101~102℃,6~7分钟)→平洗。

因为分散染料不耐碱,特别是棉沾污性能好的染料更不耐碱,小苏打用量不超过20克,在深色处方中不宜加尿素,否则易造成花纹渗化,中浅色要加尿素,以克服由于高温焙烘棉泛黄造成色光萎暗。

尿素在焙烘过程中促使棉纤维膨化,它与分散染料组成的低熔点共熔物,也就更易干扩散进入棉纤维,而加重了分散染料对棉的沾污。由于尿素的存在,同时又加深了活性染料对涤纶的沾污,而造成相互沾色程度的加剧,影响了涤棉织物的色泽鲜艳度和染色牢度。

3. 后平洗解决分散染料棉沾污的问题

第一次平洗必须采用大量冷水冲洗。

近几年各种牌号的防沾污剂很多,经试验比较,美国菲诺企业的优丽洗W- 13(UniwashW-13)效果较好,同时在上海第二印染厂助剂厂试制的防沾污剂V-9效果和国外来样接近。这些产品都是非离子表面活性剂。每一个不同牌号的产品都有其特定的浊点,加热超过浊点后,在织物表面都产生一层薄膜,从而防止洗下的分散染料再沾污到织物表面。机理为非离子表面活性剂在水中不电离成离子状态,而是聚氧乙烯长链中的氧原子形成松弛的氢链结合而溶于水,当温度升高结合的水分子,随温度升高而逐步脱落,亲水性逐渐减弱,当加热到某一程度,水溶液急剧转变为混浊溶液,这个温度就是非离子表面活性剂的浊点。可用下式表示:


如非离子表面活性剂TX-10、净洗剂JU等,都是脂肪醇聚氧乙烯醚,都有类似的性能。通过实验用ZBD-1型白度测试仪测出用不同防沾污剂对每只分散染料进行测试,测试情况如表-2所示。表-2 不同防沾污剂对分散染料后处理后的白度数据分析结果

染料名称与沾色用浓度

助剂种类和白度

防沾污剂优丽洗W-13

防沾污剂V-9

高效净洗剂931

分散黄SE-6GFL

0.03%

74.80

74.80

73.40

分散黄 H4GL

0.03%

72.20

75.60

71.50

分散黄棕 S2RFL

0.01%

75.40

75.30

70.20

Dianix蓝BG-FS

0.02%

81.20

77.90

68.20

苏米克阴翠蓝SGL

0.03%

76.20

79.60

77.30

舍玛隆紫 HFRL

0.02%

77.10

77.40

76.70

卡亚隆红BL-SE

0.03%

74.60

75.20

72.50

力沙林紫 FBL

0.03%

76.10

76.60

76.10

分散蓝 HGL

0.03%

73.30

73.20

72.20

分散红 ERLN

0.02%

72.40

73.50

70.20

分散黄 H3GL

0.02%

70.50

72.60

68.00

分散红玉 S2GFL

0.02%

70.00

72.50

69.60

分散红S-BWFL

0.015%

71.70

72.40

63.90

分散桔 HGL

0.03%

70.50

72.60

68.00

3.1 非离子型的防沾污剂防沾污性能优于阴离子高效净洗剂

3.2 黄到紫色的常规分散染料沾污试验后测出的白度都比较好,其中有单偶氮结构的分散染料和蒽醌结构的分散染料,用防沾污剂处理的白度都比较好,采用如下工艺比较好。

印花→烘干→焙烘(190~195℃,90秒)汽蒸(101~102℃,5~7分钟)→平洗

第一次平洗要掌握几个要点:[6]

(1)要强力冲洗,不穿透风辊以有利于及时足够冷水槽。

(2)布速要快,减少织物与被洗下染料的足够时间.

(3)采用浊点60℃左右的非离子表面活性剂3~5克-升处理表面形成保护层,防止沾污。

(4)第二次用烧碱和非离子型表面活性剂,洗涤剂逐格升温。

碱液处方:

1克   烧碱

3克   纯碱

3克   六偏磷酸钠

2克   乳化剂EM或匀染剂O-升

第一次平洗工艺:二浸二轧强力冲洗,温度由低到高50℃,倒数第二格加3~5克-升防沾污剂,60℃热洗,最后一格热水洗、烘干。

第二次平洗工艺:二浸二轧40~50℃热水洗,中间二格(照4处方)80~95℃处理,而后高温水洗,烘干。

若白度不好再洗第三次或用浸轧过硼酸钠10克,加萤光增白剂VBL 2~3克-升→短蒸碱洗→热冷水洗→烘干。

3.3 P-型或PC-型分散染料及吡啶酮结构的分散

染料和活性染料同桨印花,不适用于非离子防沾污剂处理。在碱性条件下,酯基会水解成羧酸钠盐,使染料成水溶性状态,而对涤纶纤维失去染着力,因此必须用热碱以除去未固色的含羧酸基的残余染料,以达到白地白,花色鲜艳。碱处理工艺如下[5]:

印花焙烘汽蒸后的印花半制品第一次平洗

二浸二轧强力冲洗,二格碱处理(烧碱2克,平平加O 0.5克-升80~85℃),充分80℃以上热水洗净烘干(第一次碱洗时间不低于2分钟)。

第二次平洗

二浸二轧热水洗二格碱皂洗(表面活性剂601 2~3克,烧碱1~2克、平平加O 0.5克-升,80~90℃),而后80~90℃热水充分洗烘干。

4.分散染料和活性染料同浆印花,后平洗造成白地沾污的回修方法

4.1 偶氮型分散染料和活性染料同浆印花造成的白地沾污的回修方法

平洗轧(20克-l二氧化硫尿)二浸二轧→汽蒸(100℃,10秒)→冷热水洗皂洗→水洗→烘干。

4.2 葸醌型分散染料和活性染料同浆印花,造成的白地不白回修方法

平洗轧 20~30克   双氧水30%

10克     硅酸钠

x克 水

1000克 配成

PH值为10~11。

二浸二轧→汽蒸(100℃,10秒)→冷热水洗皂洗→水洗→烘干。

5. 结论

(1)选择不易沾污的含有可以碱水解的基团,如含有双酯结构的P-型分散染料,含有氰基的吡啶酮结构的分散染料,含有羟基可溶化的分散染料和K-型,M-型活性染料配套应用于涤棉混纺织物印花,是解决白地沾污最关键的技术。

(2)深色分散染料和活性染料同浆印花,不加尿素是解决沾污和渗化的共同需要。

(3)后平洗根据染料的性能,采用大流量水冲洗,和选用非离子型的防沾污剂处理,还是用热碱水解处理,以达到白地洁白,花色鲜艳。



              

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