消除分散紅3B產生色變的主要方法
0 前言
自1972年以來，滌綸一直是化纖工業(yè)中產量最多的一個品種[1]。有到2004年底，我國印染行業(yè)全年加工301.63億米。在300億米的總量中，合成長絲織物占69%以上，在出口的93億米印染布中，合成長絲織物也占56.4%[2]。不難看出，無論是加工總量，還是出口交貨比例，合成纖維的加工比例都超過了一半以上。由此可見，進一步深入研究以滌綸織物為主的合成纖維的染整工藝，不斷提高產品質量，仍然具有重要的現(xiàn)實意義。
1 分散紅3B色變現(xiàn)象的描述
作為低溫三原色的分散紅3B, 是滌綸染色十分常用的一種染料。在鮮艷的淺中色滌綸織物染色加工過程中，分散紅3B是加工帶有藍光的紅色織物的首選染料。然而在實際生產中，染色工藝制定不當時，就會產生定型以后織物色變現(xiàn)象：大塊的十分明顯的藍色色斑像云霧一樣無規(guī)律的分布在織物上，且無法回修，只能改色，給工廠帶來很大損失，并嚴重影響客戶的交貨期。
生產實踐中，染中淺的鮮艷顏色時，隨著3B紅染料在染色配方中的比例逐漸增加，該染料經(jīng)高溫定型以后產生色變的機會也逐漸增加。單獨使用該染料對滌綸染色，若3B紅相對織物百分比重量很低的時候，比如0.02%，一般不產生高溫定型以后的色變現(xiàn)象。3B紅染料在染色配方中濃度超過其標準深度2.4%（o.w.f）以后，該染料的染深性就不再明顯，所以，實際生產中很少會看見3B紅染料在染色配方中的濃度超過3%（o.w.f）。
實際生產中，若在烘干機前面浸軋柔軟整理劑，在定型機上完成拉幅，定型以后出現(xiàn)藍斑的幾率就會減少。即使出現(xiàn)也比較淡。而且，織物烘干的程度越干，藍斑出現(xiàn)的機會就越少。
2 工藝流程與主要工序工藝參數(shù)
2.1 工藝流程
高溫高壓法是最常見的滌綸織物染色方法。根據(jù)坯布的特點和客戶的要求，常見的滌綸染色工藝流程有如下兩種：
① 低捻度全滌織物
備布---前處理---水洗---酸中和---染色---排
②高捻度全滌織物
備布---平幅精練---預縮---預定---堿減量---水洗---酸中和---水洗---染色---排掉染液---水洗---后處理---水洗---脫水---烘干---定型---檢驗
上述兩條工藝流程中染色以后的工序完全相同。染色之前，根據(jù)坯布的紗線捻度不同，選擇不同的染整工藝流程，滿足客戶不同的要求。強捻織物要求通過堿減量來更好的體現(xiàn)織物的設計風格，工藝流程就比常規(guī)滌綸染整工藝多出了從精練到堿減量的四道工序。
2.2 前處理
如流程①的最常見的染整工藝，染色之前最重要的工序就是前處理。
分散紅3B染料是以染鮮艷的淺中色為主的染料，此類顏色的坯布不作前處理，勢必嚴重影響成品的整潔度和染色質量。前處理的目的是把織物上影響染色的雜質盡量的去處干凈。滌綸坯布上的雜質主要來源于三個方面：
第一是聚酯纖維加工方面：聚酯纖維在原料加工過程中為了提高加工速度而加入的各種油劑。無論是POY長絲和FDY長絲的抽絲，還是DTY絲的加彈過程中，都會加入油劑。改性滌綸原料的加工過程也是類似的。通過前處理工序去除這些油劑，可以保證滌綸織物的染色質量。
第二是織造方面：為了提高織造速度，紡織廠會在織造過程中通過提高經(jīng)紗的強度來增加緯紗的打緯速度。提高經(jīng)紗強度的主要方式是通過對經(jīng)紗上漿來完成的。其次，為了減少毛絲，降低斷經(jīng)斷緯率，有時候紡織廠在織造過程中還會加入一些油劑，以提高布面質量。再次，捻絲或其他織造前道工序中造成的各種沾污。為了保證染色質量，必須通過前處理工序去除上述雜質。
第三是坯布儲運方面：在坯布儲存和運輸過程中總會產生一些程度不同的沾污。這些污跡主要是油跡和泥跡。
無論是滌綸坯布上的油劑、污跡，還是漿料，在堿和精練劑的作用下都會通過前處理工序被去除。坯布上的雜質決定了滌綸織物前處理工序助劑的主要成分只能是堿和精練劑
2.3 堿減量
可以通過增加經(jīng)緯密來提高織物單位面積的重量，以此提高滌綸織物的懸垂性。也可以通過增加經(jīng)紗和緯紗的捻度來增加織物的剛性。然而，為了體現(xiàn)織物的飄逸性并產生“糯”性手感，又不得不通過堿減量的方式使紗線“剝皮”，以此來降低紗線強度和剛性，增加紗線之間相互滑動的空間。經(jīng)過堿減量以后存留下來的強度和剛性可以體現(xiàn)滌綸織物“柔中帶剛”的特點。增加了滑動空間的紗線由于強度和剛性的下降，使滌綸織物成品整體上呈現(xiàn)出一定的懸垂性、飄逸性和回彈性。追求這樣的手感，就是滌綸織物堿減量的目的。
2.4 后處理
在堿性條件下利用保險粉的強還原性來去除滌綸織物表面的浮色，以此來提高織物的水洗牢度和摩擦牢度，提高顏色的鮮艷度和純正度，這就是后處理的主要目的。
前處理、堿減量和后處理工序主要工藝參數(shù)見下表1。
表1：前處理、堿減量和后處理工序主要工藝參數(shù)
| 工序 | 溫度（℃） | 時間（min） | 主要助劑和加入量（o.w.f） |
| 前處理 | 75 | 30 | 36Be°液堿 2% |
| 堿減量 | 125 | 30 | 36Be°液堿 12% |
| 后處理 | 75 | 30 | 純堿0.7 5%,保險粉0.5% |
由于堿減量過程中堿的濃度、工藝溫度和工藝時間都甚于前處理（相關數(shù)據(jù)見表1），所以經(jīng)堿減量加工的滌綸織物不再需要前處理，只需要充分出水洗與酸中和就可以進入染色工序。
2.5 烘干與定型
實際生產中，烘干與定型工序的主要工藝參數(shù)見表2。
表2：烘干與定型工序的主要工藝參數(shù)
| 工序 | 溫度（℃） | 速度（m/min） |
| 烘干 | 115 | 18 |
| 定型 | 前兩節(jié)烘房185，中間烘房210，最后一節(jié)185 | 35 |
3 不同工藝條件對色變的影響
通過生產實踐確認，染液的PH值在4到7之間，3B紅2.4%（o.w.f）在130℃下保溫30分鐘以后，織物的顏色沒有變化。通過實驗室打樣后確認，當染液PH值在8到10之間時，3B紅2.4%（o.w.f）在130℃下保溫30分鐘后，織物的顏色開始發(fā)生變化。不同PH值下織物的色變情況見表3。
表3：染液不同的PH值對3B紅染后顏色的影響
| PH | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
| 顏色變化 | 同標準品 | 標準 品 | 同標準品 | 同標準品 | 同標準品 | 微偏藍光 | 偏淺偏藍 |
染液明顯偏堿性后，3B紅的色光開始偏藍。所以堿減量和前處理后的水洗與酸中和，以及染色前加入一定量的醋酸都是非常必要的。小樣試驗和大生產結果表明，染液的PH值調節(jié)到4-8，是保證3B紅染料正常發(fā)色的前提。無論是在前處理階段、堿減量階段還是后處理階段，出水后用pH廣泛試紙測試染缸內液體的pH值和織物表面的pH值就可以發(fā)現(xiàn)，當染缸內溶液的PH值接近中性時，織物表面的PH值還是堿性。這也許是布面帶堿不易被察覺的原因。大生產中，不同工序結束以后處理液pH值與織物表面pH值的對比見表4。
表4：不同工序后處理液pH值與織物表面pH值的比較
| 工序 | 堿減量后水洗2次 | 前處理后冷水洗1次 | 染色以后 | 后處理后冷水洗1次 | 后處理后 熱水洗1次 | 后處理后 酸洗1次 | 定型后 水洗一次 |
| 處理液的pH值 | 12 | 10 | 6 | 9 | 8 | 7 | 7 |
| 織物表面的pH值 | 13 | 11 | 6 | 10 | 9 | 8 | 7 |
表4中后處理以后直接酸洗時加入的醋酸量為800ml冰醋酸。熱水洗的溫度為50℃。
從表5中可以看出，實際生產中的后處理以后，無論是多次的冷水洗還是熱水洗，都不足以徹底消除織物表面殘留的堿。唯有兩次酸洗以后織物表面才不再殘留堿。
表5：多次水洗與酸洗以后處理液pH值與織物表面pH值的比較
| 工序 | 后處理后直接冷水洗2次 | 后處理后直接 熱水洗2次 | 后處理后直接冷水洗3次 | 后處理后直接 熱水洗3次 | 后處理后直接 酸洗2次 |
| 處理液的PH值 | 9 | 8 | 8 | 7 | 6 |
| 織物表面的PH值 | 10 | 9 | 9 | 8 | 7 |
表5中后處理以后直接酸洗時每次加入的冰醋酸量: O型缸內加入800ml，J型缸內加入1000ml。熱水
通過匹染缸中樣對比試驗表明：偏堿性的染液使織物的色光偏藍，只要定型之前織物表面不帶堿，雖經(jīng)高溫定型，也不會產生藍斑。偏酸性的染液可以使染料發(fā)出正常的色光，只要定型之前織物表面帶堿且浸軋水分（整理液），經(jīng)過高溫定型以后織物表面就會生成不規(guī)則的藍斑。那么，130℃堿性濕熱狀態(tài)下分散紅3B色光偏藍，與染后布面帶堿軋液經(jīng)200℃以上干熱定型出現(xiàn)不規(guī)則藍斑，原因是相同的。表6中給出了匹染對比試驗的有關條件。
表6：匹染對比試驗條件
| 染液PH值 | 染后織物顏色 | 出缸前處理液PH值 | 出缸前織物表面PH值 | 定型后織物顏色變化 |
| 9 | 比標準品偏藍 | 6 | 7 | 無變化 |
| 5 | 同標準品 | 7 | 8 | 比標準品微偏藍 |
| 7 | 同標準品 | 8 | 9 | 表面出現(xiàn)藍斑 |
綜上所述，保持染液PH值的弱酸性，是保證3B紅染料正常發(fā)色的前提；定型之前保持織物表面呈弱酸性，是保證織物顏色同標準品保持不變的前提；定型之前保持織物表面呈中性是保證分散紅3B不產生藍斑的前提。
有的染廠在沒有弄清
4 染料結構分析
分散紅3B屬于蒽醌結構。該結構染料的顏色與蒽醌分子上取代基的性質和所處的位置密切相關。取代基的給電子性越強，深色效應越大。α- 位的取代基要比β- 位的深色效應大得多。這是因為α- 位的給電子基團與蒽醌的羰基有形成氫鍵的可能，增加了分子極化強度，而β- 位取代時就沒有這種可能[3]。
染料在不同介質的作用下可以發(fā)生離子化[4]。就分散紅3B發(fā)生色變而言，有可能發(fā)生了高溫濕狀態(tài)下織物上殘留的—OH使β- 位的—O—于芳基連接處發(fā)生斷裂的現(xiàn)象，游離出的芳基取代了α- 位—NH2中的—H，染料分子結構由（1）轉變成（2）以后，染料的發(fā)色基團發(fā)生了變化，明顯的深色效應導致了染料呈現(xiàn)的光由原來的帶藍光的紅色變?yōu)閹Ъt光的藍色。染色配方中若以分散3B紅為主，染得鮮艷的中淺色滌綸織物后，若布面殘留有堿，遇到合適的介質——水，再經(jīng)高溫定性，3B紅染料就有可能在滌綸成品表面發(fā)生上述反應使織物表面出現(xiàn)大面積的無規(guī)則的藍斑。由于反應是不可逆的，所以出現(xiàn)色變以后無法回修。
5 結 語
綜上所述，織物做完后處理之后的水洗，出缸之前再進行一次徹底的酸洗,是解決分散紅3B色變問題的有效方法。O型缸內加入1000ml冰醋酸，J型缸內加入1500ml冰醋酸，于75℃下運轉20分鐘，就可以徹底的消除織物表面殘留的堿，從而可以杜絕色變現(xiàn)象的發(fā)生。
參考文獻：<
[2] 吳玉華. 2004年全國印染行業(yè)經(jīng)濟運行情況 [J]. 印染, 2005(6):46-47
[3] 鄭光洪，馮西寧. 染料化學[M].北京：中國紡織出版社，2005
[4] 趙雅琴，魏玉娟.染料化學基礎[M].北京：中國紡織出版社，2006
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