染色产品质量影响因素及控制

冬冬 · 发表于 2007-9-20 11:18

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影响染色产品质量的因素很多，主要是设备、染化料、工艺（流程、配方、条件）及操作等因素，出现染色疵病有时还有偶然性，所以在分析引起染色制品质量问题的原因时，要从各个方面进行考虑、分析，找出问题出现的真正原因所在，以便解决问题并避免再次发生质量问题，在总结经验的基础上，对产品质量进行控制。   　　一、色光对样及匀染性的影响因素 　　⒈　设备因素及设备选择　为获得优质的染色产品，除根据不同的纤维、不同的织物选用不同的染料，制定各自合理的染色工艺外，还要有与之相适应的染色设备。随着生产的不断发展及科技水平的不断提高，染色机械也日趋先进，但设备造成的质量问题还是不能完全避免。 　　设备对色光的影响主要是设备的开车稳定性，如车速、烘燥条件、升降温速度、压力控制等。设备工艺控制稳定，就能从设备上保证染色色光稳定，保证重现性。 　　对匀染性的影响，设备因素比较重要，为保证匀染性，对设备就提出了以下要求： 　　⑴ 工艺适应性要强。要能满足匀染性对设备温度、压力、速度、处理时间等工艺参数以及对染化料等化学介质变化调整的要求，使染整设备与新工艺、新技术相适应，保证染色织物的匀染性以及其他质量要求。 　　⑵ 自动化程度高。对主要工艺参数尽可能自动检测、自动调节，达到精确控制，减少人为原因造成的匀染疵病，满足对工艺重演性的要求，保证质量的稳定。 　　⑶ 一机多用，适应多品种的加工要求。印染厂的设备总是有限的，而染整产品是随市场需求变化的，所以要增强设备的适应性，要在减少设备投资的前提下，保证设备能满足不同品种织物染整的匀染性和其他质量要求。 　　⑷ 织物在设备中以低张力或松式运行。张力是影响匀染性的因素之一，张力大或张力不匀极易造成匀染质量问题，所以要求在设备操作运行中尽可能在松式下进行或在低张力、均匀张力下运行。 　　染色产品的色光对样与匀染性除涉及所制订的工艺与操作外，还与染整设备密切相关。选择的染整设备必须满足染整工艺要求，能适应多品种染色的要求，能加工高品质产品，设备要安全、耐用、经济、高速、高效、连续化、自动化、低能耗，能防止公害。一句话，设备必须保证染整产品质量。 　　⒉　工艺配方的制订　工艺配方制订的是否合理，直接关系到染色质量，制订工艺配方的主要依据是： 　　⑴ 纤维的性能及织物的组织结构及规格。各种纤维的结构不同，性质也不同，则所采用的染料也不同。如棉纤维适合用活性、直接、还原、硫化等染料染色，而且纤维耐碱不耐酸。而涤纶性能就不一样，制订涤棉混纺织物染色工艺就必须考虑两种纤维各自的性能。同一纤维织物，规格不同，其配方也必须有所变化。 　　⑵ 色泽与被染物用途。 　　⑶ 染化料的性能。 　　⑷ 设备的性能及产品的适应性。 　　⑸ 染整加工的方法。 　　⑹ 染整加工的质量要求及成本要求。 　　工艺配方是否合理，直接影响到加工产品能否满足质量要求。如用阳离子染料染腈纶，假如不考虑阳离子染料的配伍性和腈纶的染色饱和值，制订配方不合理，就不能染成所需要的色泽，也不能满足色光、匀染性等方面的要求。配方制定后，如发现存在不合理之处，必须根据生产的具体要求进行调整。   　　⒊　工艺条件　工艺条件是影响染色产品色光和匀染性的重要因素，如温度、时间、pH值等，每一个条件都直接影响到产品的质量。 　　⑴　温度：温度的高低，关系到纤维的膨化程度，关系到染料的性能（溶解性、分散性、上染速率、上染率、色光等），关系到助剂性能的发挥。每一种纤维制品，每一种染料都有自己最适宜的染色温度，温度或升温速率控制不当，都会严重影响到染制品的色光及匀染性。如弱酸黑BR染羊毛，最高上染温度为80～95℃，而酸性藏青GGR最高上染温度为95～1OO℃。又如阳离子染料染腈纶，升温速率必须严格控制，升温太快，极易造成染花。 　　⑵　时间：染色时间的确定与染料在纤维上的扩散、结合有关，染色必须有足够的时间，让染料充分上染、扩散、固着，达到上染平衡，得到应有的色泽。时间过短，往往染料未完全上染，得不到应有色泽，色不符样必须修色重染，因而会浪费染料。万一有染花现象，也没有足够的时间来让纤维上的染料“移染”，来达到染色均匀的目的。当然染色时间的确定要适当，时间过长，有时反而会使织物因随温度及化学药品作用时间的过长而发生风格变化，使手感发硬。 　　⑶　pH值：pH值也是影响染色色泽与匀染性的重要因素。如一般的分散染料染涤纶，适合在酸性条件下进行，若将这些染料的pH值定在碱性．染料的色泽就会发生变化。如用酸性藏青GGR染色，pH值不宜大于3，否则色光就会明显带红光。同一种染料染同一种纤维，当pH值发生变化时，色光就会发生变化，而且会影响到匀染性。如羊毛用酸性染料染色，pH值越低，羊毛带正电荷越多，使负电性的染料上染速度加快，染花的可能性就会增加。pH值还会影响到染料的反应性和水解性能，如活性染料的水解性与反应性都与pH值有关，pH值还影响到纤维的性质以及助剂的性能，最终影响到染色色泽和匀染性。 　　二、透染性的影响因素 　　⒈　染料、助剂性能的影响　透染性与染料、助剂的性能密切相关。染料的扩散性能是影响透染的最重要因素。如果染料的上染速率快，但扩散性差，扩散速率低，就容易造成染料在纤维内外分配不匀，以致造成环染现象，透染性就差。凡是影响染料扩散速率的因素都会影响到纤维、织物的透染效果。 　　助剂对透染性也有影响。加入对染料扩散有帮助的助剂，如渗透剂、助溶剂、扩散剂、纤维膨化剂等，有利于染料透染纤维，但若加入的助剂使染料艇聚，减慢了染料的扩散，就会影响到透染的效果，甚至会造成严重的环染现象。 　　⒉　温度、时间的影响　温度提高，有利于染料向纤维内的扩散，这对提高扩散性能差的染料的透染性是很有帮助的。但是如果起染温度大高，染色时染料初始上染速率加快，会给匀染性和透染性带来负面影响；染色温度太高，有时还会使染料凝聚或使染料快速染着纤维表面，阻滞染料进一步向内渗染，也会造成透染差的问题。温度的确定要根据染料和被染物的性能而定。 　　延长染色时间，使染料从纤维表面向纤维内部充分扩散．有利于提高透染性。 　　三、色牢度的影响因素及控制 　　影响染色制品色牢度的因素很多，但主要取决于染料的化学结构、染料在纤维上的物理状态（染料的分散程度、与纤维的结合情况），染料浓度、染色方法和工艺条件对染色牢度也有很大的影响。纤维的性质与染色牢度关系也很大，同一染料在不同纤维上往往有不同的牢度，如靛蓝在棉纤维上的日晒牢度并不高，而在羊毛上却很高。 　　(一)皂洗牢度的影响因素及控制 　　皂洗牢度是指染色制品于规定条件下，在肥皂液中皂洗后褪色的程度，它包括原样褪色及白布沾色两项。原样褪色是指印染织物在皂洗前后褪色的情况；白布沾色是将白布与染色织物以一定方式缝叠在一起，经皂洗后，因染色织物褪色使白布拈色的情况。染色制品的皂洗褪色是织物上的染料在肥皂液中经外力和洗涤剂的作用，破坏了染料与纤维的结合，从而使染料从织物上脱落褪色。 　　皂洗牢度与染料的化学结构有关，含亲水基团的水溶性染料的皂洗牢度低于没有亲水基团的染料。如酸性染料、直接染料由于含较多的水溶性基团，皂洗牢度较低，而还原、硫化、不溶性偶氮染料等不含水溶性基团的染料，皂洗牢度较高。 　　皂洗牢度还与染料和纤维的结合情况有关。如酸性媒染染料和直接铜盐染料，由于染料和金属整合，染料分子增大，水溶性降低，皂洗牢度因而提高。而活性染料和纤维可发生共价键结合，因此皂洗牢度较好。 　　同一染料在不同纤维上的皂洗牢度不同。如分散染料在涤纶上的皂洗牢度比在锦纶上高，这是因为涤纶的结构比锦纶紧密，疏水性强的缘故。 　　皂洗牢度与染色工艺有密切关系。染料染着不良，易从纤维上脱落，皂洗牢度就差；染后洗涤不净，浮色有残余，也会导致皂洗牢度的下降；皂洗液的温度、pH值以及搅拌情况都对皂洗牢度有影响；染色时染料浓度对皂洗牢度一般影响较小，但染料浓度高，染料和纤维的结合超饱和，受外力作用染料容易脱落，这也影响皂洗牢度。 　　为提高皂洗牢度，对不同的纤维，要根据皂洗牢度要求，选择不同的染料，制定合理的染色工艺，严格按工艺操作，使染料与纤维充分结合，染后充分洗涤，洗净浮色，必要时可加入适当的固色剂固色，以提高皂洗牢度。 　　(二)摩擦牢度的影响因素及控制 　　染色制品的摩擦牢度分为干摩擦牢度和湿摩擦牢度两种。前者是用干的白布摩擦染色制品，观察白布的粘色情况；后者是用含水100%的白布摩擦染色制品，观察白布沾色情况。织物的摩擦褪色是在摩擦力的作用下使染料脱落而引起的，湿摩擦除了外力作用外，还有水的作用，因此湿摩擦一般比干摩擦牢度约降低1级左右。 　　织物的摩擦牢度决定于浮色的多少以及染料分子量的大小、染料与纤维的结合情况、染料渗透的均匀度、染料在织物表面的粒子情况等。如活性染料，染料与纤维是以共价键充分结合的，其摩擦牢度便高；而不溶性偶氮染料，当染色处理不好时，部分染料成不溶状态，它们机械地附着在纤维表面，其摩擦牢度低，如浮色去除不净．摩擦牢度就更低；染料分子大（如硫化黑），染色后染料在纤维表面易形成大颗粒染料浮色，加上染料浓度一般偏大，使摩擦牢度降低；特别是大多数染料与纤维的结合力在水分存在下更容易被破坏，故湿摩擦牢度比干摩擦牢度要低一些。 　　为保证摩擦牢度，必须选择适合的染料，制定合理的工艺，以保证染料能充分与纤维结合，并充分渗入纤维内部，使其不会聚集于纤维表面，染后要充分洗净浮色。必要时可加平滑固色交联剂，使染料与纤维结合更牢固，减少织物表面的摩擦力，同时使纤维表面形成一个包覆染料的柔软薄膜，使其在摩擦时染料不易脱落，提高摩擦牢度。 　　(三)日晒牢度的影响因素及控制 　　染色制品经日晒后的褪色、变色是一个比较复杂的过程。在日光作用下，染料吸收光能，分子处于激化状态，它是不稳定的，必须将能量以不同的形式释放出去，才能变成稳定态。其中一种形式就是染料接受光能后直接分解，染料发色体系遭破坏、变化，而有的染料分子在光作用下经氧化或还原而褪色。例如偶氮染料在纤维素纤维上的褪色是氧化过程，而在蛋白质纤维上的褪色则是还原作用的结果。 　　同一染料在不同纤维上的日晒牢度有很大差异。分散染料在聚丙烯腈、聚酯纤维上的日晒牢度比在醋酯纤维上高，其他染料也类似，染料以同一浓度分别染在棉和粘胶纤维上的日晒牢度不同，在粘胶纤维上的日晒牢度比在棉上为高。又如还原染料在纤维素纤维上日晒牢度很好，但在聚酰胺纤维上却很差。这是因为染料在不同纤维上所处的物理状态以及和纤维的结合牢度不同的缘故。 　　染料的日晒牢度又与它的分子结构有关，如还原染料中靛系类染料日晒牢度相对较差，而蒽醌类染料日晒牢度大多优良，其他染料中，蒽醌、酞菁、金属络合结构的染料日晒牢度一般较高，不溶性偶氮染料的日晒牢度相差较大。又如染料分子结构中含有较多的氨基、羟基等基团，将促使染料吸收光能而氧化褪色，其日晒牢度低；而引入硝基、卤素等基团后却不易褪色，使日晒牢度提高。 　　日晒牢度还随染色浓度而变化。同一染料染在同一种纤维上，染色浓度低的日晒牢度一般比浓度高的差。 　　不同日晒牢度的染料拼色时，有时会使日晒牢度相互影响，有的使日晒牢度降低，面有的使日晒牢度提高。 　　有的助剂加到染色织物上，会影响染色制品的日晒牢度。例如，有的固色剂会使染制品易吸收光能而褪色，降低日晒牢度，而紫外光屏蔽剂，使染制品不易吸收光能，能提高日晒牢度。 　　日晒牢度还与纤维与染料的键合状态有关。如活性染料，与纤维共价结合的键对日光稳定，日晒牢度高，而纤维上含有较多的水解染料时，日晒牢度就低。 　　在纤维内扩散性能好、渗透均匀的染料，其日晒牢度好。 　　另外，日晒牢度还与颜色的浓淡、染料在纤维上的物理状态以及一些外界因素（空气含湿、大气污染、试样含湿等）有关。 　　要保证染制品有好的日晒牢度，关键是从结构上对染料进行选择，然后制定合理的染色工艺去染特定的纤维织物。在染色后的后整理中，所加的助剂也要进行选择，以保证助剂至少不会对日晒牢度产生负面影响。 　　(四)其他牢度 　　汗渍牢度、氯漂牢度、升华牢度的高低主要取决于染料本身的结构，如活性染料中，有的染料与纤维的结合键在酸性条件下易断裂，则汗渍牢度差。以吡唑酮为母体的活性染料，耐氧漂牢度较差．酞菁结构的则较好；溴氨酸结构的活性染料易产生烟气褪色。牢度还与染料和纤维的结构状况、颜色的浓度、染料在纤维上的物理状态、染色工艺、纤维性能等因素密切相关。(中国印染助剂网)

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