不溶性偶氮染料是棉纱染色中常用的染料,多用于染制深浓色的大红、枣、酱、蓝、黄、棕、黑等色。它以价格便宜、成本低廉、色泽鲜艳著称,但是摩擦牢度差,气候牢度也不够理想。采用不溶性偶氮染料染棉纱时,首先将棉纱放在色酚类的钠盐溶液处理,使纤维吸收一定量的色酚钠盐,即打底。然后再与胺类的重氮化合物或稳定的重氮盐溶液偶合,即显色,显色时打底剂与重氮化的显色基通过偶合直接在纤维上生成不溶性的偶氮染料。这类染料染深色时日晒牢度好,染浅色时日晒牢度差,而且相差较大,故一般这类染料不宜染浅色。
(一)打底剂及其工艺由于打底剂结构的差异,使它对纤维的结合能力不同,一般可用两种方法来表示打底剂对纤维结合能力的大小。一种是用吸收量表示,即每公斤棉纱于某一浓度的打底剂溶液中浸染时所吸收打底剂的克数;另一种是用吸收率表示,即被棉纱吸收的打底剂量与投入染浴的打底剂总量之比的百分数。一般认为,棉纱对打底剂的吸收率越高,打底后残浴的浓度就越低,棉纱线上的浮色也越少。因此,选用吸收率较高的打底剂,染后色纱上的浮色就少,摩擦和湿处理牢度也就较高。
影响棉纱对打底剂吸收率的因素很多,主要包括电解质含量、打底浴比、温度等。此外,棉纱的前处理性能和丝光效果均对吸收率有影响。值得注意的是棉纱线的品种、细度、捻度等对打底剂的吸收率也有一定的影响,在生产过程中应充分重视。
打底剂的溶解是在氢氧化钠存在下进行的,其溶解方法有热溶法和冷溶法两种,多以热溶法为主,所选用的色酚偶合能力应比较强。实际生产中,若用无光纱打底,多数选用热溶法溶解打底,深度是以每公斤棉纱吸收打底剂的量来表示,6g以下为浅色,6~12g为中色,12g以上为深色,可加入食盐促染。为提高打底液的稳定性,还可加入甲醛,续缸使用时也可加入食盐和甲醛,但打底液温度不能超过50℃,否则色酚的羟甲基化合物产生缩合而影晌其上染能力。
棉纱线的打底大都在往复式、喷射式染纱机上进行。打
1.打底工艺流程(往复式染纱机)
白纱→串杆→打底→包布→脱水→绷纱、串杆。
2.打底工艺处方和条件
打底棉纱线(无光)1小包(5kg)
打底液浓度3g/L(不加食盐)
脱水后含液率65%(脱水残液全部回收)
打底温度30℃,打底时间3Omin,打底浴比1:20(浴量100L)。
(二)显色剂及其偶合反应显色剂包括色基和色盐两种,其中色盐可直接溶解于水而与纱线偶合显色,但色基的溶解性极差,并且本身与打底剂无偶合能力,需经重氮化反应后,在一定pH值下才能与打底剂偶合显色。由于色基的结构不同,它们的重氮化方式也各不相同。对碱性较强的色基,可采用顺法进行重氮化,对碱性较弱的色基,可采用逆法进行;对碱性介于两者之间的色基,可采用悬浮法。目前纱线的染色常用上述几种化料方法进行色基重氮化。
色基重氮化后,就可进行偶合显色。显色时溶液的pH值是使显色液在与色酚钠盐进行偶合时得到良好稳定度的重要原因。显色液大多数是处于酸性状态,它们的pH值一般都在4~6之间,少数几种显色液的pH值处于7~8的中性范围,低于或高于显色时的PH值,都会影响偶合反应的顺利进行。
在进行偶合反应时,显色浴中的显色剂浓度以g/L来表示,其实际用量都大于理论需用量。因为在实际显色过程中,经打底的棉纱进入显色液后,打底剂便可能大量脱落而进入显色液,使显色液pH值升高,造成重氮化合物不稳
(三)染色后处理
1.水洗显色后的色纱附有色淀和显色浴残液,以及中和剂或抗碱后所形成的金属盐或氢氧化物。附着的色淀会降低色纱的摩擦和湿处理牢度,附着的显色裕残液,在色纱烘干时会释出盐酸,导致色纱强力下降,因此水洗的目的就是去除上述残留物质。水洗可采用70~80℃热水以淋洗或冲洗的方式洗涤。洗涤后取洗液少许,加入一滴打底液,若无沉淀产生,则表明色纱已洗清,即可进行皂煮。
2.皂煮皂煮目的是使染料在棉纤维内部结晶或形成大的晶体,以提高色泽鲜艳度及日晒、摩擦和湿处理牢度。一般纱线的皂煮只需进行一次,如果纱线色泽特别深或浮色较多,则可皂煮两次。皂煮时应注意勿使直接蒸汽冲击纱线,也不宜沸腾过剧,以防棉纱线变松或乱纱。皂煮后宜先用50℃流动热水洗至水中无色,再用流动冷水洗,以免浮色在冷水洗时再次凝聚在色纱上。
(四)往复式染纱机染纱工艺棉纱的打底和显色设备大多数是采用往复式染纱机,也有采用喷射式染纱机或手工染纱。采用往复式染纱机打底时,要求打底前的白纱外观白净,无斑渍,绷纱时必须挺直而疏松,套杆要平整,防止纱线重叠。打底浴中的游离碱浓度应根据色酚的染色性能进行控制,当纱线进入打底液后,必须将纱线完全浸没在打底液内,并来回摆动,时间以7~10min为宜。纱线打底后出缸,沥水2~3min,然后包上布用离心机脱水,打底纱的含水率控制在65%~70%。纱线经打底后,便可绷松、串杆进行显色。打底纱显色时,要调整好染浴pH值、浴比和温度,必须将打底纱完全浸没在显色液内,并不