活性翠蓝G的染色特性及浸染工艺

活性翠蓝G的染色特性及浸染工艺前言　活性翠蓝G是铜酞菁染料，染料索引号为C．I．Reactive Blue　21。其分子母体由四只异吲哚啉缩合后与铜离子络合而成，在所有染料中，酞菁结构的染料体积最大。
 活性翠蓝G有较高的日晒牢度，在 1／1标准深度时，可达到 6级(ISO)，即使在 1／6标准深度时，仍可达到4～5级(ISO)。它具有艳亮的翠蓝颜色，这是其它任何结构的染料无法达到的。所以经常被用作染亮绿及艳蓝色的主要染料。　
1、活性翠蓝G的染色特性　
由于活性翠蓝G分子结构的特殊性，其染色工艺不同于其它染料。　
1．1 耐盐析性　
活性翠蓝G分子量大，分子结构呈立体形态，50℃时的溶解度约为4g/L。溶解于水以后，染料分子趋向于结晶化，在水溶液中呈溶胶状。　
活性翠蓝G的溶解度对电解质相当敏感。当有电解质存在时，染料分子的结晶化现象更明显，其溶胶逐渐凝聚成团状。当电解质浓度超过一定量以后，这种凝聚会脱水形成沉淀。以氯化钠为例，在室温下静止状态，当浓度超过250g／L，数分钟内染料就会发生沉淀，这种现象称为盐析。因此，活性翠蓝G在染色时，渗透性和扩散性较差，染料在染色过程中容易积聚在纤维表面，造成表面浮色，如果不采用特殊工艺，其染色牢度，如皂洗牢度、白布沾色和干湿摩擦牢度等就比较差，还经常会发生色花。　
活性翠蓝G的盐析现象随溶液pH值的升高更加敏感，当溶液pH值大于10，足以使大部分染料的B一乙基砜基硫酸盐发生消除反应，转化为乙烯砜基。B一乙基砜基硫酸盐是染料的溶解基团，转化为乙烯砜基后，染料的溶解度瞬间下降。此时，如果溶液中有大量电解质存在，染料的盐析现象将更明显。一旦出现盐析，染色必定出现色点、色渍、色花，染色深度明显下降。　
1．2 上染速率　
活性翠蓝G的分子量较大，直接性也大，一旦被纤维吸收以后，较难解析，所以沾色牢度较差。但是活性翠蓝G的亲和力相当小，比移值 (R　)=1，是所有活性染料中比移值最大的一只染料，即翠蓝G上染速度相当慢，上染率也很低。在同样的染色条件下，比其它染料更难被纤维吸尽。　
活性翠蓝G是荷质比较小的染料，该类染料有一个共同点，即对电解质 (促染剂)的盐感度较小。当元明粉或盐浓度<30g／L时，促染效果较明显；但是当浓度>30g／L，促染效果明显下降。因此，对于活性翠蓝G，要提高其上染率，不能采用增加促染剂量的办法，因为这样会使染料发生盐析。为了提高活性翠蓝G的上染率，一般都采用预加碱法。预加碱可以在染料加人之前，俗称打底。通常采用纯碱0．5～1g／L，溶液pH值控制在7．4～7．8。少量的碱剂使纤维素上的伯醇羟基的负离子转化率增加，以吸引部分已经发生消除反应的染料。碱剂作为第二类有效的促染剂，可以弥补该染料盐感性较差的。
缺陷：但是打底所用的碱剂不能过多，溶液pH值不能太高，否则，反而会促使染料凝聚盐析。　
1．3 耐碱水解性　
活性翠蓝G的凝聚盐析，常被误认为是染料发生了水解反应。事实并非如此，翠蓝 G的耐碱水解性并不低。假如翠蓝G发生盐析以后，将已经盐析的染料重新溶解(例如加增溶性匀染剂、助溶剂，如尿素、硫脲等，或者加温充分搅拌)，其染料仍然可以上染并与纤维发生反应。但在实际生产上，并不可行，因为一旦发生盐析，即使采用各种手段使它重新溶解，也必定会产生色花。　
2、推荐的染色工艺　
 活性翠蓝 G染色工艺可以采用高温升温法及降温法。　
2、1工艺分析　
在上述工艺中，染料的吸尽阶段都超过90min。活性翠蓝G上染速率较慢，通过高温及延长吸尽时间提高其上染率，在加碱固色前能保证上染率超过65％，尽量降低固色开始以后染浴中的残留染料浓度。高温升温法适合不耐高温的拼色染料，降温法适合耐高温染色的拼色染料，并且染料的渗透和扩散较好，色牢度相对较高。两种工艺的最终色光对活性翠蓝G影响不大，但对拼色组分的色光有所不同。　
2．2 操作关键　
在活性翠蓝G染色工艺中，其加料方式较易出问题。因此，无论是染料、元明粉或纯碱都必须缓慢地加。在染色过程中，染料出现凝聚或沉淀往往不是在染缸内，而是在辅料缸。目前，许多设备都采用自动补料，染料、元明粉、碱剂均事先分别溶解以后，定时、定量用已稀释的溶液补料，绝不会使染缸或辅料缸内局部浓度过高。这样的加料方式比较稳定，一般不会出现因染料凝聚而产生色点、色迹。但是，有许多设备还是依靠手工或半自动加料，甚至直接将固体倒辅料缸中，然后用回流液来溶解。这种方法往往会造成辅料缸中浓度较高，使回流液中的染料产生凝聚，甚至沉淀。假如在辅料缸中冲300L含有染料的回流液，如果直接倒5Okg元明粉，则在辅料缸中的元明粉浓度可以达到160g／L；如果加25kg纯碱，在辅料缸中的纯碱浓度可以达到　8Og／L。这两种情况都会使染料在辅料缸内产生严重凝聚并沉淀，使染料析出而粘附在缸壁上，也会随着染液的旋转，粘附在中央产生的泡沫内。
正确的加料方法是一边辅料进缸，一边放回流液，同时一边加入各辅料。这就使辅料缸内的辅料组分任何时刻都处于低浓度，相对接近染缸内的浓度。补料始终在流动，与染缸中的浓度尽可能达到平衡。例如，回流液以100L／min的流速进入辅料缸，而辅料缸又以100L／min的流速进入染缸。如果在25min内加入50kg纯碱，则在25min内辅料缸的总流量可达到2．5t，其辅料缸内的碱浓度基本在20g／L，这时不可能出现染料凝聚盐析。加料时无论是元明粉还是碱剂，始终保持低补入、高流量，一般不会出现色点、色渍。除此之外，染液温度越高，流动越大，染料的凝聚及盐析倾向越小；染液温度低，流动越小，染料的凝聚和盐析倾向越大。　
2．3 染色后处理　
活性翠蓝G染色完成后，先用60℃温水洗涤一次，然后进行酸洗中和。活性翠蓝G与纤维素建立的醚键，不耐碱性高温皂洗，容易断裂。一旦断键以后，其母体溶解度很低，吸附在纤维表面，很难洗净，会严重影响色牢度。酸洗工艺采用醋酸lmL／L于60℃洗20min，只要保证在高温皂洗时pH值为中性或偏弱酸即可。另外，活性翠蓝G的酞菁分子很容易与水中的钙镁离子及其它重金属离子结合而影响色光，经过酸洗以后，可以有效地去除这些杂质离子，使翠蓝G的色光更纯正。皂洗一般采用中性皂洗剂，并加入0．5～lg／L螯合分散剂，选择分散值较高(螯合值不宜太高)的螯合分散剂，有利于防止浮色回沾到纤维上。　
皂洗工艺为：95℃以上皂洗2～3次，每次20～30min，深色需 3次以上。　要提高翠蓝G的色牢度，除染色工艺以外，后处理是一个关键。如果后处理充分，一般不需要固色处理。大多数固色剂虽然会在一定程度上提高翠蓝G的色牢度(可提高0.5级左右)，但会影响色光，同时会明显降低其日晒牢度。不适当的固色剂，特别是一些树脂型固色剂，如固色剂Y、固色剂M等，会使日晒牢度降低l～2级。　
2．4 染后风印的防止　
翠蓝G在染色完成以后,必须尽快烘干，以免失风变色。一旦造成风印是无法回修的失风变色的原因主要是纤维吸收了空气中的还原性酸性气体(如二氧化硫等 )，在纤维上转变成还原性的酸(如亚硫酸)，然后将翠蓝G分子中的铜离子置换下来，颜色越浅，风印现象越严重。凡含金属离子的染料，如活性蓝BRF(C．I．Blue　221)、艳蓝BB(c．I．Blue　220)、紫 5R(C．I．Violet　5)及粉红B(C．I．Red　23)等均有这些现象。　
 有时在后处理时加入少量防染盐S(2～3g／L)，有一定保护效果，但会影响色光鲜艳度。较好的办法是在出缸脱水以后，覆盖薄膜，尽量与空气隔离，并及时烘干。翠蓝G即使烘干以后，如果长期置于潮湿的环境里也会造成风印，所以成品也要注意包装及贮藏。　
3、活性翠蓝G的染色配伍性　
活性翠蓝G的拼色染料主要以黄色(嫩黄、金黄)和蓝色(艳蓝、深蓝)为主，它与其它颜色如橙、红、紫等的配伍性极差，极少与这类颜色拼色。但是，即使是黄色和蓝色，也必须选择配伍性较好的染料与其拼色。拼色组合选择不合理，极容易造成色花不匀。　
活性翠蓝G比移值(R)=l，它的亲和力极小，上染率较低，可以与其配伍的拼色染料的比移值一般也较大。比移值越接近，上染同步性越好，染色稳定性也越好。在染色过程中，纤维上与染液中的染料浓度比率要求始终保持一致，则其染色稳定性就越好。例如：用黄3RS(R=0．64)与活性翠蓝G拼色时，在整个染色过程中，黄3RS上染率始终远高于翠蓝G，如果用分段取样来观察，这种现象非常明显。这样的拼色必定会产生色花、色差。
适合与翠蓝G拼色的染料，翠蓝G在染色组合时有较大的选择余地。嫩黄 4GL和嫩黄ED-3G耐高温性较好，而且上染同步性亦较好，是生产鲜艳绿的主要染料；在黄及金黄染料中，金黄RNL最鲜艳，但对碱非常敏感，不适合高温固色；在艳蓝及蓝色染料中，艳蓝Rs／p最鲜艳，但耐盐析性较差，也不适合高温固色；在藏青及深蓝染料中，藏青GG对碱相当敏感，不适合高温固色。在这些可拼色的染料中，金黄RNL、艳蓝Rs／p、藏青GG一般不适合浓度低于0.3％的拼色，即使与翠蓝G拼色组合，也必须将固色温度降为70℃。在拼色组合中，翠蓝G用量相对很少，仅占总浓度的1／5～1／10，其染色工艺可以按照常规工艺，即固色温度为60℃。由于翠蓝G适合高温固色工艺，因此当翠蓝G作为主色料时，也可以与高温型的HE型染料(双一氯均三嗪)拼色。这就弥补了不耐高温固色的一些中温型染料。但在选择组合时，金黄RNL、艳蓝Rsp及藏青GG，包括深蓝RGB不适合与 HE型染料组合。　
4　注意事项　
4．1 溶解方法　
活性翠蓝G的溶解度较低，在染色时不能直接将染料倒人辅料缸中，要依靠回流水来溶解。较好的溶解方法是先用冷水将染料搅成浆状，再用60度左右的热水搅拌溶解，用过滤网过滤后待用。如果染料用量较多，可加入 3～5倍尿素助溶。活性翠蓝 G不可用沸水直接溶解，沸水会使染料粘结，很难化开。　
4．2 色牢度　
4．2．1　日晒牢度　
活性翠蓝G的日晒牢度较高，但不代表任何浓度下日晒牢度均较高。在生产浅色时，例如 <0．1％，日晒牢度也仅为2～3级。此外，如果染色工艺不当、表面染色现象严重时，也会影响日晒牢度。大多数固色剂、阳荷性较强的柔软剂、树脂整理剂均会影响活性翠求较高的定单，还需进行固色处理，其中固色剂的选择至关重要。一般选择对色彩和日晒牢度影响较小的无甲醛或低甲醛类固色剂。如 Tinoifx　FRD(汽巴精化 )，由于它在纤维上形成网状结构，还可提高湿摩擦牢度。　
4．3 耐氧漂性　
活性翠蓝G对织物上残留的双氧水比较敏感，在高温下，残留的双氧水会影响活性翠蓝G的色光。所以通常在氧漂以后添加一道除氧酶处理工艺。通常除氧酶用量为 1　mL／L，60度处理10min。用测试纸测定，确保彻底去除双氧水，排液。重新注水即可染色。残留的除氧酶不会影响活性翠蓝G的染色性能。　
4．4 水质　
染色水质钙镁离子浓度在75mg／kg以下时，对活性翠蓝G染色影响不大，但超过150mg／kg，会加速活性翠蓝G的二次凝聚，容易造成色花。过量的铁离子或其它重金属离子也会置换活性翠蓝G分子中铜离子，影响其色光和鲜艳度。必要时可加入螯合分散剂或软水剂，但用量不宜过大。不能用EDTA类的络合剂，络合能力太强，会将染料中铜离子络合下来。活性翠蓝G用于筒子纱染色时，水的硬度必须小于 25　mg／kg，否则容易产生内、外层差。