活性染料湿摩擦牢度问题

 

     活性染料具有色泽鲜艳、使用方便、色谱齐全、成本低廉等优点，因此近年来取得了较快的发展，但还有很多处需要改进，如深浓色纺织品的摩擦牢度，特别是湿牢度一直是困扰印染界的一大难题。造成活性染料深浓色纺织品的湿摩擦牢度不合格的原因主要是：水溶性染料的浮色转移和有色纤维微粒子（10-40毫微米）的机械摩擦转移。

活性染料分子内的水溶性基因有利于染料的溶解和上染，但成为染色织物耐湿摩擦牢度的不利因素。由于湿态白布上水介质的存在，使活性染料产生脱离织物而进入水介质的倾向。因此同一个活性染料染色物的干摩擦牢度可达4-5级，而湿磨擦牢度2-3级也很难达到。

活性染料染色物上的浮色是造成深浓色织物的湿摩擦牢度不合格的主要原因。活性染料的浮色染料包括有：已吸附在纤维上而未参与与纤维共价反应的染料，部份水解的染料以及已消除硫酸酯后的乙烯砜基染料，浮色染料的总量可以用活性染料染色特征值的SERF值中的最终上染率E和最终固色率F之差，即E-F值来显示。因此必须选用染色后浮色量少的活性染料，便于清除浮色；也就是E-F值越低，浮色量就越少。如果固色率很高，染料上染后大部分与纤维固着，浮色量可以大大减少，例如 C型、F型， H-EXL等活性染料的固色率高于80%，这些活性染料染色的浮色量相对较少，有利于去除浮色。但是最终上染率E与一次上染率S又有一定的关系，S值是显示活性染料的直接性，不能很高。一般对于活性染料固色率F低于70%，E-F值大于15%，S值大于75%时，浮色就很难清除，不能作为深浓色活性染料选用。

现就造成活性染料湿摩擦牢度不合格的原因，从活性染料的染色特点和影响因素出发，对影响湿摩擦牢度的原因及其可能的解决方法进行了分析，并尝试在染料、助剂的选择和坯布处理、整理工艺等方面提出了几种新的措施和想法。

1  影响湿摩擦牢度的因素

   经过水洗、皂煮、固色等处理，染色织物的牢度有了一定的提高，但是湿摩擦牢度几乎未变。影响湿摩擦牢度的因素有：染料的特性、染色织物的深度、织物的组织结构及其表面光洁度、浮色、水质等。

1.1染料的特性

1.1.1 染料的提升性

 有很多因素会影响活性染料的提升性，如染料的结构类型、染料的纯度、织物预处理的效率、染色时盐的质量和用量、染色固着时的pH值和固着时间等，其中影响较大的是活性染料的结构类型和纯度。用离子膜渗透技术除去活性染料中的副染料、未反应的原料和电解质等以提高染料的纯度。有助于染料分子向纤维内部扩散，以及染料与纤维的反应，使得染料饱和值和提升性得到提高。

1.1.2 染料的水溶性

活性染料分子上含有的水溶性基团越多，在染色过程中越有利于染料的溶解和上染，当然也有利于浮色的洗涤。但染色完成后，“优良的水溶性基团”就成为耐湿摩擦牢度的不利因素。这是由于水溶性基团的存在，会加强染料分子产生脱离纤维素而溶解于水的趋势，水溶性越好，染料就越容易与纤维断开。为解决这一矛盾，在染色完成后，可以再通过固色剂来封闭其水溶性基团，以提高染色织物的耐湿摩擦牢度。

1.1.3 染料的直接性

活性染料的直接性主要与染料分子量的大小、极性强弱、结构形态的规整性、活性基及其位置有关。分子量越大、极性越强、结构形态的规整性越好，则染料分子的直接性越高，而扩散性能则越差，染料越容易聚集在织物表面而不易向纤维内部扩散和转移，势必造成浮色过多。而直接性太低，则影响固色率。因此，活性染料的直接性以中等为佳。直接性的大小可以从Rf值和渗圈试验中测得。

1.1.4 活性基
    活性基不同，与纤维反应形成的共价键稳定性也不同。一般，活性基的反应活泼性越高，成键后的稳定性越差。活性基不同，与纤维反应所形成的共价键耐酸碱稳定性不同。X型均三嗪类活性染料与纤维反应形成的酯键，其耐酸稳定性较差，接触到酸性气体和水分时，易引起染料与纤维断键；KN型乙烯砜类染料与纤维反应以醚键结合，耐酸性水解较稳定，但在碱性介质中却容易造成染料与纤维间的共价键断裂。含双活性基团的M、ME型活性染料则耐酸碱稳定性较高，但布面pH值最好能保持在中性。因此控制成品色布的布面pH值，对织物的耐湿摩擦牢度也很重要。

1.2染色织物的深度

耐湿摩擦牢度反映了染色布上的染料分子通过界面接触向测试白布转移程度，是由测试织物与被测试织物间染料分子浓度梯度大引起．织物的颜色越深，测试织物与被测试织物间染料分子浓度差越大，染料分子的转移扩散运动也就越激烈，染料的转移量就越大，导致其摩擦牢度变差。

1.3 织物的组织结构及其表面光洁度

织物的组织结构影响到织物表面的平滑程度，而平滑程度又决定摩擦时摩擦力的大小，影响摩擦牢度，对于纱支、密度相当的织物(湿摩擦牢度)的排序为：贡缎织物>府绸织物>平纹织物>轧光织物>常规加工布>起毛加工布．织物表面的光洁度也是影响牢度的1个重要因素。纤维的末端裸露在纱线的表面会在织物表面形成层绒毛，在染整加工过程中，不断受到摩擦、冲洗，使得织物的粘附力变差，再受N~,I-力的作用短纤维或短绒毛脱离织物而沾染到白布上。绒毛的存在增加了摩擦力；会使染料分子摩擦时与白布的接触面增加，碰撞概率变大，转移的染料分子更多，因此，绒毛越长，摩擦牢度越差。大量试验证明：用普通棉与丝光棉进行活性染料染色后进行对比，丝光棉湿摩擦牢度比普通棉高出1级以上。

1.4 浮色

浮色是影响色牢度的主要因素，浮色染料主要由吸附在纤维上而未参与纤维共价反应的染料、部分水解的染料以及已消除硫酸酯后的乙烯砜基染料等组成．浮色染料的总量可以用活性染料的S、E、R、F值中的最终上染率E和最终固色率F之差，即E—F值来表示。影响E、F值的因素很多，染料的直接性和固色率影响很大，在选择染料的时候必须注意。

3.5 水质

水质也是影响牢度1个非常重要的因素，尤其是较硬水中含有C032一、OH一，它们和Ca、Mg 反应生成CaCO，、MgCO，等不溶性物质，它们与染料结合形成细小的类“沙粒”状色沉淀至织物表面，摩擦力大大增加，耐湿摩擦牢度必然降低。另外，Ca“、Mg 也能和染料分子上的磺酸根离子反应，转变为不溶于水的磺酸钙(镁)，削弱了染料的亲水性，使染料不易溶解和扩散，水溶性降低，水洗时浮色不易洗掉，也是使摩擦牢度下降的重要因素。

2       改进湿摩擦牢度的措施

2.1选择具有良好的提升性和匀染性的染料

有利于染料的渗透和扩散，从一定程度上可提高耐湿摩擦牢度；染料应具有一定的水溶性和直接性，水溶性基团不能太多，否则会影响湿摩擦牢度．直接性也应选择中等．染料的直接性不能太高，一般情况应大于70％。

2.2选择纱支均匀、布面光洁的坯布

需要预处理时应该选用高效前处理剂处理。

2.3染色用水

应尽量使用软水或去离子水，可减少水中的钙、镁等离子对染色的影响。

2.4 高效固色剂

专用固色剂可使深浓度活性染料染色布的湿摩擦牢度提高0.5～1.0级，高效固色剂应该是能在染料和纤维之间“架桥”形成化合物，在与染料反应的时候又可与纤维素纤维反应交联，使染料纤维能够紧密牢固地联系在一起，防止染料从纤维上脱落避免造成染色牢度下降。固色作用是通过固色剂在递质中与纤维作用和阳离子基团再与染料阴离子成盐，而起固色作用。

对固色剂要求如下：

（1）能成膜的高分子化合物，带有官能团（-OH,-NH₂）的聚氨酯或有机硅，并有交联剂与高分子聚合物交联使具有耐久性和快速成膜。

（2）不色变，不泛黄，不降低日晒牢度。

（3）具有降低织物摩擦系数，并能提高织物手感。

（4）仍保持棉织物透气透湿服用性能。

2．5 使用特种助剂

湿摩擦牢度是近年来一直困扰活性染料及其它染料的难点，除了改善湿处理牢度的以上一些措施以外，最近推出提高湿摩擦牢度的助剂，这些助剂是含有-OH，-NH₂等官能团的高分子化合物，利用含有环氧乙烷端基的交联剂，在织物表面迅速成膜，籍以隔绝织物表面堆积染料与耐摩擦测试仪的测试白布。而且这类高分子化合物兼有柔软剂的作用，使成膜的摩擦系数降低，使测试耐摩擦时减缓测试布与织物之间的摩擦阻力。由此提高了织物的湿摩擦牢度。

这类助剂在染色织物上很快形成耐久性膜，不会降低日晒牢度，也灭色变，兼有柔软剂功能。

2．6 控制染后布面的pH值

深浓色棉织物染色时用碱量较高，染后加强水洗、皂洗与中和去碱，织物上不能带碱，否则会造成染料的染后水解，湿摩擦牢度下降。通常布面pH值控制在6．5—7．5，不能超过9或小于3。

2．7 改进染后布面特性

织物整理可用生物酶抛光处理等，布面光洁度增加，也可提高其湿摩擦牢度。

2．8 在表面涂上一层薄膜

在酸或碱的条件下，活性染料与纤维形成的共价键会变得不稳定甚至断裂，为此，可在其表面涂上一层柔软、强韧、耐水的薄膜，以提高织物的拒水性和柔软平滑性来改进湿摩擦牢度．溶胶一凝胶法是制备无机膜的1种重要方法，通过该技术在织物上形成组分不同的薄膜，可以提高织物的耐磨强度和拒水拒油性等，从一定程度上可提高湿摩擦牢度，但是对手感有一定的影响．溶胶一凝胶法是新发展起来的1种技术，还有待于进一步的改进和提高。