提高还原染料轧染色光稳定性的几个要素

崔浩然

（常州市新浩印染有限公司，常州 213164）

    无论是还原染料轧染，还是活性染料轧染，普遍存在着色光稳定性方面的问题。在实际生产中，常常因色光变化、与客样不符，而造成返工修复，使染色一次成功率大大下降。

    造成还原染料轧染色光不稳定的因素很多，据生产实践，以下几点最值得关注：

    一、染料的质量问题

    到目前为止，国家对染料还没有一个严格的统一标准，尤其是国产染料，基本上是各自为政。同一个染料，不同生产厂家的产品，甚至同一个生产厂家不同批次的产品，其力份、色光都不一样，甚至差异颇大。主要原因是：

    一些染料生产厂家工艺技术比较落后，生产管理比较薄弱，致使合成出来的染料深浅、色光不稳定，与出厂标准相差较大。所以在商品化处理的过程中，只能靠外加染料大幅度“调色”，来实现标准的统一化。这类似于染色中的“修色”，目的是使染料成品的强度、色光接近或达到出厂标准。对“调色”用的外加染料，国内外有着共识：

    第一，调色用的外加染料，在染色性能方面与主体染料必须具有良好的配伍性，特别是上染的同步性、色牢度的一致性和深度的加合性等。然而，一些染料生产厂家，对“调色”用的外加染料，缺乏严格的选择，只顾“调色”不顾性能的倾向比较严重。

    第二，调色用外加染料的数量，通常要求掌握在2%以内。因为2%的外加染料，对主体染料的整体性能影响较小，然而有些染料企业，调色所用的外加染料的数量，远远超过2%的上限，甚至高达5-10%。

    可见调色以后的染料成品，实际上已经从单一结构的染料变成了“拼混染料”，而且，其拼混组份的性能，又往往缺乏良好的染色配伍性。正因为如此，对同一个染料而言，不仅不同生产厂家的产品存在着深浅、色光的差异，就是同一个生产厂家不同批次的产品，其深浅、色光也不完全一样。一只单一染料，染

同样的纤维，一旦工艺条件波动，不仅深浅会变化，色光也会变化，问题的结症就是在这里。

    再加之有些染料企业，烘干造粒技术落后，商品化处理水平不高，使得染料成品中的各种组分比重相差太大。在运输、贮藏、使用等过程中，产生分层现象，导致同一染料包装的上中下层，力份强度不同，甚至染色性能也存在差异。

    因此对进厂的染料，必须强化检测手段。

    (1)对进厂的染料，不能够抽检，必须100%检测。

    (2)染料力份的检测，不能只从染料包装的表层取样，而要用专用工具从染料包装的上下层取样，同时检测。

    (3)不仅要检测染料力份，染料色光的稳定性也要以改变工艺因素的方法来检测。

    二、丝光的效果问题

    丝光处理对棉纤维染色结果的影响较大，这是众所周知的，然而时至今日，仍有老话重提的必要。其原因有二：

    (1)近年来，许多印染企业在棉织物的前处理中，都采用了碱氧或酶氧一浴冷堆、（短蒸）、水洗工艺。该短流程工艺，在发挥节能优势的同时，一般存在着毛效欠佳的问题。

    织物的毛效低（尤其是毛效不匀），会显著影响棉纤维的丝光程度（产生半丝光）和棉纤维的丝光透彻度（产生表面丝光）。这不仅会明显降低染色的得色量，也会降低匀染性与染色牢度。

    (2)不少印染企业，为了节水节汽节约成本，片面降低丝光碱液浓度，采用220g/l以下的碱浓丝光。事实上，220 g/l以上的碱液做张力丝光，才有可能产生稳定的“全丝光”效果（由于碱浓高，棉纤维丝光充分，即使碱浓存在一定差异，对染色结果的影响也很小）。

    220 g/l以下的烧碱丝光，严格地讲只是“半丝光”，根本达不到“全丝光”的稳定效果。因而，碱浓度一旦产生波动，棉纤维的吸色能力便会发生变化。所以，“半丝光”处理的染色半制品，很容易产生深度与色光的波动。以下检测数据足以证明：

丝光碱液浓度与棉纤丝光效果（吸色能力）的关系

应对措施：

    (1)采用碱氧或酶氧一浴处理后，最好经一道汽蒸氧复漂处理。实践证明，这可显著提高棉织物的毛效及匀一性，确保丝光效果更加透彻更均匀。

    (2)以220g/l以上烧碱液进行张力全丝光，使染色半制品的吸色能力更强更稳定，从而消除半制品的质量差异，给染色的重现性带来影响。

    三、轧染的工艺问题

    还原染料在实用性能上，存在着三大缺陷：

    第一，不同结构的染料，其还原的难易程度，相差甚远；

    第二，不同结构的染料，其氧化的难易程度，相差甚疏；

    第三，不同结构的染料，其皂洗的色变性能，相差很大。

    这三大缺陷，在连续轧染中的表现尤为突出，它们是影响还原染料色光稳定性的关键因素。

   1、染料的正常还原问题

    众所周知，还原染料必须还原成可溶性的隐色体才能上染，而不同结构的还原染料，其隐色体的还原负电位相差很大。

    比如，还原黄G的还原负电位最低（-64mv）．最容易还原。

    还原橄榄R的还原负电位最高（-927mv），最难还原。

    传统的还原剂保险粉，在20g/l、60℃时的还原负电位（实测值）为1080-mv，因而它能将所有的还原染料还原成隐色体。在连续轧染中，由于汽蒸温度高(100-102℃)，保险粉20g/l的还原负电位（实测值）短时间内可达1135-mv左右，比还原染料正常还原所需的还原电位负值，要高得多。因而轧染时，一旦烧碱-保险粉浓度过高，常用还原染料中的一些容易“过还原”的黄蒽酮蒽醌染料（如还原黄G）、兰蒽酮蒽醌染料（如还原兰RSN、还原兰BC等），就容易发生“过还原”现象。

一些含酰胺基结构的还原染料，如还原棕R、还原橄榄R等，在烧碱-保险粉浓度过高时，还可能发生水解，生成色泽较深的氨基化合物，。

    当前，市场上推出了一些保险粉的替代品，具有使用量少、耐热性好、成本较低的特点，但是必须注意，这类还原剂均为复配物，其中含有二氧化硫脲（简称TD，学名甲脒亚磺酸）。

    二氧化硫脲的还原性比保险粉强，在浓度5g/l、烧碱(100%)15g/l、温度100℃时的还原负电位可达1220-mv（实测值）。因此一些黄蒽酮与兰葸酮类的蒽醌染料，更容易产生“过还原”现象。

    染料还原过度，会使色光显著异变（上染率与色牢度也会同时降低）。

    比如还原兰RSN，过还原后其色光会严重变萎变暗，红亮的兰光甚至可以完全消失。

    还原兰BC过还原（脱卤）后，会由兰光漂兰变为红光宝蓝（实际变成兰RSN），特别值得注意的是，这种“过还原”引起的色光变化，基本上是不可逆的，即使经氧化也无法恢复。

    因此还原染料轧染配制还原液时，一定要注意二点：

    (1)烧碱-保险粉浓度一定要适当，“浓度越高色光稳定性越好”的想法和做法，是不符合实际的。

    (2)对保险粉的替代品，黄蒽酮与兰蒽酮类的蒽醌染料，最好不用，其他类染料也应在实验的基础上谨慎使用。

   2、染料的正常氧化问题

    不同结构的还原染料，其氧化速度不同。有些还原染料的隐色体，氧化速度很快，汽蒸后只要经水洗、透风就可完成氧化。比如：蓝蒽酮蒽醌染料中的还原蓝RSN、还原漂蓝BC、还原艳蓝3G、还原蓝GCDN等；紫蒽酮蒽醌染料中的还原艳绿FFB、还原艳绿2G、还原深蓝BO等；咔唑蒽醌染料中的还原橄榄绿B、还原卡其2G等。其中有些染料，在氧化条件较强的情况下，甚至会发生“过氧化”，使色泽显著变暗，色光失去真实性。但有些还原染料的隐色体氧化速度却很慢，比如蒽醌染料中的还原艳橙RK;硫靛染料中的还原桃红R、还原红青莲RH；黄蒽酮染料中的还原黄G等。这些氧化速度特慢的染料，必须采用氧化剂氧化才行。

    由于不同结构的还原染料，其氧化速度相差悬殊，在实际生产中，氧化工艺往往顾此失彼，造成色光的稳定性。

    比如还原黄G，它是还原染料拼色轧染中不可缺少的黄色染料，但它的氧化速度特慢，常常因氧化条件与其氧化性能不适应（如汽蒸后水洗去碱太净、氧化剂浓度不足、氧化温度过低、染色车速过快等），表现出氧化迟钝、氧化不足，在水洗皂洗过程中，落色较多（常常被误认为色牢度不好），其结果因上色量不

稳定而导致拼色色光波动性大。

    为此，在还原染料连续轧染中要注意三点：

    (1)氧化速度特快，且易“过氧化”的染料，尽量不与氧化速度特慢的染料拼染，以免氧化条件顾此失彼。

    (2)要根据染料的氧化性能，来调节汽蒸后冷水冲洗的去碱程度。因为染料隐色体比隐色酸的氧化速度更快，所以对氧化速度慢的染料而言，织物带适当的碱度，更容易实现充分氧化。对氧化速度快的染料而言，则织物带碱不宜过多，否则容易发生“过氧化”。

    (3)为了使氧化性能不同的染料均能实现”正常氧化”，确保色光艳丽、纯正，连续轧染时，不宜采用水洗、透风氧化法，而适合采用双氧水氧化法。因为双氧水在弱碱性条件下，氧化温和，不致引起染料的“过氧化”。

    氧化温度50±2℃

氧化时间25-30s(相当一格平洗槽+透风氧化或二格平洗槽串联氧化）

    3、染料的皂洗变色问题

    还原染料与活性染料有一个最大的不同点，就是还原染料具有突出的“皂洗效应”。所谓“皂洗效应”，就是染着在纤维上的还原染料经高温湿热处理（皂洗、水洗、烘干等），会发生深浅、色光的变化。实践表明，多数还原染料“皂洗效应”明显。

常用还原染料皂洗前后色光的变化

因此说，还原染料经还原汽蒸、水洗、氧化后，纤维上的染料并非是稳定态，而是亚稳定态。

    实验表明，要使染着在纤维上的染料从亚稳定态变为稳定态，使之充分发色，保持色光稳定，只能通过高温皂洗来实现。然而现实的问题是，不同品种的还原染料实现”充分发色”所需的时间是不同的，有的发色快，有的发色则很慢。

常用还原染料所需皂洗时间

大部分染料基本发色所需的皂洗时间，最少也要1min以上，而充分发色至少需4-5min以上。在连续轧染生产中，由于轧染设备的限制，皂洗时间通常只有60-70s（60m大皂洗箱，车速50-60m/min）。这对容易发色的染料，如灰BG、黄G、紫2R、蓝GCDN、漂蓝BC、艳绿FFB、棕R等，可以达到“基本发色”，而达不到“充分发色”。对于发色慢的品种，如深蓝BO、深蓝VB、桃红R、棕G、棕GG等不要说“充分发色”，就是“基本发色”也实现不了。显然，还原染料按常规工艺作连续轧染，落布色光并非是稳定态，而是一定程度的亚稳定态。正因为如此，还原染料（尤其是发色慢的染料）连续轧染下来的织物，①在湿热后整理（柔软热拉、预缩）的过程中，由于纤维上的染料会继续发色（直到实现稳定状态），所以深浅、色光会发生一定程度的改变；②还原染料轧染的色布，在耐洗色牢度(GB/T3921-4，95±2℃×30min)测试过程中，原样变色一般较大，甚至达不到外销要求。可见”皂洗”对还原染料轧染而言，不仅是为了去除浮色，提高鲜艳度和色牢度，还有一个使染料发色，稳定色光的作用。因此，对还原染料轧染中的皂煮工序，要特别重视。

    (1)因为温度越高，染料发色所需的皂洗时间越短。所以，必须在95℃以上高温皂洗，绝对不能边开车边升温。

    (2)皂洗时间起码要保证在60秒以上。所以轧染车速的确定，对还原染料来讲，不仅要考虑所染色泽的深浅、织物的厚薄、染料还原速度和氧化速度的快慢，还必须保证皂洗时间，使染料基本发色。

    (3)实验表明，不同类型的皂洗剂，不仅与染色牢度密切相关，对还原染料的发色也有一定的促进作用。因此应选用阴/非离子复合型、内含螯合分散剂的皂洗剂，因为这类皂洗剂具有较强的分散、乳化、净洗、携污能力，综合效果良好。

    四结语

    生产实践证明：强化染料与半制品质量的检测，确保染料正常还原、正常氧化、充分皂洗发色，可以有效提高还原染料轧染色光的稳定性，降低返工复修率，提高染色一次成功率。