笔记丨活性染料的无尿素印花技术

关键词：活性染料 印花 水解 重现性 尿素 一氯均三嗪 乙烯砜

活性染料色谱齐全，湿牢度高，手感柔软，是纤维素纤维印花的主要染料。不但在棉、粘胶、天丝、麻类织物上广泛应用，近年来，由于湿牢度的要求越来越高，加之重金属问题，真丝织物也渐渐的转向活性印花。目前市场上的活性印花染料大致可分为三大类：一氯均三嗪类活性染料； 乙烯碉型活性染料；双活性基活性染料。这几类染料各有优缺点，一氯均三嗪染料的印花色浆稳定性高，但固色率低，得色量有限，浮色多：乙烯砜染料固色率高，得色量高，但色浆不稳定：而且这些染料的全料法工艺尿素用量大，存在严重的氨氮污染问题，因此市场急需新的染料和固色系统的出现。

1.传统活性印花染料和固色系统存在的缺陷

活性印花染料必须满足印花的要求：溶解度要高，直接性要低，提升率要高，固色率要高，色浆稳定性要好，重现性要好，白底沾色要小等等。

1．1 一氯均三嗪染料

众所周知，目前活性染料印花主要是全料法印花，即染料和所有助剂，包括碱剂都在同一色浆中，而活性染料在碱性条件下，存在一定程度的水解：另外，印花是半连续式的生产，即印花完后，再进入蒸化机汽蒸，然后再皂洗，因此每一步都存在染料水解的风险，特别是蒸化固色前的织物，在堆放过程中，更容易出问题。由于一氯均三嗪染料耐碱性高，即色浆不易水解，固色后的共价键也不易在碱性环境下断键，因此，一氯均三嗪活性基的活性染料是目前市场上*适合全料法印花的一类染料。其色浆稳定性高，贮存时间长。即使在40℃高温环境下，放置两周后其色光变化也很小。印花半制品即使不及时蒸化也不容易出现风印疵病．而且该类染料印花织物可进行泡泡纱印花工艺，色光变化很小；手感柔软，特别是深色，如黑色、藏青色等在粘胶织物、真丝织物上。

1．1．1 反应性低，重现性差

一氯均三嗪染料印花色浆虽然稳定性好，但其活性基反应性低，对蒸汽湿度要求较高，特别是再生纤维素纤维。化验室仿样时，蒸汽湿度充足，得色浓艳，但大生产时，因为蒸汽湿度较低，经常会出现得色浅，色光萎暗，前后批差严重，甚至出现左中右色差，布面色花等问题。

1．1．2 固色率低，提升力差

一氯均三嗪染料印花固色率低，大多数染料固色率为50-60％，大生产甚至更低，因此做深色或特深色时，花型容易渗化，水洗时会造成大量的浮色，而且易造成白底沾色，绳状水洗还会出现搭色问题；湿牢度差，废水COD高等一系列问题。如有的工厂经常出现12％的染料用量，甚至更高浓度的用量，特别是蜡印企业，又要求渗透，又要求浓艳。对于纯棉针织织物，大多数印染企业不进行丝光处理，因此得色更浅。一氯均三嗪染料的提升力差，大大制约了活性印花的顺利生产。

1．2 乙烯砜染料

乙烯砜型染料虽然固色率高，但其实其适合两相法印花，不适合现在较普遍的全料法印花。因为乙烯砜活性基反应性高，当然水解也快，容易和纤维反应，也容易和水反应，而且形成的共价键不耐碱，易水解。

1．2．1 手感硬

由于乙烯砜型染料活性基反应性高，其容易和海藻酸钠分子中的-0H发生反应，特别是深色，如黑色、藏青色，由于染料浓度高，大量的纤维-染料-海藻酸钠的形成，造成海藻酸钠的脱糊性明显下降，因此织物手感易出现发硬现象。特别是在手感较软的粘胶，真丝*为突出，棉类织物次之。一旦出现手感发硬问题，几乎很难处理。与此同时，海藻酸钠糊料残留在织物上，造成千、湿摩擦牢度的明显下降。

1．2．2 色浆不稳定，易水解

乙烯砜染料印花色浆放置不宜超过2天，特别是在夏季气温高时，更易水解，颜色变浅，造成染半斗大量浪费，黑色甚至变成咖啡色。

1．2．3 染料易水解，堆置时或蒸化时易出现风印疵病

印花后的织物在堆置过程中，由于其吸收空气中的水分，造成局部染料水解，从而容易出现风印疵病。即使加盖布罩，即使及时蒸化，由于织物进入蒸箱后，染料的水解反应和其与纤维的共价键结合出现了竞染，因乙烯砜活性基的染料反应性高，其容易和水反应，特别是湿度大时，水解反应增加，因此湿度越大，得色越浅。因此乙烯砜染料印花必须注意蒸化机湿度要略低。尽管如此，还是容易出现浅色档(挂布棍处织物的湿度较大)，两边出现浅色斑(两边湿度较大)。而且乙烯砜活性基．纤维素纤维的共价键在碱性条件下易断键水解，因此其印花织物进行后丝光时，或做泡泡纱工艺时，要特别注意严格控制工艺，否则，染料水解会造成色光变化很大。

1．2．4 色光重现性差，特别是中浅色

乙烯砜染料耐碱性差，*易水解，做深色时易出现手感问题和变色问题，做中浅色时，如果有部分染料水解，易造成色光变化大，重现性差。另外，许多乙烯砜染料耐还原性较差，造成变色现象，因此色光重现性很差。

1．2．5 色牢度差

乙烯砜染料的水解染料多，特别是在硬水皂洗浴中，白底沾色较明显：日晒牢度也比一氯均三嗪染料差；皂洗牢度、摩擦牢度因为海藻酸钠糊的影响也很差。

1．3 双活性基染料

由于一氯均三嗪和乙烯砜型的染料印花各有其优缺点，因此，市场上出现了双活性基的活性印花染料。双活性基的染料普遍存在溶解度较差，做深色时容易出现色花、色差，甚至出现色点。如：翠蓝MGB，深蓝M2GE，红M28等。另外双活性基染料大多数是一氯均三嗪和乙烯砜两个活性基，因此同样存在风印问题，如：深蓝M2GE拼绿色时容易出现色档。有的染料厂商是将一氯均三嗪染料和乙烯砜染料混合在一起，因此这并不是真正的双活性基染料，更容易出现类似乙烯砜染料的问题。

2.新型活性印花染料和固色系统

Printspe(印特奇)PF系列染料是一类特殊结构的新型活性染料，Printfix(印特牢)FW-2是其专用的固色剂，新型活性印花系统既有乙烯砜型染料的高固色率，又有一氯均三嗪染料的印花色浆的稳定性，而且不使用尿素，做到*低的氨氮排放，是很**的活性印花系统。

2．1 新型印花系统与传统印花系统的工艺对比

表1 新型印花系统和传统印花系统的色浆处方对比

从上表的印花色浆处方对比可以看出：新型印花系统，没有尿素和碱剂，只用特殊固色剂印特牢FW-2。

2．2 印花得色量对比：

为了比较几种印花系统的得色量，我们选两个深咖啡色为标样，一个为纯棉服装面料和家纺面料印花的深咖啡色1，另一个为纯棉蜡印面料印花的深咖啡色2。然后分别用一氯均三嗪染料，乙烯砜染料，新型活性染料做印花色浆，比较其处方中染料的总用量。

表2 深咖啡色1处方： (纯棉服装面料，家纺面料）

从上表可以看出：对于深咖啡色1，一氯均三嗪染料总量为8．6％，乙烯砜染料总量为3．75％，新型染料总量为2．8％。也就是说：新型染料印花的得色量不但咐显高于一氯均三嗪染料印花，而且略高于乙烯砜染料印花。

表3 深咖啡色2处方：(纯棉蜡印面料)

从上表可以看出：对于深咖啡色2，一氯均三嗪染料总量为15.7％，乙烯砜染料总量为6．1％，新型染料总量为4．1％。也就是说：新型染料印花的得色量不但明显高于一氯均三嗪染料印花，而且略高于乙烯砜染料印花。

2．3 印花色浆的稳定性对比：

为了比较几种印花色浆的稳定性，我们选两个深咖啡色为标样，一个为纯棉服装面料和家纺面料印花的深咖啡色1，另一个为纯棉蜡印面料印花的深咖啡色2。然后分别用一氯均三嗪染料，乙烯砜染料，新型活性染料做印花色浆。并以即时印花布样作为参照样，再将印花色浆在40℃密封条件下分别放置1周，2周，3周，4周后，分别再次印花并对比其与即时印花布样的相对深度。

表4 印花色浆稳定性对比(深咖啡色处方1）

从上表可以看出：乙烯砜染料的印花色浆水解很严重，即印花色浆的稳定性很差。一氯均三嗪染料的印花色浆稳定性明显好于乙烯砜染料，而新型染料的印花色浆稳定性*好。

表5 印花色浆稳定性对比(深咖啡色处方2)

从表4和表5的对比可以看出：深咖啡色2的印花色浆稳定性略好于深咖啡色1，这可能是由于深咖啡色2的染料用量更大，即使水解一些染料，仍有大量染料已固色。同样，乙烯砜染料的印花色浆水解很严重，即印花花色浆的稳定性很差。一氯均三嗪染料的印花色浆稳定性明显好于乙烯砜染料，而新型染料的印花色浆稳定性*好。

2．4 手感对比：

为了比较几种印花色浆所印织物的手感，我们将表2，表3的所有印花色浆印于粘胶梭织物上，然后蒸化，皂洗，比较其手感。

表6 手感对比

从上表可以看出：深咖啡色2的乙烯砜染料印花色浆所印织物的手感比深咖啡色1更差，这可能是由于深咖啡色2的染料用量更大，其与海藻酸钠交联反应更严重造成的。新型染料和一氯均三嗪染料所印织物手感都很柔软。

综上所述：印特奇PF系列新型活性染料和印特牢FW-2新型固色剂组成的新型活性印花系统，不但固色率高，得色量高，甚至高于乙烯砜染料：而且其印花色浆的稳定性很好，甚至好于一氯均三嗪染料的印花色浆：更重要的是：新型活性印花系统的色浆中不使用造成水质富营养化的尿素，减少了氨氮的排放，是真正的环保绿色印花系统。