乙烯砜硫酸酯的性质或者在哪里可以查到乙烯砜硫酸酯的性质
别名:对(β-硫酸酯乙基砜)苯胺,乙烯砜硫酸
酯,4-硫酸乙酯砜基苯胺,对-β-羟基乙砜苯胺硫酸
酯,对-β-羟基乙砜苯胺硫酸酯。591
英文名为para- ester,
分子式为C8H11O6NS2,
分子量为281.31。
CAS号 为2494-89-5。
外观:灰白色粉末。
用途 :对位酯是活性染料的重要中间体,用于合成EF型、KN
型、M/KM型、ME型等含乙烯砜基型活性染料。
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X型:染料分子中含有二氯均三嗪活性基,活性较高,染色及固色温度较低(20~40℃),为普通型或低温型。其特点为匀染性较好,稳定性较差,不耐酸性水解,不宜染深色,固色率约60%。例:活性红X-3B
K型:染料分子含有一氯均三嗪活性基,由于三聚氰氯中的两个氯原子为其它基团所取代,活性较X型低,染色固色温度较高(80~100℃),也称“热固型”染料。和纤维亲和力大,可染深色,固色率约60~90%。
M型:染料分子含有一氯均三嗪和β-羟乙基砜硫酸酯的双活性基染料,反应活性强,耐酸耐碱稳定性高于K和KN型,固色率高。
KN型:染料的活性基为乙烯砜基(-SO2CH=CH2),在染色时由-SO2CH2CH2OSO3Na生成,它的反应活性介于X型和K型之间,固色温度约60℃,在溶液中很稳定,不会发生水解。
例:活性黑KN-B(C.I.20505)
KD型:母体为直接染料,活性基为两个一氯均三嗪基,此染料与纤维亲和力大,染色温度在70℃以上,适于染深色。例:活性艳红KD-8B.
P型:染料含有膦酸型活性基,由ICI公司70开发成功,可在弱酸性(pH6.0)条件下固色,可与分散染料一起使用,没有水解反应,它的固色率很高。
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B型等复合型活性基活性染料染色特点
B型活性染料以一氯均三嗪基团为连接基,在染料母体上引入乙烯砜硫酸酯,使之兼有两种活性基团的优点,为混合型双活性基团型高反应性活性染料。其染色性能稳定;溶解度高,适合低浴比染色;配伍性强,染色重现性好;渗透性和匀染性好,对染色工艺条件的变化有相当强的适应性;低亲和力,能轻易洗除浮色;各项湿处理牢度优异,固色率高,染色后色光鲜艳纯正;适用于浸染、轧染等染色工艺;对人体和环境友好,符合欧盟关于纺织品执行的Oeko-Tex100生态标准。可在60~80℃下对纤维素纤维进行染色,在碱性物质的作用下,其混合型双活性基团能与纤维素分子形成共价键结合而对其实现固着。
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F型、FW型、PW型活性染料的性能特点
F型活性染料的活性基团上的2-、4-位都有F原子,在染色条件下都能与蛋白质纤维形成共价键,实际上相当于具有双活性基的染料。FW型活性染料在中性或弱酸性条件下析出时呈内盐结构,N原子是正电荷使砜基β-位的C原子的电子云密度降低,此C-N键很易断裂,即使在弱酸性条件下也有很好的削去能力;染羊毛多在pH=5~6时进行,在低温时染料与羊毛以共价键结合,有较好的匀染性;随着温度的升高,80℃起逐渐转化成乙烯砜,然后于羊毛的亲核基团(如半胱氨酸的巯基,赖氨酸的ε-氨基)反应,在100℃沸染30~60min;染料用量较大时,在染色终了前,可加2~5%的一氯醋酸钠,煮沸20min(在煮沸时,一氯醋酸钠释放出碳酸氢钠,可使未固色的染料进一步固色,水解染料也容易洗去);FW型活性染料染羊毛具有较好的鲜艳度、匀染性和耐湿处理色牢度,在酸浴中反应固色可避免羊毛在碱性高温下受损伤,并可与其它在酸浴中染色的染料(如分散染料、阳离子染料)同浴染毛/涤或毛/腈混纺织物;在染丝绸时,由于丝朊中几乎不存在巯基,可在pH=7左右染色,此时丝朊中氨基以游离胺存在,有较好的加成反应能力,可获得良好的鲜艳度,其固色率、湿处理牢度以及染料的贮存稳定型都很好。PW型活性染料在染色过程中,二溴丙酰胺脱去HBr生成α-溴代丙烯酰胺衍生物,然后与蛋白质纤维反应,反应活性比F型和FW型差,其染色的pH略高,一般需要在pH=8~9的条件下固色。上述三类染料主要用于蛋白质纤维染色。X型和KN型活性染料染蛋白质纤维时,可在pH=5~7左右固色,桑丝绸用各类活性染料在90℃固色时,较适宜的pH值大致为:X型5.8~6.5、F型6~6.7、FW型6.7~7.5、KN型7.3~8、PW型7.6~8.5
酯是根据形成它的酸和醇(酚)来命名的
例如乙酸乙酯CH3COOC2H5、乙酸苯酯CH3COOC6H5、苯甲酸甲酯C6H5COOCH3、乙酸丁酯CH3COOC4H9、丙烯酸辛酯CH2CHCOOC8H17等。
一、酯是什么?
羧酸的一类衍生物,由羧酸与醇(酚)反应失水而生成的化合物。广泛存在于自然界,例如乙酸乙酯存在于酒、食醋和某些水果中;乙酸异戊酯存在于香蕉、梨等水果中;苯甲酸甲酯存在于丁香油中;水杨酸甲酯存在于冬青油中。高级和中级脂肪酸的甘油酯是动植物油脂的主要成分,高级脂肪酸和高级醇形成的酯是蜡的主要成分。
二、对位酯
对位酯是活性染料的重要中间体,用于合成EF型、KN型、M/KM型、ME型等含乙烯砜基型活性染料。
1、别名:对(β-硫酸酯乙基砜)苯胺,乙烯砜硫酸酯,4-硫酸乙酯砜基苯胺,对-β-羟基乙砜苯胺硫酸酯,对-β-羟基乙砜苯胺硫酸酯。
2、英文名为para- ester,
3、分子式为C8H11O6NS2,
4、分子量为281.31。
5、CAS号 为2494-89-5。
6、外观:灰白色粉末。
7、用途 :对位酯是活性染料的重要中间体,用于合成EF型、KN型、M/KM型、ME型等含乙烯砜基型活性染料。
8、注意事项:碱性条件下易分解
按活性基的不同,活性染料主要可分两类。对称三氮苯型 其通式为:
式中D为母体染料。在这类活性染料中,活性基氯原子的化学性质较活泼。染色时,氯原子在碱性介质中被纤维素纤维取代,成为离去基团离去。染料与纤维素纤维间的反应属于双分子亲核取代反应(见取代反应)。
乙烯砜型 这类活性染料中所含活性基为乙烯砜基(D-SO2CH=CH2)或β-羟乙砜基的硫酸酯。染色时,β-羟乙砜基硫酸酯在碱性介质中经消除反应生成乙烯砜基,然后与纤维素纤维化合,经亲核加成反应,形成共价键。
上述两类活性染料是目前世界上产量最大的主要活性染料。为了提高活性染料的固色率,近年来在染料分子中引入两个活性基团,称双活性染料。活性染料除纤维素纤维用的品种外,还发展了蛋白质纤维(例如丝、毛等纤维)用的品种。
常用活性染料 .普遍存在着染中浅色日晒牢度差的问题因此 。染日晒牢度要求高的色单 ,尤其是浅色 .必须采用高日晒染料配伍组合 。
3.2.1 汽巴公司浅三元组合汽巴公司推荐的浸染型浅三元色 。日晒牢度良好。其中黄FN一2R(染色深度0.27%)、蓝FN—R(染色深度0.08%)均为5~6级 。红FN一2BL (染深0.62% 为5级
但是.在实用 中存在四大缺点 :
(1)红FN一2BL亲和力较低 ,反应性较弱 ,其上染速率明显滞后于黄色和蓝色。因此打小样或放大样时色光 比较难掌握。
(2)活性红FN一2BL的色光太暗 ,染不出较鲜亮的红色。
(3)汗一光复合牢度和氯浸牢度的配伍性差(见表5)不适合染汗一光复合牢度和氯浸牢度要求。
(4)染料售价昂贵,平均150—230元/kg。而且力份低 (红色、蓝色),用量相对较多 ,故染料成本高 。
3.2 2 永光公司浅三元组合台湾永光公司推出一组适合染浅色的高日晒牢度染料 :黄C—GL;红C一3B;蓝C—BB133%。这组染料在实用中的优缺点是 :
(1)耐晒牢度好。棉染0.3%(O.W.f)深度,其耐晒牢度 (ISO,105一B02蓝标 ),都可以达到5~6级 。
(2)汗一光 牢度 和氯浸 牢度 的配伍 性差 (见表6)。
(3)永光C-3B的色光与汽巴可隆红FN一2BL相似 ,很暗钝 。艳亮的红色染不出。而且在浸染条件下其吸色 、同色速率有明显滞后现象 ,与黄色、蓝色组份的上色同步性不理想。
(4)蓝C—BB为带黄光的浅蓝 。而且吸尽率(竭染率)低。
(5)在盐碱浴中的溶解稳定性 ,三者表现不同。蓝C—BB.表现 良好 :黄C~GL特别 是红C一3B表现较差 .容易凝聚 因而当盐碱浓度较高 、温度较低时.有产生色点 、色渍的隐患。
(6)在中性染液中.这组染料对棉纤维的亲和力较低而且 ,两者的亲和力基本相同。当染液质量浓度为10 L时 ,黄C—GL、蓝C—BB的R借 均为0.7l,红C一3B为0.72。可见 .这组染料,属轧染型 ,比较适合连续轧染最适合轧染 日晒牢度要求高的浅色。但不适合染汗一光牢度和氯浸牢度要求高的中浅色。
3.2.3 中浅色建议三元组合
浸染日晒牢度要求高的中浅色,建议采用以下染料组合 :(永光 )活性黄3RS;(永光)活性红LF一2B;(永光 )活性蓝BRF150%。
理由是 :
(1)活性黄C—GL是一只嫩黄 ,而活性黄3RS是一只中黄.其拼色强度很高,价格也低廉。
(2)活性蓝C—BB是一 只黄光浅蓝 ,而活性蓝BRF150%是一只普蓝 .其拼色强度 比蓝C—BB133%高约2倍 以上。而且竭染率高 .没有蓝c—BB133%吸尽率低的欠缺
(3)这三只染料 ,对电解质的依附性基本一致即。电介质在10 60 g/L范围内变化,其拼色色光波动不明 。这表明在浸染中电介质对各组份上染量的影响.有 良好的同步性。
(4)这组染料的比移值 (Rf值 ),即亲和力在盐碱浴中趋于接近表7
从表7可看出 :①在室温中性浴中活性红LF一2B与活性蓝BRF150%.对棉的亲和力 明显小于活性黄3RS 因此 ,这组染料若用于轧染 ,在初开车阶段,势必要产生明显 的头尾色差(黄头现象 ),显然不适合连续轧染。②在60。(=中性盐浴中,三者的亲和力都显著提高 但红色和蓝色染料的亲和力依然明显小于黄色染料 这表明,在浸染 中性吸色阶段 ,红 、蓝色染料上色滞后。③在60℃盐碱固色浴中,红 、蓝染料对碱敏感 。亲 和力 的提高幅度大于黄色染料.因此三者的上色同步性趋于接近。这表明,这组染料比较适合预加碱染色法浸染染色。
(5)耐光牢度较好。
表8 永光二个组合染料的耐光牢度和耐氯浸牢度 (级)
表8显示:①这二组染料的常规 日晒牢度,实际水平相当。②汗一光复合牢度,C型三元色显得更差。③这二组染料,都不适合染耐氯浸牢度要求高的色单综合以上各点,有理由认为,这组合染料是一个比较适合浸染的、比较经济的、耐光牢度比较好的中浅三元色组合但是 ,必须指出 :这三只染料配伍浸染 .也存在一些缺陷:①活性红LF一2B色光暗钝,染不出艳亮红色。而且上色滞后于黄色和蓝色染料。因此染色时间一定要充裕。②在中性盐浴吸色阶段,红、蓝上色滞后 ,三者的上色同步性较差 ,“初 染跳黄”的现象比较突出,容易产生错觉。③在加碱固色初期,红色 、蓝色染料上色迅猛 ,卷染容易产生头尾色差,喷射液流染色容易产生色花。因此加碱要慢要匀。德司达公司也有一组高日晒牢度的浅三元色 :雷马素黄GL、雷马素红3B、雷马素蓝BB133%。其各项染色性能与台湾永光的C型浅三元色基本相同.I卡u比之下 ,比较适用于连续轧染 ,不太适合于浸染。
3.3 耐氯染料的配伍组合染有耐氯牢度要求的色单,选用染料时。不仅染色性能要有良好的配伍性 .而且要有较好的耐氯浸牢度 。
活性黄M一3RE、活性红M一3BE、活性蓝M一2GE和活性黄A(B)一4RFN、活性红A(B)一2BFN、活性蓝A(B)一2GLN这二组三元色 ,不仅染色性能相近 .耐氯牢度也较好其氯浸牢度(GB/T8433—1998标准 .或ISO.105一E031994标准 )完全可以达到外销3级以上标准唯常用黑色活性染料耐氯稳定性很差 .其氯浸牢度只有 1—2+_gt 这是 南于活性黑都 是以C.1.5#黑(KN—B黑)为主色 ,另加适量活性橙和活性黄拼混而成 ,其中5#黑 的耐氯牢度很差 。因此 .染耐氯牢度较好的活性黑色 ,当前还有 问题 只能以耐氯牢度较好的活性三元色拼染。但i元色拼黑又存在着色光容易波动 ,乌黑度不足的问题对耐氯牢度要求更高的色单。如果采用以上二组三元色染色达标仍然有问题时 .染色物可经耐氯牢度固色剂处理 .可以使活性染料的耐氯牢度得到明显改善其原理是 .这类 固色剂与活性氯的反应能力和反应速度比活性染料更高。它能抢先与活性氯发生反应.从而使染料得到保护盐素牢度提升剂DF一2(上海德桑精化1是一个
代表,其应用方法如下 :
(1)性状 :阳离子性易溶于水的液体。
(2)使用方法 :浸染法 ,提升剂2%~4%o.w.f ,40~60℃.20 min。水洗烘干。浸轧法 .提升剂10~30 g/L室温浸轧烘干。
(3)实用效果 :对色光影响大多在4级以内,翠蓝变浅明显 :对日晒牢度影响较小,对翠蓝的影响较明显 :对耐氯牢度提高显著。
表10 DF一2对活性染料耐氯浸牢度的提高
3.4 染黑色时染料的配伍组合
染黑色 .大多要求为蓝光黑或红光黑 。因此 ,使用单一染料染色的可能性不大 通常总要外加染料修正色光 .经实践 ,染黑时染料的配伍组合有二种 。
3.4.1 组 合
主色 活性黑A(B)一ED(作主色调)
副色 活性黑KN—B (调节青光)
次色 活性黄3RS、M一3RE、A(B)一4RFN等或活性红3BS、M一3BE、A(B)一2BFN等(调节色光)
3.4.1.1 组合特点
(1)活性黑A(B)一ED染深性好,价格最低,这对染黑色而言经济意义重大。
(2)活性黑A(B)一ED是 以活性黑KN—B为主(含量占60%~80%).另加低温活性橙GR(含量约 占l0% 20%)以及少量 中温黄(含量约 占0~10%)相互拼混而成 因而 .以活性黑KN—B作副色来调节染品的蓝光 .从染色性能上讲 .与活性黑A(B)一ED具有良好的一致性。
(3)以中温型活性黄或少量 中温型活性红来修正色光 .与活性黑KN—B的染色性能,比较接近 。
3.4.1.2 存在问题
在常用拼混黑 中.基本上都是以活性黑KN—B(C.I.5{}黑 )为主色 。而活性黑KN—B实际是藏青色。因此 .橙色组份在黑色拼混中对提高乌黑度起着举足轻重的关键作用问题是活性黑A (B)一ED中所拼混的活性橙组份是单偶氮母体结构含二氯均三 嗪活性基的橙色染料(相当于低温型活性橙X—GR)。其最佳上色温室温40℃度为20度吸色 、40度固色。这与活性黑KN—B的染色性能相差甚远 。再说 ,低温活性橙的反应性强 ,耐碱 稳 定性 差 .在 中温 条件下 (60~65 cIC)很容 易水解 。比如 ,10 g/L的染液中加入纯碱 (pH=l 1.0),60度搅拌4 h.其水解率高达40%左右。因此 .以低温活性橙拼混的活性黑对工艺条件特敏感 .染色条件稍有差异 ,便会造成色光的明显波动。
实践表明.这类活性黑若按常规中温型染色丁艺使用 ,会 由于低温橙的亲和力特高.反应性特快 ,骤然上色现象严重 .在喷射液 流染色时很容易产生“云状色花”:在卷染染色时很容易产生 “头尾色差”。故宜采用“分段染色法”染色。
分段染色法实际是一浴二步法 低温染色时段是使低温橙GR上色 :中温染 色时段是使5{}黑(KN—B)上色。这符合染料本身染色性能的特定要求。因此 ,具有较好的匀染效果和色光稳定性以染活性黑为例 :
工艺方法一 :
实践证明.该组合沾锦程度相对较小 .可以染 3.4.2 组合二棉锦织物匀一色。
主色活性黑ED—NN(作主色调)
副色 活性黑KN—B f调节蓝光 )
次色 活性黄3RS、M一3RE、A(B)一4RFN(调节色光)
或活性红3BS、M一3BE、A(B)一2BFN
3_4_2.1 该组合 的特点
以活性黑ED—NN为代表的拼混黑 .与活性黑A(B)一ED拼黑有着实质性的不同 .活性黑ED—NN是真正意义上的中温型染料 。其特点有五个 :(1)在其拼混组份中完全抛弃了低温橙组份 .继而以一只双氮母体含 乙烯砜基 的中温型活性橙替 代 由于黑 、橙 、黄 j个拼混组 份皆为乙烯砜 型 ,其反应性能 、稳定性能等基本趋于一致 ,完全 克服了低温橙所带来的弊病
(2)当纤维上 的染料 浓度接近饱和 时 .同是线型结构 的染料之间通常会产生竞染现象 。即分子量较大的染料会排斥分子量较小的染料 .从而影响染深性 活性黑ED—NN中的橙色组份 .特地将二只偶氮基排列成非线型。从而消除 了与具有线型结构的活性黑之问的竞染现象 。产生了良好的加成性 这不仅提高 了ED—NN黑的吸色率 (E值 )和 同色 率(F值 ),浮色率 (E—F)也有所下降。
(3)拼混组份中的黑色染料也在C.I.5#黑的基础上做 了改进 即在母体二个偶氮基的邻位分别引入了二个吸电子基 .并在其对位又分别引入了二个供 电子基。由于偶 氮基邻 位吸电子基 的吸电子效应 .有效地降低 了偶氮基氮原子的电子云密度 ,提高了偶氮基的耐光稳定性 .使其不易发生光氧化作用而变色 、褪色。因此 ,黑色组份 的耐晒牢度有了一定改善。
(4)在ED—NN黑 的添加剂 中,除了常 规元 明粉外 .还添加了一定量 的阴离子型扩散剂 因此染料的溶解状态较好 .即使染料浓度较高 .其凝 聚现象也相对较小 故ED—NN类黑色染料 .移染透染性较好 、浮色较少 ,湿牢度相对较高 。
(5)由于改进后的黑色组份 中 ,作为 吸电子基团引入了亲水性基团 ;橙色 、黄色组份 又是带有硫酸酯基的乙烯砜染料(硫酸酯基的亲水性大于二氯均三嗪基),所以ED—NN黑的溶解度 比常规活性黑高约2O%。这对于提高染料的移染性 、透染性 、匀染性和易洗性 、湿牢度等 。都具有实际意义可见 。这种以中温乙烯砜活性黑 、活性橙 、活性黄拼混的活性黑 ,由于三个拼混组份 的染色性能相近 ,所以,不必采用 “分段染色法”染色 .按常规染色法染色便可
3.4.2.2 缺点
(1)对碱剂敏感 ,加碱后上色快 ,故必须严格控制加碱速度
(2)这类黑色染料 ,由于橙色组份沾染锦纶严重,故不能用于棉锦织物染色。否则会出现“棉为黑色、锦为橙色”的现象(3)售价相对较贵 ,染色成本相对较高。
3.5 染深蓝色时染料 的配伍组合
3.5.1 染灰暗度不太高的深蓝色
主色 活性蓝M一2GE或A (B)一2GLN 作主色调 )
副色 活性黑KN—B(调节色光灰暗度 )
次色 活性 黄M一3RE或活性红M一3BE调色光 )[也可用活性黄A (B)一4RFN或活性红A (B)一2BFN]这组染料的实际染色性能基本相近,配伍性较好。只是由于活性黑KN—B(C.I.5#).带有双B一羟乙基砜硫酸酯活性基 ,遇碱硫酸酯基会迅速脱落 ,生成乙烯砜 基(D—s02CH=CH ),反应性高 ,在加碱固色初期二次吸色快 ,瞬间上色现象明显。所以固色加碱“先少后多 、缓慢加入”是匀染的关键这里不宜采用活性黑KN—G2RC作灰度调节剂。因活性黑KN—G2RC和活性黑A(B)一ED一样.也是由中温黑与低温橙为主拼混而成的。使用了它,①染色配方会变成 四拼色 、五拼色甚至六拼色 .染色重现性会下降;②为了确保低温橙GR组份均匀上色,必须采用“分段染色法”染色,染色时间相对较长。
3.5.2 染灰 暗度较 高的藏蓝色
主色 活性黑KN—B(作主色调 )
副色 龙威黑ED—Q(蓝光 )或ED—H(红光 )(调节灰暗度 )
次色 活性黄M一3RE或3RS、A(B)一4RFN(调节色光)
或活性红M一5BE或3BS A(B)一2BFN该组合 的关键点是 :作灰暗度调节剂的活性黑不能选用中温型染料与低 温型染料 的拼混的黑色染料 ,如KN—G2RC黑 、A(B)一ED黑 、GR黑等 。必须选用真正 的中温型活性黑 ,如龙威黑ED—Q、ED—H:活性染料浸染的配伍技术(巾 ) 2007年 3月 ‘ 37等,、由于三个组份都是 中温型染料 ,所以上色同步性较好 .色光较稳定 。有较好的重现性。只要采用常规染色工艺染色即可。
3.6 染咖啡色时染料的配伍组合咖啡色的色光最容易波动。因此浸染咖啡色,其重现性往往较差 。
其原冈主要有 i个 :
(1)在常用中温型活性染料中缺乏棕色色谱。染咖啡色通常总是 以相近 比例 的活性黄 、活性红 、活性黑三个组份拼杂 。由于配方 中没有主色 ,所以对染色条件的变化表现敏感。即使是较小的波动也会给重现性造成影响。拼色时经常使用活性黑KN—G2RC。由于该活性黑 由三只染料拼混而成。所 以染色配方实际成了四拼色或五拼色 特别是该活性黑中拼有低温活性橙GR组份 .其染色性能与其它 中温型染料相差甚远 而且耐碱性差 .容易水解。这些因素显然都会给染色重现性造成严重影响。
经实践 .以下配伍组合相对较好
活性 黄3RS、M一3RE、A(B)一4RFN
活性红3BS、M一3BE、A(B)一2BFN
活性 黑KN—B
该组合的关键点是要以单一结构的活性黑KN—B替代拼混黑KN—G2RC,以消除后者 因组合缺陷给染色匀染性 、重现性带来 的危害。浙江龙盛黑GR、上海万得黑B—GFF、B—ED、浙江舜龙黑A—GFF、A—ED、台湾永光黑GR、GRN、汽巴精化黑W—HF、W一55、日本住友黑EX—F、韩 国京仁黑HF—GR、往司达黑A—X、韩国理禾黑GR等 ,系国产活性黑KN—G2RC的同类产品。因此也不宜拼用。倘若 以浙江龙威黑ED—NN类染料 (三个组份皆为偶氮型乙烯砜染料 )替代活性黑KN—G2RC,其染色性能虽有所改善 .但 由于配方变为多拼色 (4~5只)。相 比之下 .其整体色光稳定性还是 以活性黑KN—B较好。龙盛黑ED—NN的同类产 品有 :龙盛黑ED—Q、ED—H、德司达黑NF、永光黑ED—R、京f■黑EX、理禾黑RWI50、汽巴精化黑W—NN等。该组合的缺点 :对碱剂敏感 ,二次上色较快(尤其是黑KN—B)。所以碱剂宜先少后多,缓慢加入 ,以防喷染产生“云状色花”.卷染产生“前后色差”.染浅 咖啡色 (棕色 ),相 比之下 .还是 以三元色拼染为好 因为三元色的上色同步相对较好。
转移印花技术之所以能够得到很快的发展,是由于它具有独特的优点:
(1)转移印花纸印制后,不易固放置时问长而变质因此运输方便,随时可以进行转印,适应性强,可作小批量生产;
(2)采用印刷方法印制转移印花纸.图案丰富多彩、层次多,花样设计方便自由、表现能力强,能印制花型逼真、艺术性强的花样;
(3)设备简单、管理方便;
(4)对操作工要求低;
(5)减步三废问题。
由于转移印花具有上述优点.尤其是它能表现精巧图案,方法简便、减少环境污染.因而越来越受到消费者和厂家的欢迎。转移印花发展初期,太多数以分散染料通过升华转移到涤纶纺织品上,故涤纶织物的发展曾大大推动了转移印花的发展。但是,合成纤维与其他人造化学用品一样,给人类带来不少困扰。人们通过实践和比较,又掀起了回归自然的热潮。在消费市场上,天然纤维织物重新受到消费者的青睐。因此,转移印花能否用于天然纤维织物是近年来的一个研究热点。
丹麦的丹斯克印花厂在1984年开始研究用活性染料对棉织物进行湿式转移印花。经过八年努力终于开发成功了名为Cotton Art的革命性的丹斯克转移印花法。该法迄今已在大多数生产纺织品国家中取得专利或登录在案。
在国内,升华型干式转移印花工艺成熟,且早已投入生产。但纯棉织物活性染料湿式转移印花除引进国际先进技术外,在这方面的课题研究尚少有公开的报道。目前在上海引进了一条转移印花纸生产线,一些工厂引进湿转移印花机进行转移印花织物生产。本文从湿转移印花工艺和印花纸的印制方面进行探讨,旨在找到最佳的印花工艺条件和合适的印浆配方。
2活性染料湿转移印花的基本原理
活性染料湿转移印花先将棉织物浸轧碱液,然后与转移印花纸相密合,并施加以一定的压力,织物所带碱液使转移印花纸上色浆溶解。在一定的压力下,由于染料对织物的亲和力比对转移纸的亲和力大,染料转移到织物上,并进入到织物间隙中。在堆置过程中,染料逐步完成吸附、扩散固色过程。固色后对织物进行水洗,洗去微量的浆料和水解染料等,并将织物洗至中性。
活性染料的湿转移印花大多采用KN型(即乙烯砜型)活性染料,这主要取决于这类染料的基本结构和反应机理。活性染料的结构有别于其他类染料,它们的结构可用下面的通式来表示:
W—D—B—Re
式中:D——发色体或母体染料;
B——活性基与发色体的联接基
Re——活性基;
w——水溶性基团。
从上式可看出,活性染料分子和一般水溶性染料不同的地方是具有一个(或两个)可与纤维反应形成共价结合的活性基。这些活性基大多是通过联接基和染料母体芳环相连的。在染料母体中一般具有1~3个磺酸基作为水溶性基团。活性染料按其活性基团分类,一般可分为x型K型.KN型KN型活性染料含有在染色条件下能发生化学反应的乙烯砜活性基,乙烯砜基在弱碱性介质下能与纤维素上羟基负离子发生加成反应,生成染料一纤维化学键:
D—SO2CH=CH +O-—Cell→D—SO2CH2CH2—O—Cell
由于各种原因,KN型商品染料中的活性基并不是乙烯砜基,而是一些可转化为乙烯砜的基团,其中最常用的是羟乙基砜硫酸酯(其结构简式为:D—SO2CH2CH2OSO3H)。与其他活性染料相比,乙烯砜型活性染料具有下列优点:
(1)水溶性好由于活性基本身是β-羟乙基砜硫酸酯,在碱作用下脱去硫酸酯基,成为真正有反应能力的乙烯砜,这样活性基本身带入丁附加的水溶性。
(2)乙烯砜染料在上染条件下有高亲和力,这也是乙烯砜本身具有低亲水性的特性决定的。但在染色后,水解的结果使乙烯砜基转化成羟乙基砜,亲水性很大,易于洗净。这种特点是乙烯砜基所特有的
(3)乙烯砜型活性染料对印染工艺的适用性广,它既可用于竭染染色,又可用于浸染法、印花等热固色工艺,而且还适用于冷轧卷堆染色。这种室温固包法对简化印染工艺、节能及降低成本都有重大的现实意义。
(4)在正常洗涤条件下,乙烯砜基的染料一纤维化学键很稳定,即使在含1O%的过硼酸钠氧化剂的洗涤液中,95℃温度下,染包织物仍显示出良好的牢度。因此,在活性染料的湿转移印花中常选用KN型染料。
3试验
3.1材料、药品、仪器和设备
3.1.1材料
30×30 68×68纯棉平纹漂白半制(上海第三印染厂提供)
进口转移印花纸(无锡第一色织厂提供)
塑料薄膜,复印纸(市售)
3.1.2药品
氢氧化钠分析纯(上海科昌化学品公司)
硅酸钠化学纯(江苏光耀试剂厂)
JFC工业品(上海助剂厂)
sOLuITOSE RX60、CMs工业品(荷兰AVEBE公司)
CMC工业品(上海康达化工)
乳化糊工业品(上海第三印染厂)
活性黑KN-B、活性红KN-2B、活性蓝KN-R、活性橙KN-5R、活性翠蓝KN-G(上海染料八厂提供)。
3.1.3仪器和设备
JMU-5056型轧车(北京)
JMU-505型轧车(日本)
MBROR AEu~210电子天平(日本岛津公司)
恒温水浴(上海)
专用筛网(自制)
3、2转移印花工艺流程
织物浸轧碱液→轧压转移→堆置固色(室温、24h)→水洗→干燥
4结果与讨论
4.1转移印花工艺试验
4。1.1轧碱带液率对转移印花效果的影响
碱液配方。g/L
氢氧化钠15
硅酸钠31
转移压力。mPa 0.3
试验结果见表1。
表1不同轧碱带液率对转移印花效果的比较
从表1可以看出,织物轧碱带液率过低或过高,转移效果均不佳。当其他条件相同时,带液率以70%~80%效果为佳。
织物浸轧碱液的作用是使织物润湿膨化,并使纤维素离子化。转移时,带有一定碱液的湿织物与印花纸相密合,固转印纸上的糊料和染料水溶性极好,碰到湿织物即能溶解,并在一定的压力作用下转移到织物上若织物上碱液量太低.则不能使转印纸上染料充分溶解,也未能使纤维充分离子化.导致转移时.表面得色量不高;但若带液率过高,轧压转印时,碱液易被轧出,容易引起渗化,所以带液率过高也不合适。
4.1,2转移压力对转移印花效果的影响
碱液配方,g/L
氢氧化钠15
硅酸钠31
轧碱带液率,% 79.4
试验结果如表2所示:
表2转移压力对转移印花效果的影响
从表2可以看出当其他条件相同时,较佳转移压为0.2~0.4 mPa。值得注意的是,当带液率在70%~80%时,相应的较佳转移压力也发生微小变化这是因为当带液率偏大时,转移压力过大易起渗化。放带液率趋向大值时,转移压力取相应范围中的下限值,反之亦然。试验中随着转移压力增大,开始时转移效果明显提高,但当压力增加到一定程度时,转移效果不再提高,还可能带来不利影响。转移压力过低时转移率低,不能使染料充分转移;而转移压力过高时,轧压转印时有碱液被轧出而导致渗化现象,使印制花纹图案不清晰。
4.1.3碱液浓度对转移印花效最的影响
碱液配方,g/L
氢氧化钠15
硅酸钠31
轧碱带液率.% 79.4
轧辊压力.mP:0.4
试验结果如表3所示:
表3不同碱液浓度的转印效果比较
从表3可以看出.碱液浓度过高或过低,转印效果都不佳。碱在固色时的作用是使纤维素离子化(Cell—O-),便于与染料反应,但另一方面,碱液也会使染料产生水解副作用。当碱液浓度过高时.水解反应增加更快.使许多染料水解.减少了染料的有效利用;当碱液浓度过低时,不能使纤维充分离子化.染料不能与纤维充分结合。故碱漓浓度必须适当,在其他条件相同时.较佳碱液浓度为12~15 g/L。
4 2转移印花纸的印制
4.2.1不同糊料印制效果的比较
(1)工艺流程
(2)色浆处方,%
活性黑KN-B 0.5~10
尿素3~15
糊料25~40
Blue R活性艳蓝染料,是在上染率、染色牢度上都具有特色的染料,已在全球被广泛应用,是具有代表性的染料。
Blue R活性艳蓝属乙烯砜型染料,在染色时其最初呈硫酸酯结构,通过加碱变成乙烯砜结构,然后与纤维反应并固着于纤维上。当Blue R为硫酸酯形态时,具有较高的溶解性,但是与纤维亲和力极低,而当加入碱剂后,转变为乙烯砜形态时,溶解性大幅下降,与纤维亲和力升高,上染率急速提升,这是造成色花、染斑的主要原因。要达到匀染,必须避免染料被快速吸尽,采取的措施为:分批添加无机盐与碱剂,采用预加碱方法对避免染色不匀是有效的。
预加碱染色的工艺举例,如下所示:
一、异色(第三色)印疵的产生原因及克服措施
印花织物布面上色与色(尤其是相反色如红与绿、黄与紫、蓝与橙色等)相碰之处,出现印花花布图案中所没有的偏深的色条或色线,该情况被称之为异色疵病,俗称第三色。印花织物布面上异色的产生,严重影响花型纹样轮廓的清晰度,从而影响印花织物的总体美感及印制效果。这与在较少网版只数下,有意识的采取色与色相迭以实现多套色效果的做法有着本质的区别。
1. 异色产生的原因
色与色间偏深的异色条或色线,是由于色与色相碰处会产生的迭加而致。若相碰的深浅两色为姊妹色或同类色时,不会影响到深浅两色的轮廓,同时也不会产生异色,若深浅两色为相反色时,相反色的迭加根据色彩互补原理,迭加处变深变灰黑,这也就是色与色相碰处产生异色的基本原因。偏深的异色条、线产生的具体原因是:
(1) 网版制作时色与色的关系处理考虑不周
在印花工艺设计及网版制作设计时,没能很好地考虑和处理好色与色之间的关系。该要做分线的却采用了借线、大借小压等方法来处理,渗色处本应要小而均匀的,却渗色较大,这样经印制后就会在织物上色与色相碰处产生叠色,形成异色。
(2) 印花色浆调制过稀
印制在织物上的色浆稠度过稀,经后续网版的挤压,色浆由花纹轮廓线向外渗开,色与色相碰处相迭形成异色。
2.克服异色疵病产生可采取的措施
(1) 加强花样的审理
要注意分析花布图案的花型特点,注意色与色之间的关系,特别要注意那些相反色之间的色的处理。在不影响花布图案总体效果和精神的基础上,征得客户的同意,对容易产生异色的部分作一些技术修改,例如将原相反色相碰处改成色与色之间略作分开,或改成四周不规则留白,此举改动虽然不大,但对在印制中克服异色的产生较为有利。
(2) 制版分色时要正确处理色与色之间的关系
制版分色时要正确处理色与色之间的关系,这对解决色与色相碰,克服异色疵病的产生至关重要。关于如何正确处理色与色之间的关系,具体方法已在前文叙述。
(3) 要合理掌握印花色浆的稠度
要求印花色浆不宜过稀,否则印在织物上的印花色浆易沿花纹四周延扩;同时又要避免印花色浆过稠而影响印花色浆渗透,以致堆积在织物表面。因此,要合理掌握印花色浆的稠度,以不产生或少产生异色为准。对于组织较为紧密、渗透性较差的印花织物更应该注意掌握印浆的稠度。
(4) 采用单面防印工艺克服异色
为防止异色的产生,常常可利用防染印花的原理进行单面防印印花。做单面防印印花,能在印花机上完成相当于防染印花的全过程,操作简便,印制效果良好,该印花工艺是目前织物印花中常用的印花方法和手段之一,也是防止织物印花色与色相碰产生异色(第三色)的有效办法之一。
二、单面防印印花原理及方法
目前常用的单面防印印花工艺,为涂料防印活性染料印花工艺及活性染料防印活性染料印花工艺。
1.单面防印印花原理
单面防印印花原理与防染印花的原理是相同的。
涂料防印活性染料原理:活性染料在酸性条件下,就不能与纤维发生键合。因此,可以利用酸或酸性物质来达到防印的目的。我们把这种酸或酸性组织称之为防印剂。适用于此印花工艺的常用防印剂有柠檬酸、酒石酸及硫酸铵等。涂料中加入适量的酸或酸性物质印制后,对其固色并无影响,但却可阻止活性染料与纤维的键合上染。
活性染料防印活性染料原理:亚硫酸钠能与KN型乙烯砜型活性染料作用,而使其失去反应性能。利用K型活性染料对亚硫酸钠相对比较稳定的特性,就可以进行K型活性染料防印KN型活性染料。
2.单面防印印花在不同花型特点中的应用方法
单印防印法:运用此类方式的花样花型多数为小花防印全满地,这种花型是防印中较为常见的花型。以活性染料防印活性染料为例,小花采用K型活性染料,在该色浆内添加防印剂亚硫酸钠。由于被防印的全满地是单印色浆,为此,所用的防印剂用量相对较高。为做好防印,防白浆中的亚硫酸钠用量为2~4%,另外添加10%的机械防印剂8401FTW涂料白、0.5%的荧光增白剂VBL,原糊用合成龙胶糊或海藻酸钠糊;色防印浆亚硫酸钠用量为0.8~2%。除染料外,添加1.5~3%的小苏打,0.5%的防染盐,尿素为染料量的一半,原糊同上。
对花防印法:若遇较大花纹样与满地碰印花型,可采用小分线对花,用K型活性染料亚硫酸钠法防印KN型活性染料,由于防印发生在两色小分线后,印制印花色浆的渗化相迭的部分,需要防印的染料及有关助剂的量相对比罩印法要少,故防印剂亚硫酸钠的用量相对少些,一般亚硫酸钠用1%。
局部防印法:主要用于花布图案纹样多色相碰,如采取直接印花工艺做借线会产生各种异色,客户不接受的花样,该类花型就不是某一色或某几色防印一种色泽的防印做法了,而是各色之间需做相互防印印花。遇此花型防印就要根据花样精神,考虑用涂料加酸或酸性物质防活性(包括K型、KN型)染料,以及用K型活性染料防印KN型活性染料展开相互局部防印,以满足客户来样印制的需要。
转化防印法:运用该法的特点是K型活性染料与KN型活性染料拼用配色,然后印制含有防印剂亚硫酸钠白浆网版,这样做的结果是印有防浆的部分,原拼色中的KN型活性染料被防印掉,该部分显现的是拼色K型活性染料的色泽,而未印制到防印浆的部分是K型活性染料与KN型活性染料拼色色泽。这种方法主要用于某些特殊要求的花样中,例如:有一次遇到一个由线条组成的网格花样,由网格组成的玫红朵花与网格组成的黑小菱形底,玫红色与黑线条对接,按一般方法很难达到要求,玫红线条与黑线条不可能对接。对此,在印花工艺设计时做了两个网版,一个是全线条组成的菱形网版,工艺采用K型玫红色活性染料与KN型活性染料拼黑,另外一个按玫红花朵大小做了3只块面网版,在生产时先印拼黑小菱形网格线条,然后再印含有亚硫酸钠防印剂的块面网版,结果印有块面处的网格显现玫红色,而未印有块面处仍显示黑色,红线条与黑线条对接,印制操作简便达到印制效果。亚硫酸钠的用量主要根据花型具体情况而定,一般用1.5%。
三、印制应注意的事项
在印花生产过程中,防止KN型乙烯砜型活性染料失风,是做好防印印花的关键之一。乙烯砜型活性染料易于失风的主要原因,是其在印花后汽蒸固色前,如果与空气中的二氧化硫气体接触会反应,生成无反应性的ß-羟乙基砜磺酸钠。
1.造成失风的具体原因
a. 环境原因。印花车间靠近还原染料悬浮体轧染或隐色体染色,分散染料用保险粉、烧碱还原清洗及硫化染料染色等,均有二氧化硫气体发生或者经过二氧化硫污染的半制品,都易造成该染料的失风。
b. 硫酸铵的过热分解。花型色防面积较大(30%或以上)采用涂料防KN型乙烯砜活性染料,用硫酸铵作防印剂。在102-103℃过热蒸汽作用下,硫酸铵会发生分解:
3(NH4)2S04 → 4NH3+3S02+N2+6H20。
2.防止失风的措施
①该防印印花工艺乙烯砜型活性染料只适用于80克/升以上的深色印花,除特殊情况外,一般中浅色是不使用的。
②印花半制品宜使用新鲜的半制品,如没有新鲜的半制品必须重新平洗一次烘干使用。
③印后要烘干并用布罩罩好,尽快蒸化固色,待蒸时间不能过长。
④生产安排要避免易产生二氧化硫的工艺同时进行。
⑤在乙烯砜活性染料色浆中加入活性染料防风印剂,生产实践结论表明该措施对防止失风是十分有效的,有人使用上海助剂厂生产的固色交链剂P感到使用效果显著。当空气中的二氧化硫碰到加有固色交链剂P的乙烯砜型活性染料纹样,二氧化硫与交链剂P发生反应,从而避免和乙烯砜活性染料反应,防止了失风。该助剂经实验认为,每公斤印花色浆中以加5克为宜,不宜超过10克,过多会影响织物强力。
⑥大面积色防印印花工艺设计中,使用乙烯砜型活性染料时,还是采用亚硫酸钠法比较安全。
3.活性染料印花色浆调制时应注意的事项
①乙烯砜型活性染料当配成碱性色浆时,稳定性较差,应临用临配,碱剂应选用小苏打,用量不宜过高,一般不宜超过1.5%。
②调制活性染料色浆时,色浆必须冷却。一般要在30℃以下才能加入小苏打,以防小苏打遇热分解生成纯碱,使色浆的稳定性下降。
③防白浆中添加涂料白,以增强机械防染性,提高防白效果。
④ K型活性染料印浆中加入亚硫酸钠以后,色泽要比不加时略浅。尤其是染料母体为H酸、J 酸结构的橙色、红色等品种,加入亚硫酸钠后色泽深度降低较多。因此,亚硫酸钠用量要加以控制,而且要随配随用,不宜久贮。亚硫酸钠用量少,容易造成防染不良;用量多,色泽变浅,另外还易产生边缘渗化。亚硫酸钠的用量,尽可能控制在乙烯砜型活性染料不产生防印不良及无边缘渗化为准。
⑤降低色浆调制温度,可采用冷水调浆法。先将化料桶冲洗干净后,放入适量冷水,再把染料和助剂全部称好后放入桶内,然后用高速搅拌器搅拌3~5min,最后加入糊料,补加冷水至规定量,搅匀、过滤、备用。在调制过程中,应始终保持较大浴比,再加上一定时间的强力搅拌,可使染料和助剂完全溶解。
4.涂料印花色浆调制时应注意的事项
涂料防印活性染料工艺中常用的防印剂为硫酸铵和柠檬酸,采用该防印印花工艺应注意以下事项:
①防染剂的用量应根据活性染料色浆中碱剂用量的多少而定,一般用量约为1.5~3%。要防止用量少而防印效果差;用量多易产生白边,甚至影响织物强力产生破损。
②网版排列顺序应将涂料防白浆或有色涂料防印浆排在活性染料之前。
③在涂料色浆中一般不加交联剂,以防涂料印花色浆中加了交联剂而产生吸附活性染料,造成罩色现象。
④要防止涂料色浆的堵网。
⑤织物印花后及时烘干,并经汽蒸。在平洗时应将未固色的活性染料充分冲洗干净,要注意防止活性染料沾污涂料色花,以免影响花色鲜艳度。
⑥精细和小面积花型采用涂料,大面积或满地花纹则采用活性染料。若涂料用在面积较大的花型上时,会带来手感不甚理想之弊端,对此花样应采用活性染料工艺为妥。