摘要： 活性染料染色后在棉织物上产生风印的现象，长期以来一直困惑着国内外广大印染工作者。本文介绍了使用某些乙烯砜型活性染料，对棉织物染色后可能产生风印现象的原因，也针对该原因介绍了解决该风印问题的有效方法，就是应用上海东华大学和江苏吴江桃源染料化工有限公司合作开发的高浓度液体固色剂HG，取代传统的纯碱对活性染料进行固色，在获得同样固色率的前提下，厂家生产出来的染色棉织物，至今尚未出现风印现象。采用高浓度液体固色剂HG代替纯碱进行固色，其用量仅为纯碱用量的l/7～1/8，又由于易于被清洗掉，还可以省去2道水洗和l道酸洗，从而节约了清洗用水和清洗能耗，减少了清洗排水，达到了节能减排的目标。

　　关键词：活性染料 风印现象 高浓度液体固色剂HG 节能减排

　　1 、概况

　　风印问题一般是指印染厂家染色加工后的纺织品，在烘燥、存放过程中所产生的一种部分变色或出现疵点的现象。纺织品产生风印的原因，主要与染料本身和染色工艺或所添加的助剂有关，通常绝大多数的直接染料、部分偶氮型(包括杂环偶氮型)活性染料、少数还原染料以及纳夫妥染料，由于染料本身对日晒和氧化的牢度较差，可能会产生风印。某些乙烯砜型活性染料(如活性翠蓝KN-G、活性艳橙G等)，由于对碱的敏感性较强，若染色、固色后布面上碱剂未除干净，也可能会产生风印。本文主要研究和解决活性染料对棉布染色加工过程中所产生的风印问题。

　　大家知道，活性染料是依靠染料上的反应性基团，与棉纤维上的羟基发生反应生成共价键，这是很坚牢的染料与纤维之间的结合方式。该反应一般要在碱性条件下进行，目前学术界认为，活性染料与棉纤维反应较合适的pH值范围为ll左右，通常用的碱剂一般为纯碱，目前也有用代碱粉作为碱剂的。

　　活性染料在碱性条件下固色时，一方面染料上的反应性基团与棉纤维上的羟基发生反应生成共价键;另一方面，未与棉纤维发生反应的染料也会发生水解断键--反应性基团与染料母体分开，产生浮色;同时，已经与棉纤维发生反应生成共价键的染料，也可能会发生水解断键--染料母体与棉纤维分开，产生浮色。这些浮色即断键染料，已经失去与棉纤维再结合的能力，只能在水洗皂洗过程中被去除。

　　长期以来，活性染料对棉布染色加工过程中所产生的风印问题，在很多印染厂家几乎都可能发生，一直被印染行业认为是来无踪去无影的事情，也是一直困扰棉印染厂家产品质量方面的一个很头疼的事情。究其原因，一般认为是活性染料的断键所造成的失色，其中日晒光照、还原剂、碱剂等都可能是造成活性染料断键失色的因素。

　　光照失色一般只对那些耐晒牢度较差的活性染料起作用，活性染料的耐晒色牢度主要取决于活性染料的母体结构，即发色共轭体系。按照染料母体的化学结构，活性染料可以分为偶氮型(包括杂环偶氮型)活性染料、葸醌型活性染料、金属络合型活性染料、酞菁型活性染料等，其中70%以上属偶氮型活性染料。偶氮型活性染料日晒色牢度一般都较差，其原因主要是在活性染料母体结构上的偶氮键容易在光照或其它条件影响下断键，常见的主要是活性红系列，如活性红3BS等，而蒽醌型活性染料、金属络合型活性染料、酞菁型活性染料耐日晒牢度一般较好。

　　还原剂在空气中存在的浓度一般都很低，尤其是在室温条件下，很低浓度的还原剂对活性染料母体结构上偶氮键断键的影响可能性相对很小。

　　碱剂对活性染料的断键却是很有可能的，也是常有的。这主要是由于染色过程中各种因素如操作因素、设备因素、工艺因素等所造成。例如碱剂溶解不完全，设备中还残存一些未溶解的碱剂;固色完成后，色布上的碱剂清洗不及时、不到位、中和不彻底等。这些残留在色布上的碱剂，很有可能将已经与棉纤维发生反应生成共价键的染料发生水解断键。

　　经过实践和调研获悉，在棉布染色加工过程中产生风印问题的活性染料中，常见的主要有活性翠蓝KN-G、活性艳橙G等(包括它们的拼色)，它们都是一些乙烯砜型活性染料。一般讲：乙烯砜型活性染料对碱的敏感性要大于均三嗪型活性染料。若固色后色布上的碱剂未去除干净，在pH值大于9时就容易产生风印问题。

　　我们认为：在固色完成后，乙烯砜型活性染料，其已经与棉纤维发生反应生成共价键的染料仍然对碱敏感，在碱性条件下仍然有可能要发生水解断键现象，这是造成乙烯砜型活性染料在棉布染色加工过程中产生风印的根本原因。

　　2 、乙烯砜型活性染料在棉布染色加工过几种可能性

　　在活性染料染色加工过程中，一般都要加碱剂进行固色，所用的碱剂一般为纯碱，也有用代碱粉，使用这些碱剂需要充分溶解。在固色完成后，这些碱剂会使色布上带有较强的碱性，而那些未溶解的固体碱剂可能会使色布上带有更强的碱性，这就需要印染厂家在固色完成后及时地用大量水进行充分清洗，甚至还要加入稀醋酸溶液中和才能去除这些多余碱剂。

　　然而，印染厂家在实际生产操作过程中，由于各种实际情况无法及时将色布上的多余碱剂去除干净，从而造成了染色棉布可能会产生风印问题。印染厂家使用乙烯砜型活性染料在棉布染色加工过程中产生风印的可能性，主要有如下几种情况：

　　(1)目前印染厂家用活性染料对棉布固色完成后，色布往往因为平洗设备安排不过来而需要等待清洗，等待时间短则几小时，长则十几小时，在这堆置等待期间，色布因碱剂清洗不及时而带有较强的碱性。尤其是暴露在外面的色布部分，往往因布上水份蒸发而导致色布上碱性变得更强，并且还是不均匀分布，这时候，乙烯砜型活性染料就容易发生断键现象，包括已经与棉纤维发生反应生成共价键的染料也可能会发生部分断键现象，从而产生风印问题。

　　(2)在活性染料对棉布固色完成后，如果色布上浮色过多，碱剂浓度过浓，甚至还残留未溶解的固体碱剂，再加上在使用低平洗效率的平洗设备，色布也可能因碱剂清洗不到位，中和不彻底而继续带有较强的碱性，并且还是不均匀分布，这时候，乙烯砜型活性染料就容易发生断键现象，包括已经与棉纤维发生反应生成共价键的染料也可能会发生部分断键现象，从而产生风印问题。

　　(3)对棉布上的活性染料固色、清洗完成后，未能及时烘干或烘干后冷却不均匀(如烘干后堆在风道中吹冷风)也可能产生风印问题。

　　3、 产生风印的解决方法以及高浓度液体固色剂HG产品的开发应用

　　江苏无锡通顺印染有限公司在给浙江艾莱依集团加工染色棉布(床罩、床单等纺织品)过程中，在使用一些翠蓝、深灰等活性染料品种时经常会出现莫名其妙的风印现象。具体表现在染色棉布上出现没规律的、不规则的浅色色块或浅色印条，从而造成染色棉布产品的质量问题，也造成这两家公司在染色棉布产品质量不稳定问题上时常产生矛盾。为此，浙江艾莱依集团专门委托东华大学立项研究这一难题，后经过东华大学与江苏吴江桃源染料化工有限公司的通力协作，从染料性能的改进和相关助剂的选择方面进行了大量的试验工作，基本上解决了江苏无锡通顺印染有限公司棉布染色所出现的风印问题，最终取得了三方都满意的结果。

　　针对上述印染厂家在实际生产操作过程中，由于各种实际情况无法及时将色布上的多余碱剂去除干净而造成的染色棉布产生风印问题的实际情况，我们的解决方法是：从乙烯砜型活性染料的断键机理分析出发，抓住防止与减少乙烯砜型活性染料断键的关键因素，开发易洗性好的高浓度液体固色剂，以取代传统的纯碱(包括代碱粉，都是粉状)，用于活性染料的固色。

　　3.1 高浓度液体固色剂HG产品的特点

　　高浓度液体固色剂HG产品具有如下一些特点：

　　(1)化料容易，使用方便。因为该产品只要用少量的冷水搅拌均匀便可以加入染浴，所以化料方便，使用也方便，可以减轻操作人员的劳动强度，更可以适合需要自动给液输送和泵输送的染色工艺。同时，不存在像纯碱包括代碱粉那样的因溶解不完全，较多结块沉于管路及缸底，造成管路堵塞，结块碱剂被带上布面等问题，因此可以大大降低棉布染色加工过程中所产生的风印问题。

　　(2)用量省，得色率同样高，低于使用纯碱的成本，客户容易接受，缩短加碱时间。使用该产品在活性染料染色过程中，可以代替传统纯碱工艺中的纯碱来固色，而其用量仅需纯碱用量的1/8～1/7，也能保证同样高的得色率，这样既降低了染色成本(低于使用纯碱的成本)，客户容易接受;又可以缩短染色过程中的加碱剂时间，一般不论染深色或浅色均可以在20～30分钟内将碱加完，还可以减少碱剂的库存量。另外，即使在操作过程中不慎加入过量的该产品，对棉纤维的得色率也不会造成太大的影响。

　　(3)碱释放速率适中，对碱缓冲能力强，染色匀染效果更好，可以大幅度降低染色疵病率，提高染色产品质量。该产品碱释放速率适中，对碱缓冲能力强，在活性染料加碱固色过程中，染浴的pH值一直保持稳定，具有优于纯碱的缓染性能，染料上染棉纤维较缓慢，棉织物染色的匀染效果更好，特别适合于对染浴的pH值相对敏感的颜色如翠蓝、草绿、豆沙等容易染花的染料染色，可以大幅度降低在染色过程中因加碱过快而造成的色花等许多染色疵病，从而有效地提高染色成品质量，降低回修率，节省生产成本。

　　(4)容易清洗，可以减少水洗道数，清洗后色布上带碱的可能性大幅下降。由于高浓度液体固色剂HG是液体有机碱，用量又很少，故染色、固色后容易洗除残留碱剂，使用高浓度液体固色剂HG固色后不仅可以减少水洗道数，而且还能省去使棉纤维达到中性的“酸洗”工序，既缩短了水洗工艺时间，又降低了水洗成本。染色、固色后可以节省约40%的水洗水量及30%的中和用酸。使用高浓度液体固色剂HG固色，就没有纯碱包括代碱粉之碱斑或结块沉于缸底及管路造成再次污染之顾虑，尤其在深色染色中，同等工艺条件下就没有纯碱包括代碱粉因洗涤不尽残留而造成的白斑，同时用高浓度液体固色剂HG固色后的棉纺织品手感较用纯碱包括代碱粉固色后的棉纺织品丰满、柔和。

　　(5)对染料及其设备适应性广。高浓度液体固色剂HG适用于各种固色温度的活性染料，如Levafix、Cibacron、Remazol、 Huntsman、Sumifix、Procion等。对各种结构的活性染料都具有较高的给色量和较好的染色重现性(色差较小)，可以提高染色对色率、减少缸差。

　　该产品适用于除连续式设备以外的任何间歇式设备，如溢流染色机、卷染机、筒子纱染色机，尤其在小浴比染色和气雾染色机上显示其独特的优越性。在筒子纱染色生产上能有效地解决筒子纱内外层色差。

　　(6)节水、节能、减排、环保。使用该产品，可以节约大量用水和蒸汽，用水量仅是纯碱工艺的1/2;用蒸汽量仅是纯碱工艺的l/3;同时，由于该产品用量仅为纯碱用量的l/8～1/7，可以大大降低染色废水中碱剂的排放量，尤其是可以减少大量污泥的产生，节约污水处理费用，减轻对环境的污染，也为工厂扩大规模创造了有利条件，该污水处理费用仅是纯碱工艺的1/8～1/10。另外，由于该产品化料容易、方便，没有像纯碱工艺那样在化料过程中有粉尘污染产生，可以改善生产环境，实现环保化清洁生产。

　　(7)综合降低生产成本，提高生产效率。由于可以省去了近六倍的纯碱、提高了染色成品质量，降低了回修率，减少了水洗次数，省去了酸洗，节约了大量用水和蒸汽，而且染色废水中的COD值低，极大的降低了染色废水的处理负荷，减轻对环境的污染，这样就综合降低了生产成本。

　　又由于缩短了加碱剂的时间，缩短了水洗工艺时间，使得整个工艺流程因此而缩短，可以节省时间60～90分种，从而大大提高了生产效率。

　　3.2 高浓度液体固色剂HG产品的使用方法

　　高浓度液体固色剂HG的使用方法如下：

　　(1) 高浓度液体固色剂HG产品的用量

　　该产品总用量以纯碱用量的l/8～1/7来取代纯碱使用。

　　(2) 高浓度液体固色剂HG产品的化料方式

　　该产品化料时必须将该产品与水以1：8稀释后方能使用。

　　(3) 高浓度液体固色剂HG产品的加料方式

　　达到活性染料的固色温度，在20～30分钟内，按先慢后快加料节奏，将稀释后的该产品溶液分多次加入染浴，加完后运转10～15分钟，一般保温时间超过30分钟左右可以取样。

　　(4) 高浓度液体固色剂HG产品固色温度和固色时间

　　加料后，使用该产品的固色温度和固色时间与原来使用纯碱的固色温度和固色时间基本一样。

　　3.3 高浓度液体固色剂HG产品的染色工艺

　　(1) 高浓度液体固色剂HG产品的染色工艺配方

　　染色工艺配方如下：

　　活性染料：2%～4%;元明粉：30～40g/L;高浓度液体固色剂HG：2～4g/L(假定传统处方中，纯碱用量为16～32g/L);浴比：l：10。

　　(2) 高浓度液体固色剂HG产品染色工艺流程(略)

　　3.4 高浓度液体固色剂HG产品的大样应用

　　试验厂家为江苏无锡通顺印染有限公司，以下是使用纯碱和使用高浓度液体固色剂HG固色的具体对比工艺：

　　3.4.1 卷染工艺配方

　　棉布，门幅2.667米，共2388米长，125克/平方米，重约800公斤;

　　活性翠蓝KN-G(吴江桃源染化) 8公斤(8克/升);

　　元明粉： 40公斤(40克/升);

　　纯碱： 21公斤(21克/升);

　　高浓度液体固色剂HG： 3公斤(3 克/升);

　　水： l000公斤;

　　浴比： 1：1：2(卷染)。

　　3.4.2 卷染工艺流程

　　(1) 使用纯碱固色工艺流程

　　40℃染色4道→加元明粉→40℃续染4道→升温60℃→加纯碱→60℃续染4道→热水洗2道→冷水洗2道→酸洗l道→干燥

　　(2)使用高浓度液体固色剂HG固色工艺流程

　　40℃染色4道→加元明粉→40℃续染4道→升温60℃→加高浓度液体固色剂HG→60℃续染4道→热水洗1道→冷水洗1道→干燥

　　从上述两种固色工艺中已经可以看到高浓度液体固色剂HG产品的各项优点了。

　　我们在无锡通顺印染有限公司做对比试验时，分别采用纯碱与高浓度液体固色剂HG固色，染色设备为卷染机;染色后相同工艺初步水洗后的浴中的pH值：纯碱为9.6，而高浓度液体固色剂HG为8.3，这也证实了高浓度液体固色剂HG的易洗性强于纯碱。经过初步水洗后，高浓度液体固色剂HG已经被大部分洗去，浴中的pH值下降很快，已经降到乙烯砜型活性染料基本不能断键的pH值范围内，因此大大降低了棉布染色加工过程中所产生的风印问题。

　　目前高浓度液体固色剂HG产品已经在浙江嘉得莱有限公司得到使用。

　　4 、结论

　　(1)通过采用高浓度液体固色剂HG代替纯碱进行传统工艺的染色，完全可以解决长期以来活性染料的风印问题。

　　(2)采用高浓度液体固色剂HG，使用方便，价格适中，节省大量纯碱，节省了工时，减少洗涤道数，从而减少了染色用水的排放，实现了节能减排的目标。

　　参考文献

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　　[2]徐蔚，魏巍，陆海英，等.活性染料染色用高浓液体固色剂HG的开发和应用[C].2012年上海涂料染料行业协会年会论文集：130.

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