染色
近几年染色技术的变迁与固色剂的进步
佚名
2022/9/2
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近几年染色技术的变迁与固色剂的进步

  固色剂是直接染料、活性染料染纤维素纤维时不可缺少的染色后处理剂。目前已有很多固色剂被开发上市。最近几年,市场对纺织品的高品质化及环境保护问题提出了更高的要求。
  在各种染色牢度中,提高耐氯牢度和耐日晒牢度是染色加工的重要课题。在众多的固色剂中我们发现,多聚阳离子类固色剂比较适用,并且研制开发了被认为是难以成功的湿摩擦色牢度增进剂。
  纤维素纤维的直接染料、活性染料的染色加工技术早在数十年前就已被实用化。由于显色性、固色性、染色牢度好等优点,活性染料染色已成为当今的主流。最近,为了减轻对环境的负担,高吸收型染料和水洗性好的染料、超低浴比染色设备等相继被开发上市,致力于有益地球环境的染色加工的研发进展顺利。
  但是,染色加工本身的资源消耗的减量化也非常重要。防止未固色染料的脱落就是染色加工有待解决的一个减少原料消耗的重要课题。而且水道水质的恶化、紫外线影响的增加等原因,对纺织品的色牢度要求越来越高。这样,染色后的固色剂处理就必不可少,所用固色剂的物性及性能也不能完全与以往相同。一般要求固色剂必须具备以下性能:
  固色剂本身所必备的性能 处理后的纺织品必须具备的性能
  在水或温水中具有良好的溶解性 处理后变色少
  对酸、碱条件的稳定性 保持原有的手感等特性
  对温度等周围环境的稳定性 湿牢度的提高(水、洗涤)
  与其他助剂、纺织用树脂的并用性 耐氯牢度、耐汗光牢度的提高
  不含有害物质等的安全性 再加工性(脱固性)
  摩擦牢度的提高
  包括本公司在内的各有关厂家努力致力于符合这些要求的固色剂的研究开发,虽然是缓步前行,但具有良好效果固色剂正在不断开发。以下介绍的是对应各种环境条件的纤维素纤维用固色剂的最新动向。

  1.固色剂
  在用直接染料、活性染料染纤维素纤维后,如果就那样洗涤,会造成未固色染料的移色。为了防止这种现象的发生,必须解决未固色染料的问题。
  如果采取在染色后水洗的方法进行处理,必须消耗大量的水资源。而且在洗涤时,大量的未固色染料的掉落,造成了染料的浪费,增加了废水的污染。总之,减少未固色染料是与提高染色布的耐洗牢度、削减生产成本和减轻环境负担有密切关联的重要课题。固色剂就是为解决这些问题而开发的染色后处理用助剂。
  最初的固色剂虽然具有上述性能,但是也存在处理后的布的变色、耐日晒牢度低下等缺点。有关纺织助剂厂家进行了各种成分的固色剂的研发,并致力于性能的改善。现有的固色剂大致可分为三类,各类固色剂所含的成分具有以下特点:


  固色剂是直接染料、活性染料染纤维素纤维时不可缺少的染色后处理剂。目前已有很多固色剂被开发上市。最近几年,市场对纺织品的高品质化及环境保护问题提出了更高的要求。
  在各种染色牢度中,提高耐氯牢度和耐日晒牢度是染色加工的重要课题。在众多的固色剂中我们发现,多聚阳离子类固色剂比较适用,并且研制开发了被认为是难以成功的湿摩擦色牢度增进剂。
  纤维素纤维的直接染料、活性染料的染色加工技术早在数十年前就已被实用化。由于显色性、固色性、染色牢度好等优点,活性染料染色已成为当今的主流。最近,为了减轻对环境的负担,高吸收型染料和水洗性好的染料、超低浴比染色设备等相继被开发上市,致力于有益地球环境的染色加工的研发进展顺利。
  但是,染色加工本身的资源消耗的减量化也非常重要。防止未固色染料的脱落就是染色加工有待解决的一个减少原料消耗的重要课题。而且水道水质的恶化、紫外线影响的增加等原因,对纺织品的色牢度要求越来越高。这样,染色后的固色剂处理就必不可少,所用固色剂的物性及性能也不能完全与以往相同。一般要求固色剂必须具备以下性能:
  固色剂本身所必备的性能 处理后的纺织品必须具备的性能
  在水或温水中具有良好的溶解性 处理后变色少
  对酸、碱条件的稳定性 保持原有的手感等特性
  对温度等周围环境的稳定性 湿牢度的提高(水、洗涤)
  与其他助剂、纺织用树脂的并用性 耐氯牢度、耐汗光牢度的提高
  不含有害物质等的安全性 再加工性(脱固性)
  摩擦牢度的提高
  包括本公司在内的各有关厂家努力致力于符合这些要求的固色剂的研究开发,虽然是缓步前行,但具有良好效果固色剂正在不断开发。以下介绍的是对应各种环境条件的纤维素纤维用固色剂的最新动向。

  1.固色剂
  在用直接染料、活性染料染纤维素纤维后,如果就那样洗涤,会造成未固色染料的移色。为了防止这种现象的发生,必须解决未固色染料的问题。
  如果采取在染色后水洗的方法进行处理,必须消耗大量的水资源。而且在洗涤时,大量的未固色染料的掉落,造成了染料的浪费,增加了废水的污染。总之,减少未固色染料是与提高染色布的耐洗牢度、削减生产成本和减轻环境负担有密切关联的重要课题。固色剂就是为解决这些问题而开发的染色后处理用助剂。
  最初的固色剂虽然具有上述性能,但是也存在处理后的布的变色、耐日晒牢度低下等缺点。有关纺织助剂厂家进行了各种成分的固色剂的研发,并致力于性能的改善。现有的固色剂大致可分为三类,各类固色剂所含的成分具有以下特点:


  ①双氰胺类:由双氰胺与甲醛的缩聚物组成,是最早的固色剂。大多用于直接染料染色后的固色处理,价格便宜,湿牢度好。但处理后的布会发生色变,且耐日晒牢度大幅度低下。并且含有甲醛,造成对环境的负担。
  ②多乙烯多胺类(聚胺类):主要为直接染料染色后固色处理用,有一段时期也经常用于活性染料的固色处理。主要成分为双氰胺和二乙撑三胺的缩聚物,湿牢度好。有液态高浓度、粉末状、含铜等多种类型,使用条件的选择范围广泛。但处理后的布会发生色变,且耐日晒牢度大幅度低下。
  ③多聚阳离子类:活性染料用固色剂,一部分也可用于直接染料。以二烯丙基胺类的季胺盐为主要成分。也有其他类型,可根据色牢度要求进行选择使用。湿牢度当然不用说,处理后的布的变色少,对耐日晒牢度影响小。这类产品中包括了耐氯牢度好的固色剂。由于所用染料的品种的不同,固色效果可能略微波动,但不失为佳品。
  不管是用于直接染料还是用于活性染料,固色剂的作用机理基本相同。通过染料分子与固色剂分子形成不溶性盐、巨分子化来提高耐水性、湿牢度。除此之外,固色剂还在染料上形成薄膜,赋予防止染料与水等接触的树脂效果。依靠固色剂与染料及纤维的亲和性,产生强力的固色效果。在这些因素的相互作用下,固色剂的性能可得到充分的发挥。
  近几年,消费者的多样化和高度化要求使染色布走向高规格化。对固色剂的湿牢度及其他色牢度都提出了极高的要求。如上所述的持有比较简单的作用机理的固色剂已不适应高品质化产品的固色处理。
  我们公司同样也投入了大量的技术力量研制开发了具有新功能、新作用机理的固色剂产品,实现了提高各种色牢度的目标。以下介绍最近深受关注的耐氯牢度、耐日晒牢度、摩擦牢度等的最新对策。

  2.耐氯牢度对策
  自然环境的破坏加剧了水资源的恶化,导致杀菌用的氯的使用量的增加。水中氯对染料发色基团、活性染料与纤维的结合部都有负面影响,是染色布发生变退色的原因。由氯浓度较高的游泳池、海水等引起的服装的变退色的投诉从没间断过。所以期待不仅能减少未固色染料,而且能有效抑制氯的氧化作用,提高染色布的耐氯牢度等性能的固色剂的开发。
  耐氯牢度是日本纺织品的一个非常重要的质量指标。有关厂家竞相研制开发相应的新固色剂产品。其中某公司的耐氯牢度增进剂,是特殊多聚阳离子类固色剂。即使在较高浓度(20mg/ℓ)的耐氯牢度试验(JIS-L-0884)中,几乎也没有布的变退色现象的发生。但是,要这种固色剂同时解决耐氯牢度和其他各种色牢度的问题还是有一定的困难的。耐日晒牢度是留给该公司固色剂开发的另一个新课题。


  我们公司也集中了大量的技术力量开发了以多聚阳离子为主要成分的耐氯牢度极佳的固色剂Danfix-PAA、Danfix-5000、Danfix-7000等(表1)。这些固色剂不仅可与上述公司产品的性能匹敌,而且持有抑制耐日晒牢度低下的功能。
  最近,虽然日本的水道水中的氯浓度有所降低,但在其他国家或地区,由水质不良引起的纺织品质量问题还很多。耐氯牢度的重要性在日益突出。探究进一步提高耐氯牢度及耐氯牢度与其他性能调和的固色剂已成了今后开发研究的重要课题。
  固色剂 处理变色 耐氯牢度 耐日晒牢度
  A法 B法
  原样 - 3 2 4-5
  Danfix-PAA 5 4-5 3-4 4
  Danfix-5000 4 4-5 3 3-4
  Danfix-7000 5 4-5 4 4-5
  试样:全棉针织布,Remazol Turq. Blue G(4%owf)染色
  固色处理:浓度:3g/L;浴比:1:20;温度×时间:50℃×20min
  试验方法:
  耐氯牢度:JIS-L-0884(A法10mg/l、B法20mg/l)
  耐日晒牢度:JIS-L-0842(耐日晒牢度试验机照射20个小时)

  3.耐日晒牢度的对策
  耐日晒牢度是纺织品的一个重要的性能指标。尤其是在最近,不仅对服装面料,而且对汽车内装饰材料等产业用纺织品的耐日晒牢度也有很高的要求。而且在客观上,臭氧层的不断破坏使紫外线大量增加,加速了染色布的变退色。
  在固色剂研发中,耐日晒牢度是最难解决的课题。染色布在用固色剂处理后,其他各种色牢度都会有所提高,但是耐日晒牢度却反之下降。日晒所引起的变退色是因为染料分子被光照射受到破坏。染色布上的固色剂成分在受光影响后会发生变化,这就增加了布的变退色程度。
  至今为止,虽然已有各种类型的固色剂被开发上市,但一般只限于如何抑制光的影响。现在市场上的固色剂主要被分为三类,其中双氰胺类、聚胺类固色剂在处理后对耐日晒牢度有负面影响。这两种类型的固色剂分子中含有怕光的成分,在受到破坏后引起染色布的变色。
  与此相反,多聚阳离子固色剂不仅能提高各种色牢度,而且对耐日晒牢度影响小,可称得上是目前最好的固色剂。
  铜类固色剂所含的铜离子有抑制耐日晒牢度低下的功效。但铜是贵重金属,现在,生产和使用都受限制。这种类型的固色剂缺乏广泛性。
  可以说是色牢度全体的问题,根据染料品种,有时色牢度会出现波动,发生严重的变退色。特别在用多种染料配合染色时,因某一种颜料的色牢度走好坏极端,导致染料之间失平衡,引起严重的变退色。所以固色剂不仅要具备提高色牢度的性能,而且必须尽可能给与各种染料以同等色牢度效果。
  现在,染料品种繁多,不能一概而论,但是从对染料的适应性方面来看,多聚阳离子类固色剂是值得推荐的。
  虽然耐日晒牢度较好的染料也已被开发问世,但是这类染料不能克服紫外线对耐日晒牢度的不良影响。一般是按JIS-L-0843规定的条件,进行氙灯日晒牢度仪照射(20个小时)等试验。但有意见认为,由于环境的恶化严重,应采取更严格的试验标准。而且运动服面料的高档化趋向,使棉纤维的采用越来越普及。


  除了耐日晒牢度之外,对汗光牢度等复合色牢度的要求也日益提高。如上所述,现有的固色剂在提高耐日晒牢度方面还不能完全满足要求,但是我们会继续致力于开发研究的。

  4.摩擦牢度的对策
  染色布上的未固色染料在洗涤时溶解于水,发生污染,再沾污纤维。染色布和其他织物直接放在一起有时也会发生色移。所以提高摩擦牢度也是染色加工的一个重要的课题。摩擦引起的色移与洗涤造成的色移的机理有本质性不同。当然,摩擦色移问题的一部分原因也与洗涤同样,由未固色染料造成色移,但主要由摩擦破坏的纤维本身对其他织物附着造成的。所以必须通过固色剂处理在纤维表面形成光滑的保护膜。
  虽然有关各厂家开发了摩擦牢度增进剂,但目前为止,效果十分理想的产品还没有。湿摩擦牢度的改善可谓是难中之难。
  我公司与Maeda化成株式会社共同开发了摩擦湿牢度增进剂Danfix-MM系列。通过Danfix-MM系列的Danfix-MM11和Danfix-MM12的配合使用,能有效将纤维素纤维的耐摩擦牢度提高1-2级。而且有效于干、湿两种摩擦牢度。不损伤染色布的色相和手感等。
  Danfix-MM11的主要成分为阴离子性特殊高分子化合物,而Danfix-MM12的主要成分特殊改性硅。这些助剂都是通过赋予纤维表面润滑来降低摩擦抵抗力,减少纤维的磨损,提高摩擦牢度的。通常,染色布在用普通的阳离子固色剂处理后,用Danfix-MM系列处理即可收到良好的效果。浸轧、浸渍工艺都适用。
  但Danfix-MM系列仍存在改良的余地,研究还在继续。在服装制品不断高品质化的今天,摩擦牢度增进剂的地位越来越重要,期待着划时代产品的开发。
  当今的产品生产,不只能单纯地追求流行性和功能性,必须重视对环境的保护。产品本身的安全性当然不用说,在生产过程中必须尽可能地削减派生物、废弃物,积极努力减轻对环境的负担。我们将与时代同步,继续致力于能满足时代要求的划时代的固色剂的开发。



              

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