1、 第六章 还原染料直接印花 第一节 概述特点特点：还原类染料色泽鲜艳，除缺少大红色外,色谱较全,色牢度良好,调制的色浆稳定,广泛用于直接印花和作为着色染料用于防拔染印花。对于高档织物以及要求经常洗涤的织物印花尤为重要分类分类：还原类染料包括还原染料及其隐色体的还原类染料包括还原染料及其隐色体的硫酸硫酸酯钠酯钠盐染料盐染料机理机理：还原染料不溶于水,其分子结构中含有可被还原的羰基, 能在碱性介质中经强还原剂还原成隐色体钠盐而溶解,其隐色体对纤维有亲和力,能上染到纤维上 , 然后经水洗、氧化,在纤维上成为不溶性的色淀而形成坚牢的颜色。还原剂还原剂：印花中所用的强还原剂为雕白粉强还原剂为雕白粉,它在
2、常温下很少分解,在汽蒸时产生强还原作用,使印到织物上的染料能够充分地还原溶解、上染纤维,给色量高。而保险粉在常温下调浆、存浆很容易分解,因而不能保证染料很好地还原溶解和上染纤维,给色量低,通常不宜单独应用于印花。 染料条件染料条件：适用于印花的还原染料颗粒越小,给色量越高,印花均匀性越好,为了使染料的颗粒变小以利于印花的进行,印花时一般均先将染料研磨后调制成基本色浆。印花方法印花方法：还原染料直接印花的印花方法主要有还原染料隐色体印花法和还原染料悬浮体印还原染料隐色体印花法和还原染料悬浮体印花法。花法。将染料、碱剂、还原剂调制成色浆进行印花,然后经还原汽蒸,在高温下染料还原溶解、被纤维吸收,并
3、向纤维内部渗透扩散,最后经水洗氧化等过程 , 此法称为隐色体印花法,也称全料印花法;把染料磨细后调制成色浆,印花烘干后浸轧碱性还原液,快速汽蒸,最后经水洗氧化等过程,此法称为悬浮体印花法。第二节第二节 还原染料隐色体印花法还原染料隐色体印花法还原染料制成的印花色浆比较稳定,为了便于使用,一般均事先调制成基本色浆,临用前将基本色浆用淡浆冲淡到所需的色泽浓度进行印花 - -、色浆中的主要用剂及其作用色浆中的主要用剂及其作用 ( ( 一一) )还原剂还原剂1. 1. 保险粉保险粉其学名为低亚硫酸钠或连二亚硫酸钠,简写为H/SH/S, 分子式为 Na2S204 2H20, 为白色细粒结晶,流动性好,具
4、有大葱的臭味,含量约 85%90%, 易溶于水,在45以下较稳定,60以上分解很快,潮湿环境中分解极快,因此它只能作为预还原的还原剂用于基本色浆的调制。保险粉的还原作用来源于其溶液中连二亚硫酸离子生成还原能力极强的S02自游基 :所以它是一强还原剂,能还原所有的还原染料,但它的最大缺点是其溶液受热后分解极快最大缺点是其溶液受热后分解极快, ,如如8080时时,3,3S S后就损失约后就损失约50%50%2.雕白粉：它由保险粉和甲醛组成,为强还原剂,外形呈白色块状,有臭鸡蛋昧,含量约 90%95%O 分子式为NaHS02CH202H20 或 HOCH2S02Na-2H20, 学名称甲醛合次硫酸氢
5、钠或羟甲基亚磺酸纳,简写R/C。它在常温下稳定,60开始分解、在100的高温汽蒸时产生强烈的还原作用,同保险粉一样生成S02自游基使还原染料还原,高温下的还原加工多用此还原剂。它通常用5060水以 1:1 溶解,快速搅拌加入色浆。它在潮湿空气中也要分解,长时间与空气接触易被氧化而失效,失效后为无臭味的白色粉末。所以,它应存放在干燥处、加盖,调好的色浆应少与空气接触。3. 二氧化硫脲其简称为TD,商品名为还原剂FM,也可用作还原染料直接印花的还原剂,在常温下比较稳定,它本身并没有还 原 作 用 能 力 , 其 水 溶 液 呈 酸 性 (pH=35)。在碱性溶液中发生反应。当温度超过 60 时反应
6、加速,生成的甲眯亚磺酸钠不稳定,将进一步分解为具有强还原性的亚磺酸,其还原能力比H/S强75%二碱剂常用的碱剂有氢氧化钠、碳酸纳和碳酸钾 , 其作用是使还原染料隐色体变成钠盐溶解。氢氧化纳主要用于颗粒大的、还原速率慢的还原染料。碳酸钠和碳酸钾可以混用 , 但工厂中常用碳酸钾 ,不常用碳酸钠,这是因为碳酸钾溶解度大 , 汽蒸时吸收性好,从而有利于染料渗透,印花后的给色量比碳酸钠要高,色泽鲜艳丰满。三甘油(丙三醇 )甘油起到润湿、吸湿作用。在汽蒸过程中,能吸收水分,有利于染料的还原溶解和纤维的膨化,有利于染料向纤维内部渗透扩散。但甘油不能太多,否则蒸化时易搭色。( 四酒精(乙醇)酒精起消泡和助溶作
7、用。( 五)糊料常采用印染胶:由于印染胶具有很好的耐碱性,且具有一定还原性,吸湿性较好,但易产生渗化。为防止和减少渗化,减少含固量,降低成本,提高给色量,往往在印染胶中加入一定数量的淀粉。 二、色浆的调制二、色浆的调制还原染料制成的色浆较为稳定,加之有些染料难还原,需预先还原,因此为便于使用,一般均事先调成基本色浆一般均事先调成基本色浆, ,临用前冲临用前冲淡到所需色泽浓度淡到所需色泽浓度。基本色浆为高浓度的色浆,可加碱、还原剂、水等冲淡,也可用碱、还原剂、原糊等做成冲淡糊,用冲淡糊来冲淡。基本色浆调制有预还原预还原法和不预还原法法和不预还原法两种。 ( 一 )预还原法凡是颗粒大,还原电位较高
8、,还原速率慢,较难还原,印花易造成色点的还原染料采用预还原法调制各浆。所谓预还原法,就是先用氢氧化锅、保险粉和一定量的雕白粉将染料预还原,然后在临用时根据处方再补加碱剂和雕白粉。预还原法可以节省调浆的时间,并可保证还原染料充分还原, 高染料给色量。常用的染料主要有还原绿 FFB、艳绿4G、还原艳紫RR等。 1. 基本色浆的调制染料 /g 60甘油 /g 60酒精 /g 25印染胶 /淀粉糊 /g 100 30%(36。Be)NaOH/mL 100 H/S/g 20 R/C/g 160 合成总量/g 1000将染料、甘油、酒精在球磨机内研磨48h,使染料颗粒直径小于5m,加少量水调匀后加到原糊中
9、,在搅拌中加入规定量的氢氧化钠1:1溶液,升温至 5060 , 再在搅拌下慢慢撒入保险粉,搅拌均匀,使染料保温还原30min,冷却后加入事先溶解的规定量雕白粉。 2. 印花色浆的调制举例还原染料绿 FFB/g 20 30%(36。Be)NaOH/mL 80 R/C/g 100 印染胶/g 500 加配总量/g 1000假如按此处方做100kg色浆,扣除基本色浆中的NaOH、R/C 含量,需要补加染料,NaOH、R/C要通过计算得到。有些染料色浆 另加尿素、溶解盐 B 或硫代双乙醇,可改善印花均匀性。预还原法并不适用于所有染料,如有些染料的隐色体在高浓度的NaOH、H/S中易结晶造成印花不匀和给
10、色量降低。二不预还原法不预还原法是在色浆制备时,不加H/S,用甘油、酒精和水将染料经球磨机研磨,再加少量原糊配制成基本色浆,贮存时温度不宜太高,应保持在3040左右。印花时用基本色、碱剂、还原剂调成印花浆,要现配现用。此法适用于还原电位低、还原速率快、色浆稳定性差的染料,如还原桃红R 、还原桔 GR、还原黄G 。 1. 基本色浆的调制染料 /kg 12甘油 /kg 12酒精 /kg 2.5 印染胶和水 适量总量 /kg 40将染料、甘油、酒精和适量冷水研磨20min,再加规定量水冲洗上盖,对好角度 (约45。)研磨 2448h取出,用适量水冲洗铁球和器壁,加水到规定量贮存备用。 2. 印花浆的
11、调制举例还原桃红R/g 25k2C03/g 80 R/C/g 100 碱化淀粉浆 /g 250 加配总量 /g 1000K2C03是还原染料色浆中应用最广泛的碱剂,溶解度和吸湿性比 Na2C03好,它能使还原染料获得比较高的给色量,若用 Na2C03代替 K2C03,得色较浅。 三、印花工艺过程 印花烘干透风冷却蒸化水洗氧化水洗皂煮水洗烘干。一烘干还原染料印花后必须充分烘干,但织物不宜长时间停留在烘筒上,因为R/C易在潮湿高温下分解,温度越高分解速率越快。经测定,印后织物在温度为25,相对湿度为20%时,R/C损失约15%;若相对湿度提高至40%,则 R/C损失约达35%。此烘干后要马上透风冷
12、却,且应及时进行蒸化,即要烘得干、透风冷、包得严、及时蒸,烘干条件一般为110、30s二蒸化蒸化在还原蒸化机中进行,蒸化温度102105,采用饱和蒸汽汽蒸710min, 其中含湿量为95%,而箱内空气量要少于0.3%,以防止R/C损失。印花织物经还原蒸化机处理可以促使纤维吸湿膨化,在一定的高温含湿条件下,R/C促使染料还原溶解形成隐色体钠盐,并且可加速染料隐色体钠盐向纤维内部转移、扩散。蒸化机中的温湿度与染料得色量有关,一般湿度大,染料得色量高,但湿度太大容易造成渗化、水滴、水渍等疵病。因为纤维吸湿膨化,色浆中碱剂溶解,雕白粉分解等都是放热反应,故温度会逐渐提高,另外织物烘得过干,无浆部分含湿
13、量下降,这样织物进入蒸化机立即大量吸湿,使蒸化机内湿度下降,进而蒸汽过热,不利于染料向纤维内渗透,为保持蒸箱内湿度,一般都采用底层放水,以克服这种过热现象。三氧化蒸化后,还原染料在织物上呈现隐色体钠盐状态,未最后产生固着,故必须经过氧化处理,使其回复为原来的不溶性状态(即还原染料本身)而固着在纤维上,从而获得坚牢的色泽。汽蒸后要及时氧化 ,以防止过早局部氧化使得色不匀。一般应根据染料氧化的难易,而采用不同的氧化方法,易氧化的染料多用水洗氧化,难氧化的染料采用氧化剂氧化,常用的有过棚酸钠溶液,浓度为35g/L,另加小苏打5g/L,温度为50,一浸一轧,透风水洗。四 水洗皂洗氧化后 , 织物上的还
14、原染料经过高温皂煮 , 使花布白地洁白 , 花 色鲜艳 , 手感柔软 , 色牢度提高。工艺条件为肥皂 35g/L, 并加入 纯碱 23g/L, 温度在 9095 以上。 第三节、还原染料悬浮体印花法 还原染料悬浮体印花法是在色浆中不加还原剂和碱剂,在印花烘干后,织物经过碱性还原液的处理,再经快速汽蒸,在湿、热条件下使还原染料迅速还原上染,随后进行氧化皂洗等印花后处理,使还原染料固着在纤维上 一、对染料的要求及适用的糊料 这一印花方法所用的还原染料颗粒要细,最好在2m以下,若颗粒大,则在浸轧还原液时染料会发生溶落,所以在印花前须将染料加10%的酒精、35倍染料量的水及少量扩散剂NN。印花中多使用
15、遇碱即有一定凝固性的糊料,如海藻酸钠、甲基纤维素等,不易使花型渗化,但凝固性也不能太强,以致影响染料渗透和给色量。常用小麦淀粉与海藻酸纳等量混合的混合浆,但是对大块面的花型可使用甲基纤维素。 二、工艺流程印花烘干浸轧还原液快速汽蒸 (102105,2040S水洗氧化皂化水洗烘干。一色浆处方还原染料g X淀粉/海浆/g 300-500水 Y总量/g 1000二浸轧还原液印花烘干后即可浸轧还原液，一般轧余率控制在70%75%,多采用面轧,即印花布正面向下通过轧车,以湿布状态进入快速蒸化机。还原液中主要有烧碱和保险粉,也可以用二氧化硫脲或用H/S和二氧硫脲的混合液,参考处方如下 : A B C85%
16、 保险粉 /g 80-100 20 30%(36 。BE)NaOH/mL 80-140 60 60 淀粉糊 少量 少量 少量 98%二氧化硫脲/g 7-10 2 食盐 /g 20 15 总量 /mL 1000 1000 1000 三快速汽蒸多采用门式蒸化机进行快速汽蒸,要求印花布背面接触导辊,并且不能有过紧的张力,以避免色浆在布的背面拖开而影响正面的白地,出蒸化机的花布其花色应以呈还原染料隐色体钠盐的颜色为度。蒸箱内不能有空气,且轧车与蒸箱距离要短,蒸后也应快速进入平洗机。悬浮体印花法中还原剂和碱剂不加入色浆,因而色浆非常稳定,且色浆中无吸湿剂,烘干快,不易造成搭色,此法适用的染料品种多,某些
17、各项牢度优良的仅适用于染色的还原染料也可以采用此法来进行印花。印花中,由于不存在R/C的分解, 其得色比隐色体法要深,贮存时没有风印等疵病的产生,此法采用快速蒸化,可简化工艺,将汽蒸和平洗连续进行可节约蒸汽,操作方便,疵病少。 第四节第四节 可溶性还原染料印花可溶性还原染料印花可溶性还原染料是还原染料隐色体的硫酸酯的钠盐,能直接溶解于水,它具有操作方便、印花均匀、色浆稳定、各项牢度良好等特点。蒽醌类结构的叫溶蒽素 , 靛类结构的叫溶靛素，统称印地科素染印地科素染料料可溶性还原染料印花后,经酸和氧化剂酸和氧化剂作用使染料发生水解和氧化作用而显色,因此显色过程就是纺织品上的染料在酸性介质中产生水解
18、,进而由氧化剂氧化生成不溶性色淀(即还原染料)的过程,所用的酸剂和氧化剂称为显色剂。由于染料结构不同,氧化也有难易之分。对易氧化的印地科素染料,氧化剂要少用,采用冷酸显色,如印地科素蓝IBC等;对难氧化的印地科素染料,氧化剂要多用,采 用热酸显色, 印地科素桃红IR、蓝04B 、紫IR 、红莲IRH等。根据所用显色剂的不同,可溶性还原染料的印花方法主要有两种,即亚硝酸钠一硫酸法(简称亚硝酸钠法)和氯酸纳一硫氰酸铵法(又称汽蒸法),前者常用。可溶性还原染料印花调浆方便,工艺简单,色浆稳定,印花均匀性好,可与多种染料同印,色泽较鲜艳,具有还原染料的色牢度,但其成本高,上色率低,仅用于印制中、浅花色
19、,现已逐步被活性染料印花和涂料印花所替代 一、亚硝酸亚硝酸钠钠法法( (湿法湿法) )此法是将染料和氧化剂亚硝酸钠调在色浆中进行印花 , 印花后浸轧硫酸液显色,故又称湿法。一一工艺流程工艺流程 印花烘干浸轧硫酸液透风水皂洗烘干。二色浆处二色浆处方方可溶性还原染料 /g 10-50助溶剂/g 0-30 水 X Na2C03/g 2淀粉糊 /g 400 NaN02/g 2-20 酸性染料 少量 总量 /g 1000三色浆中各助剂的作用1. 助溶剂其作用是帮助染料溶解,常用尿素、古来辛A(又称硫代双乙醇 ）2. 纯碱：纯碱可提高色浆的稳定性,防止色浆中的染料受酸气侵蚀而过早发色，避免形成色淀和浮色;
20、对精度小的染应，由于电解质的存在将影响其溶解度,则可用氨水来稳定色浆;有些色浆在光照下也会过早发色,可加30%(36。Bd)烧碱23mL/g, 且做好的浆和印好的布要避光。 3. 亚硝酸钠 亚硝酸钠为氧化剂,它与硫酸共同构成可溶性还原染料的显色剂,其用量是根据染料浓度和氧化难易程度来决定的,经验公式计算如下 :易氧化的染料 :WNaN02=2+( 染料量 1/10)中等氧化的染料 :WNaN02=5+( 染料量 1/5)难氧化的染料 :WNaN02=7+( 染料量 1/5) 4. 原糊：原糊一般用淀粉赖、淀粉龙胶糊、淀粉印染胶糊、CMC等 ,pH值在 78 之间 ,淀粉糊给色量高,但渗透性和均
21、匀性差，所以有时用淀粉龙胶糊、淀粉印染胶糊;应用海藻酸钠虽然印花轮廓清晰,均匀性好,但它对可溶性还原染料的溶解度有影响,且遇酸海藻酸钠易产主凝结,导致洗涤困难。5. 酸性染料：色浆在显色前颜色很浅,几乎无色,为了便于对花和发现疵病, 在色浆中加入少量对棉不上色的酸性染料作为着色剂,在印花后的处理中可随之去除。四显色工艺 1. 酸液处方62.53%(50 。 BE) 硫酸 /mL 40-70 平平加 O /g 0。5 尿素 /g 2-5加配总量 /mL 1000对于易产生过度氧化的染料,可在酸液中加尿素、蚁酸(10g/L)或硫脲 (0.52g/L) 等来防止过氧化的产生,即利用这些化学品与多余的HN02 作用,减少染料的过氧化，若已发生了一定程度的过度氧化 , 可用保险粉处理进行补救。 第三节 直接印花一、直接印花（一）活性染料直接印花、工艺流程、工艺流程白布印花 烘干 蒸化 水洗 皂洗 水洗 烘干、色浆组成、色浆组成 活性染料 1.510 尿素 315 （助溶） 防染盐 1 （弱氧化剂） 海藻酸钠糊 3040 （原糊） 小苏打 13 （固色剂） 加水合成 100
