深色活性染料印花棉织物的水洗防沾色工艺

徐华君，陈万明，王 力，史元庆，王 程，章金芳

（1.浙江灏宇科技有限公司，浙江绍兴 312000；2.浙江金塔克斯科技有限公司，浙江绍兴 312000）

活性染料是棉纤维印花的首选染料［1-3］，但是深浓色染料印花后，固色率低，浮色多，易沾色，特别是红、翠蓝等色系，白底沾色现象更为严重；出水不净也容易导致产品色牢度不达标，影响印花产品质量［4-6］。目前，本厂解决深色活性染料印花产生的白底沾色问题主要是通过高温多道皂洗和水洗，能耗高、污染大。

已有研究表明，水洗时加入防沾污剂可减少白底沾污，降低水洗强度［7-11］，故本实验对水洗防沾色工艺进行了探究。以活性红K-2BP 印花织物进行小试工艺优化，在此基础上进行了产业化试生产，对印花产品性能与常规水洗工艺进行了对比。

1 实验

1.1 材料与仪器

材料：纯棉平布（浙江万舟纺织有限公司），活性红K-2BP、活性蓝K-R、活性黄K-RN（工业级，浙江亿得化工有限公司），尿素（工业级，山东金奥化工有限公司），碳酸钠（工业级，山东海化股份有限公司），防染盐S（工业级，山东诺登新材料科技有限公司），海藻酸钠（化学纯，青岛明月海藻集团有限公司），皂洗剂、防沾污剂BD（工业级，杭州明诚化工有限公司），醋酸、柠檬酸（工业级，潍坊英轩实业有限公司），氯化钙（分析纯，天津科密欧化学试剂有限公司）。

仪器：THZ-82 型水浴恒温振荡器（常州国华电器有限公司），Y571B摩擦色牢度测试仪、SW-24耐洗色牢度试验机（宁波纺织仪器厂），Mini MDF/767 型磁棒印花机（奥地利Zimmer 公司），DHE65102型万能汽蒸焙烘机（瑞士Mathis 公司），Datacolor SF-850 测色配色仪（美国Datacolor 公司）。

1.2 织物印花配方及工艺流程

配方：活性染料6%，海藻酸钠3%，尿素8%，防染盐0.5%，碳酸钠2%。

工艺流程：调浆→磁棒刮印→烘干（80 ℃，3 min）→汽蒸（102 ℃，15 min）→水洗（冷水洗→热水洗→皂洗→热水洗→冷水洗）→烘干。

1.3 测试

沾色性能：小试采用活性红K-2BP 印花，露白布的沾色可用颜色特性中的a值来表述，a值越大代表织物偏红光越大，证明沾色越严重。

耐皂洗色牢度：按照GB/T 3921—2008《纺织品色牢度试验耐皂洗色牢度》测试。

耐摩擦色牢度：按照GB/T 3920—2008《纺织品色牢度试验耐摩擦色牢度》测试。

2 结果与讨论

2.1 活性染料印花常规水洗工艺对棉织物沾色性能的影响

以活性红K-2BP 染料在棉织物上的印花为例，探究了常规水洗工艺对棉织物沾色性能的影响。因为生产采用连续长车水洗，小试无法完全模拟，近似采用以下水洗工艺：冷水洗（室温，5 min）→热水洗（60 ℃，5 min）→皂洗（皂洗剂3 g/L，95 ℃，5 min）→热水洗（80 ℃，5 min）→冷水洗（室温，5 min）。该水洗工艺皂洗后的效果与大生产基本相同。

以每道水洗后织物的a值评价染料对棉织物的沾色性能，测试了每道水洗工序后织物留白部分的a值，结果如表1所示。

表1 水洗工序对棉织物沾色性能的影响

由表1 可以看出，第一道冷水洗后a值较原布差值最大，说明第一道冷水洗阶段是残余染料及水解染料沾色白底的主要阶段，而皂洗后a值较冷水洗有所下降，证明皂洗阶段是去除织物白底沾污浮色的最主要阶段。因此，重点研究冷水洗时的防沾污和皂洗时的除浮色。

2.2 冷水洗工艺中各因素对棉织物沾色的影响

针对第一道冷水洗工艺中白底沾色较严重的现象，考虑加入防沾污剂BD 来降低活性染料对棉织物的沾色，并探究在防沾污剂存在下的冷水洗工艺。

2.2.1 防沾污剂BD 用量

探究了防沾污剂BD 用量对活性红K-2BP 沾色的影响，对印花织物露白部分的a值进行了测试，结果如图1所示。

由图1可以看出，a值随着防沾污剂BD 用量的增加而减小，说明白底的沾色程度明显降低。这可能是因为防沾污剂BD 对染料具有良好的络合能力，其形成的聚集体能增加对活性染料及水解染料的溶解能力，减轻水洗时染料对织物的沾色。防沾污剂BD 用量达到3 g/L 时，沾污程度随用量的增加变化很小。综合考虑，防沾污剂BD 用量选择3 g/L。

2.2.2 水洗时间

进一步探究了防沾污剂BD 的水洗时间对沾色性能的影响，结果如图2所示。

由图2 可以看出，a值随着水洗时间的延长呈先降低后增加的趋势。这可能是因为防沾污剂BD 络合浮色染料是动态平衡过程，随着时间的延长，浮色染料容易解吸附，重新分散沾污到织物上导致织物沾污。综合考虑，防沾污剂BD 水洗时间选择5 min。

2.2.3 醋酸用量

研究表明，酸性条件可降低活性染料对棉纤维的上染［12-13］，因此探究了醋酸用量对沾色性能的影响，结果见图3。由图3 可以看出，a值随着醋酸用量的增大而略有降低，沾污程度略有下降，酸性条件对防沾污剂BD 的防沾色效果有一定的促进作用，但效果不大。综合考虑，防沾污剂使用时无需加入醋酸。

2.2.4 冷水洗次数

研究冷水洗次数对沾色性能的影响，结果如图4所示。由图4 可看出，冷水洗次数对a值影响较小，沾色程度差别不大，说明冷水洗多次的效果和1次相当。

2.3 皂洗工艺中各因素对棉织物沾色的影响

皂洗充分可以去除浮色，生产实践也表明，皂洗程度还影响成品印花面料的手感和颜色鲜艳度。因此，在上述水洗工艺的基础上研究了皂洗工艺中各因素对活性红K-2BP 沾色性能的影响。

2.3.1 皂洗剂用量

在皂洗温度95 ℃、皂洗时间5 min 的情况下，探究了皂洗剂用量对沾色性能的影响，结果如图5 所示。由图5 可以看出，随着皂洗剂用量的增大，a值越来越低，沾色程度越来越低，说明皂洗对白底沾色织物表现出良好的去除效果，可以较好地洗去织物表面的浮色；且用量越大，效果越好，但当皂洗剂用量很大时，织物a值略有下降。综合考虑，皂洗剂的用量选择2 g/L。

2.3.2 皂洗温度

在皂洗剂用量为2 g/L、皂洗时间为5 min 的情况下，探究了皂洗温度对活性红K-2BP 沾色性能的影响，结果见图6。由图6 可以看出，随着皂洗温度的升高，a值呈现明显降低的趋势，说明皂洗温度对白底沾色的去除效果显著，皂洗温度越高，活性红K-2BP对白底的沾色程度越低；温度过低，皂洗剂不能充分地洗去印花织物上的浮色，浮色会对白底沾色。当皂洗温度为85～95 ℃时，a值的降低幅度不显著，说明皂洗温度为85 ℃时便可实现较好的防沾色性能。该工艺的皂洗温度比常规皂洗温度（95 ℃）降低10 ℃。

2.3.3 皂洗时间

在皂洗剂用量为2 g/L、皂洗温度为85 ℃的情况下，研究皂洗时间对沾色性能的影响，结果见图7。由图7可看出，a值随着皂洗时间的延长而缓慢降低，但降低幅度不显著，说明皂洗时间对沾色的影响较小。皂洗时间较长不仅会增加生产成本，而且会对印花的颜色造成影响，综合分析，皂洗时间选择5 min。

2.3.4 皂洗液硬度

水质可能会影响皂洗的效果，因此在皂洗剂用量为2 g/L、皂洗温度为85 ℃、皂洗时间为5 min 的情况下，探究不同硬度的皂洗液（用CaCl2调节）对活性红K-2BP 沾色性能的影响，结果如图8 所示。由图8可以看出，a值随着皂洗液硬度的增加呈缓慢增加的趋势，但增幅并不显著，说明皂洗剂能够对硬水进行软化，因此水洗时水质硬度对活性红K-2BP 沾色性能的影响不显著。

2.4 优化工艺下的色牢度

优化水洗工艺为：冷水洗（室温，防沾污剂BD 3 g/L，5 min）→热水洗（60 ℃，5 min）→皂洗（皂洗剂2 g/L，85 ℃，5 min）→热水洗（80 ℃，5 min）→冷水洗（室温，5 min），优化水洗工艺洗后印花织物性能如表2所示。

表2 水洗后印花织物的性能

由表2 可以看出，在优化水洗工艺条件下，与未印花白布的a值相比，印花织物白底a值略有增加，但目测白底洁白，基本无沾色，红色印花部位颜色亮丽，色牢度好，且手感柔软。

2.5 生产应用实例

采用优化的水洗工艺对车间返单印花布进行长车水洗，车速25 m/min，8 道水洗：冷水（防沾污剂BD 4 kg）→热水洗（60 ℃）→皂洗（85 ℃，皂洗剂2.5 kg）→皂洗（85 ℃，皂洗剂2.5 kg）→皂洗（85 ℃，皂洗剂2.5 kg）→热水洗（85 ℃）→冷水洗（柠檬酸2 kg）→冷水洗；每2 000 m 补加1 kg 防沾污剂BD，每1 000 m 补加皂洗剂1 kg，每3 000 m 补加柠檬酸1 kg。对水洗后的印花布的红、黄、黑色块进行测评，并与常规水洗工艺进行对比，结果如表3所示。

表3 不同水洗工艺后的色牢度

由表3 可以看出，优化水洗工艺的色牢度达到甚至超过（个别色牢度指标）了常规水洗工艺，目测优化水洗工艺的成品印花布颜色明亮，露白部分基本无沾色，手感柔软。据万m 生产统计，优化水洗工艺的综合能耗下降5%左右，水洗正品率提高到98%以上，对企业节能降碳具有很好的现实意义。

3 结论

（1）印花后第一道冷水洗加入防沾污剂BD 可减少织物沾色，且可降低后续的皂洗温度，皂洗后颜色鲜艳，白底白度好，产品色牢度好。

（2）生产实践表明，开发的防沾色水洗工艺提高了深色活性染料印花产品的色牢度，节能降耗效果明显，印花布白底沾污情况大幅下降，水洗正品率达到98%以上，经济效益、社会效益显著。