1 染色方式的缺陷

喷射液流机染色，织物的运行方式是染色织物通过导辊进入喷嘴，利用循环泵产生的液压将织物送入输布导管，而后从机尾送入缸体，并随着染液缓慢地向前推移，到达机头后，再通过导辊进入喷嘴，从而形成环状循环。

织物从尾部进入缸体后，在浸渍染液的过程中存在五个特点：

(1) 织物基本呈绳束状态；

(2) 约有2/3～3/4的织物浸于液下，l/3～1/4的织物浮于液面(尤其是克重小的轻薄织物或亲水性差的织物)；

(3) 缸体内的织物，其堆置状态基本不变，并呈相对静止状态；

(4) 织物与织物之间相互挤压，堆置较紧密(尤其是当织物的配缸量较大)；

(5) 织物在缸体内静止堆置的时间较长(国产机车速较慢，当每管配缸700～800m时，一般要3～4min 才循环一次，特别在染某些布面娇嫩的织物时，如锦纶在正面的锦/棉斜纹、锦/棉直贡等)。有时为避免擦伤，往往有意减慢车速，则堆置时间更长。

生产实践表明，以上特点是喷射溢流染色容易产生色泽不匀的根源之一。

原因是显而易见的，因为织物在缸体内浸渍染液时，织物呈绳束状，相互挤压，紧密接触，又相对静止较长时间堆置，再加上部分织物外露于液面以上，这就必然要产生以下问题：外层织物的表面，染液流动更新速度快，而内层织物的表面，染液的流动更新速度则慢得多。

由于织物内外表层染液的交换更新速度客观上存在着差异，织物内部的染液浓度总是低于主体循环染液的，所以当所用染料上染速率较快或者加料操作不当，就很容易造成染料分配不匀而色花。

 

2 染料性能的缺陷

中温型活性染料浸染染色，存在着“不均匀”问题，容易产生色点色渍、色差色花等染疵，这是因为中温型活性染料在染色性能上存在两大缺陷：

 

2.1 耐盐碱溶介稳定性差，容易产生“凝聚”现象

中温型活性染料的分子结构中，一般都含有1-2个强亲水性基团-S03Na，而且还有亲水性的β-羟乙基硫酸酯活性基，因此其溶介度良好，在60℃的中性软化水中大多可达≥100g/L。比如，活性艳蓝KN-R和活性翠兰BGFN，在60℃和80℃的溶介度高达150 g/L。然而由于活性染料只有在电解质的存在下，才能获得较高的上染率，所以必须在多量(30～60 g/L)电解质的染液中染色。而电解质的存在，会使染料的溶介稳定性显著下降。虽然多数染料在中性盐浴(吸色浴)中的凝聚还不足以明显影响染色质量，但部分耐盐溶介稳定性差的染料却会因此给染色质量造成危害。比如，活性翠蓝BGFN l5 g/L的染液，在60℃时忍受盐的能力只有80 g/L即盐浓度>80g/L染料便会产生显著的凝聚甚至絮聚，从而危害染色质量。

特别是当加入碱剂染液变为碱性以后，染料的凝聚倾向会变得更大。许多染料的凝聚程度在短时间内甚至会达到与水分离的地步。常用活性嫩黄系列与活性艳兰系列就是典型代表。

 

案例一：活性嫩黄6GLNl0 g/L，盐50 g/L。80℃时染液清澈透明，加入纯碱 5 g/L后染液立即因凝聚而混浊，放置片刻又会因絮聚而沉淀。

案例二：活性艳蓝KN-R 5g/L，盐40 g/L。60℃的染液溶介稳定性良好，而加入纯碱后20 g/L后，染液的变化如下：染液清澈稳定(10min)→显著凝聚(10min) →严重絮聚(10min)→与水分离丧失上染能力。

 

可见，中温型活性染料在盐碱共存的固色浴中，溶介稳定性大多不良甚至很差。究其原因主要有三：

(1) 活性染料在水中，并非以单分子存在，而是以几个、几十个甚至几百个分子缔合体的形式存在。所以，其溶液具有不同程度的胶体性质，稳定性良好。电解质的加入会使染液稳定的凝胶体系遭到破坏，导致溶介稳定性下降。

(2) 无论是乙烯砜型染料还是异双活性基染料，在其分子结构中都含有l-2个-羟乙基硫酸酯活性基(-S02CH2CH2OS03Na)。该活性基中的乙烯砜基(-SO2CH=CH2)与硫酸酯基(-OS03Na)之间的化学结合并不牢固，在实用条件下(pH=10.5～11.0，60℃～65℃)，两者会快速断裂分离，发生所谓消去反应。其结果是，原本亲水性的β-羟乙基硫酸酯基，变为疏水性的乙烯砜基，使染料自身的溶介能力显著变小，导致染料的溶介稳定性大幅度降低。

(3) 电解质(食盐或元明粉，纯碱也是电解质)，在水中会离介出大量的钠离子(Na+)，而钠离子具有很强的水化能力，能吸附大量的极性水分子，形成直接或间接水化层，从而使染料分子亲水基团(主要是-S03Na)的水化程度减弱，溶介能力下降。与此同时，大量钠离子(Na+)所产生的同离子效应，会导致染料亲水性基团的离介度降低，电中性的-S03Na增加，负电性的-S03-减少，也会使染料自身的水化能力下降，溶解度降低。

 

2.2对碱剂敏感，在碱固色初期容易产生”骤染”现象

经检测，在中温型活性染料中，许多染料在加碱固色初期的“骤染”现象严重。比如，在染料2％(o.w.f)，盐50 g/L，60℃吸色30min ，加纯碱20 g/L，固色l0min内，其相对吸色量会猛然提高30～70％。其中：

(C.1.194) 活性深蓝M-2GE净提高28.32％；

(C.1.21) 活性翠蓝BGFN净提高32.94％；

活性嫩黄6GLN净提高55.39％；

(C.1.19) 活性艳蓝KN-R净提高59.96％；

(C.1.5) 活性黑KN-B净提高68.95％。

加碱固色初期这种“骤染”现象，极易造成染料吸色不匀。如：平幅卷染易产生头尾色差或左中右色差；绳状喷染易产生云状色花或缸差、色差。

中温型活性染料在加碱固色初期，二次吸色之所以如此迅猛，主要原因是：染料结构中的β-羟乙基硫酸酯活性基耐碱稳定性差，遇碱硫酸酯基会迅速脱落，变为化学活性很强的乙烯砜基(-S02CH=CH2。于是，(1) 染料对纤维的亲和力骤然提高，招致染料吸附上色加快；(2) 染料与纤维迅即发生链合反应，染料原有的吸附平衡被打破，从而导致染料的二次吸色快速发生；(3)碱剂的加入使电解质的浓度猛然增加，对染料产生的盐析作用变得更大，这对染料的骤然上色也起着促进作用。)

实践证明，中温型活性染料存在的这两大性能缺陷，是染色过程中产生色点色渍、色差色花、色牢度低、重现性差等诸多质量问题的根源。

 

3 染色工艺的缺陷

中温型活性染料浸染染色，基本上是一刀切，均采用常规染色工艺染色。其实常用中温型活性染料的染色性能并不完全相同了，大致有三种类型。

 

第一种类型：

性能特征：在中性盐浴(吸色浴)中，亲和力较大，一次吸色量较高；对碱剂不过于敏感，在加碱固色初期二次吸色比较缓和，“骤染”现象不太突出。

这种类型的染料，主要是含异双活性基的染料，如国产中温型活性染料三元色：

C.1.145#活性黄[A(B)-4RFN黄，或M-3RE黄]；

C.1.195#活性红[A(B)-3BFN红，或M-3BE红]；

C.1.194#活性兰[A(B)-2GLN兰，或M一2GE蓝]等。

这类染料由于在中性盐浴吸色阶段一次吸色量较高，染液浓度可大幅度下降。在加碱固色初期，染料的凝聚程度相对较小，染料的骤染现象也相对温和。所以采用常规工艺染色，染料自身的性能缺陷不足以给染色质量造成危害。

 

第二种类型：

性能特征：在中性盐浴(吸色浴)中亲和力弱，一次吸色量低。但对碱剂敏感，在加碱固色初期，染料的凝聚现象与骤染现象十分突出。

这种类型的染料，主要是乙烯砜型染料。如：C.1.19#活性艳兰KN-R、C．1．5#活性黑KN-B等。

这类染料由于在中性盐浴(吸色浴)中亲和力弱，一次吸色量低，对碱剂敏感，在加碱固色初期，染料的凝聚现象与骤染现象突出。若采用常规染色工艺染色，在加碱固色中，很容易因染料凝聚程度与骤染程度严重，给染色质量造成危害。

 

第三种类型：

这种类型的染料是以高浓C.1.5活性黑KN-B（又称活性元青B，活性藏青B-GD)60～80％、C.1.82活性橙10～20％为主，另加少量中温活性黄或活性红拼混而成的活性黑。

常用中温型活性黑中约有1/2属于这一类。如：活性黑KN-G2RC、活性黑GR、活性黑GWF、活性黑S-ED、活性黑N、活性黑A-ED、B-ED、活枣黑A-GEF、B-GEF、活性黑TBR、TFN、活性黑 DS。还有永光活性黑GR-GRN、德司达活性黑A、A-X、佳友活性黑EX-F、京仁活性黑HF-FGR、理禾活性黑GR、汽巴活性黑W-HF、W等。

这类活性黑，由于两个拼混组分的结构严重不同，其中C.1.5#活性黑为双偶氮母体含双乙砜活性基，中温特征突出，最适合60～65℃吸色、固色。而C.1.82#活性橙单偶氮母体，含乙烯砜与一氯均三嗪异双活性基，其低温特征显著最适合30-40℃吸色、固色，所以两者的配伍性极差。这类活性黑若按中温型染料应用(于60℃染色)，势必会因活性橙组份性能的不适应而产生二大后果。一是，活性橙的吸色、固色过于迅猛而上色不匀，很容易出现色花。二是活性橙的水解过快，工艺因素(温度、时间、pH)稍有差异，就会因水解量多少不同而产生显著色差(因为C.1.5#活性黑实为藏青色并非黑色，活性橙加入后才能形成黑色，橙色为蓝色的余色具有相互消色作用)。因此活性橙上色量的多少与匀染性的好坏，对活性黑的染色结果(色光、黑度、均匀度)，有着举足轻重的影响。

 

4 施加助剂的缺陷

4.1施加量

中温型活性染料，必须在大量电解质(纯碱也是电解质)的存在下染色。然而，许多活性染料的耐盐、碱溶解稳定性差，在盐、碱共存的固色液中，容易发生过度凝聚或絮集。所以固色浴中的盐碱混合浓度一旦过高，如活性翠蓝>80g/L、活性艳蓝大干60 g/L，便会因染料凝聚或絮集而产生色点、色渍、色花以及色牢度低下等诸多染疵。

 

4.2 施加法

4.2.1 盐的施加：

中温型活性染料喷射溢流染色时，按照传统总是先加染料后加电解质。认为这样对染料的溶解更有利，其实如此操作容易给染色质量带来严重危害。这是因为，染料先加，以含染料的回流水在化料桶中溶解电解质时，水里的染料会因电解质浓度过饱和而凝聚析出，压入机内一旦沾附到织物上，便会产生色点、色渍病疵。

 

4.2.2 碱的施加

常用中温型活性染料，大多对碱表现敏感。因为在碱性浴中，染料所带的β-羟乙基硫酸酯活性基(-S02CH2CH2OS03Na)，会快速发生消去反应，形成反应活性很强的乙烯砜基(-S02CH2=CH2)，即容易导致染料的二次吸色速率迅速加快，发生“骤染”，又容易引起染浴中的染料发生过度凝聚。因此，碱剂一旦加入过早或加入过快，就会因染料的过度骤染或过度凝聚而造成色点、色渍、色花等染疵。

 

应对措施：

(1) 喷射溢流机染色，染色浴比应适当增大，投布量应适当减少，车速应适当提高。以加快染液的循环速度，使织物(绳状)内外所接触的染液快速更新，从而使染料、助剂浓度更趋一致。

(2) 要釆用正确的工艺染色。实践证明，染色工艺与染料的实用性能相适应，是获得染色一次成功的前提。常用中温型活性染料的实用性能不尽相同，所以染色方法不能一刀切，必须分别采用与染料性能相适应的工艺染色。比如：

第一种类型的染料(主要是含异双活性基的染料)，采用常规染色工艺(见前文)染色，便可获得良好的染色效果。

第二种类型的染料(主要是乙烯砜型染料)，其染色性能与常规染色工艺不适应，而必须采用“预加碱染色工艺”染色。

预加碱染色法，织物是在弱碱性 盐浴中吸色，活性染料在碱性浴中亲和力较大，故一次吸色量可显著提高。由于染液浓度在加碱前大幅度下降，加碱后染料的“凝聚”现象与“骤染”现象都能得到缓解。因此，可以有效消除染料的性能缺陷(见前文)所造成的色点、色渍、色花等染疵。

第三种类型的染料(以低温活性橙C．1．82#拼混的活性黑)，既不适应常规染色法染色，也不适应预加碱染色法染色，必须采用特殊染色法—分段染色法染色。

分段染色法，实为一浴二段法。即低温(30～40℃)染色时段，是使C．1．82#活性橙正常上色；中温(60～65℃)染色时段，是使C．1．5#活性黑正常上色。由于该工艺符合这类活性黑染色性能的特定要求，所以得色色光稳定，匀染性能优良。实践证明，该工艺可以从根本上克服这类活性黑容易产生色花、色差的缺陷，可有效提高染色一次成功率。

注：在常用活性黑中，还有约1/2的品种是真正意义上的中温型活性黑，因为它完全抛弃了C．1．82#低温活性橙组份。因而双偶氮母体双乙烯砜活性基的活性橙(C.1.107#橙)，或者单偶氮母体带乙烯砜与一氯均三嗪异双活性基的活性橙取代。由于这些新型活性橙都带有中温型活性基，而不含低温型活性基—二氯均三嗪活性基，所以它们与C.1.5#活性黑的染色性相近，配伍性很好。

这类活性黑有：活性黑ED-NN、活性黑W-NN、活性黑NF、活性黑ED-R、活性黑HF-GRP、EX、活性黑RW等。

这类活性黑由于各种拼混组份的上色同步性好，所以没有必要采用分段染色法染色。但由于其主要拼混组份C．1．5活性元青具有第二种类型的染料特征，所以应采用预加碱染色法染色，而不宜采用升温染色法染色。

 

4.3染色助剂要正确施加

4.3.1电解质的施加

(1) 电解质的施加量

经检测，多数中温型活性染料染深色，电解质的最高用量以<70g/L为宜。部分活性染料，如活性翠蓝BGFN染深色，电解质的最高用量必须<60g/L；活性艳蓝KN-R染深色，电解质的最高用量必须<40 g/L。理由是，电解质用量过高，其得色深度实际提高并不多，而在加碱固色初期却会因盐、碱(纯碱也是电解质)，混合浓度过高，导致染料的“凝聚” 程度与“骤染” 程度过大，造成色点、色渍、色花等病疵。

(2) 电解质的施加法

中温型活性染料喷射溢流机(含气流染色机，染色时电解质必须先加，染料必须后加，加料顺序与卷染相反)。这是因为，先加电解质以含电解质的回流水未溶解稀释预先调匀的染料，染料不会发生有害的“凝聚” 或沉淀。(经检测，常用中温型活性染料在电解质<80g／L的中性浴中，溶解稳定性良好)。

4.3.2碱剂的施加

(1) 纯碱的施加量

经检测，常用中温型活性染料染棉，其最佳固色pH值为l0．5～11.0(活性翠蓝60℃染色pH值为l2，80 ℃染色pH值为ll)。

常用连云港粉状轻质纯碱5～25g/L pH=10．65-10．99，其pH缓冲能力很大。因此，根据所染色泽的深浅，纯碱用量20～5g/L已足矣。用量过多，得色深度提高不明显，反而会降低染料在盐碱固色浴中的溶解稳定性，危害染色质量。

(2) 纯碱的施加法

实践证明，碱剂的施加，务必要遵循以下两条原则：

一是纯碱的加入，必须建立在“吸色平衡且吸色均匀”的基础上。也就是说，只有在中性盐浴(吸色浴)中，真正达到吸色平衡而且经移染实现吸色均匀之后，碱剂方可加入。这是因为：①达到吸色平衡后，残留染液浓度最低，而染液浓度越低，碱剂加入后染料的凝聚倾向越小，二次吸色速率越温和，产生的染疵的机率越少。②碱剂加入后，纤维上的染料会因发生固着而丧失移染能力。这会使吸色阶段产生不均匀性变为永久性疵点。

二是碱剂的施加，必须是“先少后多，分次加入”。因为，碱剂(纯碱)加入越快，固色浴的碱性相对较强，盐碱混合浓度也越高，染料的“凝聚”行为与上色行为越激烈，越容易产生色点、色渍、色花等问题。实践证明，固色浴的碱性由弱渐强，盐碱混合浓度由低渐高，染液浓度由浓渐淡，可以有效缓解染料因碱剂的加入而产生的过激行为，从而确保染色质量实现稳定。