曹 颖，戴桦根，刘 会，曹宗满

(1.嘉兴职业技术学院纺织与艺术设计分院浙江嘉兴314001;2.浙江嘉欣丝绸股份有限公司，浙江嘉兴314001)

活性染料的种类很多，色谱较全，其组合方式多样。在活性染料的染色处方中，如果各组份染料对织物的亲和力不同，势必会引起吸附上染比例的改变，最终导致打样时，不易打准，打样效率低。因此，必须充分考虑处方中染料间的配伍性[1]。配伍性好的染料组合，有利于提升各组份染料得色量[2]。M系列、R系列染料是生产中比较常用的活性染料，力份为150%，具有较高提升力。M系列染料分子含有一氯均三嗪和β－羟乙基砜硫酸酯的双活性基染料，反应活性强，属于中温型;R系列染料是一氯均三嗪活性染料，属于高温型。论文分析了上述两类常见染料的配伍性，依据试验结果，并结合本厂实际，厂家可对组合进行筛选、复配，以适应大生产的需要。

1 试验

1.1 材料与仪器

材料:全棉机织面料(平方米质量为125g/m2)，快速滤纸(杭州邦易化工有限公司)，活性红R-2BF、活性黄RW、活性深蓝R-2GLN、活性红M-3BE、活性黄M-3R、活性蓝M-2GE(力份150%，浙江闰土股份有限公司)，NaCl(分析纯，上海联试化工试剂有限公司)，Na2CO3(分析纯，温州市化学用料厂)，皂片(上海市纺织工业技术监督所)。

仪器设备:721型分光光度计(宁波纺织仪器厂)，HHS-6恒温水浴锅(南通三思机电科技有限公司)，XY系列200C精密电子天平(宁波纺织仪器厂)，Colori5D电子测配仪(杭州三锦仪器设备有限公司)，YG748型染色小样快速烘箱(宁波纺织仪器厂)。

1.2 滤纸渗圈试验

通过测定一定量染料溶液在滤纸上渗化的尺寸大小，衡量染料的扩散性能。将染液垂直滴于滤纸上，晾干后制成滤纸渗圈试样，比较渗圈尺寸大小，衡量染料的扩散性能[3]。

1.3 染色试验

染色工艺条件为，染料相对织物质量分数1%，NaCl质量浓度20g/L，Na2CO3质量浓度10g/L，浴比1︰50，室温入染，以2℃/min升温到65℃。皂洗部分，皂片质量浓度2g/L，浴比1︰50。皂洗温度95℃。皂洗时间是10min[4]。样品取点如图1。

图1 染色布样取点Fig.1 Sampling points diagram of dyed clothsample

1.4 上染率与固色率的测试

上染率采用残液比色法，用分光光度计测定染液吸光度[5]。

式中:A为染色过程中染料的吸光度;A0为染色前染料的吸光度。

固色率的测试，准备两个含有皂液的烧杯A，B，放在同一水浴锅中，A中不加试样，B中加试样，经10min后取出A烧杯。B烧杯中试样皂洗结束后，取出试样，残液待用。

式中:Ab为B烧杯残液冲稀后的吸光度;Aa为A烧杯液体冲稀后的吸光度;Vb为B染浴冲稀后的体积;Va为B染浴冲稀后的体积。

1.5 拼色试验方法

将M系列三种染料、R系列三种染料按照下列处方配成两种染浴。每种染浴可以放6个平行样，染色工艺处方为:染料相对织物质量分数为0.5%，NaCl 20g/L，Na2CO310g/L，浴比1︰50，室温入染，以2℃/min升温到65℃。按照图2的时间点测定对应时间的染液的吸光度。

图2 拼色试验残液取点Fig.2 Sampling points diagram of residual liquid of color matching experiment

1.6 残液中各染料质量分数

绘制每种染料的吸收特性曲线然后测定残液的吸光度，即:

测定吸光系数:取活性染料红、黄、蓝分别配制已知浓度染液，在处测定三溶液的吸光度，计算出

式中:b为比色皿厚度，mm;c为染液质量分数，%。

计算混合染液中染料的浓度CR、CY、CB:将上面求出的各吸光系数值代入联立方程式(3)(4)(5)中并求解。

计算各染浴中各染料质量分数[6]，设染浴中染料浓度的总量为100%，则每个取样点三只染料的浓度的比例为 PR、PY、PB:

1.7 染料配伍性试验

染浴一:活性红R-2BF，活性黄RW，活性深蓝R-2GLN;染浴二:活性红 M-3BE，活性黄 M-3RE，活性蓝M-2GE。

取4块相同质量的布样 R1、R2;M1、M2;染浴达到染色温度后在染浴一中加入电解质后先投入R1，15 min后加入 R2，30 min后加入 Na2CO3，固色30min，水洗、烘干。染浴二用同样方法处理M1、M2。染色工艺处方为，染料用量为对织物质量分数0.06%，NaCl20g/L，Na2CO310g/L，浴比1︰50，室温入染，以2℃/min升温到65℃[2]。

1.8 色差的测定

利用Color i5D电子测配仪，将待测织物折2层，D65 光源，10°视角，分别测 ΔE、ΔL、Δa、Δb，测 3 次，求平均值。

2 结果与讨论

2.1 滤纸渗圈试验

滤纸渗圈试验可评价染料扩散性能、亲和力以及拼色性能，故两组染料渗圈试验结果见表1。

表1 滤纸渗圈试验结果Tab.1 Experimental results of filter paper circle infiltration

如表1所示，R系列染料的渗圈直径大于M系列染料，表明其扩散性能较好，亲和力较小。但是该组染料间渗圈直径差别较大，即染料间亲和力相差较大，因此在拼色时易出现竞染现象，并导致前后色差。相比R系列染料，M系列染料间渗圈直径相近，该组染料对织物亲和力相近，拼色效果好。

2.2 各个染料的S、E、F、R 值

R系列和M系列染料的S、E、F、R值如表2所示。

表2 染料的 S、E、F、R 值Tab.2 S，E，F and R values of the dyes %

对直接性值(S)分析后，S值显示加NaCl 30min后染料达到第一次上染平衡时的上染率，反映染料对纤维的亲和力或直接性高低。在有NaCl，温度为60℃和染色30min的条件下，M系列染料的S值普遍较R系列染料的S值高，其中较为明显的是活性黄M-3RE较活性黄RW高出约54%。说明M系列染料对纤维素纤维的亲和力和直接性较高。染色时，染料S值应在适当范围内，否则匀染性和透染性差，并造成色花。因此，采用M系列染料染色时，为避免上述问题的产生，可以采用加盐或者多批加盐，并控制染色时间和温度，提高匀染性。

对吸尽值(E)分析显示加Na2CO3后，与R系列染料较为接近的活性红M-3BE的E值比活性红R-2BF的E值，在染色结束时染料的最终上染率高于4.7%。值得注意的是对于S值小，E值大，相差高于30%的染料(如活性深蓝R-2GLN)，加碱后易产生染色不匀。这种情况只能通过分批次逐渐加碱的办法解决染色不匀，而不能通过移染来提高匀染效果。

对固色值(F)分析后，显示面料经过皂煮后去除了浮色。在染色织物洗去浮色后测得的染料固着率见表2。由表2可知，M系列染料的F值高于R系列染料，表明固色性能较好。

固色速率值(R)分析，表示染料的反应性，加Na2CO310 min后的固色率。分析结果表明，加入Na2CO3后，活性红R-2BF和活性蓝M-2GE，固色速率都较快，这与染料的内部结构有关。

2.3 各染料的上染曲线和固色曲线

根据1.4染色试验和式(1)(2)可计算得出各个染料的上染率和固色率，作出染色曲线和固色曲线，见图3和图4。

图3 M、R系列染料的上染率曲线Fig.3 Dye uptake curves of Mseries and Rseries dyes

由图3可见，R系列染料中活性红R－2BF的上染率最高，其他两种染料的上染率较低，三个染料的上染规律存在比较大的差异，而M系列的三只染料曲线形状基本一致，上染规律相近，拼色时不易出现竞染现象，配伍性好。

图4 M、R系列染料的固色率曲线Fig.4 Fixation curves of Mseries and Rseries dyes

与上染率曲线图结果基本一致，M系列的三个染料固色曲线相接近，最终固色率相差不大，而R系列染料中活性黄RW的固色率极低与其他两个染料相差较大，整体配伍性能较差。

2.4 各染料在染浴中的质量分数比例

通过1.5拼色试验方法和1.6残液中各染料质量分数比例计算方法可得出拼色试验结果，如图5、图6所示。

1)拼色好的一组染料(活性红M-3BE、活性黄M-3RE、活性蓝M-2GE)，试验结果如图5所示。

图5 活性红M-3BE、活性黄M-3RE、活性蓝M-2GE在染浴中的质量分数曲线Fig.5 Concentration curves of M-3BE，M-3RE and M-2GR in dye bath

从图5可以看出，染料在染浴中质量分数基本不变，曲线形状基本相同，说明随着染色反应的进行，样品的色光没有太大的偏差，只是浓度由浅色到深色的变化，配伍性好。

2)拼色差的三只染料(活性红R-2BF、活性黄RW、活性深蓝R-2GLN)的试验结果见图6。

图6 活性红R-2BF、活性黄RW活、性深蓝R-2GLN在染浴中的质量分数曲线Fig.6 Concentration ratio curves of R-2BF，RW and R-2GLN in dye bath

从图6可以看出，该系列的三只染料在染浴中的浓度比例差别比较大，活性红R-2BF在残液中的质量分数基本在50%以上，织物不易显红光。而随着时间的推移，活性黄RW在染浴中的质量分数逐渐增大，活性深蓝R-2GLN的质量分数逐渐减小，尤其在加入Na2CO3之后，染浴中，染料质量分数与初始浓度间的差值进一步增大，说明该系列配伍性差。

2.5 染料配伍的色光测试结果

通过1.7染料配伍性试验和1.8色差的测定，R1、R2两块面料放入由三只R系列染料组成的同一染浴，R2比R1晚投入15min，测试R1、R2之间色光。

M1、M2两块面料放入由三只M系列染料组成的同一染浴，M2比M1晚投入15min，测试M1、M2之间色光，结果见表5。

表5 染料的配伍色光测试结果Tab.5 Compatibility and color testing results of the dyes

R系列染料的Δa为负值即偏绿光缺红光，说明红色染料的上染较不稳定，与前期试验所得结论相同。M系列染料的综合色光值ΔE相对较小，说明该组染料组合染色时，面料色光一直较好，即该套染料的配伍性较好。

3 结论

1)在所讨论的两组染料中R系列的染料扩散性能好，但是M系列的染料扩散直径更为接近，对纤维素纤维的亲和力相差较小，染料性能相似，在拼色时可以相互混拼。

2)活性染料的S、E、F、R值综合地反映了染料的直接性、扩散性和反应性，因而可用它们来分析染料的染色性能和评价染料的配伍性。在配伍性试验中综合比较两组染料的S、E、F、R值和上染固色曲线，发现M系列染料的各个值较为接近上染固色曲线也较为接近，说明染料性能相似，配伍性较好。

3)染料的上染固色曲线形状越相近，染料在拼色染浴中各个染料的浓度比例越接近，其在染色中的综合一致性表现越好，色差越小。

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