【集萃网观察】将有色织物的地色染料借助还原剂或氧化剂的作用破坏即是拔染印花工艺,从而获得局部异色或消色的花纹.前者称为拔白,后者为色拔。拔染印花产品大多可获得花纹精细、轮廓清晰的印制效果。
1 染料的选择
选择合适的地色染料对拔染印花是非常重要的。用作拔染地色的主要是含偶氮结构的染料,蒽醌染料很少应用。就纤维素纤维织物拔染而言,用作地色的主要是不溶性偶氮染料、偶氮直接染料和偶氮活性染料.含有偶氮基团的染料可以被还原剂还原而断裂。用作色拔的主要是还原染料。
KN型的乙烯砜类活性染料与纤维结合后形成醚键,在高温、强碱和雕白剂作用下,醚键断裂,可取得较好的拔白效果。
各种纤维拔染印花适用的地色染料、还原剂和着色染料如表1
2 拔染剂
用以破坏地色染料而使之消色的化学药剂称为拔染剂,拔染剂主要有氧化剂和还原剂。氧化剂由于处理过程中对织物存在很大损伤已很少使用,现最常用的是还原剂。
2.1 氯化亚锡
最常用的拔染剂是氯化亚锡(SnCl2·2H20),系酸性还原剂,在水中易水解,生成碱式盐沉淀,使工艺不稳定.影响印花质量。可在色浆中加入有机酸以维持一定酸度,提高其还原能力。氯化亚锡高温时,在水的作用下,产生[H]而具有还原作用,反应如下:
氯化亚锡主要用于涤纶等合成纤维和丝绸的拔染印花。优点是印制的花纹清晰,渗化较少 但氯化亚锡水解后有HC1释出.易使织物脆损和泛黄,且污水处理困难 为克服此缺点可在印花色浆中添加碱剂或双氰胺或羟甲基双氰胺等作为吸酸剂。
2.2 雕白粉(Rongalit C)
雕白粉分子式为NaHSO2CH2O·2H2O,学名羟甲基亚磺酸钠。常温下稳定,温度升高,稳定性降低, 60℃开始分解.100℃时还原能力最为强烈。雕白粉在高温下放出[H]:
雕白粉对酸敏感.吸湿性高且汽蒸时易渗化,使所得印花产品轮廓不够清晰。而且由于还原电位太高.拔白白度虽好.但可供选择的着色染料较少。
2.3 德科林(Decroline)
Decr0line是BASF公司拔染剂锌盐雕白粉的商品名,它是由甲醛与低亚硫酸锌(ZnS2O4 )反应生成。它的分子式为:Zn(HSO2·CH2O)2。它在常压高温汽蒸时释出SO2·及[H],破坏地色染料。
它的水溶性不高.不易发生渗化.还原电位在氯化亚锡与雕白粉之间,拔染效果好,拔白白度较好。但可以选用的着色染料较少.色谱不齐,大多用于拔白印花。
2.4 拔染剂ST(Rongalit ST liquid)
拔染剂ST是BASF公司生产的一种含金属锌的液体类环保型还原剂.其主要成分是亚磺酸衍生物,在高温汽蒸时分解,生成SO2 ·游基,释放出电子,具有很强的还原能力.能把地色染料破坏,生成无色或可溶于水的物质.再经水洗除去.达到消色目的.其化学性质比雕白粉稳定.拔染剂 ST完全分解时温度为150 ℃.在生产过程中易于控制。
2.5 二氧化硫脲
二氧化硫脲是硫脲的氧化产物.商品名还原剂 FM,分子式02SC(NH2 )2。可用于柞蚕丝拔白剂,地色染料为直接、酸性或中性染料。它在碱的作用或蒸化时受热分解生成次硫酸(H2SO2)而起还原作用。反应如下:
2.6 碱剂
涤纶织物碱剂拔染印花是20世纪80年代中期发展起来的一项技术.它是先将织物染上地色.然后印碱性拔染浆.在高温汽蒸时印有碱性浆部位的地色染料被碱性拔染剂破坏.生成水溶性的羧酸钠盐而不能上染纤维从而获得拔染花型的工艺。常用的碱剂有Na2SiO3、Na2CO3、K2CO3、K3PO4和 NaOH。作为碱可拔的地色染料主要是含双酯或三酯结构的分散染料和发色体系可被碱破坏的杂环型分散染料。
2.7 偶氮还原酶
还原剂可释放出甲醛等有害气体.能引起人的过敏反应。早在20世纪70年代,研究人员就发现,某些细菌可降解偶氮染料。这些细菌可产生偶氮还原酶,这些酶可还原降解偶氮染料。以甲基红为例,偶氮还原酶在 B—NADPH(还原型辅酶Ⅱ)作用下可将偶氮基破坏:
日本WATARU SUGIURA等人从土壤或废水样品中培养并分离出Bacillus(芽孢杆细菌)sp.OY1—2、 Xanthomonas (黄单胞细菌)sp.NR25—2和 Pseudomonas(假单细胞细菌)sp.PR41—1三种细菌。它们可产生偶氮染料降解酶.可还原甲基红.生成二甲基对苯二胺和邻氨基苯甲酸.用此配成的细菌浆,应用于棉织物的拔白印花,所得试样图案清晰。
采用微生物法作拔染印花的关键是微生物的培养 WATARU SUGIURA等人先将微生物从土壤中筛选分离,再在合成培养基上,30℃加富培养,其中偶氮染料是唯一的碳源,培养基处方如下(g/L):
偶氮染料0.2:
(NH4)2SO4 5.0;
NaC1 1.0;
K2HPO4 1.0;
MgSO4·7H20 0.5;
FeSO4·7H2O 0.1;
ZnSO4·7H20 0.1;
CuSO4·5H2o 0.1;
MnO2·nH20 0.1
培养基pH值调整到7.0.所用偶氮染料为 Roccellin NS 200 (C.I.酸性红88)和Solar orange (C.I.酸性橙7)。土壤或污水样品加人培养基中,在3O℃摇动培养一个星期.然后划线到包含0.02%偶氮染料的营养琼脂平板上培养.能使偶氮染料脱色的被选择和培育在另一营养琼脂平板上.从中筛选出降解偶氮染料微生物 Roccellin NS 200(C.I.酸性红88),Sumifix红B.Remazol金黄G,Sumilight 蓝BRR 和Sumifix黑B可被细菌有效地还原.三种可降解偶氮染料的细菌被分离出来。
拔染印花工艺如下:棉织物用3% 红B (C.I.活性红22)或Sumifix黑B (C.I.活性黑55)在6O ℃染色4 h,染色后,织物水洗,烘干。将在3O℃ ,含有0.02% Roccellin NS 200(C.I.酸性红88)的营养肉汤中培育48 h后的sp.OY1—2型芽孢杆菌离心分离、收集并悬浮在0.1 mol/L磷酸钠缓冲溶液(pH 7.0)中作细菌浆.再采用细菌浆配成印花糊进行印花,印花织物在37℃湿处理24 h,水洗,烘干。印花后的织物上花形清晰、图案及其边界的白色不模糊。
2.8 臭氧(O 3)
早期拔染剂都是氧化剂 氧化剂高锰酸钾等作为拔染剂可获得比还原剂更精细的图案和更好的拔白效果,但对织物有很大的损伤。印度J.V.RAO和 M.S.PARMAR研究用O3 作为拔染剂.空气作为增稠剂的成衣拔白印花获得良好的效果 织物先用活性、直接或靛蓝染料室温染色,再用O3 处理几分钟。该法不需高温汽蒸、水洗等步骤.对织物没有明显的损伤。所用O3 用量最高为12 mg/m3 。
3 其他化学助剂
3.1 蒽醌
当用还原剂拔染偶氮染料非常困难时.通常加人蒽醌提高拔染效果 汽蒸时蒽醌被催化还原为羟基蒽醌.它可还原染料本身又转变为蒽醌.此过程可循环进行直到染料被完全还原。它可以提高拔色白度.并通过阻止还原裂解产物再氧化.从而使白度在空气中更加稳定.但为防止汽蒸后其继续还原染料必须水洗除去。
3.2 润湿剂和渗透剂
拔染印花时.尤其是针织布的拔白印花.既要让拔染浆渗透到织物内部.同时又要防止拔不净产生”露底”现象,可在印花色浆中加人尿素、甘油、聚乙二醇或硫代二甘醇.既保持良好的润湿性.又兼顾印浆的渗透性。
3.3 增稠剂
拔染印花中.选择合适的增稠剂是非常重要的。印花操作者必须熟知增稠剂在有还原剂存在汽蒸时的稳定性。pH值太低(如2~3)时增稠剂可水解导致其粘度下降.也可造成印花斑点.影响印花效果。拔染印花常用增稠剂为非离子性类.如醚化豆胶、醚化淀粉等。
3.4 其它添加剂
拔白印花时.可在印花浆中加人TiO2或ZnO,以提高拔白度。当使用二氧化硫脲作拔染剂时。可加人 ZnSO4 以提高白度。也可在拔白浆中加人耐拔的荧光增白剂,提高拔白度,但应根据不同织物灵活选用。
4 结论
拔染印花作为一种特殊的印花方式.同其它印花方法相比有以下优点:
(1)可获得大面积深地色印花产品:
(2)可获得其它印花方法无法达到的颜色深度、均匀性和渗透性的效果:
(3)在各种深浅地色上可以重复印制得到色泽娇嫩、鲜艳和花型复杂的图案,且花纹轮廓清晰。尽管拔染印花产品成本高.操作需要特别小心,但可提供优异美观的织物,赋予织物高附加值。
来源:中国印花网