一、 引起头尾差的因素

(1)染料直接性

由于染料对纤维素纤维有一定的直接性,所以浸轧时被挤压出的染液,其浓度必定低于初始染液染料浓度,直接性愈高,浓度降低愈多;染液反复浸轧的次数愈多,浓度降低也愈多。

这样,轧槽中染液浓度将不断降低,低于贮存槽中新配制染液的浓度,而且只有运行一定时间后,轧槽中的染液浓度才趋于恒定。轧槽中染液浓度的变化,将造成染色织物颜色前深后浅,产生头尾色差。头尾色差的程度主要取决于染料的直接性,直接性愈高,色差愈严重。也有相反的情况,即轧槽染液浓度不断增浓,特别是当染料溶解不充分或大量聚集时,它们被纤维的吸附能力会低于水。这时,染槽中的染料浓度不是降低,而是增加,此时头尾色差是先浅后深。但在大多数情况下,头尾色差是先深后浅。

(2)其它因素

除了纤维对染料的吸附性(即染料的直接性)外,影响头尾色差的因素还包括纤维的性质、染液温度、染液中的其它组成(例如电解质浓度)以及设备等。

事实上,浸轧槽中含有的染料在商品化时,一般都加入电解质等添加剂;如果采用一相法轧染,则轧槽中还含有碱剂;为了减少烘干时染料发生泳移,还将加入防泳移剂。

所以,染色一段时间以后,染槽中其它物质的浓度也会变化,并会因此影响染料的直接性,以及浓度达到平衡的时间,从而影响上染率和固色率,或产生头尾色差。但是,对这些物质在染槽中的浓度变化和平衡问题研究很少,因此值得重视。例如染料中的中性电解质,它们对纤维素纤维的直接性小,随着轧染运行时间增加,轧槽中的电解质浓度会逐渐提高,降低染料的溶解性,增加染料聚集,当然也会增强促染作用。至于防泳移剂,它们多半是高分子化合物,当染槽中的浓度增高,特别是与金属离子形成胶凝物后,会产生色点,并粘结轧辊和导辊,使染色困难或产生色差。

另外,染槽中会有部分染料发生水解,特别是一相法染色时,碱剂和染料同浴,水解染料相对较多,也易产生先深后浅的头尾色差。所以,轧染引起头尾色差原因有多方面的,最主要的还是由染料本身直接性引起的染液浓度变化。

需要指出的是,上述分析仅针对一次浸轧染色工艺,即一相法染色工艺。如果是两相法染色工艺,浸轧染液后,还要浸轧固色碱液,即要进行第二次浸轧。第二次浸轧也会产生头尾色差问题,首先是未固着在织物上的染料在第二次浸轧时会发生解吸,解吸速度随染料类型和用量而不同。为了减少这种解吸引起的色差,通常在固色液中加入适量染料,以平衡织物上未固着的染料解吸,防止第二次上染引起头尾色差。但这种解吸和第二次上染也受很多因素影响,因此,添加的染料量视染料的直接性、反应性和颜色深度而不同,目前只能根据经验来判断。

另外,固色液中碱剂和盐的浓度也会随开车时间增加而有一定变化。它们对纤维的直接性也不同于水,有的会变稀,如碱剂;有的会变浓,如中性盐,这些对头尾色差也有影响,但不如染料的直接性影响大。有关固色液对色差的影响,将进一步在两相法工艺中介绍。

二、减少头尾色差的具体措施

总之,轧染工艺的浸轧过程虽然很短,但由于是连续加工,对染料在织物上的均匀分布(即轧染产品的匀染性)影响很大。

目前,减少头尾色差主要有以下几点措施:

(1)合理选用染料

以选用直接性较低的染料为宜,这样可以减少色差,缩短染槽染料达到平衡浓度的时间。

(2)减小轧染槽容积

容积小,染槽染料浓度达到平衡的时间短,如果实现无槽染色,即轧染液全部直接均匀地施加到织物上,则可从根本上消除头尾色差。

(3)适当提高车速
在保证匀染、透染的基础上,车速加快,可以缩短织物在染液中的浸渍时间,减少由于直接性引起的头尾色差。但车速加快会减少织物的带液量,因此,应该调整染料浓度来平衡。

(4)适当稀释初开车时的染液
对于不同染料和染料浓度,所稀释的比例不同。

(5)提高供应液染料浓度
有的工艺可采用使染槽染液浸轧织物(染液被稀释)后不断增浓的方法以稳定染液的浓度水平。增加的染料量,也视染料、车速、染槽容积而不同。

上述这些措施可以分别采用,也可以结合应用。以上解决头尾色差的措施是通过人工操作来完成的,虽然有一定效果,但不能稳定控制。

为了解决这个问题,染料商不断改进其产品,筛选出直接性和反应性适中的染料,以减少头尾色差。因此,根据不同轧染工艺,可以选用推荐的产品。

另外,染色机械制造者也在改进设备,通过在线控制轧液率,以减少头尾色差。这种自动控制的加工方法是今后发展的方向,可以大大减轻劳动负担,提高轧染的加工质量。