印花有不同于染色的特殊性，適用于染色的活性染料并不完全適用于印花。由于早期的商品活性染料固色率不高，并無(wú)活性染料的印花及染色之分，從品種繁多的活性染料中篩選出能適用于印花的染料，應(yīng)考慮以下幾方面因素。

1印花固色率和提升率

目前，國(guó)內(nèi)常用的印花染料以含一氯均三嗪活性基的K型活性染料為主。該染料系列在棉纖維上的印花固色率為60％～70％，個(gè)別差的僅在50％左右，這對(duì)提高活性染料的利用率和減少污染十分不利。

為有效提高活性染料的利用率，染料制造商先后設(shè)計(jì)、試制了不同活性基活性染料。例如。20世紀(jì)60年代后期，英國(guó)ICI公司在原有活性基的基礎(chǔ)上，開(kāi)發(fā)了以雙一氯均三嗪為活性基的Procion SP型活性染料，專用于棉織物的印花和連續(xù)軋染，固色率可達(dá)80％一85％。隨后，瑞士sandoz公司開(kāi)發(fā)了以氟氯嘧啶系列為活性基的Drimarene R染料；與此同時(shí)，德國(guó)Bayer公司也生產(chǎn)了相同類型的kv如PA染料。我國(guó)在此期間也研制了適用于棉織物印花和連續(xù)軋染的高固著率多活性基染料。它比Procion sP型活性染料具有較高的固色率(一般可達(dá)85％～90％)和反應(yīng)性，且不影響印花色漿的穩(wěn)定性，對(duì)汽蒸固著的敏感性小，只需汽蒸2—7 min，其給色量無(wú)明顯差別。

為證實(shí)雙活性基活性染料能提高固色率，筆者曾對(duì)母體結(jié)構(gòu)相同而活性基不同的染料，按GB／T 2393一1980《反應(yīng)染料固色率的測(cè)定》進(jìn)行對(duì)比測(cè)試。以H酸為染料母體的艷紅品種為例，在同一工藝條件下的印花固色率見(jiàn)表l。

由表l知，雙活性基M型(相當(dāng)于Sumifix Supm)、KP型(相當(dāng)于Procion SP)，Drimarene R型和Levafix PN型活性染料均有較高的固色率，比K型活性染料提高10％一20％。其印花濃度提高，但固色率相差較少，說(shuō)明其提升率也較好。

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上海染化八廠中心試驗(yàn)室曾對(duì)該廠生產(chǎn)的不同濃度的M型活性染料進(jìn)行固色率測(cè)定，見(jiàn)表2。

活性染料的提升率一般與染料分子中各個(gè)取代基的性能、位置，以及是否形成共軛體系有關(guān)；另外，還與活性染料的加和增效作用有關(guān)。

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2反應(yīng)速率印花不同于染色，活性染料在竭染過(guò)程中，有充分的吸色、固色時(shí)間，而印花的汽蒸固著時(shí)間僅為數(shù)分鐘。其中包括印花色漿吸收蒸化機(jī)內(nèi)蒸汽而潤(rùn)濕，染料從色漿薄膜內(nèi)側(cè)滲透到外側(cè)，然后與纖維接觸而發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，因此染料與纖維的反應(yīng)時(shí)間相對(duì)較短。因此，印花用活性染料要求活性基的反應(yīng)性活潑，且染料與纖維結(jié)合鍵較穩(wěn)定。為達(dá)到此性能，對(duì)含氮雜環(huán)的活性染料進(jìn)行一系列的結(jié)構(gòu)改進(jìn)，并取得一定的效果。

筆者曾對(duì)不同活性基的翠藍(lán)品種進(jìn)行測(cè)試。活性翠藍(lán)品種均以氯化銅酞菁為母體，但與偶氮結(jié)構(gòu)為母體的品種相比，它與纖維素纖維反應(yīng)的活潑性要低一些，反應(yīng)速率也較慢。可通過(guò)改變縮合時(shí)的工藝參數(shù)，調(diào)整分子結(jié)構(gòu)中架橋基、活性基和一sO3H的數(shù)量，以縮小其在印花工藝參數(shù)變化時(shí)固色率的差異，具體見(jiàn)表3。

(2)用Macbech Ms-2000型分光光度計(jì)測(cè)定固色率。由表3知，雙活性基活性翠藍(lán)M—GP、Pmcion翠藍(lán)SP-2G與反應(yīng)速率快的levafix翠藍(lán)PN-G，在較短的固色時(shí)間內(nèi)，其表面固色率變化較活性翠藍(lán)K—GL小。若將活性翠藍(lán)K—GL結(jié)構(gòu)中架橋基乙二胺改為丙二胺，其表面給色量差異可隨之縮小。

M型活性染料兼具一氯均三嗪型染料和乙烯砜型染料的特點(diǎn)。經(jīng)測(cè)定，它的反應(yīng)活性介于二氯均三嗪型與一氯均三嗪型染料之間。不同活性基的反應(yīng)活潑性可用汽蒸時(shí)間與固色率的關(guān)系來(lái)表示(見(jiàn)圖1)。

從圖l看出，M型、X型(水解穩(wěn)定性差)活性染料的反應(yīng)活潑性較K型活性染料高，印花后汽蒸2 min。就可獲得高固色率，較一k型活性染料可縮短60％的汽蒸時(shí)間。

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3染料-纖維結(jié)合鍵牢度活性染料中活性基不僅直接影響固色率，還關(guān)系到染料．纖維鍵的穩(wěn)定性。為此，各染料供應(yīng)商在20世紀(jì)60年代就開(kāi)始研究染料一纖維鍵的穩(wěn)定性，并將其作為提高濕處理牢度的主要途徑。

棉纖維經(jīng)活性染料染色或印花后，除濕處理牢度較好外，耐氣候、耐日光、汗?jié)n、氯浸以及煙褪等牢度均不理想。尤其受大氣中酸性氣體作用，染料中一SO3Na轉(zhuǎn)化為一SO3H．加速了結(jié)合鍵的酸性水解，導(dǎo)致染色物產(chǎn)生落水褪色的現(xiàn)象。這些酸性水解染料，若直接性較高，就會(huì)沾染印花織物的白地。

以三嗪環(huán)為活性基，它與纖維之間形成的酯鍵，在酸性條件下也會(huì)發(fā)生水解，導(dǎo)致濕處理牢度降低：

乙烯砜型染料與棉纖維以醚鍵結(jié)合，其耐酸水解穩(wěn)定性好，能耐pH值3—4的酸性和180℃高溫作用。生產(chǎn)實(shí)踐中，三嗪環(huán)和乙烯砜基的雙活性基M型活性染料，其染料．纖維結(jié)合鍵的耐酸堿水解穩(wěn)定性均較好。將M型活性染料在室溫下于5％醋酸溶液的標(biāo)本瓶?jī)?nèi)懸掛48 h，測(cè)定酸性條件下結(jié)合鍵牢度的變化。用GB 250一1995《評(píng)定變色用灰色樣卡》評(píng)級(jí)，其結(jié)果見(jiàn)表4。

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4擴(kuò)散速率染料的擴(kuò)散速率一般以擴(kuò)散系數(shù)D來(lái)衡量。擴(kuò)散速率快，說(shuō)明染料向纖維內(nèi)部擴(kuò)散較快，纖維透染所需時(shí)間短，有利于減少塊面不勻現(xiàn)象，從而獲得表面得色均勻的產(chǎn)品。

擴(kuò)散速率的大小取決于染料分子結(jié)構(gòu)和形狀，以及纖維微隙的大小。纖維微隙小，擴(kuò)散存在障礙，染料分子通過(guò)微隙的幾率較低，擴(kuò)散就比較緩慢。若染料分子小，而纖維微隙大，則有利于染料分子的擴(kuò)散。單偶氮結(jié)構(gòu)的活性染料較酞菁結(jié)構(gòu)的活性染料擴(kuò)散性好。因此，活性染料的分子結(jié)構(gòu)不宜太大，而給電子基和吸電子基的位置適中，空間位阻要小，分子量一般在800—900為宜。

用經(jīng)典法測(cè)定染料的擴(kuò)散系數(shù)D比較麻煩，因而常以染料可通過(guò)的粘膠纖維薄膜的層數(shù)來(lái)評(píng)定，透染層數(shù)多．其擴(kuò)散性能較好。現(xiàn)將常用國(guó)產(chǎn)活性染料的擴(kuò)散透染性列于表5。

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5染料相容性在不同印花方式中，染料所顯現(xiàn)的拼色相容性是不同的。例如，輥筒印花時(shí)，色漿通過(guò)壓力印到織物上，有利于染料滲透并向纖維間擴(kuò)散，因而與纖維起化學(xué)反應(yīng)的機(jī)會(huì)較多。平版篩網(wǎng)印花通過(guò)刮印器(刮刀或磁棒)多次往復(fù)運(yùn)動(dòng)，促使色漿向纖維間滲透。而圓網(wǎng)印花時(shí)，由于所受壓力較小，色漿大部分堆聚在織物表面，不易滲透到纖維內(nèi)部，染料與纖維接觸機(jī)會(huì)大為降低，此時(shí)，染料分子結(jié)構(gòu)大小、空間位阻、染料擴(kuò)散性能，以及染料對(duì)纖維的親和力等，是固色率和色澤存在差異的主要原因。此外，印花機(jī)車速、烘燥條件以及染料對(duì)固著條件(汽蒸方式、蒸汽壓力、溫度、濕度和時(shí)間等因素)的敏感性，均將影響拼色時(shí)色澤的重現(xiàn)性。為此，必須選擇一些受工藝條件參數(shù)影響，對(duì)纖維親和力較低、勻染性較好、移染性相近、固著條件對(duì)其影響較小和印花固色率近似的品種來(lái)拼色，這樣既有利于染料的充分利用，又可防止產(chǎn)生色差。

活性染料印花時(shí)，印于織物的色漿基本是定量的。由于蒸化時(shí)間較短，因此，要求活性染料移染擴(kuò)散性能要好，以利于染料在汽蒸過(guò)程中從糊料膜層向纖維內(nèi)部移染，也有利于不同色澤的染料進(jìn)行拼色。

測(cè)定染料的相對(duì)移染性，可以將2只待測(cè)的染料分別配制成0．1％濃度的溶液，并等體積拼混，在色層分析濾紙或定量分析濾紙上進(jìn)行點(diǎn)滴試驗(yàn)，比較兩者滲圈分布狀態(tài)。常用國(guó)產(chǎn)活性染料的移染性見(jiàn)表6。

6易洗除性有些活性染料品種的皂洗沾色性能較差，尤其是直接印花時(shí)會(huì)造成白地沾污。

6．1活性染料直接性

直接性大小與染料母體結(jié)構(gòu)有關(guān)。以偶氮染料為母體，其直接性較高，擴(kuò)散系數(shù)小；以酸性染料為母體，其直接性較低；而以氯化銅酞菁結(jié)構(gòu)為母體，由于酞菁分子量較大，對(duì)棉纖維也有一定的直接性。

如前所述，活性染料印花中染料“定量供應(yīng)”，印花后立即烘干、汽蒸固著，主要問(wèn)題是染料的活潑性和水解穩(wěn)定性。若生成的水解染料有較高的直接性，就會(huì)在水洗、皂洗過(guò)程中產(chǎn)生一系列問(wèn)題，如花布白地被沾染等。

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6．2活性染料親和力

活性染料親和力與印花后沾污性有密切關(guān)系，親和力越大，其沾污性越強(qiáng)，即易洗除性和沾色牢度越差。活性染料親和力與沾污性的關(guān)系，從染料結(jié)構(gòu)上看，大致為：

(1)親和力大的(即線型分子結(jié)構(gòu))染料，其擴(kuò)散速率一般較差。

(2)水解染料分子量大的，其親和力較大，擴(kuò)散速度較低。

(3)染料母體結(jié)構(gòu)中水溶性基團(tuán)多的，其易洗除性較好，白地不易被沾染。例如，活性艷橙K—GN的各項(xiàng)牢度較活性艷橙K—G有所改善，其結(jié)構(gòu)式如下：

(4)以溴氨酸與芳香胺縮合所得的酸性蒽醌母體，其親和力隨芳胺上兩個(gè)氨基位置不同而異。如下列結(jié)構(gòu)中，前者親和力大于后者。

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(5)以氯化銅酞菁為母體時(shí)，影響親和力的因素較多，如磺酸基引入的位置和數(shù)量、架橋基的種類等。其中，將磺酸基直接引人酞菁分子，用丙二胺代替乙二胺作架橋基，其易洗除性得到改善。例如，活性翠藍(lán)K-GP的易洗除性、自布沾色均比活性翠藍(lán)K—GL提高l—1．5級(jí)。

活性染料的易洗性和直接性，可按照亨斯邁(原Ciba公司)推薦的方法進(jìn)行評(píng)定。

用于印花的活性染料還應(yīng)具有較高的溶解度(一般均應(yīng)大于100 g／L)，可以制備高穩(wěn)定性的深濃色印花色漿。此外，還應(yīng)具有較高的耐光牢度、水洗牢度和市場(chǎng)要求的生態(tài)性能等。

目前，國(guó)內(nèi)外染料制造商提供的印花專用活性染料，大多能滿足上述要求。如亨斯邁的Cibacron P型(18個(gè)品種)，科萊恩公司的Drimarene P型(13個(gè)品種)，日本化藥株式會(huì)社的腳kayacion P型(23個(gè)品種)，臺(tái)灣永光公司的Evercion P型(14個(gè)品種)和上海染化八廠的K型(17個(gè)品種)、M型(16個(gè)品種)，上海萬(wàn)得化工有限公司的Me鰳x BPs型(12個(gè)品種)等。實(shí)際生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)，異種雙活性基(即一個(gè)一氯均三嗪活性基和一個(gè)乙烯砜活性基)M型、Megafix BPs型溶解性能好，固色率高，而且提升率和易洗除性也好。因此，在印花工藝設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)首先選用這類染料品種。

為了便于印染工藝設(shè)計(jì)人員從分子結(jié)構(gòu)中了解染料特性，列示部分已知的活性染料結(jié)構(gòu)，作為參考：

活性金黃M-G

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