摘要：简述还原染料的印花原理，以碳酸钾/雕白粉印花法为例，结合生产实际，就印浆的稳定性、防止渗色、防止过还原色变等问题提出解决方案。
关键词：印花；还原染料；碳酸钾；甲醛化次硫酸氢钠
还原染料性能优异、色泽鲜艳、色谱较全、牢度优良和色浆稳定，是印花或染色用高档染料。自20世纪50年代末以来，活性染料逐渐占去了大部分还原染料的市场份额，但在某些特殊要求的纺织品领域中，后者仍然是不可缺少的重要品种。还原染料在下列高附加值纺织品的加工中都有应用：
⑴高水洗牢度要求的家用纺织品；
⑵高色泽鲜艳度和水洗牢度的拔染印花织物；
⑶军用特种纺织品（如伪装迷彩作战服等）。
还原染料印花技术复杂，在实际应用中存在诸多问题。就还原染料印花生产中所遇到的一些重要问题，作一简介，以期对同行有所帮助。
1、 还原染料分子结构
还原染料从分子结构可分为蒽醌、靛族（硫靛类）、杂环和硫酸酯类衍生物四大类。近年来还出现了带有活性基团的所谓活性还原染料。
还原染料有较好的色泽鲜艳度和牢度，与其分子结构密切相关。大多数还原染料分子结构中含有羰基，在碱性条件下还原成隐色体（隐色酸体）后，可溶于水，且具对棉纤维产生亲和力，从而上染于纤维；再经氧化后还原成不溶性染料，从而固着于纤维上。
还原染料的还原作用，主要是还原剂氧化后释放出电子，使染料中羰基接受电子还原成醇式，再在碱作用下成为可溶性的醇式钠盐，从而上染纤维。
2、 雕白粉/碳酸钾法印花浆[1]
⒉ 1印花色浆配方
雕白粉/碳酸钾法印花色浆配方分为基本（储备）色浆和稀释（冲淡）浆。
⑴基本(储备)色浆/份
染料 8～12
热水 X
助剂 3～6
原糊 Y
雕白粉 8～12
碳酸钾 8～12
水 Z
合计 100
⑵稀释(冲淡)浆/份
原糊 X
助剂 2～5
雕白粉C 5
碳酸钾 6
水 Y
合计 100
将基本(储备)色浆用稀释(冲淡)浆调节至所需印制的浓度,在拼色进同样以稀释浆来调节所需色浆浓度。在实际生产中，尤其是批量生产时，对许多不同色谱的色浆分别调制比较费时，因而又出现了比较方便的储存浆方法即制备大量的印花化学原糊，并加入各种染料制成基本（储备）色浆，再以稀释糊调配色浆。
⑴印花化学原糊/份
原糊 X
助剂 3～6
雕白粉C 10
碳酸钾 12
水 Y
合计 100
⑵基本（储备）色浆/份
染料 8～12
热水 X
印花化学原糊 Y
合计 100
⑶稀释（冲淡）糊/份
印花化学原糊 X
雕白粉C 5
碳酸钾 6
助剂 2～5
水 Y
合计 100
⒉ 2 配方各组分的作用
⒉⒉ 1 印花原糊
雕白粉/碳酸钾法印花配方中含有强碱性的碳酸钾和还原剂雕白粉，所以原糊必须耐碱和耐还原剂。传统原糊大多使用黄糊精和淀粉，以适当的比例拼混成原糊用于印花。加入黄糊精的目的是给印染提供一定的流变性，淀粉则提供得色量。但这种组分制糊需要长时间搅拌，淀粉还需沸煮，费时费工。为了省时省工，将用冷水就能搅拌成糊的醚化淀粉和刺槐豆荚胶糊，拼混成印花糊山野具有与传统糊相同的印制效果。实际使用时应注意，选用醚化度较高的刺槐豆荚胶，以避免浆糊易结膜的弊病，同时注意淀粉的拼混比例不能太高。不同的印花浆其匀染性、渗透和渗碳色性等也不同。
2.2.2 碱剂[2]
印花配方中常以碳酸钾作为碱剂，但也有用碳酸钠和烧碱作碱剂，这些碱剂的作用如表1所示。
表1 不同碱剂量的作用比较
|
项目 |
碳酸钾 |
碳酸钠 |
烧碱 |
|
汽蒸中的吸湿性 |
大 |
小 |
中 |
|
印花织物放置稳定性 |
良 |
良 |
差 |
|
起始上染性 |
中 |
小 |
大 |
|
色浆中溶解性 |
中 |
小 |
大 |
|
其它 |
适用性大 |
易堵网 |
稳定性差 |
由表1可见，不同碱剂中，染料所呈现的效果不同，综合考虑以选用碳酸钾为好。印花织物存放不同时间，碱剂对雕白粉损失率的影响如表2所示。
表2 三种碱剂与雕白粉的分解情况
|
汽蒸时间/min |
雕白粉残留率/% |
|
13．5%碳酸钾 |
8%碳酸钠 |
6%烧碱 |
|
0 |
100．0 |
100．0 |
77．1 |
|
1 |
72．0 |
82．2 |
46．4 |
|
3 |
53．3 |
63．2 |
37．1 |
|
5 |
42．5 |
41．0 |
27．8 |
|
8 |
30．4 |
29．9 |
22．2 |
|
11 |
24．3 |
22．1 |
17．4 |
|
15 |
16．7 |
13．8 |
13．3 |
|
20 |
11．4 |
9．7 |
10．3 |
注：100%为没有分解
由表2知，烧碱作为碱剂量会使还原电位下降明显，同时烧碱会吸收空气中的CO2，使印花布的贮存稳定性下降，所以它的适用性差，一般不宜采用。但有些染料加入烧碱后，能获得良好的印花效果。
比较碳酸钾和碳酸钠发现，前者极易溶解后者水溶性较差。所以，碳酸钾容易与色浆中的其它组分形成均一状态，印花后汽蒸，易吸收起始的凝结水，使还原染料还原和固着。
另外两个问题是：⑴在筛网印花时，必须考虑渗色问题，若使用过大的汽蒸设备，常以雕白粉Zn盐代替部分雕白粉C ，以防止渗色；⑵为防止过还原引起的色变；可采取减少雕白粉用量20%-30%，同时在色浆中加入一定量的葡萄糖。
2.2.3助剂
主要是添加一些具有吸湿润、助溶和促染作用的助剂，如古立辛A，也可用甘油、尿素之类。若采用甘油与尿素，以适当的比例（如4%甘油和4%尿素）复配添加到印浆中，它除了具有上述优点外，还可以使纤维充分吸湿膨化，使还原染料印花浆中的还原剂充分发挥作用，使染料还原成隐色体，向纤维迁移上染。但应注意，在湿度大的汽蒸设备中会造成渗色现象，应适当降低助剂用量；而在高温低湿度的汽蒸设备中，应适当增加助剂用量，以防止不良还原，造成发色不完全。
实际生产中，有时还需添加有助于渗色、匀染和改善色浆透网性的助剂，以及消泡剂等。
3 印花色浆的贮存稳定性
根据雕白粉的实际应用情况，未加碱剂的雕白粉分解较快；添加碱剂的雕白粉分解缓慢，可以在相当长的实际使用内不分解或少分解（见图1）。
图1 雕白粉在印花浆中的分解
在配浆时，色浆中不能混入诸如Fe、Cu、Co、Ni之类的金属盐，否则会促进雕白粉的分解，特别是混入Fe和Cu离子，分解更严重。印花配浆最好使用塑料容器，同时注意水质中金属离子的含量。调制好的印浆应加盖聚乙烯塑料薄膜，与空气隔离，不可在阳光曝晒，最好存放在避光阴凉处。金属盐对雕白粉的影响见图2。
图2 金属盐对雕白粉稳定性的影响
有经验的调浆者，一般都会将调制好的印浆存放在避光阴凉处过夜，使印浆中的染料和各种助剂自行分配均匀，俗称“色光熟化”过程。这种经过“熟化”的印浆重现性和得色量均较好。
如果色浆存放时间过长（如 5d以上），使用前应补充适量的雕白粉和少许碳酸钾，对色浆再行调制，并进行印花试样汽蒸试验，验证色泽及浓度均无变化，与原样相符，才可以上大车印花。
4 织物印花后的烘干及存放
织物经印花后需烘干，烘干温度和雕折粉耗用情况见图3
图3 烘干温度与分解性的关系
由图3可知，100~100℃短时间烘干方式比低温长时间效果好。这对平网或圆网印花一般比较容易做到，但手工台板印花较难做到快速烘干。所以，应预计雕白粉的耗用量，同时在印花浆中适当增加还原剂的用量，方能收到预期的效果。无论采用何种方式烘干，均应注意避免印花布在烘干前后受阳光直晒，以免引起雕白粉提前分解。
还原染料印花布烘干后应在低温条件下存放，控制工作场所的相对温度在40%以下。印花布面上雕白粉的分解如图4所示。
图4 印花布的储存温度与雕白粉的分解
5 蒸化
还原染料印花蒸化流程如下：
蒸汽在已印花和未印花处吸附 还原剂分解→染料还原及在浆层中的水分中溶解→浆料层中的隐色体盐从浆层向纤维迁移→稳色体盐染着于纤维上
5．1 湿度
为了获得良好的印花效果，蒸化机中必须含有适量的水分。水分的多少，以控制在良好发色但不渗色
5．2 蒸汽温度和时间
印花布进入蒸化机后，印浆中的碱剂（K2CO3）虽然吸收一部分溶解热，但印浆中的还原剂（雕白粉）却产生大量的分解热，且分解热量大，此时机内温度升高，如果湿度不够就会变成干燥蒸汽。从实际操作情况看，蒸化机内的温度最好控制在100~102℃，不能超过105℃。如果使用的是高温蒸化机，因为结构关系，无法在100℃马下工作，应保证其给湿充分，控制汽蒸 蒸在105℃以内，不能超过108℃。汽蒸时间以10~15min为宜。
6 蒸化后织物的后处理
6． 1 存放
⑴印花布从汽蒸机中出来后应充分降温冷却，不能堆在布车中发热。
⑵存放布匹的场所应防止阳光直晒，避免潮湿气体、氧化气体和酸性气体的侵入。
⑶堆布车应盖布，防止污染。
6．2 水洗
水洗的目的是将印花浆中的糊料和残留的化学助剂洗净去除。水洗时，因为水中含有氧，可以通过水洗使染料快速氧化。为了保证能充分使染料完成氧化，应正确采用氧化工艺。还原染料在水洗时易发生沾污，最好采用平幅水洗机。一般而言，还原染料中硫靛系列的红色染料最易发生沾染现象。可以采用氧化水洗工艺加以防止。
⑴双氧水氧化水洗/mL·L-1
30% 双氧水 5~10
50%醋酸钠 1~2
温度/℃ 40~50
⑵过硼酸钠水洗/g·L-1
过硼酸钠 5
温度/℃ 50~60
双氧水氧化水洗浴中，为防止双氧水分解消耗损失过大，必须加入一定量的醋酸以酸化氧化浴，但醋酸应定量加入，不能过多，否则由于酸性过大，会造成隐色体盐变成还原酸，给还原染料上染固着带来负面影响。而过硼酸钠无论在中性条件，还是在弱碱性条件下，仍有氧化能力，而且稳定性好，但价格稍高。
氧化水洗后还需进行皂洗，以去除浮色，同时使得还原染料印花织物的色泽亮丽。阴离子净洗剂按常规用量，高温处8~10min 后再清水洗净，烘干即可得到品质良好的印花产品。
