捺染業界において、「環境保護」と「効率化」はもはやオプションではなく、必須となっています。近年、ギ酸ナトリウムは従来の染色助剤に代わる「新しい代替品」として急速に人気が高まっています。これは高塩分廃水の排出を削減するだけでなく、染色結果も改善します。しかし、多くの業界専門家が同じ問題に遭遇しています。同じギ酸ナトリウムを異なる染料で使用すると、大きく異なる結果が得られます。以下では、ギ酸ナトリウムとさまざまな主流染料との適合性ロジックを分析し、非効率な染色の落とし穴を避けるための実践的なヒントを紹介します。
重要な理解: なぜギ酸ナトリウムが染料の「ゴールデン パートナー」なのか?
互換性について議論する前に、ギ酸ナトリウムの「強み」を理解しましょう。硫酸ナトリウムや硫化ナトリウムなどの従来の助剤に代わる理由は、次の 3 つの重要な特徴にあります。 まず、穏やかな染色促進効果があります。ギ酸イオンは塩化物イオンよりも優れた染色促進効果があり、伝統的な無機塩によって引き起こされる色ムラを回避しながら、染料が繊維により均一に付着するのを助けます。第二に、安定した pH 制御: 水溶液の pH は約 7.3 で安定しており、温度の影響を受けず、染料反応に安定した環境を提供します。第三に、環境上の利点: 生分解性があり、染色による排水の塩分含有量が 52% 以上削減され、その後の処理コストが大幅に削減されます。
ただし、これらの利点はすべての染料に当てはまるわけではありません。重要なのは、染料の化学的特性がギ酸ナトリウムの作用機序と一致するかどうかです。
互換性 1: 反応性染料 – 環境に優しい代替品の好例
反応染料は綿や麻などのセルロース繊維によく使われます。従来の染色では、染色を促進するために大量の硫酸ナトリウムが必要であり、その結果、深刻な廃水の塩害が発生します。 ギ酸ナトリウムと反応性染料は、主に 2 つの次元で完璧に適合します。
染色促進効果の観点から見ると、ギ酸ナトリウムのナトリウムイオンは繊維表面のゼータ電位を効果的に低下させ、染料の枯渇率を向上させます。実験によると、ギ酸ナトリウムと硫酸ナトリウムを特定の比率（合計量 24g/L）で組み合わせると、染料の定着率が 89.56% に達することができます。純粋な硫酸ナトリウムシステムよりわずかに少ないものの、塩の使用量は直接半分になり、結果に影響を与えることなく染色廃水を 3 回以上リサイクルして再利用できます。特に KN タイプの反応染料に適しており、追加の強アルカリを必要とせず、中性に近い条件下で染料の固定が可能です。
環境の観点から見ると、ギ酸ナトリウムは染色廃水の光触媒分解効率を大幅に向上させます。ギ酸ナトリウムと硫酸ナトリウムを 1:2 の比率で組み合わせると、リアクティブ レッド 3BS 染料溶液の分解速度定数は純粋な硫酸ナトリウム系の分解速度定数の 120 倍となり、廃水処理の困難さが軽減されます。
実用的なヒント: ギ酸ナトリウムを単独で使用する場合、投与量を 30 ～ 40 g/L に制御することをお勧めします。高い染料固定率が必要な場合は、5 ～ 10g/L の硫酸ナトリウムと組み合わせることができます。染色温度は60〜80℃に維持し、pH値は7〜8の間で安定に維持する必要があります。
トップ 2 の互換性: 硫化染料 – 有毒ガスの安全な代替品
硫化染料は綿生地の濃い色の染色に一般的に使用されますが、従来の硫化ナトリウム還元剤は非常に有毒な硫化水素ガスを放出し、その結果廃水中の硫黄含有量が非常に高くなります。ギ酸ナトリウムの登場により、この問題は完全に解決されました。これは穏やかな還元剤として作用し、汚染物質の生成を避けながら硫化染料中の硫黄元素を可溶性状態に還元します。
直交する実験により、液体硫黄黒染色において、ギ酸ナトリウムの用量が 44g/L、水酸化ナトリウムが 42g/L の場合、染色された糸の K/S 値 (色の濃さ) と石鹸による洗濯堅牢度が硫化ナトリウム系と同等であり、廃水 COD 値が 30% 以上減少し、硫化水素の放出が完全に排除されることが証明されました。この組み合わせは、デニム、作業服生地、および高い色堅牢度を必要とするその他の用途に特に適しており、品質と新しい環境規制への準拠の両方を保証します。実践的なヒント: ギ酸ナトリウムと硫化染料の反応にはアルカリ環境が必要なので、水酸化ナトリウムと約 1:1 の比率で併用する必要があります。染色する場合は、染料の早期還元と不活性化を防ぐために、最初にギ酸ナトリウムとアルカリ剤を加え、その後温度を40℃に上げてから染料を加えます。
適度な相溶性: 分散染料 – 高温染色の「安定剤」
分散染料は主にポリエステルなどの合成繊維に使用され、染色温度が120℃以上になることが多く、染料が加水分解しやすく色ムラが発生します。ここでのギ酸ナトリウムの重要な役割は、染色を促進することではなく、「染色の安定化」と「色の保護」です。
熱安定性が非常に強く、400℃以下でも分解しません。高温の染浴では、低融点の共晶混合物を形成し、染料の融点を下げ、染料の繊維への拡散を促進します。同時に、ギ酸ナトリウムは染料の加水分解を抑制し、浮き色を減らし、色の分布をより均一にすることができます。特にポリエステルと綿の混紡生地の 1 浴 1 ステップ染色では、ギ酸ナトリウムを分散染料と反応染料の両方と同時に使用できるため、2 つの染料間の干渉を回避しながらプロセスを簡素化できます。
ただし、ギ酸ナトリウムは分散染料に対する染色促進作用が弱く、単独で使用すると染色率が低下する場合があるので注意が必要です。分散剤と20～30g/Lの併用が推奨されます。
低相溶性：酸性染料 – 大切に使うための「脇役」
酸性染料は主に羊毛や絹などのタンパク質繊維に使用され、酸性条件下で染色する必要があります。ただし、ギ酸ナトリウム水溶液は弱アルカリ性であり、直接使用すると染色率が低下するため、相溶性は比較的低くなります。ただし、まったく使用できないというわけではありません。ギ酸ナトリウムは、pH 調整剤として「補助的な役割」を果たすことができます。
ウールの染色では、酸性染料溶液の初期 pH は通常 4 ～ 5 です。 5〜10g/Lのギ酸ナトリウムを添加すると、酸性度の変化を緩衝し、過度の酸性度による繊維の損傷を防ぐことができます。実験によると、この組み合わせにより、ウール生地の破断強度保持率が 15% 以上向上し、同時に染色堅牢度が約 85% 維持されることがわかりました。ただし、過度に使用すると色が濃くなる可能性があるので注意してください。
