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不溶性偶氮染料是棉紗染色中常用的染料，多用于染制深濃色的大紅、棗、醬、藍(lán)、黃、棕、黑等色。它以價(jià)格便宜、成本低廉、色澤鮮艷著稱，但是摩擦牢度差，氣候牢度也不夠理想。采用不溶性偶氮染料染棉紗時(shí)，首先將棉紗放在色酚類的鈉鹽溶液處理，使纖維吸收一定量的色酚鈉鹽，即打底。然后再與胺類的重氮化合物或穩(wěn)定的重氮鹽溶液偶合，即顯色，顯色時(shí)打底劑與重氮化的顯色基通過(guò)偶合直接在纖維上生成不溶性的偶氮染料。這類染料染深色時(shí)日曬牢度好，染淺色時(shí)日曬牢度差，而且相差較大，故一般這類染料不宜染淺色。
(一)打底劑及其工藝由于打底劑結(jié)構(gòu)的差異，使它對(duì)纖維的結(jié)合能力不同，一般可用兩種方法來(lái)表示打底劑對(duì)纖維結(jié)合能力的大小。一種是用吸收量表示，即每公斤棉紗于某一濃度的打底劑溶液中浸染時(shí)所吸收打底劑的克數(shù)；另一種是用吸收率表示，即被棉紗吸收的打底劑量與投入染浴的打底劑總量之比的百分?jǐn)?shù)。一般認(rèn)為，棉紗對(duì)打底劑的吸收率越高，打底后殘?jiān)〉臐舛染驮降?，棉紗線上的浮色也越少。因此，選用吸收率較高的打底劑，染后色紗上的浮色就少，摩擦和濕處理牢度也就較高。
影響棉紗對(duì)打底劑吸收率的因素很多，主要包括電解質(zhì)含量、打底浴比、溫度等。此外，棉紗的前處理性能和絲光效果均對(duì)吸收率有影響。值得注意的是棉紗線的品種、細(xì)度、捻度等對(duì)打底劑的吸收率也有一定的影響，在生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)充分重視。
打底劑的溶解是在氫氧化鈉存在下進(jìn)行的，其溶解方法有熱溶法和冷溶法兩種，多以熱溶法為主，所選用的色酚偶合能力應(yīng)比較強(qiáng)。實(shí)際生產(chǎn)中，若用無(wú)光紗打底，多數(shù)選用熱溶法溶解打底，深度是以每公斤棉紗吸收打底劑的量來(lái)表示，6g以下為淺色，6～12g為中色，12g以上為深色，可加入食鹽促染。為提高打底液的穩(wěn)定性，還可加入甲醛，續(xù)缸使用時(shí)也可加入食鹽和甲醛，但打底液溫度不能超過(guò)50℃，否則色酚的羥甲基化合物產(chǎn)生縮合而影晌其上染能力。
棉紗線的打底大都在往復(fù)式、噴射式染紗機(jī)上進(jìn)行。打
1.打底工藝流程(往復(fù)式染紗機(jī))
白紗→串桿→打底→包布→脫水→繃紗、串桿。
2.打底工藝處方和條件
打底棉紗線(無(wú)光)1小包(5kg)
打底液濃度3g/L(不加食鹽)
脫水后含液率65%(脫水殘液全部回收)
打底溫度30℃，打底時(shí)間3Omin，打底浴比1：20(浴量100L)。
(二)顯色劑及其偶合反應(yīng)顯色劑包括色基和色鹽兩種，其中色鹽可直接溶解于水而與紗線偶合顯色，但色基的溶解性極差，并且本身與打底劑無(wú)偶合能力，需經(jīng)重氮化反應(yīng)后，在一定pH值下才能與打底劑偶合顯色。由于色基的結(jié)構(gòu)不同，它們的重氮化方式也各不相同。對(duì)堿性較強(qiáng)的色基，可采用順?lè)ㄟM(jìn)行重氮化，對(duì)堿性較弱的色基，可采用逆法進(jìn)行；對(duì)堿性介于兩者之間的色基，可采用懸浮法。目前紗線的染色常用上述幾種化料方法進(jìn)行色基重氮化。
色基重氮化后，就可進(jìn)行偶合顯色。顯色時(shí)溶液的pH值是使顯色液在與色酚鈉鹽進(jìn)行偶合時(shí)得到良好穩(wěn)定度的重要原因。顯色液大多數(shù)是處于酸性狀態(tài)，它們的pH值一般都在4～6之間，少數(shù)幾種顯色液的pH值處于7～8的中性范圍，低于或高于顯色時(shí)的PH值，都會(huì)影響偶合反應(yīng)的順利進(jìn)行。
在進(jìn)行偶合反應(yīng)時(shí)，顯色浴中的顯色劑濃度以g/L來(lái)表示，其實(shí)際用量都大于理論需用量。因?yàn)樵趯?shí)際顯色過(guò)程中，經(jīng)打底的棉紗進(jìn)入顯色液后，打底劑便可能大量脫落而進(jìn)入顯色液，使顯色液pH值升高，造成重氮化合物不穩(wěn)
(三)染色后處理
1.水洗顯色后的色紗附有色淀和顯色浴殘液，以及中和劑或抗堿后所形成的金屬鹽或氫氧化物。附著的色淀會(huì)降低色紗的摩擦和濕處理牢度，附著的顯色裕殘液，在色紗烘干時(shí)會(huì)釋出鹽酸，導(dǎo)致色紗強(qiáng)力下降，因此水洗的目的就是去除上述殘留物質(zhì)。水洗可采用70～80℃熱水以淋洗或沖洗的方式洗滌。洗滌后取洗液少許，加入一滴打底液，若無(wú)沉淀產(chǎn)生，則表明色紗已洗清，即可進(jìn)行皂煮。
2.皂煮皂煮目的是使染料在棉纖維內(nèi)部結(jié)晶或形成大的晶體，以提高色澤鮮艷度及日曬、摩擦和濕處理牢度。一般紗線的皂煮只需進(jìn)行一次，如果紗線色澤特別深或浮色較多，則可皂煮兩次。皂煮時(shí)應(yīng)注意勿使直接蒸汽沖擊紗線，也不宜沸騰過(guò)劇，以防棉紗線變松或亂紗。皂煮后宜先用50℃流動(dòng)熱水洗至水中無(wú)色，再用流動(dòng)冷水洗，以免浮色在冷水洗時(shí)再次凝聚在色紗上。
(四)往復(fù)式染紗機(jī)染紗工藝棉紗的打底和顯色設(shè)備大多數(shù)是采用往復(fù)式染紗機(jī)，也有采用噴射式染紗機(jī)或手工染紗。采用往復(fù)式染紗機(jī)打底時(shí)，要求打底前的白紗外觀白凈，無(wú)斑漬，繃紗時(shí)必須挺直而疏松，套桿要平整，防止紗線重疊。打底浴中的游離堿濃度應(yīng)根據(jù)色酚的染色性能進(jìn)行控制，當(dāng)紗線進(jìn)入打底液后，必須將紗線完全浸沒(méi)在打底液內(nèi)，并來(lái)回?cái)[動(dòng)，時(shí)間以7～10min為宜。紗線打底后出缸，瀝水2～3min，然后包上布用離心機(jī)脫水，打底紗的含水率控制在65%～70%。紗線經(jīng)打底后，便可繃松、串桿進(jìn)行顯色。打底紗顯色時(shí)，要調(diào)整好染浴pH值、浴比和溫度，必須將打底紗完全浸沒(méi)在顯色液內(nèi)，并不
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