發(fā)布時(shí)間：2019-11-17 點(diǎn)擊：

定型機(jī)專(zhuān)業(yè)生成廠家無(wú)錫前洲興華機(jī)械2019年11月17日訊  在紡織印染加工的各個(gè)階段，尤其是染色階段需要消耗大量的水和熱能，并排放大量的有色含鹽廢水。在資源日益短缺及環(huán)保的壓力下，節(jié)能和環(huán)保新技術(shù)的研究已成為現(xiàn)代化紡織印染業(yè)的必然選擇。

活性染料具有顏色鮮艷、勻染性好、染色簡(jiǎn)便、色牢度高和色譜齊全的特點(diǎn)，應(yīng)用范圍廣。在活性染料的連續(xù)軋染生產(chǎn)過(guò)程中，需要加入大量的鹽（如Na2SO4、NaCl）在染料和纖維素纖維間起到促染作用，但染料固色率較低，只能達(dá)到70% ～ 80%。高鹽耗量和較低的固色率造成染色廢水含有大量的鹽和染料，增加了污水處理成本，而且大量的鹽排放會(huì)造成土地鹽堿化。對(duì)此，本文就無(wú)鹽染色技術(shù)在機(jī)織面料加工過(guò)程中的基礎(chǔ)工藝進(jìn)行了研究探討。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要實(shí)驗(yàn)材料與儀器

材料：無(wú)鹽專(zhuān)用活性染料活性橙O、活性黑H、活性紅R、活性紅R－S、活性藍(lán)B、活性亮藍(lán)Q－B；純棉絲光織物；中速濾紙。

儀器：馬西斯CH－8156 連續(xù)染色小樣軋車(chē)；日本PCS－400－SG小樣汽蒸機(jī)；DATACOLOR SF600型電腦測(cè)配色儀。

1.2 染色工藝及固色率測(cè)試

取尺寸為50 cm×25 cm的純棉絲光織物，采用一浸一軋工藝，分別進(jìn)行有鹽和無(wú)鹽兩種情況下的染色以及固色，然后測(cè)定殘液中的染料濃度，以計(jì)算染料在織物上的固色率。

染色配方如下：

專(zhuān)用活性染料/（g·L－1） 0.5 ～ 70.0

短蒸堿/（g·L－1） 20 ～ 50

燒堿/（g·L－1） 0.7 ～ 2.5

表1 不同染料濃度對(duì)應(yīng)的堿劑濃度 g/L

其中，染料濃度與堿劑濃度的配比如表1所示。

1.3 色牢度測(cè)試

采用無(wú)鹽專(zhuān)用活性染料，分別用不同濃度配方進(jìn)行大車(chē)染色，染色后的樣品分別根據(jù)AATCC 61－2013《耐水洗色牢度》2A方法、AATCC 8－2013《耐摩擦色牢度》和ASTM D4966－12《紡織品耐磨性的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法（馬丁代爾摩擦試驗(yàn)儀法）》進(jìn)行檢測(cè)，并同常規(guī)活性染料染色試樣的各項(xiàng)色牢度進(jìn)行比較。

2 實(shí)驗(yàn)研究?jī)?nèi)容

活性染料無(wú)鹽染色需要將染料和助劑分別配置好后，再以 4∶1 的比例進(jìn)入料槽，經(jīng)過(guò)一浸一軋的方式使面料帶有一定量的染液。帶有染液的織物先經(jīng)過(guò)2.5 ～ 3 min的通風(fēng)反應(yīng)后，再經(jīng)過(guò)100 ℃飽和蒸汽汽蒸40 ～ 120 s，最后經(jīng)過(guò)水洗、皂洗、pH值調(diào)節(jié)完成染色。分別就軋余率、通風(fēng)反應(yīng)時(shí)間、汽蒸反應(yīng)時(shí)間 3 個(gè)因素對(duì)織物顏色和色牢度的影響進(jìn)行研究，優(yōu)化工藝參數(shù)。

2.1 軋余率的研究

由于面料浸軋染液后需經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的通風(fēng)滲透反應(yīng)，高帶液量在通風(fēng)反應(yīng)時(shí)易出現(xiàn)染液滴下從而造成布面色點(diǎn)沾污，低帶液量織物的染色深度較難提升，需要對(duì)不同帶液量（軋余率）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究以減少布面料點(diǎn)沾污，提升染色深度。

選用以下 3 個(gè)不同染料處方進(jìn)行染色實(shí)驗(yàn)。

處方 1：活性橙O 4 g/L、活性藍(lán)B 28 g/L、活性紅R 6.6 g/L。

處方 2：活性黑H 50 g/L、活性藍(lán)B 2 g/L、活性紅R 1.5 g/L。

處方 3：活性橙O 0.12 g/L、活性亮藍(lán)Q－B 6.3 g/L、活性紅R－S 0.78 g/L。

固色堿劑用量為28 g/L，燒堿用量為1.0 g/L，分別采用40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%和75%的軋余率進(jìn)行浸軋固色，然后測(cè)試不同軋余率下的織物K/S值，并評(píng)價(jià)布面質(zhì)量。

2.2 通風(fēng)反應(yīng)時(shí)間的研究

浸軋染色后需要一定時(shí)間的通風(fēng)滲透反應(yīng)，使料液充分進(jìn)入到纖維內(nèi)部，提升面料的透染性能。同時(shí)，因?yàn)榻埖讲济嫔系娜玖吓c堿性助劑會(huì)隨著時(shí)間的延長(zhǎng)發(fā)生水解，所以控制通風(fēng)反應(yīng)時(shí)間尤為重要。對(duì)不同通風(fēng)反應(yīng)時(shí)間進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，以顏色深度和透染性能效果評(píng)價(jià)確定最佳通風(fēng)反應(yīng)時(shí)間。

選用以下 2 個(gè)不同染料處方進(jìn)行染色實(shí)驗(yàn)。

處方 1：活性橙O 4.0 g/L、活性藍(lán)B 21.5 g/L、活性紅R 8.6 g/L。

處方 2：活性橙O 0.74 g/L、活性亮藍(lán)Q－B 13.4 g/L、活性紅R－S 1.12 g/L。

兩個(gè)染料處方的通風(fēng)反應(yīng)時(shí)間分別控制在60、120、150、180、210、240、300 s，然后測(cè)試在不同通風(fēng)反應(yīng)時(shí)間下兩處方的染色深度和織物的磨損變色性能。

2.3 汽蒸反應(yīng)時(shí)間的研究

活性染料汽蒸固色是否充分直接影響染料的固色率和色牢度，無(wú)鹽染色染液中含有染料、專(zhuān)用堿劑和少量提供堿性條件的燒堿，因染液中不含有促染作用的大量鹽，需對(duì)固色工藝進(jìn)行研究。

采用 3 個(gè)不同染料處方進(jìn)行浸軋固色實(shí)驗(yàn)，軋余率均采用60%、通風(fēng)時(shí)間均為180 s。

處方 1：活性橙O 4 g/L、活性藍(lán)B 28 g/L、活性紅R 6.6 g/L。

處方 2：活性黑H 50 g/L、活性藍(lán)B 2 g/L、活性紅R 1.5 g/L。

處方 3：活性橙O 0.74 g/L、活性亮藍(lán)Q－B 13.4 g/L、活性紅R－S 1.12 g/L。

根據(jù)無(wú)鹽染色的特點(diǎn)，分別在不同固色時(shí)間（30、60、90、120、150 s）下進(jìn)行汽蒸固色反應(yīng)，對(duì)反應(yīng)后的面料分別進(jìn)行固色率、皂洗牢度和摩擦牢度的評(píng)價(jià)，以確定最佳固色反應(yīng)時(shí)間。

3 結(jié)果與分析

3.1 軋余率的確定（圖1、表2）

圖1 不同軋余率下織物的得色量

從圖1可看出，隨著軋余率的提升，織物上所帶的染液量逐漸增加，織物的得色量逐漸提升，當(dāng)軋余率達(dá)到70%后得色量逐漸趨于平衡。但是，表2中的布面情況顯示，軋余率高于65%時(shí)在通風(fēng)反應(yīng)過(guò)程中易造成導(dǎo)輥染液的聚集而形成料點(diǎn)，織物固色后布面出現(xiàn)深色料點(diǎn)，嚴(yán)重影響面料的品質(zhì)。因此，最終確定軋余率60%作為無(wú)鹽染色的最佳工藝參數(shù)。

表2 不同軋余率下織物的布面情況

3.2 通風(fēng)反應(yīng)時(shí)間的確定

從圖2可知，隨著通風(fēng)時(shí)間的不斷延長(zhǎng)，染色織物的K/S值逐漸提升，當(dāng)通風(fēng)時(shí)間達(dá)到180 s以上時(shí)，得色量增加不明顯。說(shuō)明染料在織物上滲透180 s時(shí)可以充分滲透到纖維內(nèi)部，纖維對(duì)染料的吸附達(dá)到最大，然后經(jīng)過(guò)高溫固色染色深度達(dá)到最佳。

圖2 不同通風(fēng)時(shí)間下織物的得色量

染液中染料濃度越大，織物在浸軋染液后染料的滲透性變差，表3中的磨損變色性能表明：通風(fēng)時(shí)間不足150 s時(shí)，高濃度染料染色后磨損變色只能達(dá)到3.5級(jí)，通風(fēng)時(shí)間超過(guò)180 s時(shí)，磨損變色可達(dá)到 4 級(jí)以上。故通風(fēng)時(shí)間選擇180 s較合適，面料的磨損變色都可達(dá)到 4 級(jí)以上。

表3 不同通風(fēng)時(shí)間織物的磨損變色性能 級(jí)

3.3 無(wú)鹽汽蒸時(shí)間的確定

從圖3可看出，隨著汽蒸時(shí)間的不斷增加，面料的固色率逐漸提升，當(dāng)汽蒸時(shí)間達(dá)到90 s時(shí)，不同處方染料的固色率均可達(dá)到90%以上，進(jìn)一步增加汽蒸反應(yīng)時(shí)間固色率提升不明顯。

從表4可看出，汽蒸時(shí)間小于90 s時(shí)，活性染料上的活性基團(tuán)與纖維的反應(yīng)程度低，造成皂洗沾色和摩擦色牢度不合格，只能達(dá)到 3 或3.5級(jí)。當(dāng)汽蒸時(shí)間達(dá)到90 s時(shí)，皂洗色牢度可達(dá)到 4 級(jí)以上，干摩擦色牢度達(dá) 4 級(jí)以上，濕摩擦色牢度達(dá)3.5級(jí)以上。故活性染料無(wú)鹽染色汽蒸時(shí)間選用90 s為佳，面料各項(xiàng)色牢度可達(dá)到客戶的要求標(biāo)準(zhǔn)。

圖3 不同汽蒸時(shí)間對(duì)染料固色率的影響

表4 不同汽蒸時(shí)間對(duì)織物各項(xiàng)色牢度的影響 級(jí)

4 結(jié)論

（1）活性染料無(wú)鹽染色，染液軋余率為60%時(shí)織物染色較深，布面無(wú)料點(diǎn)沾污。

（2）無(wú)鹽染色浸軋染液后需通風(fēng)反應(yīng)180 s，使纖維對(duì)染料的吸附達(dá)到近飽和狀態(tài)，染料可充分滲透至纖維內(nèi)部，面料的磨損變色可達(dá)到 4 級(jí)以上。

（3）面料浸軋染料和堿劑通風(fēng)反應(yīng)180 s后，需在飽和蒸汽下汽蒸固色90 s，可使織物的皂洗色牢度達(dá)到 4級(jí)以上，干摩擦色牢度達(dá)到 4 級(jí)以上，濕摩擦色牢度達(dá)到 3 級(jí)。

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