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分散染料提高色牢度的生产实践分散染料提高色牢度的生产实践 丁仁金1 姚春婵2.3 张劲峰2.3 魏乾阳3 1.浙江航民股份有限公司印染分公 2.绍兴孚亨纺织科技有限公司 3.绍兴市柯桥区西纺纺织产业创新研究院 摘 要：在生产过程中，由于机械设备、染色浴比、染色助剂、工艺控制等因素，导致面料色牢度起伏较大，特别是普通染料要做高牢度难度是很大的。本文尝试用普通分散染料、结合染色助剂、在绳状水洗机中进行后整理得到较高牢度的面料。结果表明：绳状水洗机的后处理与传统皂洗后处理工艺相比，涤/氨针织面料具有更高的染色牢度，完全可以达到国标一等品标准。经过20缸涤氨针织布测试，运用绳状水洗机做后处理总共可节省时间18.6h，节约电405.9kW.h，节约蒸汽8.9T，节约水118.2T。 关键词：涤针织布；分散染料；色牢度；绳状水洗机 近年来随着国际纺织行情艰难及新冠疫情持续影响下，行业间的竞争越来越激烈。都要求以技术创新、新材料、新工艺、新产品等作为支撑来升级企业产品、优化结构、提升档次、差别化功能性产品等[1]。 涤纶由于结晶度高、强力大、快干和易打理等特点在服装和家纺等领域应用广泛[2]。涤纶由于结晶度高无定型区少染色过程需要较高的温度和压力，采用分散染料高温高压染色法、热熔染色法、常压沸染法等。染色色牢度与以下几点关系密切：坯布品质、染料及助剂性能、染整设备及工艺、水质、定型机工艺等[3]。色牢度要做到优秀，首先染料要进行筛选，一般分散染料的粒径较大，扩散性和分散性较差，中浅色应尽量选择分子量小的E型染料，中深色选择纳米级的液体染料，这样可以提高染料与纤维的固着率，最大限度地减少物理吸附状态存在于纤维上的染料，从而提高色牢度[4-5]。刘鹏远[6]等利用微波使水分子间振动摩擦产生热量来进行印花固色；邓喜洪[7]运用微波染色工艺可减少助剂、染料及水的用量和时间，降低染色成本。卜义夫[8]等采用促染剂染色降低了涤纶的上染温度，大大降低了能耗。 涤纶针织物面料具有编织丰富、线圈易变形等特点，现大多染厂采用间歇式溢流缸染色， 由于染色中残留部分颜色需要进行还原水洗、皂洗、水洗等后处理去除，染料经润湿、膨松、溶解，逐渐扩散悬浮于水中，最后被除去。间歇式的染色方式，需要多次停机、排水、重复注水和蒸汽加热，耗水，耗汽、时间长且效率低，面料在运转过程中容易出现压痕、起皱和起毛等现象，严重影响面料的质量。采用绳状针织物水洗机可大幅度降低能耗、减少排放。面料后处理水洗，为了达到要求的色牢度，最大的用水量占到总耗水量的50%之多，产生大量的废水。在国家对节能环保的要求下，染厂要精减企业自身成本，工艺朝向高效短流程、少水节能方向发展。本文就涤纶面料藏青、大红和黑色染色的后处理采用绳状水洗机进行水洗处理研究， 第一槽采用保险粉80℃还原水洗，第二槽采用80℃皂洗，第三槽70℃皂洗，第四槽60℃清水洗，第五槽40℃清水洗，第六槽常温水洗，第七槽和第八槽为柔软剂槽。染厂生产过程中，可以将色牢度要求高的品种批量和集中在绳状水洗机上处理，可以节省大量的水、汽和电，在提高色牢度的同时，又能起到节能减排的效果。 1试验部分 1.1材料与设备仪器 材料111 dtex涤纶+33.3 dtex氨纶涤氨针织汗布l80g/m2(绍兴孚亨纺织科技有限公司)，亲水硅油柔软剂ST420(四川益欣科技有限责任公司),氯纶去油剂TF-109H、乳化去油剂TF-1152、染中素TF-257(均为传化智联股份有限公司)，冰醋酸、液碱、小苏打（杭州美高华颐化工有限公司），液蓝150%、大红200%GS、黑300%ECT、橙200%2RL(浙江博澳染料化工有限公司)，红玉100%S-5BL、红玉200%SE-2CF(杭州市吉华化工有限公司) 设备仪器 染缸（广东三技机械有限公司），Q113绳状水洗机（江都宝源印染机械有限公司）, SHA-C水浴恒温振荡器（宁波纺织仪器厂），AS-型常温染色小样机（台湾瑞比紧密机械有限公司）， YLD-2000数显电热鼓风烘箱（佛山市南海区宏信机械设备有限公司），离心脱水机（江泰洗涤机械有限公司），UV-2450型紫外可见分光光度计（日本岛津公司），FA2104型电子天平（上海精密科学仪器有限公司），Datacolor 600型电脑测色配色仪（美国Datacolor公司），标准光源灯箱（深圳市天友利标准光源有限公司），立信门富士定型机（德国Monforts公司） 1.2工艺流程 预定型→前处理、分散染色同浴→高温定型→绳状水洗→低温成定 1.2.1预定型：定型机烘箱温度190℃，超喂18%， 风量1500r/min，轧车压力0.3 MPa，机速32m/min。 1.2.2前处理，染色(o.w.f)：氨纶去油剂TF-109H 0.8g/L,乳化去油剂TF-1152 lg/L，匀染剂0.67g/ L，冰醋酸0.6g/L，染料x%，温度130℃，时间30 min，浴比1.8。 1.2.2.1藏青色染料配方：液蓝150%(博澳)5.6 %(o.w.f)，橙200%2RL 0.56%(o.w.f)，红玉100%S-5BL 0.44%(o.w.f) 1.2.2.2大红色染料配方.大红200%CSl.04%(0. w.f)，红玉200%SE-2GF 0.36%(O.w.f) 1.2.2.3黑色染料配方：黑300%ECT 4%(O.w.f)，橙200%2RL O.9%（o.w.f）红玉200%SE-2GF 0.08% (o.w.f) 1.2.3高温定型染色：定型机烘箱温度195℃，超喂12%，风量1500r/min，轧车压力0.4MPa，机速28m/min。 1.2.4绳状水洗：第一槽采用80℃还原水洗保险粉20g/L，液碱20g/L；第二槽采用80℃皂洗，乳化去油剂TF-1152 0.8g/L，染中素TF-257 lg/L;第三槽70℃皂洗，TF-1152 0.5g/L;第四槽60℃清水洗，第五槽40℃清水洗，第六槽常温水洗，第七槽和第八槽为柔软剂槽，亲水硅油柔软剂ST420 3g/L。 1.2.5低温成定：定型机烘箱温度150℃，超喂8%，风量1500r/min，轧车压力0.15MPa.机速35 m/min。 1.3测试方法 1.3.1传统工艺与绳状水洗工艺染色深度色差值△E 染色深度色差值△E是分别经传统工艺、绳状水洗工艺出来的染色面料的K/S值与确认色卡的K/S值之差，△E值由Datacolor电脑测色仪直接读出数据。△E值越大说明颜色相差越远，反之则越接近。 1.3.2固色率测试 按染色工艺流程中的染缸的染色残液和各种水洗残液各lOOmL合并形成总残液。移取一定量总残液进行稀释15倍、在最大吸收波长处测得吸光度A1，移取一定量染色前工作液进行稀释15倍，在最大吸收波长处测得吸光度Ao按公式(1)计算得到固色率：
公式中：A1—总残液的吸光度； Ao一染色前工作液的吸光度。 1.3.3耐摩擦性测试 按GB/T 3920-2008《纺织品色牢度试验耐摩擦色牢度》方法测定，用灰色样卡分别进行评价耐摩擦色牢度等级，取平均值。 1.3.4耐水洗色牢度 按GB/T 3921-2008《纺织品色牢度试验耐皂洗色牢度》方法测定，分别对测试样布进行干、湿摩擦测试，结束后用灰色样卡评价耐摩擦色牢度的等级，取平均值。 1.3.5耐汗渍色牢度 按照GB/T 3922-2013《纺织品色牢度试验耐汗渍色牢度》方法测定，分别配制标准酸性和碱性汗渍溶液，经行测试，结束后用灰色样卡评价试样的耐汗渍沾色牢度。 2结果与讨论 2.1传统工艺与绳状水洗工艺的染色色光与深度的影响 藏青、大红和黑色三个色分别按上面的染色配方及工艺进行染色，染完色后一半面料按传统工艺进行，另一半则按绳状水洗机工艺进行。两者的面料成.品分别与确认色卡作对比，得到织物面料的颜色特征差值与色差值△E，结果如表l所示。 表1 传统工艺与绳状水洗工艺织物的颜色特征差值 与色差值△E
注：△L表示色泽的深浅，正值为伯浅(L)，负值为偏深(D): △a表示色泽由红到绿的颜色分量，正值为偏红{R），负值为偏绿(G)：△6表示色泽由黄到蓝的颜色分量，正值为偏黄(Y).负值为偏蓝(B)；△c表示色泽的饱和度，正值为偏鲜(B)，负值为偏沉(D)；△H表示色相，表示纺织样品的整体色相（B蓝光，R红光，G绿光，Y黄光）；△E表示色差型[9]。 由表l中△L可知，藏青、大红和黑色传统工艺染色处理比绳状水洗机处理颜色得色要深，由于染色时都是同一缸同时染色的，色差大只能说明是后处理水洗影响造成的，从数据来看绳状水洗机去浮色能力比传统的染色方法要强，由于洗下染料较多，固色率与上染率肯定会下降，因此在大货生产中染色配方要做出适当的调整。从△E中也可以得出，绳状水洗机的方法比传统水洗色差普遍小，这说明染色时藏青、大红和黑色三个色整体都比确认色卡偏深，但后处理水洗，由于绳状水洗作用力比传统的要大，偏深色差下降的较多，故最后结果比传统的更接近确认的色卡。 2.2传统工艺与绳状水洗工艺的固色率对比 在染藏青、大红和黑色三个色的过程中，分别收集好传统工艺和绳状水洗工艺的每道残液各lOOmL，并移取总残液的20mL，按15倍的要求进行稀释；染色前工作液也按15倍稀释，在两者最大吸收波长处测得吸光度，计算得到的数据如表2所示。 表2 传统工艺与绳状水洗工艺的固色率对比
由表2可知，藏青、大红和黑色三个色传统染色的后处理比绳状水洗的后处理固色率都要偏高，这从侧面说明绳状水洗工艺比传统水洗洗去浮色的作用更为强烈，由于洗下的浮色较多，因此固色率下降较多，对色牢度整体提升较大。这是因为绳状水洗机第一槽还原水洗，初步剥下沾在纤维表面的分散染料；在第二槽内在皂洗剂的作用下，进一步洗下残余在面料上的染料，并且洗下的染料由染中素TF-257进行移染和分散，避免凝聚成团，杜绝在面料上形成色斑；第三槽在皂洗剂下进一步洗去浮色及染色助剂；第四、第五和第六槽除了给面料逐渐降温外，关键还是清洗面料表面的浮色、染化料、 助剂等残留物，为第七、第八槽加柔软剂做准备。由于绳状水洗机是连续式的，去除浮色较为彻底，生产时为了节能降耗要批量作业，也就是同色系的颜色集中一起开机进行后处理。 2.3传统工艺与绳状水洗工艺后处理的染色色牢度对比 涤氨针织面料藏青、大红和黑色三个色分别按上面的染色配方及工艺进行染色，染完色后一半面料按传统工艺进行，另一半则按绳状水洗机工艺进行。两者的面料成品按要求分别进行色牢度检测，得到数据结果如表3所示。 表3 传统工艺与绳状水洗工艺后处理色牢度 由表3可知，绳状水洗机处理后的色牢度比传统染色的后处理的色牢度要高半级以上，特别是对摩擦牢度的提升尤为明显，这是因为吸附在纤维表面的染料基本上被绳状水洗机的后处理清洗干净了，洗槽中除了清洗剂还有清洗下来包裹染料的助剂染中素TF-257，它起到分散、移染的作用，将多余染料溶于水中，随水尾排出。绳状水洗机由于每槽中上下压辊压力较大，在面料表面持续加压，相对传统工艺多一个方向的压力，有利于沾附在纤维表面的染料受压力挤压而脱离纤维。每个槽中受压后，染料的浓度都会更浅，所以在上下压辊的作用下，面料会越来越干净，不像传统工艺后处理，不排水的话，染料浓度整体都是一致的，同一缸里不会有浓度差，故始终有浮色沾在面料上。 2.4传统工艺与绳状水洗工艺后处理的耗水量对比 由于绳状水洗机的水可以从后槽向前槽流动，即从第六槽可以向第五槽回流，重复利用节水节能。（第七、第八两槽由于是柔软剂槽，这两槽的水不作回流）所以耗水量对比，本试验选用20缸做为样品来对比。得到的数据如表4所示。 表4 传统工艺与绳状水洗工艺能耗对比
由表4可知，传统工艺在用水、用电、用蒸汽和用时上都全面多过绳状水洗工艺，因此绳状水洗工艺值得推广。绳状水洗工艺唯一缺点是要从染缸中出布一次，多一次搬运。如果对比的批量越大，则绳状水洗工艺的能耗优势更为明显。 3结论 (1)从三个颜色的涤氨针织布试验得出，同一缸染色的藏青、大红和黑色传统工艺后处理比绳状水洗机后处理的颜色得色要深，色差大说明是后处理工艺造成的，试验表明绳状水洗机去浮色能力比传统方法要强，由于洗下染料较多，固色率下降，因此在大货生产中染色配方要做出适当的调整。 (2)绳状水洗机处理后的色牢度比传统染色的后处理的色牢度要高半级以上，特别是对摩擦牢度的提升尤为明显。 (3)传统工艺在用水、用电、用蒸汽和用时上都全面超过绳状水洗工艺，因此节能节水的绳状水洗工艺值得推广。绳状水洗工艺唯一缺点是要从染缸中出布一次，多一次搬运。 参考文献： [1]赵伟伟，林琳.2021年中国优秀印染面料研究报告[J].染整技术. 2022，44(3):9-16 [2]王力民，孙红玉，同英山，等.涤纶热熔染色低温促染剂的合成与应用[J],染整技术，2019,41(7):30-33. [3]欧卫国，葛忠乎，袁志成，等，高温摩擦牢度大红纯棉家纺面辩的生产[J]，印染，2020，46(9):33-34 L4]卜广玖，王震，陆前进，等.涤纶浸染用高固色率液体分敢染料[J]，印染.2020,46{4):27-30. [5]荆茂生.李东环，王立强，等.活性染辩深色印花黏辟寮混纺织物提升耐湿摩擦色牢度的实践[J].染整技术.2020，42(5):43_45， [6]刘鹏远，宛斌，苏忠奎，等并维素纤维织物活性染料微波固色印花工艺研究[J].染整技术，2019.41(7):37-39. [7]邓喜洪,棉织物活性染料微波染色与常规染色对比[J]，印染助剂，2021,38(5):51-53. [8]卜义夫，孔俊嘉，壬淑琪，等新型促染剂在涤纶常压沸染中的应用[J]，染整技术.2022，44<4):19-22， [9]余义开，张跃辉.棉用聚合物烈周色剂的研究进展[J]纺织学报. Z010.31(11):145-150.
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