低浴比染色技術(shù)研究初探

柳金發(fā)，馬小強(qiáng)

（武漢職業(yè)技術(shù)學(xué)院 紡織服裝工程學(xué)院，湖北 武漢 430074）

活性染料分子結(jié)構(gòu)簡單，色澤鮮艷，色譜齊全，使用方便，成本低廉，牢度優(yōu)良; 但活性染料由于在染色過程中染料上染纖維時(shí)，同時(shí)也發(fā)生水解反應(yīng)，從而導(dǎo)致最突出的問題是上染率和固色率低，染料的利用率不高。印染廢水是一種水量大，色度高，水質(zhì)變動范圍大，溫度高的難處理有機(jī)廢水。大量的工程實(shí)踐證明：印染廢水的綜合治理工藝中廢水的預(yù)處理工藝占有及其重要的地位。它關(guān)系到整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行和達(dá)標(biāo)排放，也涉及到運(yùn)行成本的高低。大量鹽、堿的加入雖然提高了染料利用率，卻增加了印染廢水的處理難度，破壞了生態(tài)環(huán)境，造成了江河湖泊周圍土質(zhì)的鹽堿化。同時(shí)活性染料傳統(tǒng)“三高”(即高浴比、高鹽、高堿)染色工藝受到了很大的制約。

國內(nèi)外學(xué)者正致力于活性染料低鹽、低堿染色工藝的研究，并取得了一些進(jìn)展。近年來，氣流染色機(jī)的推出，有效突破了活性染料染色瓶頸。本文就活性染料為1:4浴比進(jìn)行一系列染色實(shí)驗(yàn)，對其中主要的影響因素進(jìn)行分析，探索低浴比染色可行性及織物色牢度情況。

圖1 實(shí)驗(yàn)工藝圖

1 實(shí)驗(yàn)材料及儀器

1.1 實(shí)驗(yàn)材料：

棉織物：29 tex×2(20s/2)棉單面布。

染化料：滲透劑JFC，湖北麗源染料（超級紅RW，超級金黃RW，超級藏青RW，活性黃RW，活性紅RG，活性藏青RW），元明粉(上海國藥)，氯化鈉(上海國藥)。

1.2 實(shí)驗(yàn)儀器:

測色配色儀(美國Datacolor)，恒溫電熱水浴鍋(南通三思)，摩擦牢度儀(南通三思)，水洗牢度儀(南通三思)。

1.3 實(shí)驗(yàn)工藝及配方

1.3.1 實(shí)驗(yàn)工藝（見圖1）

1.3.2 實(shí)驗(yàn)配方

活性染料owf 3%

NaCl 30 g/L

Na2CO315g/L

浴比 1:30

2 影響因素分析

2.1 染料的濃度

染料在浴比較高的條件下具有良好的溶解度和穩(wěn)定性，但是隨著染色浴比的逐漸降低，溶解度會逐漸減小，當(dāng)染色浴比降到一定程度時(shí)，會出現(xiàn)不溶、難溶或是過飽和狀態(tài)，嚴(yán)重影響最終染色質(zhì)量。除了要考慮染料本身的溶解性能之外，還要考慮染料在染浴中的穩(wěn)定性。染色過程中，鹽的加人，一方面會降低染料之間的電位，使得染料之間的斥力降低，染料發(fā)生締合凝聚；另一方面，加入的鹽又會與染料爭奪染浴中的水，導(dǎo)致本已溶解的染料析出[1]。

因此，染料篩選時(shí)不僅要考慮染料本身的溶解性，還要考慮染料在一定濃度促染鹽存在條件下的溶解性。

在選擇低浴比染色的活性染料時(shí)，需選擇溶解度大、溶解度范圍廣的染料。

表1 常規(guī)浴比染色及低浴比染色深三元對比結(jié)果

表2 常規(guī)浴比染色及低浴比染色淺三元對比結(jié)果

表3 常規(guī)浴比染色和低浴比染色色牢度對比結(jié)果

2.2 超低浴比的染色設(shè)備

目前境外多數(shù)染色設(shè)備制造廠家都致力于低于比染色設(shè)備的制造。2011年上海國際紡織染整設(shè)備展銷會上，臺灣福祥機(jī)械就推出了O型溢流式染色機(jī)，該機(jī)器使用染液循環(huán)系統(tǒng)，全棉針織物染色浴比1∶4～1∶5，節(jié)水、省電40～50%。目前超低浴比設(shè)備主要具備如下特點(diǎn)[2]∶

（1）具有低水位運(yùn)行的主泵循環(huán)系統(tǒng)；

（2）高效的染液交換系統(tǒng)．染液的工作區(qū)主要在噴嘴部分；

（3）染機(jī)的變頻控制功能．可實(shí)現(xiàn)對主泵的流量調(diào)節(jié)，并且節(jié)能效果顯著；

（4）能夠?qū)崿F(xiàn)對所有染色工藝及運(yùn)行參數(shù)的計(jì)算機(jī)精確控制；

（5）預(yù)備缸功能，能夠節(jié)約工藝的準(zhǔn)備時(shí)間；

（6）具有有效合理的擺布及貯布裝置設(shè)計(jì)。

2.3 染色工藝

染色工藝包括∶染色加鹽、加堿方式，染色過程溫控方式和染色時(shí)間等[3]。染料相同時(shí)，小浴比染色工藝中的染料比在大浴比中的染料具有更高的親和性和直接性，因此小浴比染色工藝和傳統(tǒng)大浴比染色工藝，在加鹽方式和上染時(shí)間上有很大的不同。

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

以深三元RW和淺三元系列染料為基礎(chǔ)，選擇owf%（對織物重）為0.5%、2%、4%進(jìn)行染色，以常規(guī)浴比染色和低浴比染色為對比，測試布面染色后K/S值，結(jié)果如表1、表2、表3所示。

由表1和表2可以看出，在1∶4浴比下，染料對織物重為0.5%、2%、4%染色時(shí)，織物顏色均較高，可以得出低浴比染色是可行。

在上述結(jié)論之下，以深三元染料為基礎(chǔ)，染料對織物重為2%、4%染色時(shí)，測試常規(guī)浴比染色和低浴比染色的色牢度，來進(jìn)一步判斷織物染色效果∶

表3可以看出，在1∶4浴比下，染料對織物重為2%、4%染色時(shí)，織物色牢度與常規(guī)浴比染色相差不大，部分顏色的色牢度高于常規(guī)浴比，到達(dá)生產(chǎn)檢測標(biāo)準(zhǔn)。

4 結(jié)論

活性染料小浴比染色將是今后活性染料染色發(fā)展的必然趨勢。本試驗(yàn)只是對活性染料1:4浴比實(shí)驗(yàn)室小樣染色工藝進(jìn)行了初步探索，得出下列結(jié)論：

（1）以深三元RW染料為基礎(chǔ)，選擇owf%（對織物重）為0.5%、2%、4%進(jìn)行低浴比染色，從K/S值上可以出織物顏色變化不大，顏色強(qiáng)度與常規(guī)浴比染色差別不大。

（2）從淺三元RW系列染料分析，顏色強(qiáng)度高于常規(guī)浴比染色。

（3）以深三元RW染料為基礎(chǔ)，選擇owf%（對織物重）2%、4%進(jìn)行低浴比染色，織物色牢度與常規(guī)浴比染色相差不大，部分顏色的色牢度高于常規(guī)浴比，到達(dá)生產(chǎn)檢測標(biāo)準(zhǔn)。

[1]宋心遠(yuǎn), 沈煜如．活性染料及其染色的近年展[J]．印染, 2002, 28(1):45-49.

[2]杜方堯, 李昌華．氣霧染色技術(shù)的探討[J]．針織工業(yè), 2005, (12)：47-48．

[3]劉江堅(jiān)．繩狀織物小浴比染色控制[J]．印染，2008，34(9)：24-25．