定型機專業(yè)生產(chǎn)廠家無錫前洲興華機械2019年11月6日訊 在紡織印染加工的各個階段，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、染色簡便、色牢度高和色譜齊全的特點，應用范圍廣。在活性染料的連續(xù)軋染生產(chǎn)過程中，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造成土地鹽堿化。對此，本文就無鹽染色技術在機織面料加工過程中的基礎工藝進行了研究探討。
材料：無鹽專用活性染料活性橙O、活性黑H、活性紅R、活性紅R－S、活性藍B、活性亮藍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；日本PCS－400－SG小樣汽蒸機；DATACOLOR SF600型電腦測配色儀。
取尺寸為50 cm×25 cm的純棉絲光織物，采用一浸一軋工藝，分別進行有鹽和無鹽兩種情況下的染色以及固色，然后測定殘液中的染料濃度，以計算染料在織物上的固色率。
染色配方如下：
專用活性染料/（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 不同染料濃度對應的堿劑濃度 g/L
其中，染料濃度與堿劑濃度的配比如表1所示。
采用無鹽專用活性染料，分別用不同濃度配方進行大車染色，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《紡織品耐磨性的標準試驗方法（馬丁代爾摩擦試驗儀法）》進行檢測，并同常規(guī)活性染料染色試樣的各項色牢度進行比較。
活性染料無鹽染色需要將染料和助劑分別配置好后，再以 4∶1 的比例進入料槽，經(jīng)過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2.5 ～ 3 min的通風反應后，再經(jīng)過100 ℃飽和蒸汽汽蒸40 ～ 120 s，最后經(jīng)過水洗、皂洗、pH值調(diào)節(jié)完成染色。分別就軋余率、通風反應時間、汽蒸反應時間 3 個因素對織物顏色和色牢度的影響進行研究，優(yōu)化工藝參數(shù)。
由于面料浸軋染液后需經(jīng)過一段時間的通風滲透反應，高帶液量在通風反應時易出現(xiàn)染液滴下從而造成布面色點沾污，低帶液量織物的染色深度較難提升，需要對不同帶液量（軋余率）進行實驗研究以減少布面料點沾污，提升染色深度。
選用以下 3 個不同染料處方進行染色實驗。
處方 1：活性橙O 4 g/L、活性藍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%的軋余率進行浸軋固色，然后測試不同軋余率下的織物K/S值，并評價布面質量。
浸軋染色后需要一定時間的通風滲透反應，使料液充分進入到纖維內(nèi)部，提升面料的透染性能。同時，因為浸軋到布面上的染料與堿性助劑會隨著時間的延長發(fā)生水解，所以控制通風反應時間尤為重要。對不同通風反應時間進行實驗研究，以顏色深度和透染性能效果評價確定最佳通風反應時間。
選用以下 2 個不同染料處方進行染色實驗。
處方 1：活性橙O 4.0 g/L、活性藍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Q－B 13.4 g/L、活性紅R－S 1.12 g/L。
兩個染料處方的通風反應時間分別控制在60、120、150、180、210、240、300 s，然后測試在不同通風反應時間下兩處方的染色深度和織物的磨損變色性能。
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，無鹽染色染液中含有染料、專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，需對固色工藝進行研究。
采用 3 個不同染料處方進行浸軋固色實驗，軋余率均采用60%、通風時間均為180 s。
處方 1：活性橙O 4 g/L、活性藍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Q－B 13.4 g/L、活性紅R－S 1.12 g/L。
根據(jù)無鹽染色的特點，分別在不同固色時間（30、60、90、120、150 s）下進行汽蒸固色反應，對反應后的面料分別進行固色率、皂洗牢度和摩擦牢度的評價，以確定最佳固色反應時間。
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，當軋余率達到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%時在通風反應過程中易造成導輥染液的聚集而形成料點，織物固色后布面出現(xiàn)深色料點，嚴重影響面料的品質。因此，最終確定軋余率60%作為無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
從圖2可知，隨著通風時間的不斷延長，染色織物的K/S值逐漸提升，當通風時間達到180 s以上時，得色量增加不明顯。說明染料在織物上滲透180 s時可以充分滲透到纖維內(nèi)部，纖維對染料的吸附達到最大，然后經(jīng)過高溫固色染色深度達到最佳。
圖2 不同通風時間下織物的得色量
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：通風時間不足150 s時，高濃度染料染色后磨損變色只能達到3.5級，通風時間超過180 s時，磨損變色可達到 4 級以上。故通風時間選擇180 s較合適，面料的磨損變色都可達到 4 級以上。
表3 不同通風時間織物的磨損變色性能 級
從圖3可看出，隨著汽蒸時間的不斷增加，面料的固色率逐漸提升，當汽蒸時間達到90 s時，不同處方染料的固色率均可達到90%以上，進一步增加汽蒸反應時間固色率提升不明顯。
從表4可看出，汽蒸時間小于90 s時，活性染料上的活性基團與纖維的反應程度低，造成皂洗沾色和摩擦色牢度不合格，只能達到 3 或3.5級。當汽蒸時間達到90 s時，皂洗色牢度可達到 4 級以上，干摩擦色牢度達 4 級以上，濕摩擦色牢度達3.5級以上。故活性染料無鹽染色汽蒸時間選用90 s為佳，面料各項色牢度可達到客戶的要求標準。
圖3 不同汽蒸時間對染料固色率的影響
表4 不同汽蒸時間對織物各項色牢度的影響 級
（1）活性染料無鹽染色，染液軋余率為60%時織物染色較深，布面無料點沾污。
（2）無鹽染色浸軋染液后需通風反應180s，使纖維對染料的吸附達到近飽和狀態(tài)，染料可充分滲透至纖維內(nèi)部，面料的磨損變色可達到 4 級以上。
（3）面料浸軋染料和堿劑通風反應180s后，需在飽和蒸汽下汽蒸固色90s，可使織物的皂洗色牢度達到 4級以上，干摩擦色牢度達到 4 級以上，濕摩擦色牢度達到3級。
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