發(fā)布時(shí)間：2022-07-09 點(diǎn)擊：

定型機(jī)、涂層機(jī)專業(yè)生成廠家無(wú)錫前洲興華機(jī)械2022年7月9日訊 滌綸織物的印花染色通常采用分散染料，但由于傳統(tǒng)工藝流程長(zhǎng)，水、電、汽的能耗較大，同時(shí)廢水、廢氣的排放量較多，用工多，目前傳統(tǒng)工藝的生產(chǎn)成本居高不下。

經(jīng)過(guò)我們對(duì)分散染料印花的深入研究和創(chuàng)新， 我們認(rèn)為傳統(tǒng)的生產(chǎn)工藝己不符合綠色印染、生態(tài)排放的環(huán)保要求，其生產(chǎn)工藝流程急需轉(zhuǎn)型升級(jí)改造。優(yōu)化組合印花加工工藝的四大要素，能量（熱能、機(jī)械能、電子能）、化學(xué)品及時(shí)間，革新工藝，縮短工藝流程，提高生產(chǎn)效率，節(jié)能減排，降低生產(chǎn)成本。

作者：葉其標(biāo)

01

分散染料的應(yīng)用現(xiàn)狀

1.分散染料的分類

分散染料通常按兩種方法分類：

1.1按化學(xué)結(jié)構(gòu)分類

分散染料的化學(xué)結(jié)構(gòu)主要有偶氮類和蒽醌類兩大類染料。這兩類分散染料約占分散染料總量的85%（其中偶氮類分散染料占50%，雙偶氮染料占10%， 蒽醌類占25%），其他苯乙烯結(jié)構(gòu)、雜環(huán)類分散染料占15%。

偶氮類染料的給色量較高，升華牢度較好，但移染性和勻染性比較差。在高溫條件下，比較容易被還原性物質(zhì)破壞。蒽醌類分散染料色澤比較艷亮， 遮蓋性和勻染性較好。在高溫條件下，耐還原耐水解的穩(wěn)定性相對(duì)較高，耐曬牢度也相對(duì)較好，但升華牢度比較差。

1.2按升華牢度分類

按升華牢度的高低，分散染料通常被分為三類，S(H)型（高溫型）、SE型（中溫型）、E型（低溫型）。

以染滌綸為例，其實(shí)用特點(diǎn)見表1所示：

表1染滌綸的實(shí)用特點(diǎn)

2.分散染料的應(yīng)用

分散染料主要用于三個(gè)方面

2.1用于滌綸染色

滌綸屬于聚酯纖維，由于滌綸分子中沒有親水性基團(tuán)，也沒有其他較強(qiáng)的極性基團(tuán)，故聚酯纖維的吸濕性較差，疏水性大。再加上滌綸大分子線型狀態(tài)好，結(jié)構(gòu)緊密，結(jié)晶度高，分子間空隙小，所以分子較大的水溶性染料不能上染滌綸。由于分散染料的相對(duì)質(zhì)量比較低，分子結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，水溶性極小，因此最適合染滌綸。

分散染料染滌綸的主要染色方法有：

(1)利用高溫高壓卷染機(jī)或溢流染色機(jī)（如噴射溢流機(jī)）在120～135度高溫浸染。

(2)利用熱熔連續(xù)軋染機(jī)于190～210度連續(xù)熱熔軋染。

(3)沸溫常壓載體的染色，但由于染色載體一 般不符合環(huán)保要求，所以基本上己淘汰。

(4)沸溫吸色一焙烘發(fā)色的工藝在滌綸染淺色時(shí)也有應(yīng)用。但由于焙烘發(fā)色程度難以準(zhǔn)確控制， 所以實(shí)際應(yīng)用不多。

2.2用于錦綸染色

錦綸是由己內(nèi)酰胺聚合而成的，故叫聚酰胺纖維。由于錦綸分子中含有大量能生成氫鍵的酰胺基和氨基，其大分子又有較強(qiáng)的極性，因此分散染料可通過(guò)與錦綸產(chǎn)生氫鍵、范德華力、偶極力而上染。

由于錦綸的分子結(jié)構(gòu)比滌綸松馳得多，它的吸濕性和在水中的溶脹度也比較大，玻璃化溫度較低，因此分散染料容易上染，只要在沸溫100度的條件下染色，即可獲得滿意的效果。

生產(chǎn)實(shí)踐證明，分散染料染錦綸具有勻染性好，受pH值的影響小，拼色效果比較穩(wěn)定，特別是對(duì)錦綸因聚合分子量的大小差異以及紡絲時(shí)的拉伸程度、熱處理程度不同而造成的染色不均勻現(xiàn)象（經(jīng)柳、緯檔）具有良好的覆蓋性等優(yōu)點(diǎn)。分散染料染錦綸的缺點(diǎn)是上色飽和值低，難染深色。而且皂洗、 水洗牢度比較差，所以只能用于染淺色。

2.3用于氨綸染色

氯綸即聚氨酯纖維，全稱為聚氨酯甲酸酯彈性纖維。氯綸的大分子中基本上不具有離子基和強(qiáng)親水基團(tuán)，只有疏水的亞甲基鏈和少量的芳基，雖有一 定數(shù)目的極性基團(tuán)，如氨基甲酸酯基等，但多數(shù)分布在結(jié)晶性高的硬鏈段，再加上氨綸又有皮層結(jié)構(gòu)，所以分散染料難以進(jìn)入纖維結(jié)構(gòu)，染色性能并不好，見表2所示。

表2普通氨綸的染色性能

從表2中我們可以看出，中性染料、酸性媒介染料、分散染料均可上染氨綸，但相比之下還是分散染料最適合染氨綸。這是因?yàn)榉稚⑷玖霞瓤梢耘c氯綸中的非離子極性基團(tuán)通過(guò)氫鍵、偶極力結(jié)合，也可以通過(guò)色散力與氨綸的疏水部分相結(jié)合。但是目前染氨綸的一些分散染料，由于其分子中極性基團(tuán)較少，與氨綸的軟鏈段分子很難緊密結(jié)合，所以染深色比較差，而且濕摩牢度也不理想。因此需要選用分子結(jié)構(gòu)大小適中、線性較好、分子中極性基團(tuán)較多、 適合氨綸染色的分散染料。如分散橙2GL，分散黃棕H-2RFL、分散紅3B、分散藍(lán)2BLN、分散紫H-FRL等。

分散染料染氨綸通常在pH=5～6、40度入染，以每秒1.5度升溫至120～125度染色（染溫過(guò)高會(huì)導(dǎo)致氨綸強(qiáng)力和回彈性下降）。染色后需要還原清洗。 若在氨綸增溶劑的存在下染色，分散染料的上染較快，始染溫度可降至30度，最高染色溫度控制在90 度、pH值5～6即可。

2.4分散染料存在的問題

從聚酯纖維（滌綸）問世以來(lái)，分散染料的發(fā)展史只有60年，但它己成為世界紡織染料中產(chǎn)量最大的一種染料。目前我國(guó)的分散染料產(chǎn)量已超過(guò)了35萬(wàn)噸，是世界上最大的分散染料生產(chǎn)國(guó)，年出口分散染料己超過(guò)15萬(wàn)噸。

隨著聚酯纖維，特別是滌綸超細(xì)纖維的迅速發(fā)展，國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)對(duì)分散染料的需求將會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)大。 然而必須看到國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的分散染料還處在不穩(wěn)定的狀態(tài)，特別是在染料質(zhì)量和實(shí)用性上還存在著不少問題亟待解決。

(1)低含量的粉狀分散染料質(zhì)量較差

a.粒徑大，而且顆粒大小不均勻，與超微細(xì)的顆粒（0.2~0.3微米）的要求差距較大（目前國(guó)產(chǎn)分散染料的粒徑在0.5~2.0微米）。

b.染料晶粒的形狀不規(guī)則，有針狀、棒狀、片狀、粒狀、菱狀和塊狀等。而且染料的晶型不穩(wěn)定。

c.分散染料的穩(wěn)定性較差，特別是高溫時(shí)的穩(wěn)定性。在高溫條件下不少品種的染料晶粒容易聚集。 這與染料制造時(shí)和染色時(shí)添加的分散劑、勻染劑等產(chǎn)品的質(zhì)量有關(guān)。分散染料的熱聚集會(huì)嚴(yán)重影響染色物的質(zhì)量，如產(chǎn)生色點(diǎn)、色漬、色變、色牢度低、得色量降低等問題。

(2)染色性能不能滿足要求

這主要表現(xiàn)在滌綸織物用分散染料染色后，經(jīng)過(guò)高溫干熱處理（熱定形、柔軟處理、防水處理等）， 其耐水洗、耐皂洗、耐摩擦、耐汗?jié)n等染色牢度會(huì)明顯下降。而且還會(huì)對(duì)相鄰的其他纖維（如棉、麻、粘膠纖維）造成嚴(yán)重的沾污。因此染色質(zhì)量往往難以滿足市場(chǎng)要求。

(3)染料的純度不高

分散染料中含有的擴(kuò)散劑、元明粉、鹽和重金屬等雜質(zhì)，會(huì)影響染色質(zhì)量。有些染料對(duì)非滌綸的沾色較多、升華牢度和摩擦牢度較低、染色的污染嚴(yán)重，這都與染料的純度有關(guān)。所以建議大家盡量采用高濃度的分散染料。

02

無(wú)水染色與免水洗染色

1.無(wú)水染色的非水介質(zhì)

1.1目前無(wú)水染色的工藝種類

現(xiàn)行的染色生產(chǎn)技術(shù)主要是沿襲了傳統(tǒng)的水相反應(yīng)工藝。有關(guān)無(wú)水染色體系是基于下列的非水介質(zhì)：

(1)有劑溶劑染色（溶劑染色）

(2)液氨

(3)氣相染色

(4)升華

(5)離子液體

(6)超臨界二氧化碳

必須指出的是，無(wú)水染色體系中通常會(huì)含有一 些水份，這些水份的主要原因是纖維的回潮率所致。 表3列出了在無(wú)水染色時(shí)可能帶入的水量。

表3纖維的吸濕性百分比

從表3我們可以看到，與合成纖維相比，天然纖維帶入到無(wú)水染色體系中的水含量更多。因此當(dāng)天然纖維用含離子基因的染料進(jìn)行無(wú)水染色時(shí)，纖維的吸濕量剛好是該染色系統(tǒng)中所需要的一些水。

在過(guò)去的50多年時(shí)間里，國(guó)內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域的專家和學(xué)者對(duì)無(wú)水（非水）染色的研究從未停止過(guò)， 但由于許多技術(shù)在理論和實(shí)踐應(yīng)用方面的相互矛盾，以及對(duì)環(huán)境所產(chǎn)生的污染和毒性，無(wú)水染色的經(jīng)濟(jì)成本等等一系列問題，致使無(wú)水染色工藝的實(shí)施受到了相對(duì)的限制和發(fā)展，目前尚未能有效的解決辦法和產(chǎn)業(yè)化。

綜合以上6種無(wú)水染色工藝，目前最有應(yīng)用價(jià)值和發(fā)展前景的應(yīng)該是超臨界二氧化碳染色技術(shù)。 SFD在紗線上染色加工已有正在應(yīng)用的實(shí)例，但在織物上加工如何做到染色的均勻控制，這還需要染色裝備的研究開發(fā)和制造，目前進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化推廣和應(yīng)用尚有難度。

2.免水洗染色印花的涂料印染

涂料印染具有高效、節(jié)能、節(jié)水等優(yōu)點(diǎn)。涂料印花是目前最適合國(guó)情的節(jié)能印花技術(shù)。在國(guó)外涂料印花與染料的應(yīng)用比例為60%：40%，而目前我國(guó)國(guó)內(nèi)的比例僅為20%:80%，高質(zhì)量的涂料染色和印花對(duì)所用化學(xué)品要求較高。2025中國(guó)智造，我國(guó)的高精細(xì)涂料染色和印花應(yīng)用比例將會(huì)達(dá)到50%以上。

(1)涂料和粘合劑的品質(zhì)會(huì)直接影響到染色和印花產(chǎn)品的質(zhì)量，以及產(chǎn)品的鮮艷度和色牢度。顆粒均勻、超細(xì)的涂料色漿，粒子間的光變作用和粘合劑在成膜后能形成較好的包覆效果，不但能提高涂料染色產(chǎn)品的耐摩和耐水牢度，而且對(duì)染色產(chǎn)品的手感至為重要。

(2)涂料色漿對(duì)纖維沒有親和力，染色和印花產(chǎn)品的質(zhì)量取決于粘合劑的用量和質(zhì)量。目前我國(guó)的粘合劑通常采用丙烯酸酯類粘合劑，由于成膜后的手感較差，無(wú)法與染料的染色和印花手感相比。目前國(guó)內(nèi)的相關(guān)企業(yè)正在研發(fā)的陽(yáng)離子粘合劑和水性PET粘合劑，其固含量可以達(dá)到58%以上，耐水性和包覆性比丙烯酸類粘合劑更佳，目前已經(jīng)開始應(yīng)用于軍工產(chǎn)品、戶外用品、防水涂層和家具產(chǎn)品。它具有用量少，手感柔軟和色彩鮮艷的特點(diǎn)。

表4為固含量40%的不同品種的粘合劑的染色牢度檢測(cè)對(duì)照表：

表4不同品種的粘合劑的染色牢度檢測(cè)對(duì)照

列表中涂料色漿的用量均為5%、PTF 1～1.5%、純凈水x、合成100%。

以上的工藝處方所印制的產(chǎn)品布樣，已經(jīng)浙江省紡織品與染化料檢測(cè)中心檢測(cè)，不含偶氮和24種對(duì)人體有害的化學(xué)物質(zhì)。

(3)采用專利技術(shù)配方生產(chǎn)的新型納米級(jí)免水洗涂料色漿，配合水性PET粘合新材料，已經(jīng)完全可以替代活性染料的印花。這不但能簡(jiǎn)化傳統(tǒng)的活性染料印花工藝，而且可以節(jié)水90%以上，節(jié)約蒸汽65% 以上，節(jié)電39%以上。同時(shí)節(jié)省助劑的應(yīng)用50%以上， 燒堿10%，鹽100%。免水洗涂料印花屬于少水工藝，水相反應(yīng)工藝。

03

創(chuàng)新的分散染料節(jié)能減排印染技術(shù)

1.滌綸長(zhǎng)絲面料分散免水洗染色

滌綸織物應(yīng)用分散染料免水洗軋染工藝，國(guó)內(nèi)已有多位學(xué)者發(fā)表了相關(guān)的學(xué)術(shù)論文，也有企業(yè)運(yùn)用平幅連續(xù)軋染工藝進(jìn)行了應(yīng)用試驗(yàn)，但至今未能產(chǎn)業(yè)化。針對(duì)常規(guī)滌綸織物分散染料的染色和涂料染色方法的不足，開發(fā)分散染料加固法染色技術(shù)。 該技術(shù)結(jié)合分散染料的熱溶染色和涂料染色的優(yōu)點(diǎn)，優(yōu)化工藝條件，使分散染料主要通過(guò)自身的親和力與纖維結(jié)合，而少量的浮色則由加固穩(wěn)定在織物上，在保證滌綸織物色牢度（摩擦牢度、水洗牢度） 和得色率的前提下，免除還原清洗工序，達(dá)到高效生產(chǎn)、節(jié)能減排的目的。我們的技術(shù)團(tuán)隊(duì)，對(duì)該項(xiàng)目進(jìn)行了小試、中試、放大樣試驗(yàn)，經(jīng)常州大學(xué)技術(shù)中心檢測(cè)及《浙江省紡織品與染化料檢測(cè)中心》進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)表明，干摩和濕摩牢度均達(dá)到了4級(jí)以上。80 度水洗、皂洗15分鐘無(wú)浮色，烘干后的檢測(cè)結(jié)果干摩和濕摩牢度仍在4級(jí)以上。

采用自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的專利技術(shù)，滌綸長(zhǎng)絲面料創(chuàng)新免水洗工藝處方的應(yīng)用，低施液、均勻軋染，低張力烘燥、上染固色同步進(jìn)行，工藝時(shí)間由常規(guī)熱熔的軋染12分鐘降至2分鐘，凸顯節(jié)能，利用免水洗新技術(shù)節(jié)水90%以上。

2.滌綸針織彈力布分散染料免蒸化免水洗印花

2.1目前傳統(tǒng)的印花工藝流程：

織物前處理→進(jìn)入染缸處理→印花焙烘150 度；2分鐘→蒸化固色180度；7～8分鐘→還原剝色保險(xiǎn)粉1～3% →連續(xù)式水洗→定型180度：2分鐘。

2.2節(jié)能創(chuàng)新的印花工藝流程：

織物前處理→平幅連續(xù)加工→印花上染固色180度；2分鐘→定型180度；2分鐘。

我們看到創(chuàng)新的印花工藝流程刪去了印花后的蒸化固色以及還原清洗剝色，焙烘新工藝變成了焙烘、上染、固色同步進(jìn)行。

分散染料的印花免水洗比染色免水洗難度更大，國(guó)內(nèi)多家高校和研究所攻關(guān)多年未果，關(guān)鍵點(diǎn)在于：

(1)印花糊料的去除

(2)針織物平幅烘燥、上染、固色的易變形

印花糊料是染料的載體，它除了要求具有良好的機(jī)印性能和印制效果以外，還要求具有較低的固含量，烘干后糊料在織物上的殘余量極少，對(duì)手感不會(huì)造成太大影響，皂洗原樣變化達(dá)標(biāo)。

由于針織物纖維組織結(jié)構(gòu)疏松，吸漿性強(qiáng)，染料色漿易滲化造成花型輪廓模糊，為提高色漿的抱水性和改善織物的柔軟度，在色漿中拼入部分乳化糊，阻止水分向外擴(kuò)散，而且滲入到織物中后可降低纖維大分子間的摩擦阻力，使纖維易于滑動(dòng)。利用專利技術(shù)研發(fā)的免水洗印花糊料在烘焙過(guò)程中容易去除，對(duì)生態(tài)環(huán)境無(wú)害。

針織物印花免蒸化免水洗是在創(chuàng)新的新式烘房里完成，利用專利技術(shù)生產(chǎn)的烘房，快速干燥、上染、固色同步進(jìn)行，防變形。整個(gè)印花工藝流程全部采用計(jì)算機(jī)智能控制，高效節(jié)能。

04

結(jié)束語(yǔ)

創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)助力染整企業(yè)新舊動(dòng)能的轉(zhuǎn)換，分散染料免水洗染色，免蒸化免水洗印花是繼涂料免水洗印染基礎(chǔ)上的創(chuàng)新之舉，是染整行業(yè)節(jié)能減排的典型案例。“大染整走出染缸”是染整生產(chǎn)的工藝流程再造工程，改善產(chǎn)品質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，保護(hù)環(huán)境。而免水洗工藝新技術(shù)所帶來(lái)的節(jié)能減排，是清潔生產(chǎn)和染整行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重大進(jìn)步。

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