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高耐碱性分散染料染色工艺及应用

[ 来源:印染人 | 作者:印染人 | 时间:2020-5-30 9:16:41 | 订阅《东方纺织》周刊 | 订阅行情短信 ]

前言:高耐碱性分散染料不但适应于在弱酸性条件下对涤纶的染色,也适用于在中性和碱性条件下对涤纶进行染色,工艺执行过程就是把涤纶的前处理和染色一浴进行。

以涤锦珊瑚绒为例给出了涤纶超细纤维在高碱性条件下染色、开纤、碱减量等工序的工艺参数和操作要点。该工艺极大地缩短了工艺流程,节约了时间,从而达到了节能、减排、降低生产成本的目的,同时减少了环境污染。经测试,色牢度、色光等指标都符合要求,是值得推崇的新工艺。

 

传统涤纶的染色与高耐碱性分散

涤纶是目前应用量很大的一类合成纤维,多年以来,涤纶的染色都是在弱酸性条件下采用高温高压染色的传统工艺。对需要高碱处理的涤纶材料来中,该工艺工序多,流程长,水、电、汽消耗量大,已产效率低,生产成本高,污水排放量大,加重了环笔污染程度,也增加了处理废水的负担。

采用高耐碱性分散染料染色涤纶可以克服以上这些缺点。蓬莱嘉信染料化工有限公司近年来致力于高耐碱型分散染料的研究,生产研制了这套由黄、洋红、兰、深兰等十几只颜色组成的高耐碱性分散染料,可以在pH=4.5~14.0的范围内对涤纶进行染色,由于它可以耐10g/L的强碱和6g/L的双氧水,从而可以应用在很多涤纶面料的各种染色工艺中。本研究以涤锦珊瑚绒为例来探讨高耐碱性分散染料的染色工艺。

 

涤锦珊瑚绒的一般染色工艺

涤锦珊瑚绒面料(一般是涤锦质量比80:20)的染整加工,一般采用先碱性下开纤、碱减量,然后水洗中和,再在酸性下染涤纶的工艺。

染整工艺流程如下:毛坯布→退卷→缝头→预定形→碱减量(开纤)→水洗→酸洗中和→高温高压染色→还原清洗→水洗→中和→上柔→脱水→烘干→拉毛→梳毛→剪毛→(摇粒)→拉幅定形→后整理。

 

1.预定形

涤锦珊瑚绒的加工,预定形是关键的一道工序,不经过预定形的毛坯布在经过碱减量(开纤)、染色后,珊瑚丝弯曲凌乱,不规整,达不到珊瑚绒的风格。经过预定形后,珊瑚丝排列规整、顺直且蓬松,底丝结构紧密而稳定,在后续染整加工过程中不易卷边。

珊瑚绒毛坯布的预定形,一般温度为165~90℃,时间根据车速而定,张力达到织物平整即可。

 

2.碱减量(开纤)

在印染工厂中,采用液碱(一般30%的液碱用量5~8 g/L,也可以用片碱换算用量)进行碱减量(开纤),将涤纶纤维中的水溶性聚酯溶解掉,原本粘合在一起的涤/锦两种纤维丝条分散蓬松,成为涤/锦超细纤维单丝束[2]。再经过水洗、酸中和,使布面不合碱液,呈中性或弱酸性,有利于后面工序在高温高压条件下酸性染色。在上述染整加工过程中,纤维减量率大约为5.O%~6.0%,减量率不足会影响手感,减量率太大会破坏织物纤维结构,影响强力等。必须经过实验,找出合理的用碱量,制定合理的工艺条件,保证减量率稳定正常的范围内,不能超过7%~8%。

染整加工过程消耗大量的水、冰醋酸,电力、蒸汽用量都比较大,同时排放了大量的碱性污水,无形中增加了生产成本。

碱减量配方:

去油渗透剂EPD l.0g/L,30% 的NaOH 10.0g/L,减量促进剂1.0~1.5g/L,浴比1:15~1:20,温度130℃,时间20~30 min。

碱液用量及时间根据客户要求的失重率而定,先前必须做好测试;浴比根据设备不同适当选择。有的印染厂采用温度98℃、时间60min或温度110℃、时间40min开纤,工艺配方根据实际情况均要相应调整。

 

3.高温高压染色工艺

经过碱减量后的珊瑚绒在pH=4.5~5.0的条件下进行涤纶染色,由于开纤后涤锦超细纤维的比表面积大,吸附性强,锦纶的初染温度要低,升温速率要慢,以防止色花、色斑的产生。

工艺配方(拼色):分散染料A用量X (omf),分散染料B用量Y (omf),高温匀染剂1.0g/L,醋酸1.0g/L(pH=4.5~5.0),浴比1:8~1:12,温度130℃,时间30~40min(视染料用量而定)。

还原清洗(或皂洗)工艺:保险粉2.0~4.0g/L,片碱2.0g/L,浴比1:10,温度90℃,时间20min。

 

耐碱分散染料一浴法染色新工艺

高耐碱分散染料的特点常规的分散染料都是在酸性条件下染色,而开纤则是在碱性条件下进行,所以,常规的分散染料在碱性条件下染色,由于其绝大部分不耐碱(尤其在高温条件下),会发生色变甚至无色的现象。

经过大量的实验,证实常规分散染料无法实现开纤、染色一浴法工艺;而采用高耐碱分散染料却能使开纤、染色同时进行,大大缩短工艺流程。

高耐碱分散染料应用范围广,适应品种多,在pH=4.5~14.0条件下都可以进行;且提升力好,染深性好;分散性好。由于在碱性条件下染色、排液,还解决了长期困扰涤纶染色的低聚物问题,避免了由于低聚物造成的色花、色斑及设备、管路清洗问题。浅、中色染色后不需还原清洗,进行皂洗即可达到要求。

 

高耐碱分散染料的染色新工艺

1.工艺流程

毛坯布(经编或纬编)→(预定型)→开纤、染色一浴→水洗→(还原清洗或皂洗)→脱水→开幅定型(浸轧吸湿速干柔软剂)→后整理。

 

2.工艺配方

高耐碱分散染料用量X,30% NaOH 7.0 g/L,碱性分散剂FA l.0 g/L,去油精练剂EPD-C 1.0 g/L,浴比1:10~1:15,温度130℃,时间40~50 min。

 

3.注意事项

(1)耐碱性助剂的选择。在高温高压碱性条件下染色对助剂有更高的要求:具有良好的耐碱性(在pH=14时分散稳定性良好)、匀染性,耐硬水,泡沫少、易于清洗,不沾污设备,环保无毒,符合纺织品环保要求。筛选了国内外十几种碱性匀染剂,进行大量实验和测试,最后选择碱性高温分散剂FA。

(2)由于涤/锦超细纤维比表面积大,纤径细,对分散染料吸附速度快,易造成色花、色斑,因此,要严格控制升温速率,特别是温度在80℃以上时,要控制在1.0℃/min,防止上染过快,造成色花。

 

(3)由于高耐碱分散染料比常规分散染料粘性大,所以化料时,要先将分散剂化好,然后加入化料缸,同分散染料一起搅拌均匀,再打入染缸内。必要时,要进行过滤网过滤,再打入染缸。加入染料后,要先运行10 min,然后按照程序缓慢升温染。

 

染色效果

1.染色牢度

选取耐碱分散染料三原色分散黄HA-2RW 100%、分散红HA-R 200%、分散蓝HA-RL 200%作为代表,测试其在碱性条件下的染色牢度,结果见表1。从表1可以看出,高耐碱分散染料三原色在碱性条件下染色的各项牢度均在4级以上,达到或超过规两浴法染色的牢度,能够满足印染厂的牢度要求。

 

 

2.色光变化

分别测试96010片碱用量为2.0 g/L、4.0 g/L、6.0 g/L、8.0 g/L、10.0 g/L时的色光变化,结果见表2。从表2可以看出,高耐碱分散染料三原色在片碱用量1-10 g/L范围内色光稳定,能够满足印染厂碱性一浴法加工的需要,特别适用于涤纶超细纤维开纤、碱减量工艺。

 

 

一浴法新工艺与传统工艺对比

经过大量的生产实践证明:高耐碱分散染料在涤纶超细纤维染色上,开纤、染色一浴法完全可行,并且产品质量稳定、重现性好、生产效率明显提高,生产成本大幅降低,是值得推崇的一种新工艺。现以1000 kg/缸为例加以对比,说明该工艺的优势所在,见表3。

 

由表3可知,新工艺染色成本比传统工艺节约688元/t布(未包括减少的污水处理费用),约占40.4%;节水约42.9%,节电约50%,节约蒸汽40%;染色时间节省50%,生产效率提高1倍。另外,减少污水排放,降低污水处理费用,经济效益非常明显。

 

生产成本下降

高耐碱分散染料染色一浴法工艺的.出现彻底改变了传统的两浴法染色。经过大生产证明:采用高耐碱分散染料的同时用耐碱耐高温分散剂进行涤纶染色完全可行,生产总成本降低30%~40%,生产效率提高。符合当前国家提倡的环境保护、节能减排的大趋势,受到印染企业的欢迎,经济效益和社会效益也非常明显,具有广阔的发展空间。

参考文献:[1] 郭福林,郭明.海岛型超细纤维织物碱减量、开纤/染涤一浴法工艺[C]//第七届广东纺织助剂行业年会论文集.2015.

[2] 王超.涤锦超细纤维毛巾布功能性整理染整生产实践[C]//誉辉第十一届全国印染行业新材料、新技术、新工艺、新产品技术交流会论文集.2012.

[3] 康宏伟,郭福林.纯涤不倒绒碱减量染色一浴法工艺的应用[J].染整技术,2014(11):29-30.

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