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涂層機(jī)、定型機(jī)、地毯機(jī)專業(yè)生成廠家無(wú)錫前洲興華機(jī)械2022年12月29日訊  采用液體分散染料對(duì)滌綸進(jìn)行染色，優(yōu)化了染色工藝，并考察了不同水洗工序?qū)θ旧椢锷味鹊挠绊憽＝Y(jié)果表明，液體分散染料藍(lán)79在添加適量勻染劑、弱酸條件下，130℃保溫染色10～40 min，可獲得較好的染色性能。與粉狀分散染料染色相比，液體分散染料的染色保溫時(shí)間短；染色后的染色殘液COD值低；即使染深色織物（染料質(zhì)量分?jǐn)?shù)5.0%），也可以不經(jīng)還原清洗，其染色織物耐摩擦色牢度達(dá)4～5級(jí)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目的。

作者：袁秋曉 姜建堂

前  言

滌綸纖維目前已成為發(fā)展速度最快、產(chǎn)量最高的合成纖維，被廣泛應(yīng)用于紡織服裝面料。分散染料是滌綸織物染色加工中最重要的染料。分散染料按照劑型可以分為固體（粉狀、顆粒狀）染料和液體染料，市售分散染料大都呈粉狀。傳統(tǒng)的商品粉狀分散染料在染色應(yīng)用時(shí)，由于染料中存在大量的分散劑，染色時(shí)染浴中大量分散劑吸附在滌綸纖維表面而增溶染料形成浮色，需要經(jīng)過還原清洗等的多道水洗來去除浮色，以提高色牢度。水洗后排出大量色度高、含有氫氧化鈉和保險(xiǎn)粉的印染廢水，導(dǎo)致水洗廢水的COD值顯著上升，增加了后續(xù)水處理負(fù)擔(dān)。

采用染料上染率高、染化料使用量低和水洗少的染色工藝是減少?gòu)U水污染源和污染物排放，達(dá)到清潔生產(chǎn)的有效途徑之一。隨著優(yōu)質(zhì)分散劑的合成和精細(xì)化納米研磨技術(shù)的提高，液體分散染料制備及在印染中的應(yīng)用已成為研究熱點(diǎn)。液體分散染料在制備過程中無(wú)需噴霧干燥，從染料制備過程實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。減少分散劑使用量，可以減少分散染料使用（染色和印花）時(shí)分散劑對(duì)染料上染率的不良影響。液體分散染料在滌綸免水洗印花和連續(xù)軋染免還原清洗工藝中得到了較好的應(yīng)用。酈少奇等人自制氟硅改性聚丙烯酸酯乳液并應(yīng)用于液體分散染料免水洗印花，耐濕摩擦色牢度達(dá)到3～4級(jí)。夏冬采用液體分散染料，組合自制勻染劑對(duì)滌綸厚重絨類織物進(jìn)行連續(xù)軋染染色，無(wú)需還原清洗，染色深度、色牢度均達(dá)到要求。張德舜等人采用自制的液體分散藍(lán)291對(duì)薄型滌綸織物進(jìn)行連續(xù)軋染，對(duì)比粉狀分散染料，其染色織物獲得較高K/S值、良好的勻染性和優(yōu)良的耐摩擦色牢度，且熱水洗后水洗殘液色度較低。羅永平等人采用自制液體分散黑MP和防水劑對(duì)薄型滌綸織物進(jìn)行防水與染色一步法加工，其耐摩擦色牢度達(dá)5級(jí)，熱水洗殘液色度僅為粉狀分散黑ECT的117～l/8，是一種短流程低能耗的印染加工工藝。

考慮到分散染料高溫高壓染色是目前滌綸織物主流染色方式，本試驗(yàn)采用液體分散染料藍(lán)79對(duì)滌綸織物進(jìn)行浸染染色，考察液體分散染料對(duì)滌綸織物的高溫高壓染色適應(yīng)性和特性，研究勻染劑質(zhì)量濃度、pH、 染色溫度和染色保溫時(shí)間對(duì)上染率、勻染性的影響，考察了染色殘液COD值。試驗(yàn)還設(shè)計(jì)了三種水洗方式， 測(cè)定不同方式水洗后染色織物的KIS值和色牢度，并與粉狀分散藍(lán)79進(jìn)行比較。

01

試驗(yàn)部分

1.1織物、試劑及儀器

織物滌綸針織物(156 g/m²)
試劑液體分散藍(lán)79(自制),粉狀分散藍(lán)79(工業(yè)級(jí),浙江龍盛染料化工有限公司),勻染劑MP(工業(yè)級(jí)，諸暨市悅洲新型材料有限公司),氫氧化鈉、乙酸,N,N-二甲基甲酰胺(DMF)(分析純,杭州高晶精細(xì)化工有限公司),連二亞硫酸鈉(分析純,無(wú)錫市展望化工試劑有限公司)

儀器DYE-24型可調(diào)向式打色機(jī)(上海千力自動(dòng)化設(shè)備有限公司),SHY-2A型數(shù)顯水浴恒溫振蕩器(常州普天儀器制造有限公司),LH-25型智能多參數(shù)消解儀、5B-1F型COD快速測(cè)定儀(北京連華永興科技發(fā)展有限公司), Lambda 35型紫外可見分光光度計(jì)(美國(guó)珀金埃爾默公司),60O型測(cè)色配色儀(美國(guó)Datacolor公司),Model670摩擦色牢度儀(英國(guó)James H & Hea'公w)

1.2試驗(yàn)方法

1.2.1間歇式浸染高溫染色工藝

工藝流程：配制染液（2.0%液體分散染料，適量勻染劑MP和醋酸，浴比1：20，起始溫度40℃）→升溫（以2℃/min升至130℃）→130屯保溫染色→降溫（以3℃/min降至80℃）

1.2.2水洗工序

(1)水洗工藝1:還原清洗(2 g/L NaOH ,2 g/LNagS.O:)→熱水洗(80 ℃,15 min)→冷水洗
(2)水洗工藝2:熱水洗(80 ℃ , 15 min)→熱水洗(80 ℃,15 min)→冷水洗
(3)水洗工藝3:熱水洗(80 ℃,15 min)→冷水洗

以上水洗工藝中，浴比均為1:20。

1.3測(cè)試方法

(1)染色不勻度

在600型測(cè)色配色儀上測(cè)試其在最大吸收波長(zhǎng)下的K/S值，測(cè)試條件為D65光源，1O。視角，布樣折疊4層，測(cè)10次，取平均值，并按計(jì)算染色布樣的不勻度Ueo Ue以越小，表明織物勻染性越好。

(2)上染率

在Lambda 35型紫外可見分光光度計(jì)上測(cè)試染色殘液的吸光度，并按式(1)計(jì)算上染率：

式中：D1為分散染料染色tmin后的上染率；Ao為染色母液在最大吸收波長(zhǎng)下的吸光度；A1為染色tmin后殘液在最大吸收波長(zhǎng)下的吸光度。

(3)耐摩擦色牢度

根據(jù)CB/T 3920-2008《紡織品色牢度試驗(yàn)?zāi)湍Σ辽味取窚y(cè)試。

(4)COD值

根據(jù)HJ 828-2017<水質(zhì)化學(xué)需氧量的測(cè)定重鉻酸鹽法》測(cè)定染色殘液的COD值。

02

結(jié)果與討論

2.1液體分散染料的染色工藝優(yōu)化

2.1.1勻染刺MP質(zhì)量濃度

分散染料快速上染滌綸主要發(fā)生在110～130℃溫度段，因此，試驗(yàn)測(cè)定了不同質(zhì)量濃度勻染劑MP在染色40～50 min內(nèi)（此階段染色溫度為120～130℃）的上染率和K/S值，結(jié)果見圖1和表l。

表1勻染劑MP質(zhì)量濃度對(duì)染色織物KIS值和Ue的影響

從表1可以看出，勻染劑的加入對(duì))K/S值影響不大，當(dāng)勻染劑質(zhì)量濃度為2.0 g/L時(shí)，染色織物的K/S值才稍有降低。未添加勻染劑的染色織物，染色不勻度較高，為2.71；當(dāng)勻染劑MP質(zhì)量濃度為0.5 g/L時(shí)，染色不勻度為1.59；進(jìn)一步增大勻染劑用量，染色不勻度變化不大。

圖1勻染劑MP質(zhì)量濃度對(duì)液體分散染料上染率的影響

從圖1可以看出，在染色時(shí)間40～50 min內(nèi)（染色溫度在120～130℃階段）.未加勻染劑的上染率增加了70.51%：當(dāng)勻染劑MP質(zhì)量濃度分別為0.5、1.0、1.5和2.0 g/L時(shí)，其上染率分別增加了63.45%、54.72%、 50.93%和47.66%，說明加入勻染劑可以降低染料在此階段的上染速率，有助于染色均勻性。

上述結(jié)果說明添加勻染劑可以減緩上染速率，以達(dá)到勻染的效果，但過多的勻染劑會(huì)降低上染率和染色織物K/S值。

2.1.2 pH

采用醋酸調(diào)節(jié)染液pH，研究pH對(duì)滌綸染色織物躺值的影響，結(jié)果見圖2。

圖2 pH對(duì)滌綸染色織物K/S值的影響

從圖2可以看出，隨著pH的升高，染色滌綸織物的K/S值先增大后減小。當(dāng)pH為5～6時(shí)，K/S值較高；當(dāng)pH≥7，染色滌綸織物的K/S值降低，說明弱酸性染浴有利于染料的上染，這可能是因?yàn)槿跛嵝杂欣诜稚⑷玖先芙?，從而有利于上染滌綸纖維。

2.1.3染色溫度

染色溫度對(duì)染色滌綸織物K/S值的影響見圖3。

圖3染色溫度對(duì)染色滌綸織物K/S值的影響

從圖3可以看出，隨著染色溫度的升高，染色滌綸織物的K/S值增加，在130℃時(shí)，達(dá)得最大值，說明高溫染色有利于滌綸染色織物K/S值的提高。這是因?yàn)殡S著染色溫度的升高，染料溶解性增加，加速了染料在滌綸上的擴(kuò)散和吸附。同時(shí)，染色溫度遠(yuǎn)離滌綸纖維玻璃化溫度，無(wú)定形區(qū)滌綸纖維分子的運(yùn)動(dòng)增加，產(chǎn)生的瞬時(shí)空隙也變大，加速了染料在聚酯上的擴(kuò)散和吸附。綜上所述，液體分散染料藍(lán)79適宜的染色溫度為130℃。

2.1.4染色保溫時(shí)間

在實(shí)際生產(chǎn)中，染料用量越低其達(dá)到染色平衡所需時(shí)間越短。試驗(yàn)探究了不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)下液體分散染料的染色保溫時(shí)間對(duì)染色性能的影響，結(jié)果見圖4。

圖4染色保溫時(shí)間對(duì)液體分散染料染色性能的影響

由圖4可以看出，隨著染色保溫時(shí)間的延長(zhǎng)，上染率與染色K/S值逐漸增加，染色不勻度逐漸減少，但是不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的液體分散染料，需要不同的染色保溫時(shí)間來實(shí)現(xiàn)比較理想的上染。當(dāng)染料質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5% 時(shí)，最佳染色保溫時(shí)間為10 min；當(dāng)染料質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.0%時(shí)，最佳染色保溫時(shí)間為20 min；當(dāng)染料質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5.0%時(shí)，最佳染色保溫時(shí)間為40 min。相較傳統(tǒng)粉狀分散染料染色保溫時(shí)間( 30～60 min)，使用液體分散染料不僅提高了生產(chǎn)效率，也減少了生產(chǎn)所需的能耗。

2.1.5水洗工藝

采用1.2.2節(jié)三種水洗工藝對(duì)染色滌綸織物分別進(jìn)行水洗，并測(cè)試不同水洗工序后染色滌綸織物的K/S值和色牢度，并與傳統(tǒng)粉狀分散染料染色滌綸織物進(jìn)行比較，結(jié)果見表2。

表2不同分散染料染色滌綸織物水洗后的耐摩擦色牢度

從表2可以看出，水洗工序1對(duì)染色滌綸樣品K/S值的影響比水洗工序(2)和(3)略大，這是因?yàn)槿旧椢锝?jīng)過水洗工序1中還原清洗和80℃高溫水洗后，去除了部分浮色，染料發(fā)生重結(jié)晶，相對(duì)其他水洗工藝更徹底，并改善了染色織物的色光，提高了K/S值。從表2還可以看出，當(dāng)染料質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5%時(shí)，無(wú)論采用何種水洗工序，兩種分散染料染色后滌綸織物的耐干／濕摩擦色牢度均為5級(jí)，這是因?yàn)槿玖嫌昧啃?，染色織物表面的浮色少，因而水洗工藝?duì)其染色牢度影響小。隨著液體分散染料用量的增加，經(jīng)水洗工序(2)、(3)處理的織物耐摩擦色牢度較水洗工序(1)處理織物略低，可滿足服用要求，說明使用液體分散染料染色可以實(shí)現(xiàn)免還原清洗。

2.2染色殘液對(duì)比

分別收集了染料質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5%、2.0%、5.O%的染色殘液，其顏色和COD值見罔5和表3。

圖5不同染料質(zhì)量分?jǐn)?shù)的染色殘液

從圖5可以看出，液體分散染料染色后的殘液色度低，透過率高。

表3液體分散染料和粉狀分散染料染色殘液的COD值

由表3可知，隨著染料用量的增加，液體和粉狀分散染料的染色殘液COD值均呈現(xiàn)明顯增加的趨勢(shì)。相同的染料用量下，粉狀分散染料染色殘液COD值均比液體分散染料染色殘液高，且超過2倍。這可能是因?yàn)樵谌玖现苽溥^程中，液體分散染料所添加的分散劑遠(yuǎn)少于粉狀分散染料。粉狀分散染料中大量的分散劑會(huì)增大殘液的COD值，另外，在染浴中大量分散劑的存在下，染料上染纖維的能力下降，也增高了染色殘液的COD值。因此，使用液體分散染料染色可以從源頭上降低染色殘液的COD值，減輕后續(xù)染色廢水處理的負(fù)擔(dān)。

03

結(jié)論

1、適量勻染劑的加入有利于提高勻染性，但加入過多會(huì)引起上染率和K/s值降低。

2、液體分散染料藍(lán)97在添加適量勻染劑、弱酸條件下，130 0C染色10～40 min，滌綸織物有較好的染色性能。其染色保溫時(shí)間可以根據(jù)染料用量進(jìn)行調(diào)整。相較傳統(tǒng)粉狀分散染料染色保溫時(shí)間( 30～60 min)，使用液體分散染料不僅提高了生產(chǎn)效率，也減少了生產(chǎn)所需的能耗。

3、與粉狀分散染料的染色殘液COD值相比，液體分散染的染色殘液COD值大大降低。

4、液體分散染料染色織物耐摩擦色牢度比粉狀分散染料的好，深色織物免還原清洗工序的耐摩擦色牢度可達(dá)4～5級(jí)，可實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目的。

參考文獻(xiàn)：省略

印染人整理自《印染》雜志（2022 No.1）

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