【摘要】活性染料湿短蒸工艺简便、高效、节能、固着率高,并具有充分渗透、色泽均匀鲜艳、对环境友好等优点。现主要介绍了湿短蒸工艺的发展历史,特点,并对工艺进行了分析,最后介绍了目前常见的几种湿短蒸工艺流程。
【关键词】活性染料;湿短蒸;工艺分析;流程
中图分类号:TS193.5文献标识码:B文章编号:2095-0101(2012)02-0006-02
棉、粘胶等纤维素纤维是目前使用最广泛的纺织材料之一,它们主要采用活性染料染色,而活性染料的轧染法染色是目前一种重要的连续染色方法。常规连续轧染工艺是:轧、烘、轧、蒸、洗。在普通的连续轧染车上,使用还原蒸箱和皂洗后平洗机组完成活性染料染色全过程,这使得生产中消耗了大量的热量,而且在烘干过程中容易产生泳移导致染色不匀。尤其是两步法工艺流程,即轧染液—烘—轧碱剂—蒸工艺,存在生产工艺流程长、用汽量大、能耗多、固色率较差和用盐量大等问题[1]。
另外,上述两种染色方法若需三原色混配中间色(如咖啡色、灰色和绿色等),在色光和头尾色差的控制上都有一定的难度[2]。采用高效湿短蒸工艺加工纤维素纤维可以解决普通轧蒸工艺的不足,顺应了目前倡导的低碳生活的号召,并且符合了国家对淘汰落后产能的要求。
1·湿短蒸工艺介绍
1980年Hoechst公司与Bruckner公司联合研制了Eco Steam工艺;1995年Zeneca公司与Monforts公司研制了联合开发了湿短蒸染色机和与此相关的湿短蒸工艺(即Econtrol工艺);1998年BASF公司与Babcock公司研发了Babco-Therm烘干机,完成了Eco-Flash新工艺[3]。以上这些工艺都是活性染料短流程湿蒸连续轧染染色新工艺,被称为活性染料湿短蒸连续轧染工艺,它是应用过热蒸汽或蒸汽与热空气混合汽体来固色。它将织物经浸轧染液后不经干燥,在带有温湿度监控装置的反应箱内湿态汽蒸固色。该工艺简便、高效、节能、固着率高,并具有充分渗透、色泽均匀鲜艳、对环境友好等优点[4]。一般地说,用于湿短蒸连续轧染工艺的活性染料要求与冷轧堆工艺的要求相似,因此适用于冷轧堆染色工艺的活性染料都能用于湿短蒸连续轧染工艺。湿短蒸连续轧染工艺中的汽蒸是在100℃以上的载体中进行,载体也都含有一定湿度,有的是过热蒸汽,有的是热空气与蒸汽的混合汽体。为此,汽蒸固色速度快,固色率高,染料不易泳移,碱剂用量低,或可应用污染少的弱碱性碱剂,一般可不用尿素,而且重现性、匀染性和透染性好。由于不经过烘干,湿织物直接汽蒸(焙蒸),节能明显[5]。
2·湿短蒸的工艺分析
2.1织物的含湿率控制
在活性染料轧染过程中,为保证织物的上染率及便于加工,一般活性染料染棉时的带液率为60%~70%。活性染料最佳汽蒸固色温度为100℃,干织物在进行汽蒸较难达到,或保持时间较短,而且还由于吸湿快和吸湿多,织物容易出现过热、过热时间较长,这既不利于活性染料溶解和吸附扩散,反而又由于温度高,未扩散进纤维内部的活性染料,在织物上快速水解。染料水解后,即使进入到纤维内部,也不能固着在纤维上。有关实验证明,棉织物在含湿率为30%左右时最高,因此,浸轧后的织物,汽蒸时必须尽快将织物含水率降到临界水平以下,棉织物含湿率应降到30%左右以下。
2.2加热介质
织物汽蒸时,加热介质有热空气、过热蒸汽和蒸汽与热空气混合蒸汽三种。要使湿织物汽蒸固色,必须使织物快速干燥,特别是使其中的自由水快速蒸发掉,即织物上的含水率应尽快从60%~70%降到30%或更低,因此一般选用过热蒸汽或蒸汽与热空气混合蒸汽进行汽蒸。过热蒸汽不含空气,织物处理时不易泛黄损伤,所以固色温度可高达180℃,热空气和蒸汽的比例不同,最高温度就不同,蒸汽含量愈高,织物升温速度愈快,固色速度也愈快,但染料水解的可能性也愈大,固色率下降,和过热蒸汽相比,它固色处理时间较长。通常汽蒸温度为120~130℃。湿短蒸处理活性染料固色率的高低,同时受温度和湿度的影响,而温度和湿度又是相关的,因此要求有精确控制温度和湿度的系统。
2.3处理温度及时间
在过热蒸汽中固色,通常在180℃,固色时间在20~75s;在热空气和蒸汽混合气体介质中固色,一般在120~130℃,固色时间2~3min。
2.4染液pH值
染液的pH值对活性染料的直接性和水解速度有较大影响,染液的pH值越大,直接性越低,染料水解速度也较大,尤其是pH值大于10.5后,直接性急剧下降,因此要严格控制染液的pH值。
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