近年来我国印染工业发展很快,产能增加,品种繁多,质量提高。据中国纺织行业协会统计中心的统计数据,2008年1— 11月规模以上企业印染布产量达到448.28亿m,同比增长4.13%,其中染色布在整个印染布的产量中占60%以上,一般售价 也比漂白布和印花布高。出口纯棉染色布每米平均单价比纯棉印花布高0.52美元,出口棉混纺染色布每米平均单价比棉混纺 印花布高0.63美元。然而产品的质量要求也高,如在服装裁剪中要求染色布色差不能超过半级,甚至要求不能有丝毫色差。 此外,当今各种新型合成纤维和再生纤维的混纺、交织、交并品种繁多,也向染色工序提出新的工艺技术要求,大大增加了生 产难度。
在染色工业快速发展的同时,资源和环境压力也日益突出,主要表现在水耗和能耗大、废水排量高。染色废水中含有染 料、助剂、酸、碱、无机盐等,由于有机污染物含量高、色度深、酸(碱)性强、水质变化大等问题,很难处理。因此,在确保染色质量的前提下,要大力推广节能减排的新型染色工艺及设备。
节能减排型染色工艺是采用新型清洁染色工艺或对传统染色工艺进行技术改造,从而达到节约水、电、汽、化学品以及减少对环境污染的目的。近年来备受关注的工艺有活性染料冷轧堆染色、活性染料湿短蒸染色、分散染料微胶囊染色、涂料染色、天然色素染色、超临界二氧化碳染色等等。
1.活性染料冷轧堆染色
冷轧堆染色工艺具有节能、高固色率、污水排放量少等特点。据报道,欧洲有1/3的活性染料染色是采用冷轧堆染色工艺加工。近年我国能源成本增加以及染料品质改进、新品种面市,印染厂采用冷轧堆染色工艺技术也越来越多。 不过冷轧堆工艺技术要求使用者具有一定的管理和技术水平。其主要特点是:
(1)染液中同时有一定比例的染料和碱 剂,在室温条件下经过长时间的堆置,使染料在布面上吸附、扩散和固着3个阶段同时缓慢进行,可以提高染料固色 率达90%以上,节约染料约10%~20%;(2)与连续染色 的轧、烘、轧、蒸工艺技术相比,可节省水、电、汽等资源在20%左右;(3)染液中电解质用量少,染料利用率高,环境 污染少;(4)由于作用时间长,染料对织物的渗透优良,可大 大改善染色织物纤维的“环染”现象,特别是灯芯绒织物可以改善露底现象;(5)冷轧堆染色工艺技术适应面广,可广 泛适用于各种厚、薄型织物,也可用于毛巾或针织物等的染色。很多印染厂应用活性染料冷轧堆染色工艺技术已取得了很好的经验。
冷轧堆染色法有长时间堆放法(一浴轧堆法)和短时 间堆放法(简称KKV法)两类,以短时间堆放法应用最广。 具体做法是将染液与碱剂分别配置,浸轧时染液与碱剂按 比例在料缸内混匀后注入轧槽进行轧染;也可将染液与碱剂 以计量泵按比例注入轧槽进行轧染。这种方法既保证了染 液的稳定性,又有适量的碱剂进行固着,因此堆置2~3 h 即能达到固着牢度,而延长堆置时间只会加大渗透度,不会 影响色光。为使渗透、牢度和染料利用率都高,故大多采用 堆置12~24 h。
一般工艺流程为坯布退煮漂→浸轧染液→打卷堆置→水洗皂煮→水洗烘干。该工艺中的碱剂可使用硅酸钠 (50 mL/L)+38°Bé烧碱(20~35 mL/L)或38°Bé烧碱 (10~20 mL/L)+盐(38 g/L),温度为20~25℃。 在冷轧堆染色工艺中,目前接头印是影响产品质量的 主要疵点,因此要使用二线或三线包缝机接头。染液一定用 软水,洗水也最好用软水,因为硅酸钠与硬水中的钙镁离子 反应形成不溶物,易造成手感不良及浮色沾污。若水质不好 可使用助剂进行软化。
2.活性染料湿短蒸染色和无盐轧蒸连续染色
活性染料湿蒸短流程轧染工艺源于20世纪80年代初 由德国Hoechs(t赫斯特)公司和Brueckner(布鲁克纳)公司 联合研制的Eco–Steam工艺(经济汽蒸法),但那时还没有 推出生产样机。直到1995年德国Monforts(门富士)公司和Zeneca(捷利康)公司联合开发了Econtrol染色工艺和湿蒸 染色机。
短流程湿蒸轧染(简称湿短蒸)工艺技术是指织物经 浸轧染液后不经烘干,直接进行湿态汽蒸。由于没有烘干, 染料不会发生泳移,故染色织物色泽均匀。传统活性染料连 续轧染工艺采用“轧–烘–焙”法或“轧–烘–轧–蒸”法 完成染料“吸附–扩散–固着”过程,加工流程长、染料易 泳移、固色率低等缺点。与之相比,湿短蒸工艺具有许多突 出的优点,如表1所示。
表1湿短蒸轧染工艺与传统轧染工艺比较