一、前言
染色工业的发展,在很大程度上依赖于多种助剂的大量使用。分散染料的染色尤其是如此,以至于其染料的名字部分与分散剂密不可分。一般的商品分散染料都含有50%~60% 的分散剂。染色时不可避免地还要追加更多的分散剂和其他的助剂,如匀染剂、渗透剂等等。由于传统的染色工艺导致浮色多,染色后的多道水洗,如还原净洗、皂洗、热水洗及冷水洗等不可避免,此时还要用到大量的净洗剂、还原剂、碱剂等。这些助剂在染色之后全部进入排水,造成严重的COD负荷。据统计,我们目前生产商品分散染料每年35~45万吨。这样加上染色时和染色后水洗时加入的各种助剂不下20万吨!同时,由于助剂有增溶染料的作用,又会给排水造成严重的色度污染!这是我们面临的一个严重的课题。研究和开发清洁的染色工艺,从根本上消除染色加工对环境的污染无疑是一种最佳的选择。有鉴于此,我们十多年来都在努力寻求不用助剂,不用水洗的染色技术。经过多年的研究探索,发现微胶囊技术可以替代染色助剂的种种功能,以水中不溶的微胶囊壳体的作用来达到均匀染色之目的,这就避免了大量助剂对水体的污染。并在此基础上进一步开发出免水洗工艺。
二、微胶囊分散染料无助剂、免水洗工艺的原理
这一工艺是基于如下的事实:微胶囊壁是一种稳定而坚固的半透膜;分散染料本身固有的非常低的水溶性;分散染料在水介质中有足够高的化学位和其在疏水性纤维中很低的化学位,和在水/纤维内部界面上吸附的染料分子在染色温度下向纤维内部转移的强大动力(由极性很强的界面环境向极性很弱的纤维内部转移的强有力的趋势)。
在这一染色体系中,起初只有介质水、纤维和含有纯染料的微胶囊。随后,水分子扩散进入微胶囊并溶解一部分染料,形成饱和的染料溶液,微胶囊内外染料浓度梯度促使胶囊内单分子染料向外扩散。此时染色系统的组成为纤维、染料分子和染料微胶囊。而高的化学位促使单分子染料向纤维表面吸附,形成单分子膜,在足够高的温度下,其
下面简述免水洗工艺的原理:把微胶囊分散染料置入一个旁路容器中,在那里与水充分混合,溶出其中一部分染料,通过循环泵把含有单分子染料的染液送入染缸,与纤维接触实施染色,同时把染缸中的水送入旁路容器中。如此不断地把微胶囊中的染料萃取出来送入染缸。待染色作用完成后,切断旁路,终止向染缸供应染料。继续染色数分子,这被称之为“饥饿染色”。此时染缸中仅有残液中的染料和纤维表面吸附的单分子层染料。由于化学位的作用,染液中的染料分子继续向纤维内部扩散并染着。直至染液中大部分染料分子都转移到纤维中,纤维表面仅剩极微量的吸附染料(浮色),此时无需水洗,直接烘干,便可达到优良的染色牢度(4~5级)。值得强调的是,在此染色过程中,纤维表面仅有不超过单分子层的吸附染料(浮色),而且在足够长的“饥饿染色”之后(10分钟左右),便可获得满意的色牢度。