节能减排实用染色工艺新技术进展

（１）加强湿短蒸染色基础理论研究，包括不同纤维织物在不同湿短蒸设备中的升温，吸湿
和溶胀性能研究： （２）开发新型湿短蒸加工设备，使温度和湿度更加精确有效控制： （３）研究新的染色工艺，特别是低碱或中性固色工艺和受控染色工艺，低碱或中性固色可 提高固色率，受控染色效率高。开发专用的助剂，进一步提高固色率，节约染料，减少污水。 （４）研制和筛选染料，生产系列配套染料，并测定它们在湿短蒸条件下的性能，提高配伍 性。 （５）扩大湿短蒸设备的应用范围，不仅用于活性染料染色，也可用于其它染料和多种染料 一浴一步染色，特别是用于一些新纤维、多组份纤维纺织品的染色，甚至在前处理、印花和 整理加工中应用的可能性。 湿短蒸染色，在当前大力发展清洁生产、生态加工的形势下，发展这种染色更加具有现 实意义。 ２．３涂料染色工艺新进展 纵观国际发达国家的实践经验，涂料染色新工艺、新技术是一项能从根本上和源头上建立 良好生态学环境的创新技术：同时又能全面兼顾清洁生产、确保能源和原材料节约、提高产品 质量和性能，又能产生非凡风格的染色方式。 ２．３．１涂料染色轧染新工艺 涂料染色几乎没污水排放染色不用汽蒸是一个很好的节能减排案例。 涂料染色新技术是织物通过变性技术使原纤维在染色状态呈现带阳电荷性，选用阴离子 化的涂料在一定条件下实现涂料在纤维上的定位吸附，纤维呈正电荷的阳离子基团对呈阴离
一４６０—
“佶茏杯”２０ｌｏ年江苏印染学术年会论文集
洗来除浮色。这样繁琐的后水洗处理要消耗大量的水，能源和数量可观的化学品对环境造成 污染。据统计，每染一吨涤纶织物，用于染色的水为１０－２０吨；用于染色后水洗用水约８０－１２０ 吨，总耗水量在９０－１４０吨之间。也就是说，在消耗这么多的清水的同时又排出了这么多的严 重污染的废水，水洗中加热的能耗约相当于４３０ｋｇ标准煤。以上指的是普通涤纶纤维，如果 是染超细纤维织物，污染会更严重，因为超细纤维的比表面积很大，染色时助剂在纤维表面 的吸附、增溶作用使堆积在纤维表面的浮色的量要大的多。 微胶囊分散染料染色技术，是基于微胶囊的缓释和隔离性能，以及分散染料的微小溶解 度，在１３０℃时，水的表面张力很低，易于水渗透到微胶囊内，将其中的染料溶解，在扩散 推动力的作用下，溶解的染料分子可以穿过胶囊壁向外扩散进入染浴，单分子的染料会在涤 纶纤维表面吸附并向纤维内部扩散，完成染色过程。由于分散染料的溶解度很小，染料从微 胶囊向染浴中扩散速度缓慢释放，染浴中染料浓度极低，从而保证了良好的匀染性。染浴中 只需加入少量醋酸用于调节ＰＨ值外不需要再加任何助剂。分散染料是高吸净的染料，因此染 色结束后排出的染色污水中只有少量的残留染料、微胶囊壳和其他悬浮杂物，冷却后染料析 出，经简单过滤后成无色水再利用于织物前处理。就染色而言实现了染色污水零排放，染色 后的微胶囊壳约占织物重的２％左右，呈粒径十微米的粉状，可以混入燃料中燃烧或填埋处理。 目前分散染料微胶囊已进入批量生产，分散染料微胶囊染色新技术已开始了产业化生产应用。 微胶囊染色新技术的优点：实现分散染料对涤纶疏水性纤维的无污染染色，节约水资源 和可观的化学品；产品的色牢度比常规染色法提高ｏ．５－Ｉ级。这主要是常规染色中加入大量 的化学品如助溶剂、分散剂、匀染剂等不仅本身污染环境；还会携带着染料使污水中残留更 多的分散染料；沾附在纤维表面，造成染色织物的色牢度下降。 １．２活性染料无盐轧蒸连续染色新工艺 山西彩佳印染有限公司率先推出活性染料无盐轧蒸连续染色工艺其流程与湿短蒸连续轧 染工艺基本一致，比湿短蒸少一道红外预烘。常规连续染色工艺是：轧、烘、轧、蒸、洗： 无盐染色工艺简化为三步工艺既轧、蒸、洗。在普通的连续轧染车上，使用后半部分还原蒸 箱和皂洗后平洗机组完成活性染料染色全过程。与常规轧烘轧蒸工艺相比可综合节能 ３０％。５０％，织物染透性好并防止了染料泳移，而且染色时不需用盐，减少了染色化学品用量 ９０％，从根本上消除了印染污水中的盐难以去除的难题，另外浮色不易回沾，改善了染色布的 洗涤性，减少排放污水３０％以上，提高了染色牢度，使废水色度下降和用水量减少，有利于 降低排放废水负荷，由于这种染色工艺中活性染料固着在７０’９０秒内完全，因此可以使用反
无盐轧蒸工艺的特点：短流程 ２、染色工艺和染色设备的改进与创新，对节能减排有现实意义。 ２．１冷轧堆染色 ２．１．１织物冷轧堆染色
一４６ｌ一
冷轧堆染色是织物在室温下浸轧染料和碱剂混合染液（通过比例泵分别将染液和碱剂同 时打入浸轧槽），利用轧辊挤压使染液吸附在织物表面，然后打卷，在低温下堆置一定时间， 完成吸附、扩散、固着，最后水洗清除浮色。该工艺具有流程短、设备简单、能耗低、固着
冷堆染色特点：
（１）冷染自身清洁容易，换色简便比连续染色工艺节省换品种的清洁时间。故生产效率
非常高。 （２）上染、固色都在室温下完成，由于冷染固色率高，水解染料少，清洗容易，相比需 中间烘燥汽蒸的轧染，大大节约了水、汽能源，缓解了污水脱色压力。
（３）冷染设备简单，投资少，占地面积小，打卷后堆放场地，可根据车间情况灵活安排。
商品分散染料中会含有近一半的是助剂，在实际染色过程中还要另外加入分散均染剂等，
这些助剂会造成污染是不言而喻的，而助剂（表面活性剂）增溶作用会使一部分分散染料滞 留于染浴中，导致色度污染和更多的ＣＯＤ值、ＢＯＤ值负荷：助剂在纤维表面的吸附和增溶作 用，会造成染料吸附堆积在纤维表面而形成浮色，为了充分去除这些浮色赋予染色织物良好 的色牢度，传统的方式是采取后水洗的方法其中浅中色用高温皂法，中深色用还—烘干一涂料染色——预烘——焙烘
・－——４６３・－—－
涂料染色轧染新技术的特点：（１）在特定的变性涂料染色的专用设备上实现变性、染色、 固色的一次性连续生产。（２）染色过程可以认为“零排污”或排放极少。（３）中、浅色可以
一４６２—
“佶龙杯’’２０ｌｏ年江苏印染学术年会论文集
公司和Ｍｏｎｆｏｒｔｓ公司共同开发的Ｅ－ｃｏｎｔｒｏｌ染色工艺基本相同，它们与我国开发的湿短蒸轧
染工艺相比虽稍有区别（我国增加了红外线加热装置和高温加热装置），但原理相同，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 合气体。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。 湿短蒸工艺的特点： 湿短蒸工艺是以实验室的经验值发展起来的，因此有很多方面值得深入研究，主要包括 以下几方面：
子性的涂料进行非物理吸附，由于变性过程中阳离子活性基团与纤维形成共价键结合，包括
通过库仑力与纤维素结合，因此被吸附在纤维上的涂料具有较高的色牢度、染色提升率和较
高的Ｋ／Ｓ值，实现了涂料颗粒的定位吸附使涂料染色能达到均匀、较多、较快吸附于纤维，
完成涂料在纤维上类似于染料染色的上染过程。它比传统的涂料染色有优良的匀染性，较好 的色牢度，上色率好，染深性高，手感好。
的滞后，使得印染行业一直传承着传统染色机理和工艺，这又给生态环境带来许多负面的影
响，它同时又是一个自然生态环境的破坏者。随着人们对环境保护重要性的认识，节能减排 成为国家宏观调控的持久战略目标，印染行业也是重点治理对象，印染行业的节能减排将掌 控着企业的命运。 长期以来从事印染相关行业的专家学者和工程技术人员经过不懈的努力，从设备染化料 助剂和染色工艺的创新等多方位对节能减排进行持续改进，已取得了一些进展。有些技术已 开始了应用。 我们来分析一下可以从哪些方面入手在现有的条件下使染色的节能减排得到改善，先来 了解一下传统的染色方式：染色是以水为介质染料分子溶解或分散在水中成为染液，加上一
少需１２０吨水，每吨纱用电１２００度左右，蒸汽８吨左右，染色时有３０－５０％左右的染料和助剂
不能有效利用。常州君虹染整有限公司联合东华大学进行了“纯棉纱线冷轧堆染色技术与装 备”的研究，突破了传统的筒子纱、绞纱间歇式浸染方式，是对纱线染色的一次革新。其技
术要点是通过纱线染前处理、纱线成球工序、漂白浸轧冷堆工序、染色轧冷堆工序、皂洗烘
【关键词】
节能减排；染色；新技术
人们生活中离不开衣食住行，而衣排在首位，是生活必不可少的生活用品，可见穿衣在 人文社会中占据着多么重要的份量。而印染行业是整个大纺织中的一个中间过程，最终产品 如服饰、家纺、装饰、防护用品等多彩多姿中的多彩就有印染行业来承担，因此起到了画龙 点睛的作用，是美化人们生活的美化师。但在生产过程中由于上游的染化料助剂和生产设备
率高、透染性好，不存在染料泳移、洗涤方便、污水排放少等特点，它与轧—烘一轧一蒸工 艺相比可节省能量４０￥左右，固着率要高约１５－２５％。不过该工艺要求活性染料具有好的耐碱 性（在浓碱和低温条件下不析出）和低的直接性，但国产的双活性染料大多是乙烯砜型结构 的一般也能用，国内染料厂有生产专用于冷染的染料。此工艺适用于纤维素纤维织物的染色， 其中灯芯绒冷染布面色彩丰满是其他染色方法不能比。染同样的染色品种和色种时，冷染工 艺的色布要比连续轧染色布的光照牢度要高。
应性中等的活性染料，为了减少染料的水解，染料必须有很好的耐碱性和较大的溶解度，另
外染料的直接性要适当，不能太高，此工艺要求采用该公司研制的专用固色碱剂ＣＪ—Ｒ。
无盐轧蒸工艺的工艺流程：浸轧染液和专用固色碱剂的混合液——汽蒸（１００－１０２℃，
１．５ｍｉｎ）——冷洗——熟洗一皂洗——热洗——泠洗——烘干。
些促染、匀染、助溶、分散等各种助剂组成染色工作液。当纤维或织物浸入染色工作液中，
染料分子向纤维表面扩散并吸附到纤维表面并向纤维内部渗透，在一定的染色条件下如温度； ＰＨ值；时间或氧化还原等完成染料分子与纤维之间的化学结合。并用大量的水洗，去除沾附 的浮色。如小浴色减少用水量和加热用能源：缩短染色工艺流程达到一定的节水节能减排的 效果；提高一次性染色成功率，有利于减少能源的浪费、污染增加和提高效益。 １、染色工艺方式的创新，对节能减排有长远意义 １．１微胶囊分散染料的无助剂免水洗染色技术