滌綸家紡面料練漂染一浴法工藝研究

顧浩 謝孔良 楊俊 何永峰 宋玉蘭 方娟娟

摘要：通過對滌綸家紡面料在不同pH值的染浴中進行染色，測試染色織物的K/S值及色光的變化，篩選出了20多只耐堿性分散染料，并以其中 6 只染料為對象，測試了其耐強堿性、耐氧化性和前處理助劑共用在練漂染一浴法工藝下對染料染色性能的影響。研究表明：所測試的 6 只染料具有優異的耐強堿性和耐氧化性，且與前處理中各助劑共用對染色K/S值和色光無明顯影響，有著良好的色牢度。通過練漂染一浴法工藝與滌綸織物常規染色工藝比較，驗證了滌綸家紡面料練漂染一浴法工藝切實可行，節能效果顯著。

關鍵詞：滌綸面料；耐堿性分散染料；練漂染一浴法

中圖分類號：TS193.5 文獻標志碼：A

One-bath Scouring， Bleaching and Dyeing Process of Polyester Fabric for Home Textiles

Abstract： Dozens of disperse dyes were used to dye polyester fabric under different pH value， and then more than twenty alkali-resisting disperse dyes were picked up after testing on the change of K/S value and colored light of the dyed fabric. Six disperse dyes were further selected， and then their resistance to alkali and oxidation and stability to pretreatment auxiliaries were tested through one-bath scouring， bleaching and dyeing process. Research showed that： the dyeing effects of the six dyes on polyester fabric were ideal and not significantly affected by alkali， oxidation and the existence of pretreatment auxiliaries. Compared with ordinary dyeing process of polyester fabric， the one-bath process was highly cost-effective.

Key words： polyester fabric； alkali-resisting disperse dye； scouring， bleaching and dyeing in one bath

隨著高速紡絲技術的普及，化纖廠在滌綸紡絲生產過程中，為了提高產能和確保品質必須采用高速紡絲油劑給絲束上油，以在紡絲中起到增加平滑性，以減少絲束在生產過程中與絲道的摩擦，增加集束性，增強抗靜電性等作用，但紡絲油劑必須在滌綸面料印染加工時采用堿劑和表面活性劑進行去除。另外滌綸面料產品因風格需要往往進行適當的堿減量前處理。為了滿足后續的酸性條件染色，傳統工藝是在堿性除油、減量前處理后再進行去堿中和水洗工序。

因滌綸在聚合時產生含量不少于2%的低聚物，在高溫高壓染色溫度達110 ～ 130 ℃時即從纖維內部向外析出，且極易凝聚反沾于面料表面，由于溶解度不高，很容易結晶并沉積于纖維表面和染色機器機內壁或交換器上，時間長了則會形成焦結。其在酸性染色條件下很難去除，若染后產生出水不清問題，在后定形時，低聚物會在面料上形成不規則的白斑，染深顏色如黑色、藏青色等尤為明顯。染廠通常在做了幾缸染色布（特別是深色）后就需進行堿性高溫洗缸方式來予以清除，由此產生能源、助劑、效率、環保等方面的浪費和危害。另外，低聚物也往往以色點、色斑的狀態沾附于面料，幾乎無法去除，既使改染深色也難以遮掩住，從而形成疵品。

實驗發現，在高溫及pH值為10的堿性條件下，滌綸析出的低聚物大分子聚合物很容易水解為單體，而且冷卻后亦不結晶，便于去除。另外，堿性條件下還能有效地去除殘留的丙烯類漿料、蠟質、油劑，減少和防止織物擦傷。

因滌綸家紡坯布存放較長時間或處于陰濕狀況下，織物上會產生霉斑，這就需要加入一些氧化劑在高溫堿性浴中除這些霉斑。

以往滌綸家紡面料在經堿性前處理后，有時還要用酸進行中和，為后續酸性條件下進行染色提供保障。如果前處理后沒有進行充分水洗，纖維中會帶有殘堿，經酸性染色工藝后，極容易出現染色重現性差、色光不準的問題，需進行缸內加色補救，因而生產工藝流程長、各項能源消耗大、排污嚴重、生產效率低下。所以在節能減排、環保呼聲很高的今天必須進行技術變革。另外由于傳統酸性染色工藝生產成本高，部分客戶難以接受，從而在一定程度上影響到生產訂單的承接。

從節能減排和提高產品質量、提高生產效率的角度考慮，滌綸家紡面料分散染料堿性浴染色，尤其是能進行耐氧化劑、堿性練漂染一浴法工藝，不僅可以縮短工藝流程，節能減排，還可以解決紡絲油劑、漿料及低聚物所帶來的困擾，提高產品質量，必將是印染行業節能減排發展的重要方向，是滌綸家紡面料染整的重大變革。對此，浙江盛發紡織印染有限公司和東華大學化學化工與生物工程學院聯合組成攻關課題組，對滌綸家紡面料練漂染一浴法工藝進行了深入細致的研究與開發應用，創新堿性練漂染一浴法工藝取得了理想的效果。

1 實驗部分

1.1 實驗材料及儀器

織物：滌綸長絲磨毛斜紋織物，密度340根/10 cm×220根/10 cm，克重118 g/m2。

染料：公司現用的分散染料以及其他染料公司供樣。

儀器：Datacolor 600測色配色儀、Datacolor AUTOLABTF-120自動滴液機（美國Datacolo公司）、XW-HWR-30X12高溫高壓紅外線小樣染色機（宏旺染整設備廠）、R-3自

動定形烘干機、Model R-1自動烘箱（瑞比精密機械有限公司）等。

1.2 分散染料的篩選

對生產在用分散染料和市場上取回的部分耐堿性分散染料進行了篩選，現以常規 6 只分散染料為例，進行耐堿性、耐氧化性、耐溫性、拼混性等項目的測試分析。

1.2.1 分散染料的耐堿性試驗配方

1.3 測試方法

K/S值，L*、a*、b*值：采用Datacolor 600測色配色儀進行測定。

耐水洗牢度：按照GB/T 3921.1 — 1997《紡織品 色牢度試驗 耐洗色牢度》測定。

耐摩擦牢度：按照GB/T 3920 — 1997《紡織品 色牢度試驗 耐摩擦牢度》測定。

日曬牢度：按照GB/T 8426 — 1998《紡織品 色牢度試驗 耐光牢度 日光》測定。

斷裂強力：按照GB/T 3923.1 — 1997《紡織品 織物拉伸性能第 1 部分 條樣法》測定。

撕破強力：按照GB/T 3917.3 — 1997《紡織品 織物撕破性能第 3 部分 梯形撕破強力》測定。

2 結果與討論

2.1 染色效果測試

2.1.1 pH值對分散染料染色效果的影響

以相同單色濃度的單一品種分散染料在不同pH值的條件下染色性能進行對比試驗，結果見圖 1。

從圖 1 可看出，所選的 6 只分散染料在不同的pH值（5 ～ 12）條件下染色K/S值未發生明顯變化，說明 6 只分散染料對染浴的酸堿性沒有明顯的依賴。

2.1.2 NaOH濃度對分散染料染色效果的影響（圖 2）

由圖 2 可以發現 6 只分散染料在不同NaOH濃度的條件下，染色織物的K/S值未有明顯差異，說明這 6 只分散染料對染色環境的堿性沒有明顯的要求，同時還具有耐強堿性能。

2.1.3 雙氧水濃度對分散染料染色效果的影響（圖 3）

從圖 3 可以看出，6 只分散染料染色織物的K/S值未有明顯差異，說明 6 只染料均具有良好的耐氧化性。

2.1.4 助劑對分散染料染色效果的影響（表 1、圖 4）

結合表 1、圖 4 可知，6 只分散染料在加入不同助劑進行堿氧前處理染色一浴法工藝后，染色織物的K/S值未有明顯變化。

2.1.5 分散染料堿性練漂染一浴法在不同溫度及時間條件下的染色效果（圖 5）

由圖 5 可知，SE-3RLN橙與H-FRL紫在100 ～ 120 ℃，K/S值上升速率較大，在120 ～ 130 ℃，K/S值上升速率逐漸減小，130 ℃染色10 min后達到染色平衡；GS大紅在100 ～ 120 ℃，K/S值上升速率較大，在130 ℃染色20 min后染色歸于平衡；SA-GL嫩黃與SA-6B深紅在110 ～ 130 ℃，K/S值上升速率較大，而后上染速率逐漸減小，130 ℃染色20 min后達到染色平衡；SA-GBL藍在100 ～ 130 ℃，K/S值上升速率較大，130 ℃染色30 min后達到染色平衡。與H-FRL紫、SA-GL嫩黃和SA-GBL藍相比，SE-3RLN橙、GS大紅和SA-6B紅的K/S值變化速率較大。因此，在拼混染色中，如需用到SE-3RLN橙、GS大紅和SA-6B紅等 3 只染料時，應考慮使用勻染劑或在100 ℃后控制好升溫速率。

3 堿性練漂染一浴法工藝與常規工藝染色效果的比較

3.1 染色K/S值及色光的比較

針對所篩選出來的耐堿性分散染料，通過拼混出淺色（米色）、中色（灰色）、深色（咖啡色）的小樣實驗數據以及常規染色與堿性練漂染一浴法工藝相對比，染料用量見表 2，染色結果見表 3。

由表 3 可知，分散染料拼混染色的小樣實驗中，酸性染色與堿性練漂染一浴法染色無論是K/S值還是L*、a*、b*值都無很大差別，且大樣實驗中，常規染色與堿性練漂染一浴法工藝相比，K/S值及L*、a*、b*值雖略有所差異，但容易調整。因此，對于篩選出的耐堿性染料用于練漂染一浴法工藝與常規染色工藝的效果相差別不大，但堿性練漂染一浴法工藝染色的面料在懸垂性、手感方面更佳。

3.2 各項色牢度及強力的比較

滌綸堿性練漂染一浴法新工藝與傳統前處理、染色兩浴法工藝染色后的成品染色牢度的對比結果如表 4 所示。

從表 4 可以看出，堿性練漂染一浴法染色織物與常規工藝染色織物的拉伸斷裂強力相比反而有所提高，撕破強力只是略有降低，且染色織物其它測試指標也無明顯差別，符合客戶要求。

4 常規工藝與堿性練漂染一浴法工藝成本分析

以在缸容量500 kg的高溫高壓溢流染色機染中/深色為例。

常規工藝流程：布匹入缸→去油、退漿（加助劑，升溫至120 ℃保溫20 min，降溫排液，中和水洗15 min，70 ～ 80℃熱水洗15 min，排液）→進水（加助劑、染料）→染色 （升溫至130 ℃保溫30 min→降溫，排壓，取樣，對樣）→皂洗（加助劑，升溫至80 ℃保溫20 min）或還原清洗（加助劑，升溫至80 ℃保溫20 min）→降溫，溢流水洗至清→出缸。

堿性練漂染一浴法新工藝流程：布匹入缸→去油、退漿、染色（加助劑，升溫至130 ℃保溫20 ～ 30 min，降溫，排壓，取樣，對樣）→溢流水洗至清→出缸。

采用堿性練漂染一浴法新工藝，染色前不需精練，節省工時90 min；染后不需皂洗或還原清洗，節省50 min升溫及保溫時間；每缸節省助劑用量 8 ～ 10 kg，合計節省助劑成本60元/缸；每缸節水28 t×4.0元/t=102元，節電100 kW·h×0.7元·kW-1·h-1 =70元，節約蒸汽0.7 t×220元/t=154元，每缸節省能源成本合計326元；節省時間合計120 ～ 150 min/缸。

以投染坯布1 600 m為例，其重約400 kg。測算出堿性練漂染一浴法工藝比常規工藝每生產 1 萬m布平均可節約成本2 000元。每天生產20萬m染色布則可節約 4 萬元。若年生產天數以320天計，采用新工藝每年可節約各項成本1 280萬元以上，設備利用率可提升 3 成以上。

5 結論

采用耐堿分散染料對滌綸家紡面料進行堿性練漂染一浴法工藝生產，取得了理想的效果，該項目經生產實踐檢驗具有以下優勢。

（1）省去了以往前處理退漿氧漂工藝后的熱水洗、酸中和、水洗步驟，縮短了工藝流程，節約了水、電、汽等能源成本，可以有效縮短工藝時間，提高設備利用率。據統計堿性練漂染一浴法生產工時較傳統工藝減少20% ～ 40%，設備利用率提高20% ～ 40%（因不同品種而異）；新鮮水耗及污水排放較傳統工藝降低10% ～ 30%；電耗較傳統工藝降低10% ～ 30%；熱能較傳統工藝降低10% ～ 30%。

（2）因染浴呈堿性，故有效地消除了滌綸低聚物的產生和積聚，以及因前處理水洗不盡而殘留的漿料沾污，從根本上減少了色點、漿斑、出水不清等染色疵病的出現。同時生產中省去了雙氧水穩定劑、滲透劑及還原清洗助劑的使用，降低了助劑耗用成本。

（3）減少了污水排放，染后廢水COD含量大大降低，節省污水處理費用，真正做到了節能降耗、減排環保的清潔生產。

（4）提高了勻染效果。分散染料在堿性染色條件下初始吸附率有所降低，另外其低溫界面遷移率和解析率隨著纖維表面負電性的增強及部分結構的染料電離而有所提高，這都有利于提高勻染性。另外，分散染料的分散劑在堿性條件下高溫分散性提高，且堿劑本身也具有一定的分散性，所以也有利于勻染。經堿性練漂染一浴法加工，染色產品色光的穩定性、均勻性、重現性好。

（5）滌綸面料堿性練漂染一浴法新工藝與傳統前處理、染色兩浴法工藝染色后成品的各項染色牢度一致，成品的失重率、強力、色牢度等指標與傳統酸性染色工藝幾乎相當，可滿足產品高質量的要求。

（6）優選出了能夠同時滿足pH值≥10，30%的H2O2用量≥ 4 g/L并存于一浴法中、色譜較為齊全的耐堿性分散染料，包括H-FRL紫、SA-2RL金黃、SA-GL黃、SA-RL金黃、YT嫩黃（200%）、SE-3RLN橙、GS大紅、FB紅、SE-2GF紅、熒光紅G、S-2R藍、SF-6G嫩黃、S-GL湖藍、NJ-BB艷紅、NJ-GBL艷藍、NJ-6B紅、NJ-BR黃、NR-RSL紫、NJ-NB深藍、NJ-BFL紅玉、MR-6R黃、EE3R橙、E-3BS紅、FS-G大紅等共計20多個品種，為推行滌綸家紡面料堿性練漂染一浴法新工藝提供了保障。

（7）由于堿性練漂染一浴法工藝溫度需達120 ～ 130℃且有相應的保溫時間要求，所以大貨生產時，若堿的用量偏大會產生織物減量過重而導致對面料斷裂和撕破強力造成影響，即堿性練漂染一浴法工藝中堿劑成份及用量需控制在成品的織物強力能夠滿足服用要求。

通過生產應用，充分證明滌綸家紡面料進行堿性練漂染一浴法工藝生產是可行的，為滌綸家紡面料分散染料染色如何節能減排、降低生產成本提供了新的途徑。

（感謝東華大學化學化工與生物工程學院博士生導師謝孔良教授，何永峰、孫心如碩士等人為本研究項目提供分析數據及技術支撐。）

參考文獻

[1] 謝孔良，侯愛芹，劉逸俊，等. 滌綸織物的分散染料堿性染色[J].印染，2011，37（22）：26-28，33.

[2] 從建華. 滌綸機織物退漿、堿性染色一浴法新技術介紹[EB/OL]. http：//www.dmjnhb.com/articledetails.aspx？id=11.