發布時間：2022-07-09 點擊：

定型機、涂層機專業生成廠家無錫前洲興華機械2022年7月9日訊 滌綸織物的印花染色通常采用分散染料，但由于傳統工藝流程長，水、電、汽的能耗較大，同時廢水、廢氣的排放量較多，用工多，目前傳統工藝的生產成本居高不下。

經過我們對分散染料印花的深入研究和創新， 我們認為傳統的生產工藝己不符合綠色印染、生態排放的環保要求，其生產工藝流程急需轉型升級改造。優化組合印花加工工藝的四大要素，能量（熱能、機械能、電子能）、化學品及時間，革新工藝，縮短工藝流程，提高生產效率，節能減排，降低生產成本。

作者：葉其標

01

分散染料的應用現狀

1.分散染料的分類

分散染料通常按兩種方法分類：

1.1按化學結構分類

分散染料的化學結構主要有偶氮類和蒽醌類兩大類染料。這兩類分散染料約占分散染料總量的85%（其中偶氮類分散染料占50%，雙偶氮染料占10%， 蒽醌類占25%），其他苯乙烯結構、雜環類分散染料占15%。

偶氮類染料的給色量較高，升華牢度較好，但移染性和勻染性比較差。在高溫條件下，比較容易被還原性物質破壞。蒽醌類分散染料色澤比較艷亮， 遮蓋性和勻染性較好。在高溫條件下，耐還原耐水解的穩定性相對較高，耐曬牢度也相對較好，但升華牢度比較差。

1.2按升華牢度分類

按升華牢度的高低，分散染料通常被分為三類，S(H)型（高溫型）、SE型（中溫型）、E型（低溫型）。

以染滌綸為例，其實用特點見表1所示：

表1染滌綸的實用特點

2.分散染料的應用

分散染料主要用于三個方面

2.1用于滌綸染色

滌綸屬于聚酯纖維，由于滌綸分子中沒有親水性基團，也沒有其他較強的極性基團，故聚酯纖維的吸濕性較差，疏水性大。再加上滌綸大分子線型狀態好，結構緊密，結晶度高，分子間空隙小，所以分子較大的水溶性染料不能上染滌綸。由于分散染料的相對質量比較低，分子結構簡單，水溶性極小，因此最適合染滌綸。

分散染料染滌綸的主要染色方法有：

(1)利用高溫高壓卷染機或溢流染色機（如噴射溢流機）在120～135度高溫浸染。

(2)利用熱熔連續軋染機于190～210度連續熱熔軋染。

(3)沸溫常壓載體的染色，但由于染色載體一 般不符合環保要求，所以基本上己淘汰。

(4)沸溫吸色一焙烘發色的工藝在滌綸染淺色時也有應用。但由于焙烘發色程度難以準確控制， 所以實際應用不多。

2.2用于錦綸染色

錦綸是由己內酰胺聚合而成的，故叫聚酰胺纖維。由于錦綸分子中含有大量能生成氫鍵的酰胺基和氨基，其大分子又有較強的極性，因此分散染料可通過與錦綸產生氫鍵、范德華力、偶極力而上染。

由于錦綸的分子結構比滌綸松馳得多，它的吸濕性和在水中的溶脹度也比較大，玻璃化溫度較低，因此分散染料容易上染，只要在沸溫100度的條件下染色，即可獲得滿意的效果。

生產實踐證明，分散染料染錦綸具有勻染性好，受pH值的影響小，拼色效果比較穩定，特別是對錦綸因聚合分子量的大小差異以及紡絲時的拉伸程度、熱處理程度不同而造成的染色不均勻現象（經柳、緯檔）具有良好的覆蓋性等優點。分散染料染錦綸的缺點是上色飽和值低，難染深色。而且皂洗、 水洗牢度比較差，所以只能用于染淺色。

2.3用于氨綸染色

氯綸即聚氨酯纖維，全稱為聚氨酯甲酸酯彈性纖維。氯綸的大分子中基本上不具有離子基和強親水基團，只有疏水的亞甲基鏈和少量的芳基，雖有一 定數目的極性基團，如氨基甲酸酯基等，但多數分布在結晶性高的硬鏈段，再加上氨綸又有皮層結構，所以分散染料難以進入纖維結構，染色性能并不好，見表2所示。

表2普通氨綸的染色性能

從表2中我們可以看出，中性染料、酸性媒介染料、分散染料均可上染氨綸，但相比之下還是分散染料最適合染氨綸。這是因為分散染料既可以與氯綸中的非離子極性基團通過氫鍵、偶極力結合，也可以通過色散力與氨綸的疏水部分相結合。但是目前染氨綸的一些分散染料，由于其分子中極性基團較少，與氨綸的軟鏈段分子很難緊密結合，所以染深色比較差，而且濕摩牢度也不理想。因此需要選用分子結構大小適中、線性較好、分子中極性基團較多、 適合氨綸染色的分散染料。如分散橙2GL，分散黃棕H-2RFL、分散紅3B、分散藍2BLN、分散紫H-FRL等。

分散染料染氨綸通常在pH=5～6、40度入染，以每秒1.5度升溫至120～125度染色（染溫過高會導致氨綸強力和回彈性下降）。染色后需要還原清洗。 若在氨綸增溶劑的存在下染色，分散染料的上染較快，始染溫度可降至30度，最高染色溫度控制在90 度、pH值5～6即可。

2.4分散染料存在的問題

從聚酯纖維（滌綸）問世以來，分散染料的發展史只有60年，但它己成為世界紡織染料中產量最大的一種染料。目前我國的分散染料產量已超過了35萬噸，是世界上最大的分散染料生產國，年出口分散染料己超過15萬噸。

隨著聚酯纖維，特別是滌綸超細纖維的迅速發展，國內外市場對分散染料的需求將會進一步擴大。 然而必須看到國內生產的分散染料還處在不穩定的狀態，特別是在染料質量和實用性上還存在著不少問題亟待解決。

(1)低含量的粉狀分散染料質量較差

a.粒徑大，而且顆粒大小不均勻，與超微細的顆粒（0.2~0.3微米）的要求差距較大（目前國產分散染料的粒徑在0.5~2.0微米）。

b.染料晶粒的形狀不規則，有針狀、棒狀、片狀、粒狀、菱狀和塊狀等。而且染料的晶型不穩定。

c.分散染料的穩定性較差，特別是高溫時的穩定性。在高溫條件下不少品種的染料晶粒容易聚集。 這與染料制造時和染色時添加的分散劑、勻染劑等產品的質量有關。分散染料的熱聚集會嚴重影響染色物的質量，如產生色點、色漬、色變、色牢度低、得色量降低等問題。

(2)染色性能不能滿足要求

這主要表現在滌綸織物用分散染料染色后，經過高溫干熱處理（熱定形、柔軟處理、防水處理等）， 其耐水洗、耐皂洗、耐摩擦、耐汗漬等染色牢度會明顯下降。而且還會對相鄰的其他纖維（如棉、麻、粘膠纖維）造成嚴重的沾污。因此染色質量往往難以滿足市場要求。

(3)染料的純度不高

分散染料中含有的擴散劑、元明粉、鹽和重金屬等雜質，會影響染色質量。有些染料對非滌綸的沾色較多、升華牢度和摩擦牢度較低、染色的污染嚴重，這都與染料的純度有關。所以建議大家盡量采用高濃度的分散染料。

02

無水染色與免水洗染色

1.無水染色的非水介質

1.1目前無水染色的工藝種類

現行的染色生產技術主要是沿襲了傳統的水相反應工藝。有關無水染色體系是基于下列的非水介質：

(1)有劑溶劑染色（溶劑染色）

(2)液氨

(3)氣相染色

(4)升華

(5)離子液體

(6)超臨界二氧化碳

必須指出的是，無水染色體系中通常會含有一 些水份，這些水份的主要原因是纖維的回潮率所致。 表3列出了在無水染色時可能帶入的水量。

表3纖維的吸濕性百分比

從表3我們可以看到，與合成纖維相比，天然纖維帶入到無水染色體系中的水含量更多。因此當天然纖維用含離子基因的染料進行無水染色時，纖維的吸濕量剛好是該染色系統中所需要的一些水。

在過去的50多年時間里，國內外相關領域的專家和學者對無水（非水）染色的研究從未停止過， 但由于許多技術在理論和實踐應用方面的相互矛盾，以及對環境所產生的污染和毒性，無水染色的經濟成本等等一系列問題，致使無水染色工藝的實施受到了相對的限制和發展，目前尚未能有效的解決辦法和產業化。

綜合以上6種無水染色工藝，目前最有應用價值和發展前景的應該是超臨界二氧化碳染色技術。 SFD在紗線上染色加工已有正在應用的實例，但在織物上加工如何做到染色的均勻控制，這還需要染色裝備的研究開發和制造，目前進行產業化推廣和應用尚有難度。

2.免水洗染色印花的涂料印染

涂料印染具有高效、節能、節水等優點。涂料印花是目前最適合國情的節能印花技術。在國外涂料印花與染料的應用比例為60%：40%，而目前我國國內的比例僅為20%:80%，高質量的涂料染色和印花對所用化學品要求較高。2025中國智造，我國的高精細涂料染色和印花應用比例將會達到50%以上。

(1)涂料和粘合劑的品質會直接影響到染色和印花產品的質量，以及產品的鮮艷度和色牢度。顆粒均勻、超細的涂料色漿，粒子間的光變作用和粘合劑在成膜后能形成較好的包覆效果，不但能提高涂料染色產品的耐摩和耐水牢度，而且對染色產品的手感至為重要。

(2)涂料色漿對纖維沒有親和力，染色和印花產品的質量取決于粘合劑的用量和質量。目前我國的粘合劑通常采用丙烯酸酯類粘合劑，由于成膜后的手感較差，無法與染料的染色和印花手感相比。目前國內的相關企業正在研發的陽離子粘合劑和水性PET粘合劑，其固含量可以達到58%以上，耐水性和包覆性比丙烯酸類粘合劑更佳，目前已經開始應用于軍工產品、戶外用品、防水涂層和家具產品。它具有用量少，手感柔軟和色彩鮮艷的特點。

表4為固含量40%的不同品種的粘合劑的染色牢度檢測對照表：

表4不同品種的粘合劑的染色牢度檢測對照

列表中涂料色漿的用量均為5%、PTF 1～1.5%、純凈水x、合成100%。

以上的工藝處方所印制的產品布樣，已經浙江省紡織品與染化料檢測中心檢測，不含偶氮和24種對人體有害的化學物質。

(3)采用專利技術配方生產的新型納米級免水洗涂料色漿，配合水性PET粘合新材料，已經完全可以替代活性染料的印花。這不但能簡化傳統的活性染料印花工藝，而且可以節水90%以上，節約蒸汽65% 以上，節電39%以上。同時節省助劑的應用50%以上， 燒堿10%，鹽100%。免水洗涂料印花屬于少水工藝，水相反應工藝。

03

創新的分散染料節能減排印染技術

1.滌綸長絲面料分散免水洗染色

滌綸織物應用分散染料免水洗軋染工藝，國內已有多位學者發表了相關的學術論文，也有企業運用平幅連續軋染工藝進行了應用試驗，但至今未能產業化。針對常規滌綸織物分散染料的染色和涂料染色方法的不足，開發分散染料加固法染色技術。 該技術結合分散染料的熱溶染色和涂料染色的優點，優化工藝條件，使分散染料主要通過自身的親和力與纖維結合，而少量的浮色則由加固穩定在織物上，在保證滌綸織物色牢度（摩擦牢度、水洗牢度） 和得色率的前提下，免除還原清洗工序，達到高效生產、節能減排的目的。我們的技術團隊，對該項目進行了小試、中試、放大樣試驗，經常州大學技術中心檢測及《浙江省紡織品與染化料檢測中心》進行了標準檢測表明，干摩和濕摩牢度均達到了4級以上。80 度水洗、皂洗15分鐘無浮色，烘干后的檢測結果干摩和濕摩牢度仍在4級以上。

采用自主知識產權的專利技術，滌綸長絲面料創新免水洗工藝處方的應用，低施液、均勻軋染，低張力烘燥、上染固色同步進行，工藝時間由常規熱熔的軋染12分鐘降至2分鐘，凸顯節能，利用免水洗新技術節水90%以上。

2.滌綸針織彈力布分散染料免蒸化免水洗印花

2.1目前傳統的印花工藝流程：

織物前處理→進入染缸處理→印花焙烘150 度；2分鐘→蒸化固色180度；7～8分鐘→還原剝色保險粉1～3% →連續式水洗→定型180度：2分鐘。

2.2節能創新的印花工藝流程：

織物前處理→平幅連續加工→印花上染固色180度；2分鐘→定型180度；2分鐘。

我們看到創新的印花工藝流程刪去了印花后的蒸化固色以及還原清洗剝色，焙烘新工藝變成了焙烘、上染、固色同步進行。

分散染料的印花免水洗比染色免水洗難度更大，國內多家高校和研究所攻關多年未果，關鍵點在于：

(1)印花糊料的去除

(2)針織物平幅烘燥、上染、固色的易變形

印花糊料是染料的載體，它除了要求具有良好的機印性能和印制效果以外，還要求具有較低的固含量，烘干后糊料在織物上的殘余量極少，對手感不會造成太大影響，皂洗原樣變化達標。

由于針織物纖維組織結構疏松，吸漿性強，染料色漿易滲化造成花型輪廓模糊，為提高色漿的抱水性和改善織物的柔軟度，在色漿中拼入部分乳化糊，阻止水分向外擴散，而且滲入到織物中后可降低纖維大分子間的摩擦阻力，使纖維易于滑動。利用專利技術研發的免水洗印花糊料在烘焙過程中容易去除，對生態環境無害。

針織物印花免蒸化免水洗是在創新的新式烘房里完成，利用專利技術生產的烘房，快速干燥、上染、固色同步進行，防變形。整個印花工藝流程全部采用計算機智能控制，高效節能。

04

結束語

創新驅動助力染整企業新舊動能的轉換，分散染料免水洗染色，免蒸化免水洗印花是繼涂料免水洗印染基礎上的創新之舉，是染整行業節能減排的典型案例。“大染整走出染缸”是染整生產的工藝流程再造工程，改善產品質量，提高生產效率，降低生產成本，保護環境。而免水洗工藝新技術所帶來的節能減排，是清潔生產和染整行業可持續發展的重大進步。

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