CN101613956A - 小浴比竭染冷堆工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用活性染料对纤维素纤维及其混纺的织物进行染色的工艺，采用小浴比、多次浸渍、分批投料以达到均匀上染的效果，低温缓和加碱固色再以冷堆的方式弥补机内固色不足，充分使活性染料与纤维键合，大幅度减少染料水解反应。本发明具有减少污染、节约能源、提高效益的优点。

Description

小浴比竭染冷堆工艺

技术领域：

本发明涉及一种用纤维素纤维及其混纺为原料的纺织品用活性染料染色的小浴比竭染冷堆工艺。

背景技术：

用纤维素纤维及其混纺为原料组成的纺织布，对纤维素纤维染色主要是使用活性染料，目前使用的染色工艺有两类：竭染工艺和轧染工艺，这两种工艺的优缺点是：

一、竭染工艺

用的染色机大多数为溢流喷射染色机，这类染色机用浴比1∶7-10进行染色，浴比是指布的重量比染色用水的重量，1kg布用10kg水进行染色即1∶10，也有厂家用液雾喷射机染色，这类染色机染棉时用浴比1∶5。其共同点是：布进入机器后首尾相接成一个大圈，以绳状通过喷头，然后投入染料，再分批投入无机盐即硫酸钠或氯化钠促染，再分批加入纯碱或使用纯碱-氢氧化钠、混和碱进行固色，染色工序完毕后进行水洗，皂煮去除水解染料，再洗净即可出机，在竭染过程中，中温型染料染色温度用55-60℃，高温型染料染色温度用80-90℃进行固色，虽然这种竭染工艺中染色，水洗，皂煮都是同机进行，并可以用电脑编程从而控制它的温度，时间和车速，因此简化了操作，可使染色简化易行，但依然存在很多缺点：1、布呈绳状通过喷口，而染料、无机盐、碱剂是溶解后注入喷射液中加到染色布上的，由于布是绳状，从外面喷染液总有外层多而内层少的差异，当然通过多次喷射，使染料移染最终达到平衡，但有时还会出现条状深浅不匀；2、全过程都同机进行，使我们不能选择最佳固着条件，如延长固色时间则染色机生产效率就降低了；3、因为只能快速染色和固色，所以是在规定温度下进行，而温度高则不利于染料吸附，温度会增加染分子的动能，即使已经吸附到纤维上的染料温度高时也能使它挣脱氢键和范德华氏力的束缚而返回到染液中，染料在：吸附——返回染液即解吸的动态平衡中，提高温度会使染料趋向返回染液，当加碱固色时，在染液中的染料与水反应成报废的“水解染料”的机会远大于吸附在纤维上的染料，所以竭染工艺的染料固着利用率不高。

二、轧染工艺

轧染工艺中所使用的设备是均匀轧车，A字架打卷装置，汽蒸箱，水洗机，其工艺过程是：将待染的坯布去除杂质，根据需要进行漂白，再把布烘干，因为在染色时只经过一个小染液槽，就经均匀轧车轧去多余的染液，如果布是湿的就无法吸收足够的染料液，把烘干的布打卷，在均匀轧车的小料槽浸渍吸收混合液，混合液是由水、染料、碱剂等组成，在通过均匀轧车轧去多余的混合液，布的含液率在80％左右即1kg布吸取0.8kg混合染液，布轧吸混合染液后染料的固着工艺有如下几种；

a、冷堆固色工艺；

b、汽蒸固色工艺；

c、湿蒸固色工艺；

d、两浴轧烘轧蒸工艺。

虽然在冷堆固色工艺对染料的固着率最高，可以减污染；染料利用率高无机盐和碱剂用量少，使得经济效果好，从而使得综合生产成本降低，但其缺点有：1、冷轧堆置工艺的浴比很小仅1∶0.8，即布重与带混合染液之比乘以100，轧余率为80％，这样使得打小样比较困难，虽用小轧车可以调节到与车间生产相似的轧余率，但堆置时间比较长，现在打小样是用轧车轧吸混合染液，再用微波炉加温固色。这样，打小样和实际生产的条件相差较大，所以对打小样的技术人员要求很高，否则会影响生产时的一次成功。2、冷轧堆工艺在染浅色和中色时能大幅度节省染料和盐碱，但染深色时就不同了，其一：是染料的溶解度，冷轧堆工艺每kg布仅用0.8kg水，而这0.8kg中仅有五分之一被用来溶解碱剂，用来溶解染料的仅有0.64kg，活性染料的溶解度大多数为100g/升，这0.64kg水即0.64升，也就只能溶解64克染料，用饱和程度的染料液染色是不怎么放心的。其二：布吸收的是染料和碱剂的混合液，如果染料浓度很高时纤维是负电荷的，其染料也是，相互间的排斥使染料不易紧靠纤维与其键合，在大浴比竭染工艺中我们使用大剂量的无机盐即硫酸钠和氯化钠，利用其活泼的带正电荷的钠离子来降低纤维上的负电荷，但在高浓度染料液中就不能使用此方法。以上两点就是冷轧堆工艺染深浓色，例如黑色、深咖啡、紫酱等色种时染料固着率提不高的原因。

本发明人于2004年12月22日申请了一篇专利号为ZL200410065918.0，发明名称为圆筒针织布浸轧竭染冷堆工艺的专利，虽然其也为竭染冷堆工艺，但在其用于针织布时，由于针织布中用氨纶来增加弹力，而用氨纶加弹的布在染之前必须经过预定型，即将圆筒布剪开形成单幅再到拉幅定型机上经190℃，45秒高温定型，而在染色时为了保持轧槽液位，采用邵氏55度的软辊轻轧，但布在经多次轻轧后针圈会倒伏变形，导致手感较差，若生产厂家有预缩定型机，布在经过预缩定型后就可消除针圈倒伏、手感较差的缺点，若厂家没有预缩定型机，则生产的布将不能令顾客满意，另外梭织布不怕多次浸轧，所以“轧”不适用于针织布而适用于梭织布，因此原专利仅限于圆筒针织布，不能满足需要。

发明内容：

本发明的目的是为了克服以上的不足，提供一种在染布前处理要求不太严格，染色牢度高，能提高效益和环保节能的小浴比竭染冷堆工艺。

本发明是通过以下技术方案来实现：一种小浴比竭染冷堆工艺，包括下列步骤：

a、将精炼渗透或漂白的布匹理平、缝头，以打卷的方式将布匹卷绕到A字架上或折叠堆置于运布箱内；

b、在小染槽内按一定的浴比即按布重计量加入清水，并在投料缸内放三分之一缸清水，使投料缸内的溶液与小染槽内的溶液通过泵形成循环，布进入染机后开始运转，并缓缓地从投料缸加入已调配好的染料溶液，待上染平衡后，启动循环泵，将促染剂元明粉从投料缸分批缓缓洒入循环液中，直至大部分的染料都吸附在布上，染色温度为35-40℃；

c、上述吸附过程完成后，分批从投料缸滴加已稀释好的氢氧化钠或氢氧化钠与硅酸钠的混合碱，碱加完后，布继续在染机内运转固色两小时，进行竭染工艺，竭染工艺中温度不超过夏季自然气温，所以是“冷染”，在这个温度下活性染料平稳地和纤维键合很少，发生水解更不会使已经与纤维键合的染料断键脱落，在用比较活泼的活性染料染浅中色时，固色完成后，就不需要冷堆了，而在染深浓色或染料的活性基不够活泼时，在这个温度键合反应就没有完成，需要冷堆使键合反应继续进行；

d、在冷堆时，是将未完成键合的染色布出染机，采用布卷状态包复塑料膜到恒温室堆置固色，布卷在堆置时以每分钟3-5转缓慢转动，或将未完成键合的染色布以折叠的方式堆置于可封闭不锈钢车厢内，并将染机中的染色残液打入车箱，使布浸在液下，然后盖上塑料膜，移至恒温室静置固色，恒温为35-40℃；

e、选用中等活泼的活性染料，将未完成键合的染色布在冷染后放置在恒温室堆置固色或在可封闭不锈钢车厢内堆置4-6小时即完成固色，当由于色种原因而非选用不活泼的染料时，可将堆置时间延长；

f、固色完成后将布放入高效水洗机水洗然后再依次用中和再水洗、皂煮、水洗干净、柔软处理、脱水最后进行烘燥定型步骤。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、采用小浴比1∶3-1∶5进行竭染，在染色过程中可以加硫酸钠等促染，有充裕的时间条件让染料在布上达到均匀分布。

2、采用冷轧堆工艺必须将待染布上的水烘干，而要将水烘干则需要消耗蒸汽，还要有烘干机，成本较高，而小浴比竭染冷堆工艺中待染布是不需要烘干的，省去了烘干费用和时间，且节约了成本；

3、采用冷轧堆染色用染液很少，所以染深色有困难，而轧到布上时是染料、氢氧化钠、硅酸钠的混合液，只能一次吸上去，所以对待染布的毛效及均匀度要求较高，而小浴比竭染冷堆工艺用水多，而且特别适合染深浓色，因染色时染料和无机盐、4～10克/升的烧碱是分批投入的，所以对待染布前的处理要求不十分严格；

4、小浴比竭染冷堆工艺的堆置固色与现有的冷轧堆染工艺一样是低温平和地固色，在这种条件下只有染料与纤维成键固着，而不会把已与纤维键固着的染料使其断键而从纤维上剥落下来，这样就使得冷堆固色能大幅度节省染料。

5、小浴比竭染冷堆工艺打小样比较接近大生产，可用甘油小样或红外线打样机做，堆置就放在小烧杯里，将布浸入液下即可，然后在放恒温水浴锅中静止固色，打小样工艺操作简单。

具体实施方式：

为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例对本发明作进一步详述，该实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。

本发明小浴比竭染冷堆工艺的一种具体实施方式，包括下列步骤：

a、将精炼渗透或漂白的布匹理平、缝头，以打卷的方式将布匹卷绕到A字架上或折叠堆置于运布箱内；

b、在小染槽内按一定的浴比即按布重计量加入清水，并在投料缸内放三分之一缸清水，使投料缸内的溶液与小染槽内的溶液通过泵形成循环，布进入染机后开始运转，并缓缓地从投料缸加入已调配好的染料溶液，待上染平衡后，启动循环泵，将促染剂元明粉从投料缸分批缓缓洒入循环液中，直至大部分的染料都吸附在布上，染色温度为35-40℃；

c、吸附过程完成后，分批从投料缸滴加已稀释好的氢氧化钠或氢氧化钠与硅酸钠的混合碱，碱加完后，布继续在染机内运转固色两小时，进行竭染工艺，竭染工艺中温度不超过夏季自然气温，所以是“冷染”，在这个温度下活性染料平稳地和纤维键合，很少发生水解，更不会使已经与纤维键合的染料断键脱落，在用比较活泼的活性染料染浅中色时，固色完成后，就不需要冷堆了，而在染深浓色或染料的活性基不够活泼时，在这个温度键合反应就没有完成，需要冷堆使键合反应继续进行；

d、在冷堆时，是将未完成键合的染色布出染机，采用布卷状态包复塑料膜到恒温室堆置固色，布卷在堆置时以每分钟3-5转缓慢转动，或将未完成键合的染色布以折叠的方式堆置于可封闭不锈钢车厢内，并将染机中的染色残液打入车箱，使布浸在液下，然后盖上塑料膜，移至恒温室静置固色，恒温为35-40℃；

e、选用中等活泼的活性染料，将未完成键合的染色布在冷染后放置在恒温室堆置固色或在可封闭不锈钢车厢内堆置4-6小时即完成固色，当由于色种原因而非选用不活泼的染料时，可将堆置时间延长；

f、固色完成后将布放入高效水洗机水洗然后再依次用中和再水洗、皂煮、水洗干净、柔软处理、脱水最后进行烘燥定性。

将已经处理好的含水的、不需要烘干的布卷称一下重量，计算出布带水的重量，将布上带的水计算在浴比内，以浴比为1∶3-1∶5进行竭染，将特制的交卷染色机上的投料缸保持半缸清水，机内的小染槽放清水倒满，然后将待染的湿布卷移到交卷染色机一个卷轴上，并将布卷的另一头系紧于交卷染色机的另一个空的卷轴上，启动卷染机，使布在运动状态下带水，如小染槽内的水被吸干，则加入计量的清水，要始终能保持小染槽满而不溢出，启动电机，使布进行交卷，在布进行交卷运动的状态下，缓缓投入已经调配好的染料液，且保证染料在交卷2～3道的过程中加完，接着加硫酸钠，打开循环泵抽取小染槽中的染液至投料缸，同时投料缸打开放料阀将料液放入小染槽，这样就形成了一个循环系统。投料缸内应保持有1/3缸的染液，将硫酸钠固体用勺慢慢撒入循环的动态染液中，直至撒完硫酸钠，待染料大部分都吸附在布上后即可加碱，因为使用的碱为氢氧化钠，所以在使用之前应用10倍与36°Be烧碱的清水加以稀释，稀释用水可以从浴比量中提留，然后加碱固色开始，用一个小桷置于投料缸上方，慢慢滴加氢氧化钠(4-10克/升)即烧碱的溶液，一开始的时候要很慢，以后逐渐加快，因为PH值的递增是按对数曲线递增的，待加碱完毕，交卷机继续运转两小时，上染过程完成，可将布进入堆置固色，堆置固色操作；可以将布卷到A字架轴上用塑料膜包裹，并转动，在35～40℃中堆置，也可将布折叠入玻璃钢小车车箱，再将染色残液打入，使布浸入液下堆置。在采用小浴比竭染冷堆工艺时，待染布是不需要烘干的，省去了烘干费用和时间，节约了成本，且对待染布前的处理要求不十分严格，提高了经济效益，减少了污染。

用本发明工艺和常规的竭染工艺，做过如下试验：

色种：黑色

染色坯布：已经氧漂前处理的21s针织双面布

(1)常规竭染工艺用料        用量

活性黑KN-G2RC              8％

元明粉                     100％

纯碱                       20％

浴比1∶8在甘油加热至60℃打样机中染色

(2)本发明工艺用料          用量

活性黑KN-GRC               4％

元明粉                     40％

36°Be烧碱                 13％

浴比1∶5在甘油打样机中染色35℃染色后堆置4小时

利用本发明工艺和常规的竭染工艺、现有冷轧堆工艺优缺点比较如下：

对比项目	常规竭染工艺	现有冷轧堆工艺	本发明
				匀染性	较好	较好	较好
活性染料的固率	低	高	高
				无机盐(硫酸钙)和碱剂用量	高	低	低
染浅、中、深色适应性	全能	因配轧槽底液，所以不适很小批染色。受染料溶解度限制不宜染深浓色	全能
				电和蒸汽用量	多	较少因为轧染要把布先烘干	少是湿布染色、不烘
单机台时产量	低	高	低
				染色用水	多	少	少
污染排放	严重，难处理	少	少
				染色成本	高	低	低
设备投资	中	高	低

Claims (4)

1、一种小浴比竭染冷堆工艺，其特征在于，包括下列步骤：

a、将精炼渗透或漂白的布匹理平、缝头，以打卷的方式将布匹卷绕到A字架上或折叠堆置于运布箱内；

b、在小染槽内按一定的浴比即按布重计量加入清水，并在投料缸内放三分之一缸清水，使投料缸内的溶液与小染槽内的溶液通过泵形成循环，布进入染机后开始运转，并缓缓地从投料缸加入已调配好的染料溶液，待上染平衡后，启动循环泵，将促染剂元明粉从投料缸分批缓缓洒入循环液中，直至大部分的染料都吸附在布上，槽内染色温度为35-40℃；

c、上述吸附过程完成后，分批从投料缸滴加已稀释好的氢氧化钠或氢氧化钠与硅酸钠的混合碱，碱加完后，布继续在染机内运转固色两小时，进行竭染工艺，竭染工艺中温度不超过自然夏季气温，在用比较活泼的活性染料染浅中色时，固色完成后，就不需要冷堆了，而在染深浓色或染料的活性基不够活泼时，在这个温度键合反应就没有完成，需要冷堆使键合反应继续进行；

d、在冷堆时，将未完成合的染色布出染机，采用布卷状态包复塑料膜到恒温室堆置固色，布卷在堆置时以每分钟3-5转缓慢转动，或将未完成键合的染色布以折叠的方式堆置于可封闭不锈钢车厢内，并将染机中的染色残液打入车箱，使布浸在液下，然后盖上塑料膜，移至恒温室静置固色，室温为35-40℃；

e、选用中等活泼的活性染料，将未完成键合的染色布在冷染后放置在恒温室堆置固色或在可封闭不锈钢车厢内堆置4-6小时即完成固色，当由于色种的原因，一定要选用不活泼的染料时，可将堆置时间延长；

f、固色完成后将布放入高效水洗机水洗，然后依次进行中和再水洗、皂煮、水洗干净、柔软处理、脱水、烘燥定型步骤。

2、根据权利要求1所述小浴比竭染冷堆工艺，其特征在于：所述步骤c中，在35-40℃中进行冷固色，即使染料与纤维键合，再从竭染转化到冷堆。

3、根据权利要求1所述小浴比竭染冷堆工艺，其特征在于：所述步骤b中，浴比为1∶3至1∶5。

4、根据权利要求1所述小浴比竭染冷堆工艺，其特征在于：所述步骤d中，氢氧化钠或氢氧化钠与硅酸钠的混合碱用量为4-10克/升。