CN112981981A - 一种涤纶浸染工艺 - Google Patents

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Abstract

一种涤纶浸染工艺，包括如下步骤，步骤1，将涤纶放入染缸，加入2/3软化水，加入螯和分散剂，将分散染料和相对于涤纶重量0.1‑1％的助剂A混和，混和均匀后采用线性加料加入染缸中，浴比控制在1:4‑1:10，加入醋酸调节pH值在4.2‑4.8，始染温度为20‑70℃；步骤2，快速升温至78‑82℃，保持恒温，时间为8‑12分钟，而后再加压升温至120‑130℃，保持恒温，时间为20‑50分钟；步骤3，而后采用溢流降温至88‑92℃，pH值控制在5‑6，加入相对于涤纶重量1‑2％的助剂B，保持恒温，时间为20分钟；步骤4，然后再排水，先78‑82℃热水洗，而后室温水洗，再烘干。

Description

一种涤纶浸染工艺
技术领域
本发明涉及一种新型高效环保涤纶染色工艺，属于清洁生产技术领域。
背景技术
涤纶纤维染色存在低聚物和煤焦油两大难题。低聚物来源于纤维聚合时产生的低分子量的缩聚物、纺丝牵伸过程中发生分子间键断裂所产生的低聚，高温时能溶解于染液中而结晶析出，冷却时沉积到机械角落、加热器上、织物表面、纱线上形成白点，同样会引起染料的凝聚，影响上染。煤焦油主要是由于前处理使用熔点低于染色温度的非离子活性剂，或用阴离子活性剂时没洗净而带入染液中随温度上升，非离子物质失去水溶性，或与脱离的阴离子物质产生疏水性油粒而析出，粘附在织物表面或纱线中产生焦油状黑色渍。
以上两大问题带来了染色疵点和色牢度低。因此，常规涤纶染色过程结束后通常需要进行还原清洗，保证产品的色牢度，目前最常用的组合是烧碱+保险粉；利用保险粉在碱性条件下较稳定的强还原性，去除织物的表面浮色，达到分解低聚物和煤焦油和提高色牢度的目的。
采用烧碱和保险粉进行还原清洗的这种方法所用的都是固体试剂，需要事先溶解，操作麻烦，增加能耗、用水和染色时间，降低了生产效率，另外使用保险粉时，易产生臭气和粉尘，提高废水处理难度，保险粉暴露在空气中还会逐渐丧失还原能力。保险粉具有强还原性，与水接触后会释放大量的热和二氧化氢、硫化氢等有毒气体；保险粉也会因储存和运输不当遇湿自燃导致火灾事故，火灾时产生的二氧化硫、硫化氢气体造成较大的环境和人身安全危害。因此，寻找一种较为安全的涤纶后处理方式是所有涤纶染色加工企业面料的一大难题。
为了代替保险粉，多种还原清洗剂应运而生，包括弱碱性还原清洗剂和酸性还原清洗剂。吉婉丽，夏德慧等人认为其自制的新型弱碱性还原清洗剂A具有很强的还原能力，在一定条件下应用，能达到与传统碱性还原清洗相同甚或略好的效果。其呈阴离子型，外观为黄色透明液体，pH值(1％水溶液)7.0～9.0，固含量45％～50％。该清洗剂节能节水、省时省力，可提高工艺效率，克服传统烧碱-保险粉清洗所带来的问题。曹机良，郭金爱，孟春丽，李武龙，代阳阳等人研究的涤纶分散染料还原清洗工艺，采用分散黄E-3RL、分散红3B和分散蓝2BLN 三种染料对涤纶染色，然后用酸性还原剂在不倒去染色残液的条件下对染色涤纶织物进行还原清洗。探讨了还原清洗温度、酸性还原剂和染料用量对涤纶织物分散染料染色性能的影响，测试了涤纶织物染色的K/S值、耐摩擦和耐洗色牢度。其从还原温度、染料和还原剂用量等方面对最终染色织物的染色性能和染色牢度进行探究，最终获得了最佳清洗工艺，并且实验结果与保险粉常规还原清洗效果相当，缩短了工艺流程，实现了染色后不排液直接进行还原清洗。何凯文研究课题中所用的还原清洗剂HY，还原能力强，能够彻底去除织物表面的染料，获得理想的染色牢度。其实验表明，与传统保险粉纯碱还原清洗工艺相比，其还原清洗后的沾色牢度、干湿摩擦牢度均有所提高，对染色织物的色光基本没有影响。其选用的染料是分散黑ECO、分散大红GS和分散深蓝EX-SF三种深色的染料。刘蒙金，黔宏，潘思杰等人研究的酸性还原清洗剂ARC系二水甲醛合次硫酸衍生物,，与阴离子和非离子表面活性剂复配。它具有很强的还原能力，且存储稳定性良好。在一定的使用条件下用于涤纶及其混纺织物染色的后道清洗，能达到传统碱性还原清洗相同或甚至略好的效果。向敏虎研究用新型酸性还原清洗剂SH替代原先的保险粉碱性还原清洗工艺。通过对比两种还原清洗工艺及还原清洗效果，利用染色残液吸光度、色牢度、织物色光为指标进行还原清洗效果的比对。
从搜索到的资料来看，大部分学者从节能降耗、还原清洗剂的安全隐患以及工艺优化方面着手研究，这是实验类研究项目的必然趋势，绿色环保、节能降耗是新时代的标签。
以上研究都仅是从还原能力上提高后洗效果，往往在实际应用中的效果有限，本发明从源头控制低聚物和煤焦油的沉积，再在染色中叠加后洗，实现高效涤纶浸染生产。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服上述现有技术存在的缺陷，提供一种高效环保的涤纶浸染工艺，有效避免现有涤纶染色低聚物造成的色牢度低，后期反复还原清洗带来的效率低的问题和保险粉的使用，实现清洁生产。
为此，本发明采用如下的技术方案：
一种涤纶浸染工艺，其特征是，包括如下步骤，步骤1，将涤纶放入染缸，加入2/3软化水，加入螯和剂，将分散染料和相对于涤纶重量0.1-1％的助剂A混和，混和均匀后采用线性加料加入染缸中，浴比控制在1:4-1:10，加入醋酸调节pH值在4-5，始染温度为20-70℃；
步骤2，快速升温至78-82℃，保持恒温，时间为8-12分钟，而后再加压升温至120-130℃，保持恒温，时间为20-50分钟；
步骤3，而后采用溢流降温至85-95℃，pH值控制在5-6，加入相对于涤纶重量1-2％的助剂B，保持恒温，时间为20分钟；
步骤4，然后再排水，先80-90℃热水洗，而后室温水洗，再烘干。步骤1中必须使用软化水和加螯和分散剂，减少和封锁水中金属离子，避免低聚物对金属离子的亲和性。步骤2 中始染温度为20-70℃，始染温度范围广，可以使用回收冷凝水直接升温，大大降低了能耗，提高的生产效率。
其中，所述助剂A为碱性木质素磺酸钠。
其中，所述步骤3中助剂B的主要成分为盐和还原剂的复配物，还原剂是N,N’-二乙基硫脲和盐酸羟胺，盐为低聚物的助洗剂，N,N’-二乙基硫脲和盐酸羟胺的配比为摩尔比1:1，盐与还原剂的复配比例为1:1-1:3。
其中，步骤2中的升温分为三段，第一段是从始染温度快速升温至78-82℃，第二段是从78-82℃快速升温至110℃，第三段是从110℃快速升温至120-130℃，第一段升温速率是 3-5℃/分钟，第二段升温速率是0.5-1.5℃/分钟，第三段升温速率是1-2℃/分钟。
其中，盐是氯化钙或硫酸钙。
与现有的涤纶染色工艺相比，本发明具有以下优点：
1、染色、还原清洗一浴法。染色完成直接降温清洗，缩短了加工时间，减少了用水量，从而有效提高生产效率。
2、从源头避免低聚物的影响，采用碱性木质素分散剂、钙盐助洗、酸性条件下的还原清洗剂，整个过程多重保险大大降低了低聚物的产生风险。
3、未使用保险粉，避免了保险粉引起的环境和安全问题，做到了清洁生产。
4、步骤1助剂A和步骤3中助剂B需要组合使用，助剂A在染色过程中承担了多重作用，前期与分散染料一起加入，主要提高对分散染料在水中的分散型，防止染料聚集导致的染色色点问题，当温度高于玻璃化温度后，染料开始上染，同时低聚物也开始析出，离开染料的分散剂启到了分散低聚物的作用，后期助剂B加入后，又启到了分散分解的低聚物产物的功能。
附图说明
图1本发明所述涤纶浸染工艺的示意图。
图2本发明实施例一本发明与现有工艺对比的示意图。
图3本发明实施例一本发明与现有工艺对比的示意图。
图4本发明实施例一本发明与现有工艺对比的示意图。
具体实施方式
以下通过实施例描述本发明的技术方案。
实施例1：
染一批中等深度的黄色涤纶纱，采用筒子纱染色，使用50℃的软化水始染。
分散染料配方如下：分散黄NP-RGL：1％；分散红3B：0.27％；分散蓝2BLN：0.1％。
实施过程：如图1所示，将筒子纱放入染缸，加入软化水，并在水中加入螯和剂,使螯和剂浓度达0.5g/L，将分散染料和相对于涤纶重量0.5％的助剂A混和均匀后，将该混合物采用线性加料加入染缸中，再补加水量使浴比，即被染物重量和染浴重量控制在1:8，加入醋酸控制pH值在4.5，始染温度为50℃。以3℃/min升温至80℃，恒温保持5分钟，加压再以1℃ /min升温11℃，保温10min,再以1.5℃/min升温至125℃，恒温保持30分钟，溢流降温至90℃，pH值在5，加入相对于被染物重量2％的助剂B，恒温保持20分钟；然后再排水，先 80℃热水洗，再室温水洗，然后烘干。
现有工艺染色时将筒子纱放入染缸，依次加入水、0.5g/L螯和剂、匀染剂和染料(染料处方同上)，加入醋酸调节pH值4.5，始染温度不超过40℃，快速升温至80℃，恒温10分钟，加压再升温至125℃，恒温30min，染色结束，泄压，排水。再加入清水和还原清洗处方，还原清洗处方是烧碱1g/L、保险粉2g/L，温度90℃的条件下恒温保持20分钟，然后采用80℃热水洗，再采用醋酸中和，室温水洗，在烘干。
表1本发明与现有工艺效果对比
Figure BDA0002319990970000041
表2每吨染色成本分析
Figure BDA0002319990970000042
Figure 1
成本分析按目前市场价格计算，助剂B是10元/公斤，助剂A是6元/公斤，烧碱是3.35 元/斤，保险粉是6.2元/公斤，醋酸是2.78元/公斤。
通过表1、2和图2结果可以看到：本发明工艺的摩擦色牢度与现有工艺相当，耐皂洗色牢度在涤纶、尼龙、醋酯纤维沾色上优于现有工艺。成本对比如表2所示，本发明综合成本比现有工艺每吨纱节省360元左右，更主要的是节省染色时间30min以上。
实施例2：
染色一批红色绞纱，采用高温高压绞纱染色。
分散染料配方：分散黄E-GL：0.29％；分散红3B：2.7％；分散蓝2BLN：0.44％
实施过程：将涤纶绞纱装入染缸，加入2/3软化水，加入0.5g/L螯和分散剂，将分散染料和相对于被染物重量0.8％助剂A混和均匀后，采用线性加料加入染缸中，浴比(被染物重量：染色重量)控制在1:20，加入醋酸控制pH值在5，始染温度为65℃。以5℃/min快速升温至78℃，恒温5分钟，加压以1℃/min升温至110℃恒温10min再以1.5℃/min升温至 130℃，恒温30min，溢流降温至90℃，pH值在5.5，加入相对于被染物重量2％的助剂B，恒温20分钟；然后再排水、80℃热水洗、冷水洗、烘干。
与现有工艺对比，采用现有工艺染色时将绞纱装入染缸，依次加入水、0.5g/L螯和分散剂、匀染剂和染料(染料处方同上)，加入醋酸调节pH值5，始染温度不超过40℃，快速升温至80℃，恒温10分钟，加压再升温至130℃，恒温30min，染色结束，泄压，排水，加入清水还原清洗处方。还原清洗处方是烧碱：1g/L，保险粉：2g/L。85℃处理20min,热水洗，然后再加入醋酸(英文简称“HAC”)1-2g/L中和，50℃温水下加涤纶柔软剂：2％，冷水洗，烘干。
表3
Figure BDA0002319990970000052
Figure 2
表4
项目 本发明 原工艺 节超 单价 节约
水 125方 145.83方 20.83 15元/方 312.45
电 139.97度 162.08度 22.11 0.61元/度 13.49
蒸汽 9.20方 10.98方 1.78 155元/方 275.9
助剂 569.2元 901元 331.8
合计 933.64
通过表3、4和图3实验结果可以看到：本发明工艺的、皂洗牢度和摩擦色牢度与现有工艺相当。成本对比如表4所示，本发明综合成本比现有工艺每吨纱节省933.64元，可见对于绞纱大浴比染色的成本节约力度很大。
实验3：一批蓝色系涤纶纤维染色，采用高温高压散纤维染色。
分散染料配方：分散黄NP-RGL：0.57％；分散红3B：0.82％；分散蓝2BLN：2.2％
实施过程：将散纤维打饼后装入染缸，加入2/3软化水，加入0.5g/L螯和分散剂，将分散染料和相对于被染物重量0.5％助剂A混和均匀后，采用线性加料加入染缸中，浴比(被染物重量：染色重量)控制在1:5，加入醋酸控制pH值在5，始染温度为65℃。以4℃/min快速升温至82℃，恒温5分钟，加压再以0.5℃/min升温至110℃保温10min再以1℃/min升温至125℃，恒温40min，溢流降温至92℃，pH值在5.5，加入相对于被染物重量2％的助剂 B，恒温20分钟；然后再排水、80℃热水洗、50℃温水下加涤纶柔软剂：4％、冷水洗、烘干。
与现有工艺对比，采用现有工艺染色时将筒子纱放入染缸，依次加入水、0.5g/L螯和分散剂、匀染剂和染料(染料处方同上)，加入醋酸调节pH值5，始染温度不超过40℃，快速升温至80℃，恒温10分钟，加压再升温至125℃，恒温30min，染色结束，泄压，排水，加入清水还原清洗处方。还原清洗处方是烧碱：1g/L，保险粉：2g/L。90℃处理20分钟，热水洗，然后再加醋酸(英文简称“HAC”)中和：1g/L，50℃温水下加涤纶柔软剂：2％，冷水洗，烘干。
表5
Figure BDA0002319990970000071
表6
项目 本发明 原工艺 节超 单价 节约
水 18.91方 25.62方 6.71 15元/方 100.65
电 143.15度 145.78度 2.63 0.61元/度 14.13
蒸汽 5.21方 6.47方 1.26方 155元/方 195.3
助剂 328.9元 252.65元 -76.25
合计 233.83
通过表5、6和图4实验结果可以看到：本发明工艺的摩擦色牢度与现有工艺相当，耐皂洗色牢度在涤纶、尼龙、醋酯纤维沾色方面优于现有工艺。成本对比如表6所示，本发明综合成本比现有工艺每吨散纤维节省230元左右。

Claims (5)

1.一种涤纶浸染工艺，其特征是，包括如下步骤，
步骤1，将涤纶放入染缸，加入2/3软化水，加入螯和分散剂，将分散染料和相对于涤纶重量0.1-1％的助剂A混和，混和均匀后采用线性加料加入染缸中，浴比控制在1:4-1:10，加入醋酸调节pH值在4-5，始染温度为20-70℃；
步骤2，快速升温至78-82℃，保持恒温，时间为8-12分钟，而后再加压升温至120-130℃，保持恒温，时间为20-50分钟；
步骤3，而后采用溢流降温至88-92℃，pH值控制在5-6，加入相对于涤纶重量1-2％的助剂B，保持恒温，时间为20分钟；
步骤4，然后再排水，先78-82℃热水洗，而后室温水洗，再烘干。
2.如权利要求1所述的一种涤纶浸染工艺，其特征是，步骤中，所述助剂A为碱性木质素磺酸钠。
3.如权利要求1所述的一种涤纶浸染工艺，其特征是，所述步骤3)中助剂B的主要成分为盐和还原剂的复配物，还原剂是N,N’-二乙基硫脲和盐酸羟胺，盐为低聚物的助洗剂，N,N’-二乙基硫脲和盐酸羟胺的配比为摩尔比1:1，盐与还原剂的复配比例为1:1-1:3。
4.如权利要求1所述的一种涤纶浸染工艺，其特征是，步骤2中的升温分为三段，第一段是从始染温度快速升温至78-82℃，第二段是从78-82℃快速升温至110℃，第三段是从110℃快速升温至120-130℃，第一段升温速率是1-3℃/分钟，第二段升温速率是0.5-1.5℃/分钟，第三段升温速率是1-2℃/分钟。
5.如权利要求3所述的一种涤纶浸染工艺，其特征是，盐是氯化钙或硫酸钙。
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