【集萃網(wǎng)觀察】純堿作為傳統(tǒng)活性染料染色工藝中的固色堿劑已經(jīng)有半個多世紀(jì)的歷史，由于用量大，不宜化料、染后水洗耗水多、粉塵污染對工人身體健康有危害。出于節(jié)能與環(huán)保的考慮，上世紀(jì)末發(fā)達(dá)國家就開始其替代品的研究和開發(fā)。最具代表的產(chǎn)品有德國拜耳的Alkali和瑞士汽巴公司的SA-200，對于染料的適應(yīng)性強(qiáng)，可以1/4至1/6取代純堿，但因價格昂貴并且用量太大，染廠工藝成本大幅增加而不被國內(nèi)市場接受。國內(nèi)近幾年也有純堿的替代產(chǎn)品，但良莠不齊，有的就僅僅是幾種無機(jī)堿的混合物，只能在幾個深色品種上使用，甚至還要增加元明粉等附加條件，無法全面取代純堿。
我公司歷經(jīng)幾年開發(fā)研究，活性染料新型染色堿SN(密度高達(dá)1.70、用量僅為0.8～3.8g/L)，在活性染料染色中各種顏色、深度都能取代純堿。該成果2005年10月10日通過了廣東省科技廳組織的中國紡織工程學(xué)會、上海紡科院等專家的鑒定。
活性染料新型染色堿SN自從投放市場300多噸，在長時間使用的用戶中，一致的評價是：(1)比使用純堿直接成本降低20％，使用方便可靠，減少倉儲占地。(2)對染色的產(chǎn)品質(zhì)量有提高：布面發(fā)花的幾率更低、色牢度有提高，尤其是濕摩擦牢度；克服染廠因水質(zhì)不好而造成疵病。(3)極大的減輕了工人的勞動強(qiáng)度，改善了工人的勞動環(huán)境，無粉塵污染，有利于清潔生產(chǎn)。(4)綜合成本也降低：省時、省水、省HAC，同時廢水中的COD也比純堿降一半以上。本文就染色堿SN的研制和染廠應(yīng)用作一些研討。
1 染色堿SN技術(shù)性能指標(biāo)：
組 成：高濃縮有機(jī)緩沖復(fù)合堿
外 觀：橙色低粘液體
PH 值： 12.6±0.2 (1％水溶液)
密 度：1.7+0.02 (20℃)
相容性：對染液中常用濃度的電解質(zhì)穩(wěn)定
穩(wěn)定性：-5℃～60℃密閉條件下可存放一年，-15℃凝結(jié)凍，解凍后再使用不影響效果。
用量范圍： 0.8～3.8g/l (即1/9的量取代純堿)
毒性/環(huán)保：無毒有腐蝕，儲存和使用按化學(xué)品的一般衛(wèi)生安全要求，皮膚接觸后及時清水沖洗。
2 染色堿SN的研制
新型染色堿取代純堿必須要適用于各種不同結(jié)構(gòu)活性染料的淺、中、深色的染色、提高含固量、尤其是有效成份的含量，而又要保證產(chǎn)品穩(wěn)定性，這是該產(chǎn)品大比例取代純堿的難點(diǎn)，也是關(guān)鍵點(diǎn)。我公司經(jīng)過長期的研究，自主設(shè)計(jì)一套獨(dú)特的生產(chǎn)工藝技術(shù)： (1)關(guān)鍵組份原料；到供應(yīng)廠家現(xiàn)場共同研發(fā)與攻關(guān)，生產(chǎn)出能滿足我們產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求的原料，有效的提高了溶解度和抗凍性。一方面起到分散、抗凍、結(jié)晶抑制的作用；更重要的是在染色工藝過程中，抑制了一些對堿敏感的染料因過度的堿所造成的水解。
(2)采取有機(jī)羧酸滴加聚合、與無機(jī)堿以及強(qiáng)堿分散劑等復(fù)合獨(dú)特生產(chǎn)工藝技術(shù)，極大的提高了SN產(chǎn)品的有效成份的含量，研發(fā)生產(chǎn)出了密度高達(dá)1.7(20℃)的高濃縮復(fù)合堿，使大比例取代純堿的設(shè)計(jì)方案得以實(shí)現(xiàn)，并且低溫穩(wěn)定性好，達(dá)到-1.5℃不分層、不結(jié)凍。保持活性染料同等的上色量，使皂洗和濕摩擦牢度有明顯提高，使染色色澤更鮮艷，這在同類產(chǎn)品的研發(fā)中是一個突破。
加入有機(jī)物的SN在PH值與其它混合堿相同時，得色量和色牢度都有明顯提高，這些有機(jī)物對染料在堿性高溫(60℃)條件的水解起到了抑制作用。經(jīng)長時期染廠大批量應(yīng)用跟蹤，我們發(fā)現(xiàn)水質(zhì)對染色的給色量、牢度和布面效果影響極大。在同等PH值的條件下，水的硬度越高，給色量越低，白布沾色牢度越差，甚至造成染色色光的偏移，這主要是高溫(60℃～80℃)堿性的條件下，堿土金屬與高價金屬離子對染料有催化水解的作用。而無機(jī)混合堿對這種催化分解作用更明顯。在只使用Na2CO3情況下，高溫堿性催化分解作用受到抑制，給色量和皂洗牢度明顯改善。這主要是染液中的鈣、鎂等金屬離子、與CO32-?形成了穩(wěn)定的沉淀物，減少了染料的堿性催化水解。
但是CaCO3， MgCO3這些沉淀物吸附在被染物上很難去除，形成白斑。而SN產(chǎn)品中不含碳酸根，所用原材料特殊，并且比例結(jié)構(gòu)合理，具有好的PH緩沖效果，能抑制染料因金屬離子高溫堿性催化所造成的水解，保證了在染色中各種顏色或深度都能取代純堿。
3 SN與國際同類產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)的比較
4 染色堿SN擴(kuò)散性能
在染料為15g/l、Na2SO4為50g/l的100ml溶液中，分別加入18g/1純堿或2.0g/l SN，在樣機(jī)中運(yùn)轉(zhuǎn)(60℃)，分別在10min和20min取染液滴在2#濾紙上，晾干后觀測數(shù)值與圖像見(表2，圖1)
染色堿SN滲透擴(kuò)散的直徑均比純堿大，而且染料分布均勻．勻染、擴(kuò)散性能比純堿要好很多，尤其是R蘭更為明顯。
5 染色堿SN的環(huán)保特性：
SN產(chǎn)品經(jīng)國際紡織環(huán)保協(xié)會秘書處(瑞士)紡織檢定公司檢測，符合OEKO-Texl00-200標(biāo)準(zhǔn)，并頒發(fā)ECO證書(ECO-Passport for Chemicais,Auxiliaries and Dyestuffs No.SHXA 044219Testex-zurich)．第ZHXA044219號檢驗(yàn)報告如下：
Oeko-Tex 活性染料 經(jīng)過染色 100-標(biāo)準(zhǔn) 染色堿SN 處理過的綠色
產(chǎn)品 織物
6 工廠生產(chǎn)應(yīng)用效果：
6-1 生產(chǎn)條件
a．品種：各種組織結(jié)構(gòu)的布(包括純棉、T/C、T/R、CVC、tencel)、絞紗、筒子紗、以及散纖維的活性染料染色。
b.設(shè)備：各種國產(chǎn)、進(jìn)口的高溫、常溫(包括立信MK、GN、ECO系列，臺灣AK以及國產(chǎn)各型號染缸)以及超低浴比噴霧染色機(jī)(Then、Thies希臘缸)。
c．工藝流程：漂底 (前處理)→染色→水洗→皂洗→水洗→出缸
6-2 染色堿SN的用量：
純堿固色各個工廠均有一套成熟的工藝，我們向其推薦使用SN時均提供用量表，以及直接取代純堿的比例。
說明:浴比≥1:8用量為0.8-3.8g/L 浴比≤1:8用量為0.8-3.8％
若配色中以B黑，R蘭為主色，應(yīng)選擇對應(yīng)濃度范圍的下限(1/10)；若配色中以翠蘭、紅為主色，應(yīng)選擇對應(yīng)濃度范圍的上限(1/8)：黃為主或其它拼色，則選擇中間值(1/9)。
工廠使用SN時應(yīng)在工藝室進(jìn)行仿色，尤其是復(fù)染的處方。也有許多工廠在原工藝單上直接按比例將純堿替換為SN，也能滿足各項(xiàng)質(zhì)量要求。但在浴比增大超過20％時，顏色會偏淺，尤其是特淺色。故工廠在排缸時，一定考慮到。即使是大缸生產(chǎn)少量的淺色被染物時，一定先復(fù)樣再生產(chǎn)。與純堿比較，SN用量近1/10，離子強(qiáng)度低促染的能力要弱一些，如浴比超量過多，純堿也會出現(xiàn)色光偏移。
6-3 染色堿SN注料的方法：
在活性染料染色的工藝過程中，加堿是一關(guān)鍵的工序，如加堿過快，極易造成色花。如翠蘭、咖啡、軍綠、卡其等(各染廠的用水水質(zhì)、工藝、設(shè)備以及操作習(xí)慣不盡相同)。純堿一般分為二至三次加入，深色加堿時間長達(dá)60min以上，并且要先慢后快，如加堿過快，會造成染液內(nèi)局部PH上升過快，相應(yīng)地局部纖維素羥基負(fù)離子化速度也加快，加速了染料和纖維素的鍵合，造成局部固色太快，形成表觀色花。而染色堿SN即使在深色中也可20-30min一次性的曲線加入而無色花：一是其用量少，染液中離子強(qiáng)度低，固色稍緩慢一些，二也是最關(guān)鍵的SN中幾乎不含Na+離子，染料容易在液、固相之間的擴(kuò)散、轉(zhuǎn)移以及滲透。而Na2CO3，Na3PO4的Na+攜帶大量的水分子，染液中的粘度增加，而Na+對固相吸附性強(qiáng)，不利于染料在液固相之間擴(kuò)散和轉(zhuǎn)移。眾所周知，在染色生產(chǎn)實(shí)踐中，即使是后道加堿非常謹(jǐn)慎，但因前面Na2SO4加入過快也會造成色花，尤其是拼色中的敏感色。
6-4 純堿與SN對比工藝 (全棉32S單面布立信GN-28缸 浴比1:10)
a 染色處方
純堿工藝加堿時間很長，而且必須分三次加入，加堿速度的控制對產(chǎn)品質(zhì)量起著決定性的作用。而用染色堿SN工藝，雖然固色階段的時間稍長， 但加堿可以一次性加入，無需考慮色花問題。染色后水洗次數(shù)少，工藝時間可縮短。
6-5 混合堿與SN的工藝比較：
(全棉32支汗布 立信E-38浴比1：9)
a 配色處方(深寶蘭色為例)
b 給色量的檢測對比
在測色儀上進(jìn)行檢測，以I號樣為標(biāo)準(zhǔn)(力度100％)。Ⅱ號樣 (力度99.89％)，色澤差異見表-6、 555分色允許差值為±1、而染廠控制標(biāo)準(zhǔn)允許差值為±0.4表-6
同比Ⅱ盡管減少染料15％，但給色量(力度)差異僅0.11％濕摩擦牢度要高半級。由于混合堿兩次加堿時間長達(dá)70min，而造成總的工藝時間延長，而加NaOH后的時間僅30min，(如時間過長，反而會造成乙烯基型染料大量水解)這樣有三個負(fù)面效應(yīng)，一是染料浪費(fèi)、二是水洗負(fù)荷加重對牢度不利，三是污水處理負(fù)荷和費(fèi)用增加。雖然SN的直接成本高出近180元／t，但省10Kg染料的費(fèi)用卻遠(yuǎn)不止180元。而SN省時、省水、省染料等，綜合成本是降低的。最重要的是質(zhì)量有保證，用NaOH很危險，易產(chǎn)生色花。
6-6 染后洗水PH值的對比：
純堿染固后洗水必須充分，尤其是深色必須多次冷、熱水洗，甚至用0.5-07S／l的HAC中和至中性才能升溫皂煮。否則，在布面帶堿的情況下皂煮，也會形成色花不勻，并且還會降低摩擦牢度。
SN易擴(kuò)散滲透，有利于水洗。同時我們建議，為了節(jié)水，不宜溢流水洗，但每次水洗必須排液干凈。特深色可省一次水洗和HAC中和
6.7 染色堿工藝大小樣重現(xiàn)性測試：
染廠經(jīng)過近五十缸大樣生產(chǎn)驗(yàn)證大小樣重現(xiàn)性良好。
6-8 染色牢度的對比；
以四個深顏色分別進(jìn)行皂洗牢度、摩擦牢度、汗?jié)n牢度對比結(jié)果
比較了使用兩種堿的染色效果，各項(xiàng)染色牢度基本相同，但有一項(xiàng)不同的是濕摩擦牢度，SN工藝比純堿工藝普遍提高近半級，這是SN在濕摩擦方面的一大突破。 6-9 不同堿工藝環(huán)保性的對比測試：
6-10 SN在低浴比染色機(jī)上的優(yōu)勢：
加強(qiáng)環(huán)保和節(jié)約資源在經(jīng)濟(jì)生活中越來越顯重要，人們已從末端治理改為源頭防治，低浴比染色機(jī)將在浸染方面逐步占為主導(dǎo)地位。由于浴比小電解質(zhì)濃度高，染料初始上染率高而不容易擴(kuò)散轉(zhuǎn)移，極易造成色花。而SN以其電解質(zhì)濃度小易擴(kuò)散轉(zhuǎn)移的特點(diǎn)，在小浴比染色機(jī)上容易控制色花。在許多工廠所引進(jìn)德國、意大利、希臘的小浴比染樣機(jī)上的長時間使用均展現(xiàn)出其卓越的優(yōu)勢。無論是色花抑制、浴比的精確控制、都很便利。
6-11 成本降低的對比：
純堿與SN工藝成本對比：
純堿在過去的幾年里，隨著能源、以及燃油價格的上漲也漲了50％，市場均價為1650元／噸，而染色堿平均以1／9的量取代，即110kg就替代?噸純堿，可降低直接成本15-25％。表上實(shí)例可以看出染色堿SN工藝成本低于純堿工藝。
7 生產(chǎn)實(shí)踐總結(jié)
1.SN是液狀，化料非常方便，不會因化料水量過多超浴比染色；也不會象純堿那樣結(jié)塊而堵塞管道，這對于噴霧染色機(jī)等低浴比染色設(shè)備和自動加料系統(tǒng)特別適用。
2.SN電解質(zhì)少，上色較緩慢，可以不考慮因加堿過快造成的色花，特別是一些對堿敏感的顏色，不僅縮短加堿時間，還可避免色花的產(chǎn)生，有效提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低回修率。
3.SN工藝明顯改善活性染料的濕摩擦牢度，這是現(xiàn)工藝上的重點(diǎn)和難點(diǎn)。
4.SN工藝殘液COD值低，減少了廢水處理的負(fù)擔(dān)和費(fèi)用。
5、SN用量僅為純堿的1/9，降低直接成本。其滲透擴(kuò)散性強(qiáng)，容易遷移，染色后容易清洗，省時省水、節(jié)省了中和純堿用的冰醋酸，縮短了工藝時間，間接成本也明顯降低。 來源: 中國印染行業(yè)協(xié)會 作者：石偉林
該文章暫時沒有評論！
最新技術(shù)文章
點(diǎn)擊排行
、
集萃印花技術(shù)交流2群、
集萃印花招聘/求職2群
安卓APP
微信號：yinhuashijie
手機(jī)版
《印花世界》雜志
微信群接入口
客服
