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新型染色技术的开发与应用

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目前,纺织品染色主要存在以下问题:染色牢度如耐水洗色牢度、耐摩擦色牢度、日晒色牢度、耐酸碱汗渍色牢度等还不能同时达到较高等级,使人体在服用过程中因摩擦、出汗等导致染料溶落而威胁人们的健康;越来越多的高功能高性能新材料纤维、新型纤维或者多组分纤维等相继出现并不断创新,使原有的纺织品染色工艺及染料需要不断创新和改进;纺织品染色过程中染料、能浪费严重,排污量大且生产效率低下,越来越多的传统染色方法已不符合生态性要求。近来,纺织工业“十二五”纲要的提出,给纺织品染整发展指明了方向,即要重点发展无水及少水印染、废水回用、资源综合应用等高新技术,为实现行业的清洁生产、节能减排及可持续发展提供技术支撑。在“十一五”及“十二五”指导下,已经有不少生态染色新方法和工艺相继出现并不断完善,如冷轧堆染色、气流染色、退染一浴染色等已取得生产实效,一些新兴的染色方法如超临界CO2染色、微胶囊染色等亦逐渐成熟,越来越多的新型染色词汇也不断出现在行业术语中。

1、微悬浮体染色技术(MSD)

微悬浮体染色技术(MSD)是西安工程大学纺织与材料学院以邢建伟教授为首的技术研究小组发明并命名、属于我国拥有完全知识产权的一项新型染整技术,国外还未见报道。MSD技术是通过在轧染浴中使用微悬浮体化染色助剂,使染料分子形成细小的微悬浮体颗粒并均匀地分散在染浴中,再通过浸轧使其进入纤维及纱线空隙中,随着染浴温度升高,微悬浮体颗粒逐渐解体,释放出染料进入纤维内部进而固着。研究表明,MSD技术具有如下优势:

①染料由于微悬浮体颗粒的“包埋”而受到保护。染料与碱剂的接触几率降低,染料水解减少,染制同等色度织物时使用的染料用量减少;染毛/腈混纺纤维时,也由于染料受到保护而降低了不同纤维问染色时的沾色现象。

②染料以微悬浮颗粒的形式先吸附到纤维上,再进行扩散和固着,能够保证染料均匀上染纤维。由于其匀染性好,在染蛋白质纤维时,可以快速升温上染(3ºC/min),不仅有效地降低了高温下纤维的损伤,还节省了工艺时间和能耗。

③MSD技术所采用的微悬浮体化染色助剂不对染料分子产生化学作用,被染织物的色泽和色牢度基本不会受到影响。

目前,常州月夜灯芯绒有限公司已经成功进行了纯棉灯芯绒织物的微悬浮体轧染染色,成功建立了一个年产2 000万m纯棉灯芯绒织物与普通纯棉织物微悬浮体轧染染色示范基地。实践生产证明.加工每万米棉织物平均可节约染料用量26.78 kg,加工每吨棉织物平均可减少废弃染料的排放量为3.6 kg左右。微悬浮体染色技术具有环保、节能和染色性能优越等特点,但该技术目前还处于发展阶段,对于所染织物品种的研究还不够全面,还局限在羊毛、蚕丝或狐狸绒等蛋白质纤维和棉纤维,对于其他天然及合成纤维的研究尚少。目前应用该技术的厂家不多,还应加强新技术的宣传力度,扩大规模。

2、微胶囊染色技术

微胶囊用于纺织品染色的技术核心是先将染料作为芯材制成微胶囊。染色时,直接将染料微胶囊投入染浴,利用纤维、染浴和胶囊中染料的浓度差,使染料不断释放、吸附和上染纤维,实现无助剂染色。利用微胶囊隔离和缓释的作用,不仅染色均匀性能够得以较好的保证,还可以达到染料的“零”排放和纤维的免水洗等目的,实现清洁生产。

国内,东华大学化学与化工学院对于分散染料微胶囊染色的研究较为突出,他们对染色的方法、微胶囊的制备以及相应的工艺和装置进行了一套较为全面的研究并申请了专利。率先将分散染料微胶囊染色应用于锦纶6、PTT和涤纶织物的染色上,对相应的染色温度、浴比、保温时间等参数及废水的回用进行了探讨和研究。最终染色产品干湿摩擦牢度、皂洗牢度和沾色牢度与传统染色工艺相当,都达到了4~5级,且废水的COD和BOD值比常规染色工艺低得多。近年来,罗艳等进一步对分散染料微胶囊染色进行了非条件配色研究和改善PTT染色中低聚物的影响的研究。结果表明,微胶囊分散染料染色可以改善常规染色条件下不能配色的分散染料配伍性,可以改善PTT染色中低聚物对染料提升性能和染色速率等的不利影响。该技术已经与多家染色厂合作取得了部分生产规模实验的成功。