唐燕迅，杭新花

（1.上海萬(wàn)得化工有限公司，上海 201203；2.江蘇伊思達(dá)紡織有限公司，江蘇常州 213161）

1 分散染料酸性染色工藝的短板

1.1 低聚物侵?jǐn)_

滌綸低聚物是聚酯高分子縮聚反應(yīng)過(guò)程中的副產(chǎn)物，其結(jié)構(gòu)有線形與環(huán)形兩種。環(huán)形結(jié)構(gòu)的低聚物有二聚體至十聚體（及以上）多種形態(tài)，給滌綸染色帶來(lái)危害的主要是環(huán)狀三聚體小分子[1]。環(huán)狀三聚體小分子由3個(gè)乙基對(duì)苯二甲酸酯首尾對(duì)接構(gòu)成，簡(jiǎn)稱C3[2]。分析揭示，C3占低聚物雜質(zhì)總量的70%以上，其疏水性及平面對(duì)稱性強(qiáng)，因而在水中聚集、結(jié)晶趨勢(shì)明顯，染整加工中令人煩惱的低聚物就是C3發(fā)生了結(jié)晶聚集（線形結(jié)構(gòu)的低聚物組分占比不多，并且在高溫下有一定的水溶性，不易結(jié)晶，對(duì)滌綸染色的負(fù)面影響不大）。

在分散染料染色過(guò)程中，因高溫脫出并解散到染浴中的C3雖呈疏水性，但初始數(shù)量少、顆粒小，暫時(shí)能以亞穩(wěn)定狀態(tài)分散于弱酸性染液中，但其結(jié)晶聚集行為會(huì)隨著溫度上升、時(shí)間延長(zhǎng)及數(shù)量增加而加?。坏饺旧笃?，隨著染浴溫度下降，滿足C3結(jié)晶的條件富集，聚集速率與規(guī)模快速增大，沾污加重。

低聚物的危害：（1）裹掖浴中分散染料等雜質(zhì)形成高黏度焦油斑，影響色光重現(xiàn)，織物被低聚物黏著后剝色回修困難，成本損耗巨大。實(shí)踐表明染色浴比越小，沾污程度越大，這顯然有悖于低浴比節(jié)能減排要求。（2）附著在纖維表面使染物手感生澀、光澤暗啞。純滌色紗上多見(jiàn)黏著性白色粉末，沾有白色粉末的紗線在織造時(shí)不但污染織機(jī)，更會(huì)因摩擦力增加頻發(fā)導(dǎo)致紗針卡頓，產(chǎn)生織疵。部分分布于滌綸紗線表面的白色粉末的存在形態(tài)：一半探出纖維表面，一半仍滯留于纖維內(nèi)部，露出部分在浴中結(jié)晶增長(zhǎng)，在纖維表面形成楞坎，從而在織機(jī)導(dǎo)紗針內(nèi)產(chǎn)生滑行阻力加劇卡頓，對(duì)于該情形，柔軟劑的作用乏力。（3）淤塞筒子紗內(nèi)層，加重內(nèi)外層差，產(chǎn)生報(bào)廢色紗。（4）沉積到染缸腔壁及加熱器表面，既沾污織物，又降低熱效；堵塞染缸內(nèi)置濾網(wǎng)影響染液循環(huán)等。

1.2 滌棉類(lèi)（T/C）紡織品染色的高耗低效

天然纖維素類(lèi)紡織品的前處理需要在高溫強(qiáng)堿條件下進(jìn)行，以去除共生于纖維中的雜質(zhì)、色素以及織物上的油污或漿料，此過(guò)程在溫度與時(shí)間上與滌綸分散染料染色存在較好的吻合度，實(shí)現(xiàn)滌棉類(lèi)紡織品前處理與分散染料染色一浴的兩全構(gòu)想由此而來(lái)，但該構(gòu)想總是受到分散染料適用pH的制約，所以，T/C類(lèi)紡織品染色的主流方式仍未擺脫二浴二步法。在節(jié)能減排理念日益普及的今天，該工藝短板更加突出。

2 Megaperse?CF系列耐堿分散染料簡(jiǎn)介

滌綸低聚物在高溫堿性條件下易水解（反應(yīng)式如下），低聚物小分子會(huì)發(fā)生開(kāi)環(huán)水解，轉(zhuǎn)化成可溶性的羧酸鈉鹽與乙二醇，水解產(chǎn)物能溶解于染浴中，且不影響染色，能隨染色殘液順利排出[3]，從根本上杜絕了C3在染浴中滯留及結(jié)晶聚集的可能。理論上滌綸堿性染色能一舉解決上述問(wèn)題，所以，耐堿分散染料的應(yīng)用與推廣一直為業(yè)界所關(guān)注。

Megaperse?CF系列耐堿分散染料正是基于以上思考，有針對(duì)性地研發(fā)的一組不含堿敏性基團(tuán)，可以在pH=4～14及強(qiáng)氧化劑存在下染色并穩(wěn)定發(fā)色的分散染料。目前Megaperse?CF系列耐堿分散染料共有16個(gè)品種，色系完整，應(yīng)用于滌綸及其混紡或交織物的堿性染色能夠徹底消除低聚物問(wèn)題，可實(shí)現(xiàn)堿氧前處理與分散染料染色同浴，純滌織物堿減量與分散染料染色同浴，工藝適應(yīng)性寬，色牢度優(yōu)良，環(huán)保安全，符合歐盟關(guān)于紡織品的生態(tài)標(biāo)準(zhǔn)。

3 應(yīng)用舉例及效果對(duì)比

3.1 純滌綸筒子紗堿性染色工藝

加工對(duì)象：300D純滌網(wǎng)絡(luò)絲，染深咖啡色；應(yīng)用單位：江蘇伊思達(dá)紡織有限公司；染色設(shè)備：立信高溫高壓筒子染色機(jī)。

工藝配方：橙CF-OGC 1.3%，紅CF-RDC 0.8%，藏青CF-NBC 1.1%，美佳勻CF 1.5 g/L，燒堿1.5 g/L（注：Megaperse?CF系列耐堿分散染料由上海萬(wàn)得化工有限公司提供，耐堿高溫勻染劑美佳勻CF由萬(wàn)得國(guó)際安力化學(xué)有限公司提供）。工藝曲線如下：

染色效果：（1）堿性染色同酸性染色的色紗經(jīng)目測(cè)對(duì)比，前者光澤相對(duì)柔和，因?yàn)槔w維表面經(jīng)高溫堿蝕后漫反射增強(qiáng)。（2）經(jīng)一年多大樣生產(chǎn)，成品色紗未發(fā)生一例白色粉末及筒子內(nèi)層紗污染致廢問(wèn)題。（3）因高溫堿性浴無(wú)疏水物沉積，染液循環(huán)通透性提高，層差改善顯著，內(nèi)層的雜質(zhì)淤積問(wèn)題得到解決。以往純滌筒子色紗回倒至內(nèi)層時(shí)，常會(huì)因低聚物污染板結(jié)導(dǎo)致回倒工況改變，影響色紗成筒；即使勉強(qiáng)全部倒出，也會(huì)因?qū)硬畲蠡蚣喚€發(fā)毛而不得不手工撇除一部分；而堿性染色的色紗能夠全部倒出利用。

紗線染色失重按成因可分為：（1）在染色過(guò)程中，因紗上油污的清除及少量低聚物的脫離而產(chǎn)生的正常減重；（2）因?qū)硬畎褰Y(jié)污染等導(dǎo)致的被動(dòng)廢棄。若不計(jì)纖維受熱縮率，前者只失重不失長(zhǎng)，而后者既失重又失長(zhǎng)，堿性染色有效避免了被動(dòng)失長(zhǎng)。下游織造未再有白色粉末污染及織造卡頓的投訴。

3.2 滌棉類(lèi)煮漂染一浴一步工藝

3.2.1 滌棉紗線的染色

加工對(duì)象：45s65/35滌棉筒子紗，染深寶藍(lán)色；應(yīng)用單位：江蘇伊思達(dá)紡織有限公司；染色設(shè)備：立信高溫高壓筒子染色機(jī)。

工藝配方：藏青CF-NBC H/C 1.98%，紅玉CFRBC 0.09%，艷藍(lán)CF-BBC 0.84%，Meclear 40C 1 g/L，美佳勻CFN 2 g/L，27%雙氧水4 g/L（注：Meclear 40C為螯合分散劑；美佳勻CFN是多功能勻染劑，在染浴中同時(shí)起提供OH-及穩(wěn)定pH的作用，配方選用美佳勻CFN就不用另加堿劑，提示用量1.5～3.0 g/L）。工藝曲線如下：

3.2.2 滌棉針織布的染色

加工對(duì)象：32s65/35滌棉針織布，染紅蓮色；應(yīng)用單位：南昌華遠(yuǎn)紡織染整有限公司；染色設(shè)備：HJ-500型高溫高壓溢流染色機(jī)。

工藝配方：紫CF-VC 0.56%，紅CF-RDC 0.25%，美佳勻CF 1.5 g/L，Meclear 40C 1.5 g/L，27%雙氧水5 g/L，燒堿1.5 g/L（注：若棉相配棉等級(jí)低或染坯含雜高，可以加精煉劑或去油紗劑，提高燒堿、雙氧水用量等）。工藝曲線同3.2.1。

染色效果：（1）分散染料染色后的布面潔凈，用滲圈法檢測(cè)，水滴在布面滲圈均勻。（2）該用戶自采用堿性染色工藝后，再未發(fā)生焦油斑問(wèn)題（焦油斑在T/C類(lèi)面料的繩狀染色中相對(duì)多見(jiàn)，造成的危害也更大，一方面是因?yàn)槿旧^(guò)程中布匹在染缸內(nèi)壁的摩擦運(yùn)行會(huì)增加低聚物的沾污概率，繩狀形態(tài)有利于附著物在布隙間藏匿；另一方面在低聚物結(jié)晶增長(zhǎng)吸附分散染料形成焦油膠團(tuán)的過(guò)程中，脫落于浴中表面積巨大的纖維毛羽及金屬離子會(huì)誘導(dǎo)吸附低聚物。大多數(shù)染廠在用分散染料染色時(shí)，很少有使用螯合分散劑的習(xí)慣與防范意識(shí)，低估了從染坯天然纖維素相中高溫溶出的金屬離子以及不良水質(zhì)的影響[4]）。在高溫堿性條件下，隨著C3與聚酯類(lèi)毛羽的水解，黏性解除、誘導(dǎo)效應(yīng)減弱，形成焦油斑的條件隨之瓦解。

由表1可知，從染坯進(jìn)缸到套染棉環(huán)節(jié)，每染一缸，堿性同浴工藝比傳統(tǒng)工藝縮減4道工序，縮短工藝時(shí)間2.5 h（即減少染機(jī)約2.5 h的大功率耗電運(yùn)行）；節(jié)約用水5缸（即對(duì)應(yīng)減少排污5缸）；免除了單獨(dú)前處理部分的蒸汽消耗；染色保溫后無(wú)須特意高溫排放，對(duì)設(shè)備及環(huán)境影響小，可在降溫至80℃后直接注入保險(xiǎn)粉保溫還原清洗，進(jìn)一步節(jié)省熱能，同時(shí)也便于回收降溫過(guò)程中釋放的熱能。另外，隨著分散染料堿性染色的持續(xù)運(yùn)行，染缸內(nèi)壁、加熱器及其他相關(guān)輔助設(shè)備表面不會(huì)再有頑固黏著性雜質(zhì)增生，能維持相對(duì)清潔，可進(jìn)一步減少潛在的次生性危害。

表1 兩種工藝流程及各工序的溫度、時(shí)間和用水對(duì)照表

3.3 大樣色牢度

耐皂洗色牢度、耐摩擦色牢度、耐升華色牢度分別按GB/T 3921—2008、GB/T 3920—2008、GB/T 5718—1997測(cè)試；耐升華色牢度測(cè)試條件為180℃、30 s。從表2中可以看出，色牢度數(shù)據(jù)均達(dá)到常規(guī)紡織品色牢度要求。T/C紗深寶藍(lán)色耐濕摩擦色牢度為2～3級(jí)，與棉套染了活性染料，染色總深度高有關(guān)；紅蓮色T/C針織布為尚未套染棉的半成品，其耐摩擦色牢度數(shù)據(jù)慎作參考。

表2 實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)常規(guī)色牢度數(shù)據(jù)表

4 染色與堿減量同浴工藝實(shí)驗(yàn)

在高溫堿性條件下，除了低聚物會(huì)發(fā)生水解，聚酯高分子物表面的酯基也會(huì)發(fā)生水解，形成較低聚合度的水解產(chǎn)物，最終均生成水溶性的對(duì)苯二甲酸鈉和乙二醇造成失重[5]。傳統(tǒng)堿減量工藝存在耗堿耗水量大、減量可控性差及減量后水洗壓力大等不足。根據(jù)染色效果評(píng)估，分散染料堿性染色工藝或可成為改善這些問(wèn)題的有效途徑。

4.1 超細(xì)滌綸絲仿桃皮梭織布

織物：Peach Coshibo，150D/96F半光假捻滌綸紗梭織布，（10.00±0.01）g/塊（實(shí)驗(yàn)用布染前與染后稱重均預(yù)先充分吸濕、烘干，再置于20℃恒溫箱中回潮24 h）。預(yù)處理：清水100 ℃熱洗15 min；染色+堿減量：Megaperse?CF染料1.0%(omf)，美佳勻CF 1.5 g/L，浴比1∶20，130℃，60 min。不同染料（金黃CF-GYC、紅CF-RDC、黑CF-BXC）在不同堿用量下染色的深度值與減量率見(jiàn)表3。

表3 不同染料在不同堿用量下染色的深度值與減量率

4.2 普通純滌平紋梭織布

織物：20×20/60×60純滌平紋布，（10±0.01）g/塊。染色+堿減量：藏青CF-NBC 1.0%(omf)，美佳勻CF 1.5 g/L，浴比1∶20，130 ℃，60 min。

表4中，Da、Db值為布樣的CIE色位值。Da是紅綠軸上表征紅綠偏向的分度值，正值為紅，負(fù)值為綠；Db是黃藍(lán)軸上表征黃藍(lán)偏向的分度值，正值為黃，負(fù)值為藍(lán)。絕對(duì)值越大偏向程度越大，反之越小。數(shù)據(jù)顯示5個(gè)布樣的色位值彼此相差很小，色光接近。

表4 藏青CF-NBC在不同堿用量下染色的深度值、色位值與減量率

4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

Megaperse?CF系列耐堿分散染料染色適合染色-堿減量一浴法工藝，在整個(gè)加工過(guò)程中，染色物色光穩(wěn)定，重現(xiàn)性好；滌綸織物堿減量處理的失重率與燒堿用量呈相對(duì)穩(wěn)定的線性正比關(guān)系；染料品種變換對(duì)滌綸織物堿減量的失重率幾乎不產(chǎn)生影響；采用間歇式130℃×60 min進(jìn)行堿減量，用堿量少，工藝安全性高，失重率穩(wěn)定可控，可以有效規(guī)避減量過(guò)度或減量不勻引起的織物強(qiáng)力下降、風(fēng)格改變問(wèn)題；就超細(xì)滌綸絲仿桃皮梭織布而言，當(dāng)燒堿用量為2 g/L（未使用促減劑）時(shí)，失重率就達(dá)15%左右，此時(shí)織物的手感和懸垂性與客戶提供的整理樣布相近。

特別提醒：不同的原料和組織規(guī)格，織物的減量率有差異。普通滌綸布在相同條件下處理，燒堿用量至4 g/L時(shí)（未使用促減劑），織物的失重率僅能達(dá)到10%左右；同時(shí)不難預(yù)見(jiàn)同一種滌綸制品不同的浸染方式（如筒染與絞染、溢流與卷染）減量率也會(huì)不同。所以，采用染色-堿減量一浴法工藝時(shí)，一定要對(duì)加工對(duì)象進(jìn)行專(zhuān)門(mén)實(shí)驗(yàn)，確定燒堿用量及其他工藝參數(shù)后方可生產(chǎn)，遇到一單多缸的加工情況，要盡可能保證每缸各工序參數(shù)一致。

5 分散染料堿性染色注意事項(xiàng)

5.1 筒子染色的特征現(xiàn)象

常年染分散染料的老設(shè)備在初始試用堿性染色工藝前務(wù)必進(jìn)行清缸處理。因長(zhǎng)期的高溫染色，包括其他因素影響，設(shè)備內(nèi)腔壁積聚有不可忽視的頑固附著物，是金屬離子、硅垢皂垢、纖維毛羽等拒水性物質(zhì)在高溫下的沉積纏結(jié)，而在此過(guò)程中，滌綸低聚物的介入令固化后的混凝體附著穩(wěn)定性增強(qiáng)。常溫雖無(wú)大礙，但實(shí)踐發(fā)現(xiàn)在分散染料堿性染色初試階段，因高溫強(qiáng)堿與勻染劑的持續(xù)、輪番作用，這種常年陳垢會(huì)因低聚物組分遭到刻蝕減損而逐漸松解剝離，并會(huì)以懸浮小顆粒狀往染浴分散。此過(guò)程對(duì)筒子染色的影響較大，表現(xiàn)為雜質(zhì)對(duì)紗筒的濾過(guò)性阻擋，加重層差。更頭疼的是這種小顆粒能進(jìn)入紗筒，遭紗網(wǎng)兜捕后滯留其中，這種不溶性、機(jī)械性滯阻顆粒任憑工作液正反循環(huán)沖刷或熱洗酸洗均不能有效清除。此現(xiàn)象可能且只可能發(fā)生在筒子紗初試堿性染色的頭幾缸中，隨著染缸腔壁陳垢的消解，后續(xù)染色會(huì)回歸正常?？椢镱?lèi)不會(huì)受此影響，因?yàn)檫@種小顆粒并無(wú)黏性，隨機(jī)粘到織物表面后會(huì)隨織物的運(yùn)行而脫落。

為避免上述麻煩，推薦必要的染前清缸工藝：燒堿5 g/L，美佳勻CF 5 g/L，130～135 ℃保溫60～90 min，高溫直排，保險(xiǎn)粉4 g/L，80℃還原清洗20 min，排液，酸洗。經(jīng)驗(yàn)確認(rèn)最多需要洗缸兩次，筒子染色即可安全運(yùn)行。

5.2 高溫勻染劑與堿劑的合理組合及選用

實(shí)驗(yàn)證明，普通高溫勻染劑耐堿穩(wěn)定性差，分散染料堿性染色必須選用美佳勻CF、CFN這類(lèi)高溫堿性條件下分散性能穩(wěn)定的品種。若待染物需要較高強(qiáng)度的前處理或染色-堿減量同步處理，則必須選用美佳勻CF與燒堿組合；若待染物只需輕度前處理或僅需遏制低聚物，則可以選用美佳勻CF與純堿組合或單用美佳勻CFN，以減少滌綸不必要的失重。

5.3 滌黏類(lèi)制品的堿性染色

因再生纖維素的高溫耐強(qiáng)堿穩(wěn)定性弱于天然棉（麻）類(lèi)，所以，這類(lèi)細(xì)支品種應(yīng)慎用燒堿與美佳勻CF組合，選用美佳勻CFN多功能勻染劑為妥，美佳勻CFN用量1.5～3.0 g/L就能將染浴的pH穩(wěn)定在10.2左右，高溫對(duì)再生纖維素強(qiáng)力的影響輕微。實(shí)際上，滌黏類(lèi)制品通常也無(wú)需苛刻的前處理。

6 結(jié)語(yǔ)

（1）Megaperse?CF系列耐堿分散染料堿性染色能夠消除滌綸低聚物（包括焦油斑）問(wèn)題，對(duì)純滌類(lèi)染色質(zhì)量提升顯著；可以實(shí)現(xiàn)T/C類(lèi)制品前處理與染色同浴，且效能優(yōu)勢(shì)明顯；染色-堿減量一浴工藝可行；pH寬容度大、重現(xiàn)性好；色牢度滿足紡織品相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

（2）Megaperse?CF系列耐堿分散染料及其應(yīng)用符合綠色低碳、節(jié)能增效的環(huán)保理念，工藝適應(yīng)性寬，具有較好的市場(chǎng)與應(yīng)用前景。