孫紅玉，閆英山，賈榮霞，于 琦，周建強(qiáng)，薛建成，呂建品

（1.山東省短流程印染新技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東濱州 256617；2.濱州華紡工程技術(shù)研究院有限公司，山東濱州 256617；3.華紡股份有限公司國(guó)家級(jí)企業(yè)技術(shù)中心，山東濱州 256617）

水資源問(wèn)題是當(dāng)今世界最受關(guān)注的問(wèn)題之一。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)和水資源的大力開(kāi)發(fā)，水資源保護(hù)壓力越來(lái)越大。印染行業(yè)是高耗水行業(yè)，每年需消耗近億噸的水資源，且產(chǎn)生的印染廢水具有可生化性差、水質(zhì)差別大、堿性大、色度大等問(wèn)題，直接排放會(huì)對(duì)人體健康和環(huán)境造成極大危害，同時(shí)造成水資源的浪費(fèi)。

在印染工業(yè)中，滌綸及其混紡織物占大部分，都需要用分散染料進(jìn)行染色。分散染料需要還原清洗，在這道工序中需要加入堿和保險(xiǎn)粉并需多次水洗。在整個(gè)印染廠廢水組成中，分散染料染色廢水的量較大，較難處理，對(duì)環(huán)境污染也較大?，F(xiàn)有廢水處理技術(shù)雖然有良好的處理效果，但是技術(shù)要求高、投資大、處理成本較高。

面對(duì)水資源短缺、印染行業(yè)耗水量大、污水排放量大等問(wèn)題，發(fā)展少水及無(wú)水染整加工技術(shù)是必然趨勢(shì)。［1］分散染料的少水染色工藝對(duì)節(jié)約水資源、保護(hù)環(huán)境有十分重要的意義。

常規(guī)的滌綸織物染色常用高溫高壓染色法，染色過(guò)程中需要加入大量助劑，染色后需要通過(guò)還原清洗提高色牢度。［2］分散染料在高溫、有壓力的濕熱狀態(tài)下進(jìn)行染色，在100 ℃以內(nèi)上染速率很慢，即使在沸騰的染浴中染色，上染速率和上染率也不高，所以必須在加壓（2.02×105Pa）、染浴溫度提升到120～130 ℃的條件下進(jìn)行染色。溫度升高，纖維分子的鏈段劇烈運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生的瞬時(shí)孔隙越多、越大，此時(shí)染料分子的擴(kuò)散也增快，增大了染料向纖維內(nèi)部的擴(kuò)散速率，使染色速率加快，直至染料被吸盡而完成染色。［3］

1 少水染色工藝介紹

少水染色工藝為滌綸或其混紡織物用分散染料染色后，在染液中再加入一定濃度的滌綸清洗劑TF-288B 進(jìn)行清洗，完成后將布樣直接烘干，布樣無(wú)水洗、皂洗等步驟。將清洗完成后的廢液再次作為染色用水，染色布樣K/S值達(dá)到現(xiàn)用工藝標(biāo)準(zhǔn)，物理指標(biāo)符合甚至優(yōu)于現(xiàn)用工藝。實(shí)現(xiàn)了水資源的循環(huán)利用，節(jié)約了水資源。同時(shí)整個(gè)過(guò)程不需要加入保險(xiǎn)粉、堿等物質(zhì)，降低了廢水處理的難度。鑒于印染行業(yè)是用水大戶，同時(shí)也是污水排放大戶，少水染色工藝在印染行業(yè)中的地位會(huì)更加重要。

2 實(shí)驗(yàn)

2.1 材料和儀器

織物：T100D/144F 半消光×T100D/144F 半消光133×70；偶氮型染料：分散紅玉S-5BL（浙江龍盛集團(tuán)股份有限公司），分散橙AF-R、分散黑C-BN、分散深藍(lán)ES-BR（蓬萊嘉信染料化工股份有限公司）；蒽醌型染料：分散翠藍(lán)S-GL、分散紅FB（浙江龍盛集團(tuán)股份有限公司）；助劑：高溫勻染劑SY-WS（濟(jì)南深遠(yuǎn)科技有限公司），滌綸清洗劑TF-288B（浙江傳化集團(tuán)有限公司）。

儀器：ECO-24 型全能小樣試色機(jī)、Datacolor SF 600x 型測(cè)色儀（廈門(mén)瑞比精密機(jī)械有限公司），分析天平［梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司］。

2.2 染色工藝

現(xiàn)用染色工藝：稱料［分散染料2%（omf），高溫勻染劑SY-WS 1%（omf）］→化料→染色（pH 5～6，全能小樣試色機(jī)升溫速率1.8 ℃/min，130 ℃保溫40 min，再以1.8 ℃/min 降溫至80 ℃）→還原清洗（純堿2 g/L，保險(xiǎn)粉2 g/L，85 ℃×5 min，降溫至80 ℃取出）→水洗→皂洗→水洗→熨干。

少水染色工藝：稱料［分散染料2%（omf），高溫勻染劑SY-WS 1%（omf）］→化料→染色（pH 5～6，全能小樣試色機(jī)升溫速率1.8 ℃/min，130 ℃保溫40 min，再以1.8 ℃/min 降溫至80 ℃）→加入滌綸清洗劑TF-288B 3%（omf）清洗（pH 4～5，升溫速率1.8 ℃/min，90 ℃保溫25 min，后降溫至80 ℃取出）→熨干→殘液（作為下一次染色用水循環(huán)使用）。

3 結(jié)果與討論

3.1 K/S值對(duì)比

常用的分散染料為偶氮型和蒽醌型，選擇常用染料進(jìn)行少水染色實(shí)驗(yàn)，測(cè)試每次循環(huán)染色布樣的K/S值，驗(yàn)證效果。

偶氮型單染料染色：分散紅玉S-5BL 2%（omf）、分散橙AF-R 2%（omf），浴比1∶20，對(duì)比現(xiàn)用染色工藝與少水染色工藝的K/S值，結(jié)果見(jiàn)表1 和圖1。由表1 和圖1 可以看出，偶氮型分散染料使用少水染色工藝進(jìn)行染色時(shí)，與現(xiàn)用工藝相比，隨著循環(huán)次數(shù)的增加，整體K/S值基本一致，得色量符合應(yīng)用要求。

表1 分散紅玉S-5BL、分散橙AF-R 現(xiàn)用染色工藝與少水染色工藝布面的K/S值對(duì)比

圖1 分散紅玉S-5BL、分散橙AF-R 現(xiàn)用染色工藝與少水染色工藝布面的K/S值對(duì)比

如果推廣實(shí)行分散染料少水染色工藝，偶氮型分散染料將占分散染料的60%以上，是分散染料的主要組成部分，有必要對(duì)其拼色少水染色進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。偶氮型分散染料拼混藏青色染色：藏青色拼混分散染料［分散黑C-BN 0.6%（omf），分散紅玉S-5BL 0.2%（omf），分散深藍(lán)ES-BR 1.2%（omf）］，浴比1∶20。由表2 和圖2 可以看出，偶氮型分散染料拼混藏青色進(jìn)行少水染色時(shí)，多次循環(huán)染色的K/S值與現(xiàn)用工藝基本一致，得色量符合應(yīng)用要求。

表2 偶氮型拼混藏青色循環(huán)8次布面K/S值對(duì)比

圖2 偶氮型拼混藏青色循環(huán)8次布面K/S值對(duì)比

蒽醌型單染料染色：分散紅FB 2%（omf）、分散翠藍(lán)S-GL 2%（omf），浴比1∶50，對(duì)比現(xiàn)用染色工藝與少水染色工藝的K/S值，結(jié)果見(jiàn)表3 和圖3。由表3 和圖3 可以看出，蒽醌型分散紅FB、分散翠藍(lán)S-GL 進(jìn)行少水染色時(shí)，K/S值比現(xiàn)用工藝略低。

表3 分散紅FB、分散翠藍(lán)S-GL 現(xiàn)用染色工藝與少水染色工藝布面的K/S值對(duì)比

圖3 分散紅FB、分散翠藍(lán)S-GL 現(xiàn)用染色工藝與少水染色工藝布面K/S值對(duì)比

3.2 殘液對(duì)比

由圖4 可以看出，隨著循環(huán)次數(shù)的增加，少水染色工藝殘液的色度略有增加，但循環(huán)次數(shù)較少時(shí)，少水染色工藝的殘液色度明顯低于現(xiàn)用工藝。少水染色工藝的殘液進(jìn)行排放時(shí)，色度的處理難度低于現(xiàn)用工藝；同時(shí)，少水染色工藝中無(wú)需添加堿、保險(xiǎn)粉等物質(zhì)，也降低了廢水處理的難度。

圖4 現(xiàn)用工藝與少水染色工藝循環(huán)10次殘液對(duì)比

3.3 物理指標(biāo)對(duì)比

耐皂洗色牢度根據(jù)AATCC 61—2013《家庭和商業(yè)水洗色牢度》2A 程序進(jìn)行測(cè)試。由表4～8 可知，偶氮型染料少水染色織物的變色等級(jí)與現(xiàn)用工藝基本一致，沾色等級(jí)略提升，分散紅玉S-5BL 的醋纖沾色提高1.5 級(jí)左右；隨著循環(huán)次數(shù)的增加，蒽醌型染料少水染色織物的變色等級(jí)提高0.5 級(jí)左右，醋纖、棉、尼龍沾色提高1.0 級(jí)左右。這說(shuō)明少水染色工藝相較于現(xiàn)用染色工藝，物理指標(biāo)有較明顯的提升。

表4 分散紅玉S-5BL（偶氮型）循環(huán)10次物理指標(biāo)對(duì)比

表5 分散橙AF-R（偶氮型）循環(huán)10次物理指標(biāo)對(duì)比

表6 分散拼混藏青色（偶氮型）循環(huán)10次物理指標(biāo)對(duì)比

表7 分散紅FB（蒽醌型）循環(huán)10次物理指標(biāo)對(duì)比

表8 分散翠藍(lán)S-GL（蒽醌型）循環(huán)10次物理指標(biāo)對(duì)比

4 結(jié)語(yǔ)

少水染色工藝適用于分散染料，特別適合偶氮型分散染料。少水染色工藝流程簡(jiǎn)單、操作方便，染色中無(wú)需加堿、保險(xiǎn)粉等物質(zhì)，無(wú)皂洗步驟物理指標(biāo)即可達(dá)到現(xiàn)用工藝水平，并且殘液可循環(huán)利用，勢(shì)必會(huì)成為未來(lái)印染行業(yè)的主流工藝。