活性染料冷轧堆染色详细介绍

活性染料冷轧堆染色详细介绍
轻化1102
刘祥烨摘要
冷轧堆工艺是在室温下的加工过程，由于冷轧堆加工技术具有投资成本低，能耗、水耗少，柔性生产率高、工艺适应性强，织物强度损失小等众多优点，目前在棉织物染整加工中广泛应用于前处理、染色、印花及后整理。

冷轧堆的前处理工艺主要包括退浆、煮练和漂白，将汽蒸堆置改为室温堆置，极大地节约了能源和设备的投资，而且适用于小批量和多品种的加工要求。

冷轧堆染色工艺流程短，设备简单，对环境污染小，因不经烘干和汽蒸，从而节约能源，具有浴比小、上色率高(固色率比常规轧蒸法提高15-25%)，不存在染料泳移弊病等特点，特别适合对张力敏感及染不透等多品种、小批量的生产。

据报道，欧洲活性染料染色有1／3是采用冷轧堆染色工艺技术加工。

近年我国能源成本增加以及染料品质改进、新品种面市，印染厂采用冷轧堆染色工艺技术也越来越普遍。

关键词：
冷轧堆、染整加工、织物、应用及发展
Abstract
Cold pad-batch process at room temperature process, because the cold pad-batch process technology has the advantages of low investment cost, energy consumption, water consumption and high productivity, flexibility, strong adaptability of process, strength loss of the fabric is small and many other advantages, present in cotton fabric dyeing and finishing processing is widely applied to pretreatment, dyeing, printing and finishing. Cold pad-batch pretreatment process mainly includes desizing, scouring and bleaching, the steam is changed into a stack of stack room temperature, can greatly save energy and the equipment investment, and is suitable for small batch and many varieties of processing requirements. Cold pad-batch dyeing of short process flow, simple equipment, little pollution to the environment, because without baking and steaming, thereby saving energy, having small bath ratio, high rate of color ( the color fixing rate than conventional rolling braizing method to improve 15-25% ), there is no dye migration defects and other characteristics, particularly suitable for the tension sensitive and dyeing through the many varieties, small batch production. According to the report, the European dyeing with reactive dyes have 1 / 3 is the use of cold pad-batch dyeing processing technology. In recent years, China's increasing energy costs and improving quality of new varieties available, dyes, printing and dyeing mill by cold pad-batch dyeing technology is more and more prevalent. Key words: Cold pad-batch, dyeing and finishing, fabric, application and development
冷轧堆染色特点
冷轧堆染色工艺流程短，设备简单，对环境污染小，因不经烘干和汽蒸，从而节约能源，具有浴比小、上色率高(固色率比常规轧蒸法提高15-25%)，不存在染料泳移弊病等特点，特别适合对张力敏感及染不透等多品种、小批量的生产。

冷堆染色评价
（1）.整个过程虽然是半连续的，但由于准备工作都在上机前完成，故生产效率非常高。

（2）.上染、固色都在室温下完成，水洗虽然需要加热，但由于冷染固色率高，水解染料少，清洗容易，相比需中间烘燥汽蒸的轧染，大大节约了水、汽能源，缓解了污水脱色压力。

（3）.冷染设备简单，投资少，占地面积小，打卷后虽然堆放场地，但可根据车间情况灵活安排。

（4）.冷染不仅自身清洁容易，而且可使计划调度得以分色分配机台，节约了其他机台因频繁换品种的清洁时间。

（5）.由于冷染在室温中长时间缓慢固色，不会发生泳移，无论织物松紧厚薄，染料的渗透性都极佳，所以产品色光更纯正，彻底解决了灯芯绒露底问题，满足了市场需求。

（6）.只要工艺掌握恰当，可解决常规色特别是疑难色的染色一致性的问题。

（7）.冷堆织物在A字架上的堆臵，大大缓解了存布箱周转压力。

（8）.染色，冷染也存在疑缝头印、手感较硬、放样没有轧染直观等问题
实际工艺
1 按加用碱剂的方式分为两种工艺
一种是将染料和碱剂预先混合，配成染液浸轧织物；另一种是将染料和碱剂分开配制，浸轧时由计量泵按比例同时加到一小容量的混合器中。

前一种工艺适用于反应性较弱的染料，用碱性较弱的碱剂，堆臵时间较长，后一种适用于反应性较强的染料，用碱性较强的碱剂，堆臵时间较短。

2 冷轧堆染色工艺流程
前处理半制品→染色→浸轧(染浓碱剂)→打卷包胶纸→转动堆置→水洗→皂洗→水洗→烘干
2.1 冷堆前准备
2.1.1 染化料的选择
染液组成主要有染料和碱剂。

工作液由染料、碱剂分别化好后，通过4：1比例泵在轧槽前混合而成。

浸轧染液一般用均匀轧辊，辊槽容积最好小于50立升，车速快些，尽快完成槽液的循环。

该工艺的染料选择范围很广，单/双乙烯砜型、一氯均三嗪/乙烯砜型、一氟均三嗪/乙烯砜型的活性染料都可使用。

具体原则为，染料的反应性要强，能在高温下完成固色；染料在碱中的溶解度要高，否则染料会发生聚集而产生色点；染液的稳定时间要长；固色堆臵时间的宽容度要大，能满足各种生产排程的需要；清洗要易；拼色配伍性要好。

考虑到大生产有开槽、换卷、临时停车等情况，要保持色光的一致性，以染料耐碱水解稳定性的选择最重要。

碱剂采用硅酸钠与烧碱的混合形式。

烧碱提供足够染料反应固色的碱度，硅酸钠碱剂则作为缓冲剂，对碱液的pH值起调节作用，从而控制染料的水解反应，有利于提高固色率和得色率，同时可避免产生前后色差。

另外，硅酸钠还可作为吸附剂，在后处理水洗浴中水解为胶状硅酸或碱土硅酸盐，可吸附水中的水解活性染料，防止在织物上沾污。

织物染色打卷后用塑料薄膜包裹，转动堆臵时间以大于拼色中最大固色时间为准。

因生产需要，堆臵时间延长到48h也无妨，但是如果堆臵时间太长或包裹不紧、或碱量不足，会产生干燥泳移，或布边碳酸化，导致PH值下降，减慢染料固色，引起布边色差
冷堆后，染料固色率可达90%。

水洗较简单，可在任何水洗设备上完成。

一般为冷水洗→热水洗→皂洗（常规净洗剂）→热水洗→冷水洗→烘干。

用作冷轧堆工艺染色的活性染料，应选择反应性不能太强但反应速度较快的染料，一般以选用反应性适中的染料为宜，这样有利于轧染液保持良好的稳定性。

冷轧堆染色的过程都是在室温情况下进行的，而染料在染液中的扩散对上染率起决定性的作用，故要求所选择染料
分子较小，较易渗透扩散，生产中选用细粉状染料较佳(p．f．f．d)。

由于冷轧堆染色染液是通过织物浸轧后而转移到纤维内部去的，故以选用直接性低的染科为宜。

既容易获得匀染。

又有利于克服头梢深浅现象，水解的染料也易洗去。

但在实际生产中还应考虑到染料的溶解度、颜色鲜艳度、配伍性及价格等诸多因素进行踪台平衡。

2.1.2小样准备
打小样是冷堆染色前非常重要的一个环节。

小样的准确性直接影响大样结果，为此，要特别予以重视。

目前冷堆最简单快捷的打样方式是微波炉法，即织物浸轧染液后，在微波炉中完成染料的固色。

凡是在低功率情况下，能提供精确无级变化加热方式的微波炉都可使用，但是在使用前必须对其特定功率进行校准，以使其适应染色的要求。

校准方式: 在玻璃烧杯中加入1L水，放入微波炉中，调试功率大小，直至规定时间内达到以下温度并将符合要求的刻度固定下来。

初始：20℃；5min后：31～32℃；10min后：41～42℃；20min后：58～59℃；30min后：72℃。

微波实际上是一种高频率的辐射，它会增加染料的振动频率，提高染料扩散进入纤维的速度，从而可以将活性染料快速固着在棉织物上。

浸轧速度、轧余率、微波功率、织物在微波下暴露的时间，都会不同程度影响得色。

调节的原则尽量使小样色光与大车冷堆后的色光相近。

浸轧速度、轧余率可以尽可能接近大样条件，微波功率按照上述方法调节，微波作用时间根据大多数颜色的小样、大样相近原则确定。

2.1.3半制品准备
冷堆染色对半制品的要求较高。

经前处理的织物必须具有均匀而良好的吸水性，毛效应在10cm/30min以上。

烘干要均匀而适宜，太干织物反而表现出疏水性，浸轧染液时不易润湿；太湿影响得色及布面均匀性，一般控制在4%～6%。

织物进轧槽前要充分冷却，因为有些对碱敏感的活性染料，随着温度的升高而加快水解，这样易造成前后色光的差异。

前处理要净，织物上不应含有氯、双氧水，pH值在7～7．5间等，也不应再带有浆料、石蜡等，否则会影响得色或产生局部不上色等。

用作冷染的坯布配棉不能太差，也不能有明显黄白档，冷染的遮盖性不好，即使经过很好的前处理，也无济于事。

2.2冷染生产
2.2.1一般品种
(1).用料处方：
染料液：活性染料2g/L
渗透剂3g/L
消泡剂适量
染料液与碱剂(1:1)用比例计量泵通过缓冲缸搅匀进入轧槽.
(2) .浸轧条件：轧液槽液量7升，室温一浸一轧，轧余率约65％，均匀轧车根据品种不同控制在l—1.3kg之间．
(3).车速；一股品种60y／min以上，吸液多的品种30—40y／min左右．
(4).打卷直径最大为1．4米，纸，防止缝头印，整轴布要包严。

见缝头包胶防止局部风
(5).转动培放时间根据染料及用量而定
2.2.2 棉／氨纶弹力布品种
对这些布类来说，如采用长车轧染，需对设备的有关部位进行调节，否则易产生皱条，而且经向张力大，造成缩幅。

针对这一情况，对棉／氨纶弹力布的染色宜均采用冷轧堆工艺。

适用于冷轧堆染色工艺的活性染料一般有：X型、K型，KN型、Remazol(KN型)，用Remazol染料，其渗透性极佳，且色光稳定、重演性好，固色率高。

浸轧液组成：
工艺条件：
浸轧温度：20—30℃
堆置温度，时间：25-35℃，12h
布卷堆置时，均匀转动，转速为6-8r／min。

棉／氨纶弹力织物采用冷轧堆工艺染色，与长车染色相比，减少了经向张力，降低了纬向的收缩，大部分布幅符合要求，但也有少部分在加工中，布面受到特殊的张力造成缩幅较大。

氨纶不需受长车染色时较高温度的作用而影响弹力，保证了门幅稳定性，而且，采用该工艺染色可避免前后色差和皱条的产生。

因此，我们将柔软后的织物在热风条件中进行统一拉幅，随之进行预缩。

预缩尺寸以缩前的缩水试验为依据。

一般冷轧堆染色后的织物经纬向缩率均在3％以内，通常情况下，都能满足要求而不需预缩。

3 所遇到的问题
3.1色泽波动及边浅色差的起因：
(1). 布身温，湿度的差异。

(2). 工艺液的配制及浸轧槽中的工艺液更新。

硅酸钠防染料水解，不用配伍性不好的染料拼色。

(3). 布卷端面不齐整。

(4). 织物进给张力变化。

(5). 常规表面驱动A字架收卷辊，由于是靠表面论据摩擦被动收卷，随着布卷直径的
变化，打卷辊对布面摩擦力的变化，易形成前后段的色差。

3.2活性染料冷轧堆染色的常见疵病及克服办法
3.2.1.坯布因素
坯布棉纤维原料成熟度不一致，则织成的织物染色后的得色量就不一致，由于坯布来源很多，因此坯布有很大差异。

另外，前处理有绳状的、亦有平幅的，若半制品精炼程度不一,漂白白度不一致，水洗不净,烘干不匀，对染浅、中色极易造成色差、色花。

采取严格坯布验收，各厂家的坯布分批投产；加强漂练半制品前处理，退浆要净，煮练要透，漂白要匀，水洗要净。

对水洗这一点非常重要，一般情况下，我们是2格水洗槽水洗烘干、如通特殊情况，则必须在6格水洗机上充分热洗，以防止出现一些色差、色花问题。

3.2.2.染料因素
轧染机的主要结构是两根均匀轧辊，工作前调好左、中、右轧余率是防止左右色差的关键。

生产中要求轧余率为75％，差值不得超过2％。

染槽温度最佳为25℃，温差太大，极易造成色差。

堆臵时间的长短亦是造成色差的原因之一，按工艺要求，低温活性染料需堆臵3小时，高温活性染料需堆臵6小时。

若堆臵时间不足就水洗皂煮，会造成色洗若达到所需时间或超过堆臵时间，则基本不会造成色差。

加强染化料的管理亦是减少色差的原因之一，不同类型的染料要分开存放，不可混淆，染料最好要从固定厂家购进，以防色光有变化。

染料在使用前要先化验力份方可使用。

严格控制好液面水平，始终保持液面一致：控制好车速，保持30米／分。

3.2.
4.色点疵病及克服办法
(1).染料溶解因素活性染料染浅、中色，用尿素作助溶剂，染料轻易溶解。

应该注意的是掌握好不同类型染料的化料温度：X型活性染料采用冷水或温水(不超过40℃)；KN 型活性染料不超过70℃，M型或K型则不超过90℃
但遇个别难溶的染料或浓度过高时，如嫩黄K6G、翠蓝KGL、艳蓝KGR等可用沸水溶解至澄清溶液，否则容易产生色点。

(2).碱剂溶解围素：使用的碱剂是碳酸钠。

它在热水条件下能较好地溶解，但内面杂质较多，需同染料一样严格过滤，以防杂质沾于布上，造成色泽不一的色点。

(3).设备清理因素：有时候，一个班次要更换五、六种颜色，更换颜色应按先浅后深排列。

这种情况下，管道、设备易清理；若遇色泽很深，浓度很大的颜色，管道清理不净，沉淀于管壁上的颗粒，沾于布上成为色点。

3.2.5.斑渍疵病及克服办法
(1).碱斑：在退浆时保温保湿不够，发生风干现象；在煮练过程中，练液含杂多；水质过硬，锅面盖布未铺好，高压煮练时布匹浮出液面；练液循环不良，排残液后未及时水洗，锅内温度很高，接触四壁的布匹因受高热烘烤，造成局部带成杂质粘集于织物上，再经漂白、酿洗后，比较轻的布面已看不出，而严重的根本无法处理。

如果染色，会产生深色的斑渍，成为不可挽救的残疵。

这一点到目前为止，汉能彻底解决(有关资料介绍，可用稀热盐搜去除，经笔者试验，效果并不理想)，通上这种情况，我们将这种布做成增白产品，不再染色。

(2).白花：染前坯布毛纲效应不好，内于轧槽小，浸轧时间短，纤维及组织之松紧程度不一致，对染料进入纤维快慢各异，打卷时即可见白花。

对于这种情况，我们在染液中加入少量的渗透剂JFC，再经堆臵一段时间后，白花基本上消失，这一点提花床单布反映比较明显。

染前坯未完全烘干，布上滴上水滴，打卷堆臵时，用薄膜包扎不严，冷凝水渗入布卷造成白花，这样产生的白花一般不能挽救,避免产生的办法就是加强操作工的责任心。

3.3 引起头稍色差的因素
直接性引起的头稍色差: 反应性染料对纤维素纤维的亲和力差异很大。

最终的色泽取决于染液中染料的开始浓度和由于染色过程中染料的被吸收而导致的染料浓度的变化。

在染色过程中染槽中染液的浓度也受染色过程中加入的新鲜染液以及从织物上流回到染槽中的乏染料液的影响。

图2是一种典型的染色过程，从染色开始直到最后达到的色泽，即浸轧液达到平衡，由此产生一个可被整理者和客户都能接受的色泽点(容许点)。

该点的左边相当于无意义的成本，这是因为这部分染色的织物不可能作为成品织物销售。

从染色开始到目标色泽产生的曲线的形状取决于很多的参数。

染料的直接性；染槽容积；织物重量；织物结构；染液中电解质及碱性物质的含量；染料浓度；染液温度
活性染料的配方常常由三种染料组成。

在这种情况下，重要的是要考虑单个染料的直接性，而不是整个配方的直接性，这是解决这个问题的唯一途径。

机械因素引起的头稍色差: 还有一个能引起头稍色差的因素是所使用的机器。

通过合适的染色机的结构是否能防止或者至少能减小头稍色差。

减少轧槽中染液的容积是一种可能的选择
一、总论:
头稍色差可由很多种因素引起。

不总是由于染料的直接性，很多因素都能引起头稍色差；一般的设备是由计量泵、轧槽和浸轧机组成，这些都能引起头稍色差；一机器生产者和染料供应者能够提供各种各样的解决办法，其中有很多是相当简单的。

将来怎样解决这个问题呢应用无轧槽和浸轧机的新技术无疑在这个方面起着作用。