活性染料冷轧堆染色详细介绍

活性染料冷轧堆染色实用技术

0 前言

活性染料染色织物具有色泽鲜艳、色谱齐全、价格便宜、工艺简便、各项牢度良好等优点，活性染料用于纤维素纤维织物染色传统工艺采用浸染和轧染，无论哪种工艺方法都需要在较高的温度条件下完成染料的吸附、扩散、固着。近年来，随着人们生活水平的提高，追求个性化、舒适感、时尚化的要求越来越高，印染加工逐步向小批量、多品种发展；而高能耗、高污染、高成本严重制约着企业的发展。冷轧堆染色工艺介于浸染与轧染之间，是一种半连续化的轧染工艺，具有工艺流程短、效率高、质量稳定、产品适应性强、低消耗、低成本、低污染的独特优势，特别适合小批量及高难度产品的生产，冷轧堆染色工艺技术日趋成熟，越来越受到各印染企业的广泛关注

1冷轧堆染色的特点

所谓冷轧堆染色，即指织物在低温下通过浸轧染液和碱液，利用轧辊压轧使染液吸附在纯棉织物纤维表面，然后进行打卷堆置，在室温下堆置一定时间(键合时间)并缓慢转动，使之完成染料的吸附、扩散和固色过程，最后水洗完成上染的染色方式。该工艺包括浸轧工作液、堆置固色、水洗三个阶段。

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10-20%)，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。其优势可归纳为：（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、电、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，

（4）冷染不仅自身清洁容易，节约了其他机台因频繁换品种的清洁时间和升温、降温等准备时间。

（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。

2冷轧堆染色工艺

2.1冷轧堆染色工艺流程：前处理半制品→浸轧(染液和碱液)→打卷→转动堆置→水洗→热水洗→皂洗→热水洗→水洗→烘干

2.2染化料的选择

染色工作液由染料、碱剂分别化好后，通过4：1比例泵混合后放入浸轧槽，浸轧染液必须用均匀轧车，辊槽容积最好小于50升，以加速染液的循环和更新，缩短染料、碱剂在轧液槽的时间，防止染料在碱性条件下水解。

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、一氯均三嗪活性染料都可使用。具体原则为：

（1）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；

（2）染液的稳定时间要长；尽量选择耐碱性能较好的染料拼色，防止染料在强碱浴中产生不同程度的水解而造成色光变化。

（3）固色堆置时间的宽容度要大；尽量选择固色时间相近的染料，防止因堆置时间变化形成颜色差异。

（4）拼色染料配伍性要好。如染料的亲和力（比移值）、固色速度、易洗涤性、耐碱水解性能、溶解度等性能要接近。染料亲和力不能太高，防止染料堆积在织物表

面，造成牢度下降和产生前后色差。固色速度不能太快，以延长染料吸附、渗透、

扩散时间，防止表面着色。

由于冷轧堆染色的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料为宜。既容易获得匀染，又有利于克服头尾深浅现象，水解的染料也容易洗涤。经过试验及生产实践，德司达的雷马素染料和部分国产染料品种较适用于冷轧堆染色。如：K型：嫩黄K-4G，艳橙K-GN，紫K-3R，K-B3R，黄K-RN，艳红K-2G

KN型：黑KN-B，艳蓝KN-R，紫KN-2R，KN-4R，艳红KN-5B

M型: 红M-8B，红M-3BE，蓝M-2G，黄M-5R，嫩黄M-5G，深蓝M-R

2.3固色混合碱液的选择

冷轧堆染色的浸轧液是由染料、湿润剂、尿素、碱剂等组成，为了降低染料的水解和提高染液的稳定性，在配制染液时将染料、碱剂分别配制，染料、润湿剂、尿素组成染液配至浸轧液总量的80%，碱剂配至总量的20%。由比例计量泵按4:1的比例混合后输送至浸轧槽。浸轧液的稳定性与染料反应性能和使用碱剂的碱性强弱、时间、温度有关。

X型活性染料的碱剂可使用纯碱、代用碱。K型、KN 型、 M（B）型活性染料的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，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。

改进烧碱、硅酸钠混合碱液方案

表（1）

染色堆置时间以表中染料固色所需的最长时间为准，堆置时间可延长至36小时，对色光和色泽深度影响甚微。但是如果堆置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。

2.5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。冷轧堆染色的小样仿色有冷堆法、烘箱保温法、微波炉法等。目前冷轧堆染色小样仿色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。

2.6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7～8之间等，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，也不能有明显黄白条，冷染的遮盖性较差，即使经过很好的前处理，也无济于事。

3 冷轧堆设备

单元组成：进布（光电扩幅对中器）/烘筒（熨平、冷却）/ 浸轧染液（均匀轧车）/“A”字架中心收卷

(1). 进布最好采用光电对中器，保持织物居中运行，打卷后布边整齐，防止布边外漏产生浅边，对去除织物上的卷边、折皱效果明显。