活性染料无盐轧连续染色工艺

活性染料无盐轧连续染色工艺

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活性染料无盐轧蒸连续染色工艺

摘要：本文重点介绍开发活性染料无盐轧蒸连续染色工艺的背景，活性染料染色的工艺现状，论述了无盐轧蒸连续染色工艺原理、特点、设备、染料、碱剂及助剂，肯定了该工艺高效、节能减排的先进性和实现产业化推广的广阔前景

关键词：活性染料、无盐轧蒸、连续染色、节能减排

1．技术背景

1.1纺织业被列为重点污染行业

今年5月，国务院下发了《第一次全国污染源普查方案》，纺织业被列为重点污染行业。这意味着，纺织行业的节能环保任务更加艰巨，更加紧迫。《纺织行业“十一五”发展纲要》对“十一五”时期纺织工业节能降耗指标做出了规划要求：“印染行业：单位产值的污水排放量比2005年降低22%，万元产值耗电量比2005年降低10－15%。”这就对印染行业的生产和经营形势提出了严峻的要求，逼迫印染行业研究短流程、高效、节能、减排新工艺。

1.2行业减利因素不断增加

小批量：染色加工的批量越来越小；

多品种：染色加工的品种越来越多、加工色泽越来越多；

高品质：要求印染产品品质达到更高的牢度性能；

快交货：产品交货期缩短；

污水处理费用增加：环保法规越来越严格；

产能过胜：竞争加剧；

欧美设限：出口受阻；

人民币升值：利润下降；

出口退税率降低：利润空间减小；

能源、染料、人工费用等成本上升，利润下降。

印染行业所面临的主要压力之一是小批量。由于设备要求有一定的生产量，才有经济效益，因此，印染加工的产量直接影响设备的利用率。表1列出了全球1960-2000年平均加工批量的变化。从表1可知，全球印染行业加工的批量由特别大变为特别小。以国内某企业1965-2005年加工批量为例，加工批量也呈现越来越小的趋势（见表2）显然，这些变化对印染厂的产量有直接的影响。为了保持产量，在相同的时间，则需要进行更多批次的染色加工（见图1），同时，也相应增加了实验室仿样工作量（见图2）。

表1：国际1960-2000年加工批量变化单位：米

1960 1970 1980 1990 2000 美国6000 40000 30000 6000 3000

欧州12000 9000 6000 2000 1000

日本14000 13000 9000 2500 2000

亚州6000 10000 9000 3000 2000 表2：国内某企业1965-2005年平均批量变化单位：米年份1965 1975 11985 1995 2005

批量250000 200000 120000 60000 6000

图1：保持全额生产所需的日常染色生产的批数图图2：支持生产所需的日常试验室染色打

图3：停机时间对效率的影响

在全面考虑设备利用率的情况下，许多工厂要求设备利用率达到75%。假定平均批量为11000m，需更换色泽的时间为60min。那末，平均批量为1000m时，如仍是60min更换色泽，则设备利用率将降低至20%以下，因此，其生产无经济性可言。在此情况下，要获得75%的设备利用率，更换品种的时间应缩短至5min（见图3），这显然是不可能完成的。这就是开发无盐轧蒸工艺的背景。

1.3湿短蒸工艺推广难

在1995年意大利米兰举行的国际纺织机械展览会（TIMA）上，德国门富士（Monforts）公司和捷利康（Zeneca）公司（即现在的德司达公样数司的一部分）展示了两公司合作开发的活性染料连续轧染的湿短蒸（Econtrol）工艺。Econtrol工艺有三个步骤，即：染色——烘干——水洗。Econtrol工艺省去了分离固色步骤（汽蒸），且工艺过程无需用盐。在烘干过程中如果空气湿度25%，温度120℃，时间2分钟，织物表面温度约68℃;

湿度为30%时，布面温度为71℃。而在此之前的几年中，活性染料连续轧染工艺技术进展甚微，几乎没有大的革新，以及实现工业化的应用。

湿短蒸（Econtrol）工艺向染色工作者提供受控染色(Controlled oloration)的优点，以及由德国门富士（Monforts）设计开发的创新设备。但是，迄今时间过去了十一年，全球只售出和安装了65台。在我国仅购进和安装了4台，国内仿造的仅两台，效果并不令人满意，其原因：1、进口设备造价高（多达800万元人民币）。2、工艺控制难度大。3、无法对更细薄的织物（小于70克／平方米）进行染色。4、固色时间需120-180秒，生产效率低。5、国产设备有待改进完善。

1.4 间歇式冷堆染色效率低

2001年我公司成功推行了活性染料冷堆染色工艺，冷堆染色工艺，染透性好，头尾色差小，无边中色差，属于节能工艺，对于小批量染色有着无可争议的优势。冷堆染色的工艺流程为：浸轧染液、碱剂-堆置（12-24小时）-水洗-烘干。该工艺加工周期长，常常因为堆放12-24小时后，经水洗才发现色不符再去修色，发现问题滞后，效率低，往往由于间歇生产而误交期，严重影响企业信誉。

2．技术特征

2.1 原理及过程

能不能把冷堆染色连续化？“用短时间的饱和汽蒸固色取代长时间的室温冷堆固色，从染色原理上是可行的，虽说‘无盐轧蒸’这一工艺在国内和国外都未见报道，但是，只要我们用科学的态度对待每一个细节，相信科学，不怕失败，这一新工艺就一定能开发成功！”

从2004年9月，我公司根据活性染料的染色原理，开始研究试验无盐轧蒸工艺。活性染料轧烘轧蒸工艺为五步工艺，即：轧、烘、轧、蒸、洗，无盐轧蒸工艺简化为三步工艺，即：轧、蒸、洗。在普通的连续轧染机上，不用打底机只用显色皂洗机便完成了活性染料连续染色的全过程。经过反复对染料、助剂进行筛选复配试验，2005年初，在化验室试染成功无盐轧蒸工艺，2005年5月，对常规的还原皂洗机进行重新设计、组合：①浸轧槽由100升改为30升，使染液更新快；②蒸箱前增加12米透风架，以改善织物的染透性；③增加两只直径为570毫米冷水辊，以降低进布温度；④还原蒸箱由液封口改为汽封口。2006年公司共投资160万元安装了无盐轧蒸连续染色机，其流程是：进布→两只冷水辊冷却→浸轧染料及固色碱混合液→透风→汽封口还原蒸箱→蒸洗箱7只→两柱烘燥（φ800烘筒20只）→落布。并于2006年9月国庆节前夕，无盐轧蒸工艺试生产成功，2007年5月份前已生产了50多个品种，累计产量达40万米以上，实现了工业化批量生产。该项技术并于2007年5月26日由山西省科技厅组织国内有关专家进行科技成果鉴定，参加鉴定会的专家一致认为：无盐轧蒸连续染色工艺，处于国内领先并达到国际先进水平。