免水洗或少水洗印花和染色用WCD系列分散染料的應(yīng)用

李必文，孫素梅，賴晶巖

（1.浙江龍盛染料化工有限公司，浙江上虞 312368；2.連云港鷹游集團(tuán)有限公司，江蘇連云港 222002）

長(zhǎng)久以來，印染污水排放是個(gè)老大難問題，盡管污水處理回用是個(gè)不錯(cuò)的選擇，但還是會(huì)消耗不少能源，并且回用水染色出問題的概率也大大增加。能不能防患于未然，從源頭上就不用水洗？浙江龍盛染料化工有限公司免水洗分散WCD系列染料的出現(xiàn)可以實(shí)現(xiàn)分散染料印花和熱熔染色免水洗，并且無需改動(dòng)印花設(shè)備和工藝，直接用WCD 系列色漿替代普通粉狀分散染料（粉料）即可，同樣的印花染料濃度，WCD系列染料印花能比普通粉料印花減少50%及以上的印花糊料；無水熱熔染色特別適合針織絨類織物和梭織里料，設(shè)備上需要配備均勻軋車或烘干設(shè)備和定型機(jī)（發(fā)色）。

純滌織物印花和熱熔染色對(duì)分散染料的高中溫分散性沒有要求，對(duì)低溫?cái)U(kuò)散性要求也不高，而普通粉料主要是以水為介質(zhì)的高溫高壓浸染染色工藝而設(shè)計(jì)的，因此在商品染料中加入了大量分散劑，防止染料在染色過程中凝聚。大量的分散劑在純滌織物印花和熱熔染色工藝中就成了影響顏色和色牢度的“罪魁禍?zhǔn)住?，由此?duì)分散染料生產(chǎn)進(jìn)行細(xì)分就成為必然。用于純滌織物印花和熱熔染色的分散染料將采用新的配方和工藝生產(chǎn)，其中最核心的是取消常規(guī)分散劑，調(diào)整砂磨工藝，使染料粒徑變小，有利于分散染料的純滌織物印花和熱熔染色。

1 普通分散粉料與免水洗分散WCD 色漿印花對(duì)比

面料：純滌梭織平布（300D，1.50 m，290 g/cm2）。

染料：龍盛普通分散粉料大紅GS 200%，龍盛分散色漿WCD-GS大紅。

配方：分散染料（普通粉料或WCD 色漿）20 g/L，WCD防泳移劑15 g/L。

工藝：印花→烘干→焙烘或蒸化（180 ℃，180 s）→顏色對(duì)比→開水泡殘液對(duì)比。二者顏色對(duì)比如圖1所示。

圖1 焙烘或蒸化后未水洗織物的顏色對(duì)比圖

將兩塊布樣剪1/2進(jìn)行還原清洗（燒堿2 g/L，保險(xiǎn)粉2 g/L，82 ℃，20 min），顏色對(duì)比如圖2所示。

圖2 布樣顏色對(duì)比圖

將4塊布樣進(jìn)行電腦測(cè)色，結(jié)果如表1所示。

表1 兩種染料印花水洗前后布樣的顏色特征值對(duì)比

將4 塊布樣用開水泡殘液（浴比1∶50，98 ℃，10 min），結(jié)果如圖3 所示。4 塊布樣開水泡后的白底沾色結(jié)果和耐摩擦色牢度如表2所示。

圖3 開水泡殘液對(duì)比圖

表2 布樣開水泡后的白底沾色和耐摩擦色牢度

綜上所述，免水洗WCD 系列分散染料可替代普通分散染料用于印花，真正實(shí)現(xiàn)了分散染料印花蒸化（焙烘）后免水洗或少洗。在免水洗條件下，WCD系列分散染料仍然具有顏色鮮艷度好、強(qiáng)度高、色牢度優(yōu)等優(yōu)點(diǎn)，生產(chǎn)中可大幅度降低污水排放，減少印花糊料用量。

2 普通分散粉料無水熱熔染色的局限性

面料：純滌梭織平布（300D，1.50 m，290 g/cm2）。

染料：龍盛分散橙S-4RL 100%。

配方：分散橙S-4RL 100%用量分別為0.5、1.0、2.0、5.0、10.0、20.0 g/L，WCD防泳移劑3 g/L。

工藝：室溫浸軋（一浸一軋）→烘干→焙烘（190 ℃，90 s）→1/2 留樣，另外1/2 進(jìn)行還原清洗、水洗、烘干，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表3所示。

表3 普通分散粉料在不同染料用量下的染色效果

在無水熱熔染色工藝下，不同顏色深度布樣的耐摩擦色牢度如表4所示。

表4 不同顏色深度布樣的耐摩擦色牢度

正常熱熔染色和無水熱熔染色布樣在不同染料用量下的顏色如表5所示。

表5 熱熔染色布樣在不同染料用量下的顏色特征值

有些工廠早就采用普通粉料進(jìn)行無水熱熔染色的生產(chǎn)實(shí)踐，上述實(shí)驗(yàn)及工廠生產(chǎn)實(shí)踐證明，此類免水洗熱熔染色工藝只適合特淺色，即染料用量低于2.0 g/L，可以滿足顏色鮮艷度和色牢度的要求；染料用量大于2.0 g/L時(shí)，無論顏色鮮艷度還是色牢度均達(dá)不到服用要求。

3 免水洗WCD系列分散染料的性能

3.1 WCD系列品種

WCD-6G 嫩 黃（Y114）、WCD-4G 黃（Y211）、WCD-RL 金黃、WCD-4R 橙（O30）、WCD-3BN 艷紅（R343）、WCD-4BN 艷紅、WCD-4BD 紅、WCD-GS 大紅（R153）、WCD-4G 大 紅（R153∶1）、WCD-BNL 紫（V93）、WCD-RE 艷 藍(lán)（B183∶1）、WCD-GL 翠 藍(lán)（B60）、WCD-HG深藍(lán)（B79）、WCD-ECT黑（中溫黑）、WCD-BRL 黑（高溫青光黑）、WCD-BRS 黑（高溫紅光黑）共16只，今后根據(jù)需要還會(huì)增加品種。

3.2 WCD系列熱熔溫度區(qū)間、時(shí)間區(qū)間測(cè)試舉例

WCD-GS大紅熱熔溫度區(qū)間測(cè)試數(shù)據(jù)如圖4所示。

圖4 WCD-GS大紅在不同熱熔溫度下的染色效果

WCD-GS大紅在不同熱熔溫度下染色布樣的電腦測(cè)色數(shù)據(jù)如表6所示。

表6 WCD-GS大紅在不同熱熔溫度下染色布樣的顏色特征值

WCD-GS大紅在不同熱熔時(shí)間下染色布樣的電腦測(cè)色數(shù)據(jù)如表7所示。

表7 WCD-GS大紅在不同熱熔時(shí)間下染色布樣的顏色特征值

綜上所述，WCD-GS 大紅的熱熔溫度區(qū)間有3 個(gè)平臺(tái)：175～185 ℃（發(fā)色程度稍大于 80%）；190～200 ℃（發(fā)色程度稍大于90%）；205～215 ℃（發(fā)色程度100%）。平臺(tái)多即選擇余地大，比如想要高彈力效果，就選擇熱熔溫度180 ℃，犧牲一點(diǎn)染料強(qiáng)度，以保障發(fā)色的穩(wěn)定性。熱熔時(shí)間區(qū)間有兩個(gè)平臺(tái)：50～70 s（發(fā)色程度大于 96%）；80～120 s（發(fā)色程度100%），進(jìn)行定型機(jī)發(fā)色時(shí)可以選擇相應(yīng)車速，以保障生產(chǎn)效率。

4 分散WCD系列染料大生產(chǎn)實(shí)例一

生產(chǎn)單位：連云港鷹游立成毛絨有限公司；生產(chǎn)服務(wù)單位：浙江龍盛染料化工有限公司（應(yīng)用部）；生產(chǎn)品種：經(jīng)編法蘭絨床上用品和保暖內(nèi)衣。

4.1 與普通粉料工藝流程對(duì)比

免水洗熱熔染色工藝流程：進(jìn)布+浸軋染料→針板或布鋏進(jìn)布→烘干→發(fā)色。

免水洗熱熔染色與普通粉料工藝流程對(duì)比示意圖如下：

示意圖中，常規(guī)染缸染色流程：白色部分+深灰部分；無水熱熔流程：白色部分+淺灰部分。

4.2 成本核算

二者的成本核算如表8 所示，具體為：1 t 布耗水40 t（染色10 t、水洗或還原清洗30 t）×12元/t=480元；1 t 布耗電 21 kW×4 h/缸×3 缸=252 kWh，252 kWh×0.85 元/kWh=214 元；1 t 布耗蒸汽 2.5 t×200 元/t=500元；1 t 布人工工資200 元；總體無水熱熔染色節(jié)約的成本=1 394-123=1 271元/t布。

表8 法蘭絨免水洗熱熔染色與普通粉料工藝成本核算

4.3 實(shí)踐數(shù)據(jù)

連云港鷹游集團(tuán)有限公司在媒體上發(fā)布公告：印染年耗水100 億t，占工業(yè)總排放量的35%，按常規(guī)工藝生產(chǎn)1 t布耗水40 t算，免水洗熱熔染色工藝使總成本下降15%；絨布無需用水，平布節(jié)水80%，同時(shí)車速可達(dá)100 m/min。2018 年生產(chǎn)絨類6 000 t，國(guó)內(nèi)外客戶反饋良好。

5 WCD系列分散染料大生產(chǎn)實(shí)例二

生產(chǎn)單位：海門市新世紀(jì)印染有限公司；服務(wù)單位：浙江龍盛染料化工有限公司應(yīng)用部；印花品種：鉆石絨床上用品。

5.1 與普通粉料工藝對(duì)比

免水洗熱熔染色工藝與普通粉料工藝對(duì)比示意圖如下：

5.2 成本核算

免水洗熱熔染色與普通粉料工藝成本核算如表9所示。采用免水洗熱熔染色工藝，每t 布（70 g/m2）能節(jié)約1 190～1 488元。另外，無水色漿比普通粉料所用糊料要少得多（少用30%～60%）。由于糊料少，所以更容易脫糊，手感更好。

表9 鉆石絨免水洗熱熔染色與普通粉料工藝成本核算

6 WCD色漿染料的應(yīng)用

6.1 適用范圍

各類滌綸面料印花或染色不需要改造或添加設(shè)備，保持原有工藝或者減免一些工藝即可。印花糊料可以單獨(dú)使用增稠劑，無需使用海藻酸鈉糊料或其他植物糊料、化學(xué)糊料，并且增稠劑用量比普通粉料大幅降低（減少30%～60%）。

免水洗工藝：印花→烘干→蒸化（175～180 ℃，6～8 min）→后整理→成品。

熱熔染色工藝：印花→烘干→定型機(jī)熱熔發(fā)色（190 ℃，1 min）→后整理或直接成品。

毛毯、地毯印花或染色免水洗或少水洗工藝：印花或軋染（均不烘干）→罐蒸（130 ℃，22～30 min）→少水洗或免水洗→后整理→成品。

毛絨（法蘭絨等）熱熔染色免水洗或少水洗工藝：預(yù)定型→浸軋染料→烘干→熱熔（190～210 ℃，1 min）或蒸化（180 ℃，6～8 min）→少水洗或免水洗→后整理→成品。

超柔面料熱熔染色免水洗工藝：預(yù)定型→浸軋染料→定型機(jī)熱熔（190～210 ℃，1 min）→磨毛等后整理。

廣告布熱熔染色免水洗工藝：白坯烘干→浸軋染料和硬挺劑→定型機(jī)熱熔（210 ℃，25 s 左右）→軋光→驗(yàn)布成品。

工業(yè)用布、箱包里布等熱熔染色免水洗工藝：浸軋染料→定型機(jī)熱熔（190～210 ℃，1 min）→驗(yàn)布→成品。

織帶熱熔染色免水洗或少水洗工藝：浸染染料→烘干→焙烘（210 ℃，5～6 min）→熱水皂洗或免水洗→烘干→成品。

6.2 局限性

對(duì)于已有熱熔染色設(shè)備的工廠來說，坯布品種大多為滌棉、滌黏或加氨綸的梭織布，因?yàn)楹忻蕹煞?，所以做不到無水染色；對(duì)于針織布廠來說，原本可以通過“均勻軋車+定型機(jī)”進(jìn)行免水洗熱熔染色，但是因?yàn)槿鄙俑邷貤l件下以水為介質(zhì)的“熱收縮”工序，導(dǎo)致成品風(fēng)格與高溫浸染有差異，不適合小批量、色牢度要求高的品種；純滌平布類無水熱熔染色的最大問題是出現(xiàn)“極光”，要解決這個(gè)問題必須從設(shè)備上進(jìn)行考慮，需增加一道無張力條件下的高溫收縮工序。

7 結(jié)論

（1）WCD 系列分散染料色漿特別適合印花，使用工廠現(xiàn)有的設(shè)備和工藝即可，可操作性強(qiáng)，糊料用量少，白底沾色比普通粉料有質(zhì)的飛躍，可實(shí)現(xiàn)免水洗或少水洗，即便水洗，殘液也較清，COD值是普通粉料的1/5～1/9，目前已有幾十家印花廠在使用，使用效果良好。

（2）WCD 分散染料色漿也適合絨類織物、超柔面料、廣告布、工業(yè)用布、箱包里子布、織帶等的無水或少水熱熔染色。

（3）采用免水洗印花或熱熔染色，總體成本明顯下降，節(jié)約成本300～1 300元/t布。

（4）對(duì)無水熱熔染色前景進(jìn)行預(yù)測(cè)，隨著WCD 系列染料的擴(kuò)展，將高水洗色牢度染料制成WCD色漿，并對(duì)無水熱熔配套設(shè)備進(jìn)行改進(jìn)（使坯布在松弛狀態(tài)下充分收縮），可以做到面料風(fēng)格和色牢度與高溫高壓浸染無異，有望真正做到“砸掉染缸”，呈現(xiàn)大面積使用無水熱熔染色的景象。