分散染料涤纶染色工艺.docx

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分散染料涤纶染色工艺

分散染料涤纶染色工艺

纤维中不同区域的玻璃化温度不同 

无定形区约为67℃ 

结晶区约为81℃ 

结晶又取向区域约为125℃ 

经不同温度预热定形处理的涤纶织物，玻璃化温度不同 

定形温度Tg定形温度Tg 

未定形7590105 

120123150125 

180122210115 

23010524590

实际染色时，染色温度应高于染色转变温度，此时纤维无定形区的大分子链段发生剧烈运动，产生瞬间孔穴。

一般染色转变温度比玻璃化温度高十几度，染料分子量越大，二者相差越大

涤纶微结构影响染色性能

1.高温高压染色 

染色织物色泽鲜艳、手感好 

织物品种适应性好，适用的染料范围广，染料利用率高 

对设备要求高，需密闭 

间歇式，染色时间长，生产效率较低

染液中含有分散染料、分散剂、高温匀染剂、pH调节剂等 

高温高压染色，染料易出现晶型转变 

温度控制不匀，出现晶体增长现象 

高温染色，表面易析出低聚物 

部分染料发生水解或还原 

染料要求：

良好的分散稳定性、化学稳定性和较高的耐升华牢度，以保证均匀、鲜艳的染色效果

染色过程 

（1）40℃温水化料，过滤 

（2）慢慢升温至120～130℃，在升至染色转变温度以上时，上染速率迅速提高，应严格控制升温速率，保证染料均匀上染 

（3）继续保温染色45～60min 

（4）然后降温，进行还原清洗，水洗等后处理，彻底去除浮色，以提高染色产品的染色牢度和鲜艳度

染色温度选择在120～130℃为宜，温度不能超过145℃，否则纤维会造成损伤，特别是毛涤混纺织物

染色温度控制分三个阶段：

（1）染色升温阶段：

在70～110℃温度区间，染料上染速率很快，要严格控制1～2℃/min，保证染料均匀吸附

（2）染色保温阶段 

染料向纤维内部扩散，并增进染料移染，染匀染透 

（3）降温阶段 

在玻璃化温度以上，降温速率应适当慢些，其后快速降温，避免引起织物产生折皱和手感粗糙

pH值 

控制在5～6之间，色光纯正、色泽鲜艳，上染百分率高； 

高温碱性，染料水解， 

碱性太强，织物损伤大，手感差 

但酸性染色，齐聚物容易沉积在织物表面

浴比：

小，节能节水，但易使织物产生折皱、擦伤、染色不匀 

大，耗能耗水 

匹染：

10：

1～30：

1 

分散剂影响

匀染剂（载体、非离子型活性剂） 

（1）缓染剂

通过助剂对染料或纤维亲和力，延缓染料上染，使染料能均匀地吸附在纤维的各个部分，从而染色均匀，但会导致上染百分率下降 

（2）移染 

匀染剂一般为载体、非离子型聚氧乙烯类表面活性剂 

载体有毒 

非离子表面活性剂在染色温度高于浊点，会产生沉淀，一般需与阴离子表面活性剂复配

2.热熔染色 

在185～215℃干热条件下使染料在纤维上发生固着的连续轧染的染色方法 

连续化生产，生产效率高，用水量少，污水少，使用的染料要求耐升华牢度较高 

染色时织物所受张力较大，织物手感及色泽鲜艳度不及高温高压染色法 

一般多用于涤棉混纺织物中涤纶染色

浸轧液含有分散染料、分散剂、渗透剂、防泳移剂等 

染料颗粒要特别匀细，渗透性及分散稳定性要好 

二浸二轧，室温，涤棉织物轧余率一般为50～60％ 

焙烘固色（热熔）温度根据染料升华牢度来选择，一般为180～220℃，时间2～1min

染色工艺条件

（1）润湿剂或渗透剂 

润湿剂可以排除织物中的空气，有利于染料渗透到织物内部 

织物前处理充分，可不加 

（2）泳移现象及防止 

因染料对涤纶缺乏亲和力，容易发生烘干现象 

合理烘干方式 

提高浸轧效果，减少带液率，涤棉带液率降低到20％～30％后，不会发生明显泳移 

加入适量防泳移剂

热熔染色时间和时间选择 

织物烘干后，染料停留在纤维表面，没有与纤维发生固着，通过高温热焙烘，染料向纤维内部扩散，把纤维染透，完成固色——热熔固色 

温度高——染料升华较多 

拼色时，染料耐升华性应相近

3.载体染色 

利用载体助剂对涤纶的增塑膨化性能，在常压100℃条件下染色 

设备简单，适合毛涤织物染色 

另外，载体对染料具有亲和性，对染料溶解能力高，提高染料浓度，提高吸附和扩散；过高，也不好 

但载体有毒性，存在环境污染，残留载体不易洗净，影响染色牢度

分散染料染色原理及工艺

分散染料是一类水溶性较低的非离子型染料。

最早用于醋酯纤维的染色，称为醋纤染料。

随着合成纤维的发展，锦纶、涤纶相继出现，尤其是涤纶，由于具有整列度高，纤维空隙少，疏水性强等特性，要在有载体或高温、热溶下使纤维膨化，染料才能进入纤维并上染。

因此，对染料提出了新的要求，即要求具有更好疏水性和一定分散性及耐升华等的染料，目前印染加工中用于涤纶织物染色的分散染料基本上具备这些性能，但由于品种较多，使用时还必须根据加工要求选行选择。

（一）分散染料一般性质分散染料结构简单，在水中呈溶解度极低的非离子状态，为了使染料在溶液中能较好地分散，除必须将染料颗粒研磨至2μm以下外，还需加入大量的分散剂，使染料成悬浮体稳定地分散在溶液中。

分散染料按应用时的耐热性能不同，可分为低温型、中温型和高温型。

其中低温型染料的耐升华牢度低，匀染性能好，常称为E型染料；高温型染料的耐升华牢度较高，但匀染性差，称为S型染料；中温型染料的耐升华牢度介于上述两者之间，又称为SE型染料。

用分散染料对涤纶进行染色肘，需按不同染色方法对染料进行选择。

（二）分散染料染色方法由于聚酯纤维具有疏水性强、结晶和整列度高、纤维微隙小和不易润湿膨化等特性，要使染料以单分子形式顺利进入纤维内部完成对涤纶的染色，按常规方法是难以进行的，因此，需采用比较特殊的染色方法。

目前采用的方法有载体法、高温高压法和高温热溶法等三种染色方法。

这些方法利用了不同的条件使纤维膨化，纤维分子间的空隙增大，同时加入助剂以提高染料分子的扩散速率，使染料分子不断扩散进入被膨化和增大的纤维空隙，而与纤维由分子间引力和氢键固着，完成对涤纶的染色。

由于分散染料在水中的溶解度极低，故要依靠加入染料和溶液中的分散剂组成染液。

为防止分散染料及涤纶在高温及碱作用下产生水解，分散染料的染色常需在弱酸性条件下进行。

下面分别介绍三种染色方法。

1.载体染色法载体染色法是在常压下加热进行。

它是利用一些对染料和纤维都有直接性的化学品，在染色时当这类化学品进入涤纶内部时，把染料分子也同时携入，这种化学药品称为载体或携染剂。

利用载体对涤纶染色的原理是涤纶中的苯环与染料分子中的芳核间有较大分子间引力，涤纶能吸附简单的烃类、酚类等，这些化学品就成为载体。

由于载体与涤纶之间的相互作用，使涤纶分子结构松弛，纤维空隙增大，分子易进入纤维内部。

同时由于载体本身能与纤维及染料分子产生直接性，不但能帮助染料溶解，把染料单分子带到纤维表面，增加染料在纤维表面的浓度，而且能减少纤维的表面张力，使运动着的染料分子迅速进入纤维空隙区域，提高了染料分子的扩散率，促使染料与纤维结合，从而完成染色步骤。

染色结束后，利用碱洗，使载体完全去除。

常用载体有邻苯基苯酚、联苯、水杨酸甲酯等，由于大都具有毒性，对人体有害，目前已很少应用，故这里只作一般介绍。

2.高温高压染色法高温高压染色法是在高温有压力的湿热状态下进行。

染料在100℃以内上染速率很慢，即使在沸腾的染浴中染色，上染速率和上染百分率也不高，所以必须加压在2atm（2.02×105Pa）以下，染浴温度可提高到120～130℃，由于温度提高，纤维分子的链段剧烈运动，产生的瞬时孔隙也越多和越大，此时染料分子的扩散也增快，增加了染料向纤维内部的扩散速率，使染色速率加快，直至染料被吸尽而完成染色。

分散染料的高温高压染色方法是一种重要的方法，适合升华牢度低和分子量较小的低温型染料品种。

用这类染料染色匀染性好，色泽浓艳，手感良好，织物透芯程度高，适合于小批量、多品种生产，常用于涤棉混纺织物的染色。

分散染料的高温高压染色可在高温高压卷染机和喷射、溢流染色机上进行，适宜于染深浓色泽，染色pH值一般控制在5～6，常用醋酸和磷酸二氢铵来调节pH值。

为使染浴保持稳定，染色时尚需加入分散剂和高温匀染剂。

溢流染色机染色工艺举例：

染色处方：

分散染料X

高温匀染剂0.2～1.2g/L

扩散剂O0.5～1g/L

醋酸（98％）0.5～1.5g/L

还原清洗：

烧碱（360Be）6ml/L

保险粉 2.5g/L

分散剂0.1～0.5g/L

工艺流程：

坯布缝头→前处理→染色→还原清洗→热水洗→水洗→脱水→定形。

一般可在50～60℃始染，大约1h后逐渐升温至130℃，染色1～2h，然后充分水洗。

染深色时进行还原清洗代替皂洗，可保持染色成品色泽鲜艳。

3.热熔染色法分散染料染涤/棉织物采用热熔法染色与一般浸轧染色相似，先经浸轧染液后即行烘干，随即再进行热熔处理。

在200℃高温作用下，沉积在织物上的染料可以单分子形式扩散进入纤维内部，在极短的时间内完成对涤纶的染色。

若是涤棉混纺织物，则可通过热熔处理使沾在棉上的染料以气相或接触的方式转移到涤纶上。

热熔染色法是目前涤棉混纺织物染色的主要方法，以连续化轧染生产方式为主，生产效率高，尤其适用于大批量生产。

热熔染色法的缺点是设备占地面积大，同时对使用的染料有一定的条件限制，染料的利用率较高温高压法低。

热熔染色工艺举例如下（45×45支，浅蓝色，65/35涤/棉细纺织物）：

（1）染色处方

分散蓝2BLN 1.5g/L.

润湿剂JFClml/L

扩散剂 1g/L

3%海藻酸钠浆5～1Og/L

使用时，用醋酸或磷酸二氢铵调节pH5～6。

（2）工艺流程

轧染（二浸二轧，轧余率65%，室温）→预烘（8O～120℃）→热熔（180～210℃，2～1min）→套染棉。

在高温热熔染色中要注意防止染料在预烘和焙烘中产生泳移，热熔焙烘阶段是棉上的分散染料向涤纶转移的重要阶段，要根据染料的耐热性能，即染料的升华牢度，选择适当的热熔温度和时间。

在实际染色时，染料的转移不可能是完全的，在棉上总残留有一部分染料，造成棉的沾色，可采用还原清洗或皂洗进行染后处理。

若在热熔法染色后还要进行棉部分的套染，则可在套染后选行后处理。

对涤棉混纺织物进行的棉套染工艺，可参阅前述的棉织物染色工艺，这里不再介绍。

第十三章：

干燥

通过本章的学习，应熟练掌握表示湿空气性质的参数，正确应用空气的H–I图确定空气的状态点及其性质参数；熟练应用物料衡算及热量衡算解决干燥过程中的计算问题；了解干燥过程的平衡关系和速率特征及干燥时间的计算；了解干燥器的类型及强化干燥操作的基本方法。

二、本章思考题

1、工业上常用的去湿方法有哪几种？

态参数？

11、当湿空气的总压变化时，湿空气H–I图上的各线将如何变化?

在t、H相同的条件下，提高压力对干燥操作是否有利?

为什么?

12、作为干燥介质的湿空气为什么要先经预热后再送入干燥器？

13、采用一定湿度的热空气干燥湿物料，被除去的水分是结合水还是非结合水？

为什么？

14、干燥过程分哪几种阶段？

它们有什么特征？

15、什么叫临界含水量和平衡含水量？

16、干燥时间包括几个部分？

怎样计算？

17、干燥哪一类物料用部分废气循环？

废气的作用是什么？

18、影响干燥操作的主要因素是什么？

调节、控制时应注意哪些问题？

三、例题

例题13-1：

已知湿空气的总压为101.3kN/m2,相对湿度为50%，干球温度为20oC。

试用I-H图求解：

（a）水蒸汽分压p；

（b）湿度Ｈ；

（c）热焓Ｉ；

（d）露点td；

（e）湿球温度tw；

（f）如将含500kg/h干空气的湿空气预热至117oC，求所需热量Ｑ。

解：

由已知条件：

Ｐ＝101.3kN/m2，Ψ0＝50%，t0=20oC在I-H图上定出湿空气的状态点Ａ点。

（a）水蒸汽分压p

过预热器气所获得的热量为

每小时含500kg干空气的湿空气通过预热所获得的热量为

例题13-2：

在一连续干燥器中干燥盐类结晶，每小时处理湿物料为1000kg，经干燥后物料的含水量由40%减至5%（均为湿基），以热空气为干燥介质，初始湿度H1为0.009kg水•kg-1绝干气，离开干燥器时湿度H2为0.039kg水•kg-1绝干气，假定干燥过程中无物料损失，试求：

（1）水分蒸发是qm,W（kg水•h-1）；

（2）空气消耗qm,L（kg绝干气•h-1）；

原湿空气消耗量qm,L’（kg原空气•h-1）；

（3）干燥产品量qm,G2（kg•h-1）。

解：

qmG1=1000kg/h,w1=40℃,w2=5%

H1=0.009,H2=0.039

qmGC=qmG1（1-w1）=1000（1-0.4）=600kg/h

x1=0.4/0.6=0.67,x2=5/95=0.053

qmw=qmGC（x1-x2）=600（0.67-0.053）=368.6kg/h

qmL（H2-H1）=qmw

qmL’=qmL（1+H1）=12286.7（1+0.009）=12397.3kg/h

qmGC=qmG2（1-w2）

∴