大幅度提高活性染料染色一次成功率

TextileDyeingandFinishingJournalVol.44No.12Dec.2022生产技术

大幅度提高活性染料染色一次成功率的设备及方法

张新文

（广州启文纺织科技有限公司，广东广州

511400）

摘并对相关影响因素进行了分析。研究开发了相应的染色要：分析了活性染料染色一次成功率低的原因，

复板设备（型号RF6P600C），并提供了相应的解决方案。结果表明，严格按标准流程操作，一次成功率可以达到90%以上，基本可以实现“盲染”，大大提高生产效率，具有节能减排的作用。

染色；一次成功率；复板设备关键词：活性染料；

中图分类号:TS193.5文献标志码:B（2022）12-0020-04文章编号:1005-9350

Equipmentandmethodforgreatlyimprovingthedyeingone-timesuccessrateofreactivedye

(GuangzhouQiwenTextileTechnologyCo.Ltd.,Guangzhou511440,China)

ZHANGXinwen

ingfactorsareanalyzed,andthecorrespondingdyeingcladdingequipment(modelRF6P600C)isdevelopedtoprovideacorrespondingsolution.Theresultsshowthattheone-timesuccessratecanreachmorethan90%bystrictlyfollowingtheergyconservationandemissionreduction.

Abstract:Thereasonsforthelowsuccessrateofdyeingwithreactivedyesareanalyzed,andtherelevantinfluenc⁃

standardprocess,whichcanbasicallyachieve“blinddyeing”,greatlyimproveproductionefficiency,andplayaroleinen⁃

Keywords:reactivedyes;dyeing;one-timesuccessrate;claddingequipment

本可以实现“盲染”。

随着社会的进步，生活水平的提高，人们对穿着的舒适性要求进一步提高，全棉、棉混纺、再生纤维素纤维及其混纺针织物越来越受到人们的青睐，其天然舒适亲肤、吸湿、排汗、防静电、可降解等优点深受人们喜欢，并呵护着人们的身体健康。2021年这类面料占面料总用量的58.2%，并且还有进一步扩大的趋势。

随着国家节能环保、低碳生活的推进，结合目前面料市场的激烈竞争，我们自主研发了一种智能型全自动染色复板设备（型号RF6P600C），配合专业的技术配套方案，有效地解决了（再生）纤维素纤维面料用活性染料染色一次成功率偏低的难题，配套染厂科学的管理系统，一次成功率能达到90%以上，基

1活性染料的染色机理及影响因素

活性染料（reactivedyes）又叫反应性染料，是分

子中含有化学性活泼的基团，能在水溶液中与棉、毛等纤维反应形成共价键结合的染料，具有较高的耐洗色牢度。活性染料由母体染料、连接基、活性基组成，使其在使用时能与纤维形成牢固的共价键结合。1.11.1.1

活性染料染色机理活性染料的上染

上染是指活性染料从染液中被吸附到纤维上，

并在纤维上均匀扩散，纤维和溶液间的染料浓度达到平衡的过程。活性染料在上染过程中，同样存在着

收稿日期：2022-04-02作者简介：张新文（1969—），男，广东广州人，高级工程师，本科，研究方向为染整工艺技术，从事印染厂管理。

12期张新文：大幅度提高活性染料染色一次成功率的设备及方法21

吸附、扩散和固着的过程；靠纤维内外的浓度差扩散；染料的扩散是在固态相介质中进行的，比在溶液

中扩散慢，是决定上染速率的主要阶段。

中性电解质的影响：主要起促染作用，促进纤维解离，促进纤维素溶胀；提高固色率；间接影响是OH-浓度提高。

浴比：在保证上染率的基础上，尽量减小浴比，有利于染色、固色，但染色浴比过小会影响染色的匀染性。1.3

染色后处理

1.1.2

纤维中染料分子分布在无定形区；有的呈单分

染料在纤维中的状态

子状态吸附在纤维的分子链上；少量的染料分子也可能呈多分子层吸附在纤维的分子链上；有的则分布在纤维内孔道的溶液中。1.1.3

活性染料分子质量一般相对较小，水溶性较高；活性染料上染特点

上染纤维的染料在固色时并不能完全与纤维发

生反应，这些染料包括：水解染料、无活性基团的染料、有活性基团但没有与纤维反应的染料。这些染料影响染色牢度和色泽的鲜艳度，需要进行后处理。

影响后处理（煮碱工艺）效果的因素包括：（1）洗水的次数、时间、温度、水量；（2）过酸的温度、时间、酸用量；（3）煮碱的温度、时间、助剂用量、次数；（4）循环，即每个工艺步骤的运行时间、液体的循环方式、液体的交换剧烈程度等。1.41.4.1

活性染料染色过程控制关键点分析染厂需要建立完善的管理体系

亲和力低、扩散性高、匀染性好、上染率低，趋向上染平衡时间短；在纤维中扩散的同时，还存在着染料与纤维的键合反应和染料与水的水解反应。1.1.41.1.5

提高活性染料上染率的方法（上染阶段）活性染料的固色

提高活性染料上染率的方法包括：加入电解质

促染、低温染色、小浴比染色。

在一定的碱性和温度条件下，染料的活性基团

与纤维发生反应形成共价键结合（简称键合），使染料固着在纤维上的过程。1.21.2.1

染料性质

活性染料染色的影响因素

生产ERP管理系统；染色机（中央）控制系统；称

量监测系统；染料、助剂输送系统；合理的染色工艺及流程控制系统；颜色管理系统。1.4.2

染色用水水质，工艺浴比，温度，盐用量、加盐工染色过程关键因素

染料反应性的影响：活性染料的反应性越高，染染料亲和力的影响：染料的上染是固色的前提，

色的固色率越大，但水解速率也随之增大。

染料的亲和力越大，染料的上染率越高，染料的固色率也越高；染料的亲和力过大，染料的扩散性差，影响染料的固色率，同时水解后粘附在纤维上的染料也不易除去。

染料扩散性的影响：染料的扩散性好，染料在纤维上的分布越均匀，染料与纤维发生键合的概率越高，固色率越高。1.2.2

染液pH：pH高，碱性强，有利于纤维素离子化，染色工艺

艺，碱用量、加碱工艺，染色工艺过程，煮碱工艺。

2一次成功率低的原因

活性染料染色过程大小样差异大（一次成功率

低）的原因为：（1）大小样布料不一致，小样必须与大生产用布保持一致，尽量用原缸布打小样；（2）小样所用染料、助剂与大生产不一致；（3）大小样染料、助剂的称取准确性得不到保证；（4）大小样染色过程不一致，包括浴比、全过程工艺曲线的严格执行、后处理工艺等。

目前市场上小样设备普遍存在的问题（与大生产染缸对比）：（1）没有低浴比打样设备，小样设备浴比要求都在1∶6以上（大部分在1∶10），而大生产低浴比染色机基本能达到1∶4的水平；（2）目前红外线染色小样机检测的是染杯外壁的温度，不是染液温度的真实反映；（3）目前的打样设备几乎都是一次加碱工艺（有的分几次），而大生产采用线性加碱工艺，两者相差太大；（4）目前大生产的煮碱工艺已经非常成熟，而小样打板基本上没有按对应大生产的工艺进行后处理。

纤维素负离子浓度增加，纤维溶胀大，键合反应速度提高，固色率一般也将提高；pH较低时，Cell—O-数量随着pH的升高而增加。超过某一pH，OH-比Cell—O-增加得快，水解比例增加；pH太低，反应速度很慢。合适的染色pH为7~11。

固色温度：温度升高，反应速度提高，但水解速度也提高，固色率降低；温度升高，平衡上染率降低，也影响固色率。选择合适固色温度的标准：达到要求的上染率，水解不严重。

22染整技术44卷

3智能型全自动染色复板设备的研发

针对大小样差异大的原因，结合活性染料染色

的特点，我们开发了一种智能型全自动染色复板设备（型号RF6P600C），如图1所示。

图1智能型全自动染色复板设备（型号RF6P600C）

3.1

（1）电脑控制系统，具备以下功能：工艺配方设

各部分功能

（6）机箱：内部装有加热系统、降温系统、动力系统、空气循环系统、水循环系统等。3.2

（1）染色浴比达到1∶4~1∶15，可以对应满足目前设备特点

定，包括工艺过程、助剂的添加要求、浴比、样布质量等；工艺配方下载，可以一对一下载，也可以一对多下载；精准校称功能；执行单杯单控设计命令，控制每个杯不同染色工艺的单独准确运行，并进行实时监测。

（2）助剂瓶：根据不同的工艺需求，可以使用不同的助剂。

（3）加料泵：助剂通过加料泵输送至每个染杯，可以按工艺要求定量线性添加。

（4）助剂输送管：按工艺设定将助剂输送至目标染杯。

（5）染色部分：由染杯及相应组件构成。染杯中可以完成布样添加、染液循环、助剂按要求添加并搅拌均匀，完成样布的染色过程。其中，温度检测为染液中的实时检测。

元明粉

纯碱

大生产染机的浴比需求；（2）染色温度检测：直接检测染液温度，保证染色温度精准控制；（3）染色加碱控制：采用在线控制，确保与大生产过程一致；（4）染后煮碱：全过程自动控制，精准加料、洗水、控温，完全按大生产工艺执行；（5）一机6（12）杯，每杯独立控制，可以同时为6（12）台大生产染缸提供复板服务，实用性强，高效。3.3

坯布：32s全棉，质量1020kg，中灰色。

工艺流程：坯布→开幅→烧毛→煮练→染色→洗毛开幅→干布批色→成品定形→质检卷布→打包→进仓。大生产染色工艺曲线如下所示：

洗水冷水60℃×20min应用实例

染料1/31/31/31/103/106/10↓↓↓↓↓↓↓2℃/min55℃15min15min15min20min15min15min60℃×60min}}酸↓洗水冷水

12期张新文：大幅度提高活性染料染色一次成功率的设备及方法

23枧油↓95℃×20min洗水冷水80℃×20min冷水洗水冷水 固化剂软油↓↓45℃×30min50cm布样，用研发的智能型全自动染色复板机（型2所示。

序号12345根据以上信息，我们要求车间大生产煮练后取复板颜色合格后，交车间染缸染色，工艺过程输入染机控制系统，自动操作及监测。

我们尽量将大小样的工艺控制到一致，做到两者无限接近，将智能型全自动染色复板机（型号染色一次成功率自然就高了。

RF6P600C）视为微型板的染色机，所有的条件一致，ΔE值为0.22，合格。3.4

典型案例

染色结果：染色一次成功。大小样经电脑测色，

号RF6P600C）复板，过程严格按大生产染色工艺曲线执行。取布样20g，全程浴比1∶4。工艺记录如表1~

表1

温度

/℃5555555560染色流程

保温时间/min1020151560助剂比例/%103060

注料时间/min201515

升温速率（/℃·min-1）

22222中山新恒润纺织印染有限公司与我司共同开发

的智能型全自动染色复板机（型号RF6P600C），连续应用几年，配合公司严格的管理制度，染色一次成功率长期保持在95%以上，为公司创造了良好的经济效益和社会效益，增加了市场竞争力，扩大了公司知名度和影响力，获得了良性的循环发展。

表2

序号123456781011121313141516179

功能进水温控排水进酸温控排水枧油温控排水进水温控排水进水搅拌排水固化剂软油

温控排水

45809560温度

/℃煮碱流程

时间/min5

说明进冷水搅拌，洗水

4结论

开发的具有发明专利的智能型全自动染色复板

机（型号RF6P600C），配合专业的技术服务以及染厂

1%冰醋酸

过酸，保持温度并进行搅拌

严格的管理、强有力的执行力，活性染料染色一次成功率可以达到90%以上。

复板设备（型号RF6P600C）特点如下：（1）软件自主开发，全程自动控制；（2）浴比1∶4~1∶15，完全可以满足目前低浴比染色机的要求；（3）在线检测染液温度，确保过程温度的准确性；（4）采用线性加碱工艺控制，与大生产同步；（5）染色后处理采用自动煮碱工艺，能够与大生产工艺完全一致；（6）采用每个染杯单独控制设计，一台复板机可以同时为多台染色机提供复板服务。

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20

进枧油

20

煮碱，保持温度并进行搅拌

进冷水

20

洗热水，保持温度并进行搅拌

进固化剂和软油

30

保持温度并进行搅拌

排水后出布

按上述工艺操作复板，合格的小样染色配方如下：染料W-3R0.35%（omf）、W-3B0.24%（omf）、WGN0.37%（omf），元明粉36.0g/L，纯碱10.8g/L，染色浴比1∶4。