环保黑在棉针织物染色中的应用

关键词：环保黑；染料；助剂；环保；工艺

        1.前言

        硫化染料是以某些芳香胺或氨基酚类化合物为原料，用多硫化钠或硫磺进行硫化而制得的一类含硫染料。因其分子结构中含有硫键，所以称为硫化染料。硫化染料制造简单，价格低廉，染色工艺简单，拼色方便，染色牢度较好，广泛用于纱线、机织物及针织物的染色，特别适用于厚重织物及低档织物的染色。但其色谱不全，大多是蓝、黑、黄、棕等色，色泽不够鲜艳，不耐氯漂，对纤维有脆损作用，一般只用于染深色[1]。

        硫化染料中用量最大的是硫化黑，主要是因为用硫化黑生产的染色布乌黑发亮，是目前所用的其他染料（如活性染料）无法企及的，但是由于该类染料分子结构中含有多硫键，染色时需要用硫化碱作为碱剂和还原剂，使染料溶解，因此染色废液中会产生大量的硫化物，国家环保部制定的《纺织染整工业水污染物排放标准》( GB4287-2012)第一版要求，该标准中的硫化物指标规定的“不得检出”，后因绝大多数印染企业反映无法达到，所以在后来的公告中，新建企业修改为0.5mg/L，但水污染物特别排放限制仍然为“不得检出”，如采用传统的染料、传统的染化助剂和传统的工艺是异常难以达标的，另外因印染废水中存在大量的硫化物（带有较强的生物毒性），会毒杀印染废水生化处理中的细菌，从而降低生化处理效果，对其他的污染物项目的的达标带来不利影响。同时用传统的方法对纺织品的内在质量（如强度等）也会造成不利影响。

        活性染料在一定的条件下，能与纤维素纤维中的羟基、蛋白质纤维及锦纶纤维中的氨基等发生化学反应，活性染料与纤维发生化学结合后，染料成为纤维分子中的一部分，因而大大提高了被染色物的水洗、皂洗牢度。除此之外，它还具有制造较简单、价格较低、色泽鲜艳、色谱齐全、染色工艺和使用的纤维范围广等优点，因此在印染加工中占有非常重要的地位，常被用来代替价格昂贵的还原染料。

        但活性染料也存在一定的缺点，染料的上染率和固色率低，染料在与纤维反应的同时，也能与水发生水解反应，其水解产物一般不能再和纤维发生反应，造成染料的利用率降低。有些活性染料的耐日晒、耐气候牢度较差，大多数活性染料的耐氯漂牢度较差，有的还会产生“风印”及断键现象，使被染物发生褪色等质量问题，同时中性电解质的用量很大，这些都将直接影响印染织物的成本、水洗效果及废水的处理，给应用带来一定的困难。用活性染料染黑色染色时间长，乌黑度差、提升率低，染色成本高，用水量大。

         直接染料分子结构中含有磺酸基或羧基等水溶性基闭，在水中的溶解度较高。也有少数染料需加入纯碱进行助溶，因可直接溶解于水，对纤维素等纤维有较高的直接性，可不依赖其他助剂而直接上染棉、麻、丝、毛和粘胶等纤维，所以叫直接染料。直接染料色谱齐全、色泽较鲜艳、价格低廉、染色方法简便、得色均匀，但其水洗牢度差，日晒牢度欠佳。

         2．新型环保黑染料及其应用性能简介

         新型环保黑由直接染料和硫化黑改进而来，由芳烃的胺类、酚类或硝基物与硫磺等反应生成的染料，牢度比直接染料牢度好可以达到活性黑的标准，染色工艺以直接染料染色条件作参照，与硫化黑染色工艺不一样，染料不含硫键，同时染色工艺中也不需使用硫化钠，染料提升性能优异。它在应用过程中具有如下优势和特点：

         (1)因在结构上根本不含有硫键，加之所使用的助剂不需要硫化碱，所以在染色过程中不会产生硫化物，因此该方法在印染废水中不会产生硫化物，也有利于印染废水生化处理的正常进行，印染废水容易达标排放；

         (2)正因为在结构上根本不含有硫键，所以用该染料生产的纺织品不容易发生脆损；

         (3)可以染所有的纤维素纤维，如棉、麻、粘胶以及它们与涤纶纤维的混纺织物；

         使用晟世公司的环保黑和配套的环保助剂及推荐工艺染色可以做到与直接黑染色一样操作简单，可以做到硫化黑一样甚至超过硫化黑的深度；

         (4)生产过程环保，无有毒有害气体产生；

         (5)生产的染色产品生态指标达到相关国家标准和国际标准；

         (6)染色时间比常规工艺节省30分钟左右，从而节能、节水，生产效率高；

         (7)用活性黑染针织布每吨布耗水80～120吨，染硫化黑每吨布耗水量120～150吨，而染环保黑每吨布只需要用水48～50吨左右，从而也降低了废水的排放量；

         (8)乌黑度可达到甚至好于常规工艺，其可根据客户要求调整色光（如需青光，有配套调整色光的染料）；

         (9)染色牢度（如湿摩擦牢度）达到、甚至高于常规硫化黑的水平；

        (10)染色织物的强度好于常规工艺；

        (11)环保黑因上色率高、提升性好、覆盖性好，可以用来做改色，将染色不合格制品改成环保黑，变废为宝，节省资源，降低成本。

        (12)染色成本低，染化料成本每吨布比活性黑省800元，比硫化黑省300元左右，污水处理费每吨布用比活性黑和硫化黑低0.2～0.3元。

        3．打样试验方法

        3.1试验准备

        3.1.1试验材料

        32S纯棉针织经煮布后的半制品。

        3.1.2试验材料

        环保黑B6（来自广东晟世纺织科技有限公司）。

        3.1.3试验助剂

        中性环保助剂S-9（来自广东晟世纺织科技有限公司）；高效环保提升剂S-10（来自广东晟世纺织科技有限公司）。

        3.1.4试验设备

        SYN 8气流染色机（立信染整机械（深圳）有限公司）。

        3.2工艺流程

        坯布→煮布→食毛→上高效环保提升剂S-10(58℃，30min)→染色(80℃，30min)→染色(98℃，60min)→洗水（冷洗，30min）→出布→脱水→烘干（染色过程共240min）。

        4．试验结果[2]

        4.1耐皂洗色牢度

        变色（标准≥3～4级）：4级；沾色（标准≥3～4级）：粘纤4～5级，羊毛4～5级。

        4.2耐汗渍色牢度

        (1)耐汗酸

        变色（标准≥3～4级）：4级：沾色（标准≥3～4级）：粘纤4～5级，羊毛4～5级。

        (2)耐汗碱

         变色（标准≥3～4级）：4级；沾色（标准≥3～4级）：粘纤4～5级，羊毛4～5级。

         4.3耐水色牢度

         变色（标准≥3～4级）：4级；沾色：粘纤4～5级，羊毛4～5级。

         4.4耐摩擦色牢度

         干摩（标准≥3～4级）：4级；湿摩（标准≥2级）：2～3级。

         4.5可分解致癌芳香胺染料

         标准≤20mg/KG，实测：未检出(≤5mg/KG)。

         4.6甲醛含量（B类）

         标准≤75mg/KG，实测：未检出(≤20mg/KG)。

         4.7异味(A、B、C)

         均符合GB/T22818-2009国家标准的要求。

         注：以上各项目的检测数据均由国家纺织品服装服饰产品质量监督检验中心检测提供，检测结果均达到甚至高于国家标准乃至国际标准的要求。

         5．几种常用染黑色染料染色的有关性能对比

表1 几种常用染黑色染料染色的有关性能对比
 

 

表2几种常用染黑色染料染色的有关性能对比（续）