饰品之家讯：活性染料自1955年问世以来已生产出30多种不同活性基团的染料,因活性染料印染工艺简便、色泽鲜艳、染色牢度优良、成本价格适中,使之成为纤维素纤维织物的首选染料。近年国外活性染料发展迅速,在世界范围内,活性染料占纤维素纤维用染料的32%,为第一位。而活性染料连续轧染占活性染料染色的15%[1],仍具有很重要的地位。经过四五十年的生产实践、工艺的研究和改进、机器设备的不断更新,为了立足市场、迎接新世纪的商业挑战、解决环保问题,活性染料连续染色有向小批量、多品种、实行在线控制、生态化发展的趋势。1小批量连续染色
活性染料连续染色工艺起始于40年代,这种工艺具有生产效力高、成本低、具有实用价值、被公认为艺术加工等特点,适合特定色泽的大批量加工。为了保证有效生产,商业上最可行纯棉布批量为5486.4m(6000码)[2]。但冗长的生产线和管理控制的不便而造成人力、物力、资源浪费,为了满足多变的市场需求,近年来有向小批量、多品种的连续生产工艺发展趋势。在美国加工批量已从1980年的27432m(30000码)降至1993年的4572m(5000码)[3]。
如何将连续染色之优点利用在小批量染色上,对染色界是一种挑战。但是,在欧美却不断有这个方面的进展,以计算机为后援的电子测试技术,对于一家营运理想,面对大量小批量染色的染色厂正得到证明是不可缺少的。此外,要设法使小批量染色机器效率提高。小批量染色一般有批量间的长时间停车,以及批数调换时染液的弃而不用等弊端。
近期开发成功了使批间停车缩短和染料废弃减少的小容量浸轧机和快速染色机。要求被染织物宜均匀,所用染化料不宜吸湿,染液与碱液的混合比为4∶1,浸轧槽容量宜为10—20L。此外烘燥机的快速加热,以及工艺参数监测与控制的改进,也使新批量的启动时间缩短。RamischKleinemefers公司的轧蒸工艺设备、自动控制系统适用于小批量连续染色,它能对整个加工过程进行自动监控和管理,包括染色处方、生产上的统计数据等。轧车上配有气动单元和压力系统,能均匀添加染料和化学品之外,设备还有自动清洗功能。EVAC公司开发的一种简单经济的小批量连续染色的新工艺,即在染色过程中将染色和烘干工艺与固色水洗工艺分为两步,赋予产品重现性好、成本低、对环境影响小等优点。同时,EVAC公司根据上述工艺设计了LVLM设备,它具有低容量、低给液、节能、操作方便等特点。Kusters公司的轧蒸工艺设备,用于机织物湿罩湿染色,其主要优点是提高染料的渗透性,染色均匀,降低了染液对导辊的沾污,使头尾色差问题化为最小。SBBreitenbach公司生产的型号为Benjamin1的连续染整设备其特点有:结构紧凑、占地面积小、使用简单、用途广泛、价格、性能较佳。设备长4m、宽0.6m、高1.8m。而常见机种均长8m,甚至更长。
活性染料连续染色所面临的商业挑战要求小批量连续加工既要继承大批量连续加工的优点,又要保持它简单、经济、易于控制的风格,在这方面拓展的企业家是赢家。
2在线控制
颜色是染整工业的中心,是顾客满意的秘诀。在产品的生命周期中,必须控制产品的颜色质量。由于连续染色过程中每道工序都会影响产品的最后颜色,而且一旦不符合要求,弃而不用、重染、推迟交货期都会造成巨大损失,因此,在线控制在连续染色中尤为重要。在线控制用以检测过程中的颜色,并根据控制系统做出快速反应。连续染色中使用非常重要的三种在线控制为:(1)备有液位校准与控制在线染液轧液率的测量。(2)备有轧染机控制轧染织物的在线测色。(3)在连续染色中在线生产费用数据的求取[4]。
70年代后期,美国FordAerospace公司首先开发用于连续染色的Bualscan在线测色仪,由于价格和维护费用昂贵,纺织界对此不感兴趣。80年代早期,大多纺织品适合大批量染色,在线控制系统应用于搜集信息提高大批量生产过程的颜色控制。10年内,在线颜色控制仪在准确性、灵敏性上有所进步。当前在美国,大约有80%的颜色控制仪用于连续染色,这方面出现问题最少,潜在利益最大。还有一部分由于它能迅速做出反应已用于半连续染色对最后产品的评估[2]。80年代中期HunterLab和Macbeth等公司的在线测色仪相续进入市场,但均有装在固定位置上不移动以及氙灯闪光光测读速不够快等弊端。进入90年代,Pleua公司为轧染机连续测定和控制染料施加而开发的AF310监控系统,能使轧染机更有效地使用染料,并节约成本17%[5]。但在线控制仪使用最广的是德国Mahlo公司生产的ColorscanCMS—9[6],可监控轧染工艺,通过测量织物显出湿态时颜色,以检验轧液率的量,使它有可能控制染色过程。据Mahlo称,剥色、重染、次品、及失去交货的最后期限的结果会损失巨大。该系统通过评定仍处于湿态时的织物,将测色和轧点压力结合起来,则有可能采取措施修正而不致太迟。而且这种仪器一直在进一步改善,近年来随着高性能测色仪和应用软件的开发,目前已有高性能、低价格的在线测色仪,使用方便,可用网络化控制质量。最近Mahlo公司生产的CIS—10颜色监测系统[7],它配有一颜色测头,监测从织物边上开始,再由程控快速在织物左中右方向移动,记录颜色的微小变化,保证产品质量的一致性。Datacolor公司的Dataline配上DF250RS(远程传感光)分光光度测色仪,可进行较大区域监测,其精确性不变。EVS(EibitVisionSystem)公司的I—TEX系统在自动监测技术上获广泛应用,它可以100m/min的速度测0.5mm—3.3m宽的织物。在单色情况下,可以探测纺织、染整、涂层产品的疵病。当时已有100台该系统投入安装。随着完善精确的在线设备应用和发展,广州维多乐科技有限公司也引进了AF310以控制轧液率和轧辊压力;RF110装在线预烘装置后检测织物左中右的轧液率,以减少泳移的发生[8]。在人工验布时,不能视别色泽逐步的变化,但在线测色仪可在加工监控,防止此类色差的发生。据称,这项技术将使纺织行业向21世纪迈进了一步。
今天的市场要求生产一开始就控制染准颜色显得十分重要。当前的在线控制系统仍放在整个过程的提高。几十年来在线控制的进步发展使得质量控制和产品浪费问题得到一定的解决,但根据样品一次染准及固色前对产品最后颜色的预测仍在探索之中。
3生态化发展
面临21世纪,全球更加注重环境保护,活性染料染色在考虑商业价值的同时,也要均衡它所面临的环保问题。连续式湿加工对传统式加工提出了挑战,具体要求有停台时间短、快速更换色泽、减少废液和淘汰冗长的工艺过程。
传统的工艺可被较短的轧—烘工艺所代替,用于控制热风烘燥时湿度的新工艺,将提供最佳的热固色率;在这方面,德国Monfort公司领先一步,它与Zeneca公司共同开发的Econtrol染色法[9],以许多的物理与化学原理为基础,由连续堆布和烘干染料的活性与织物烘干过程一起进行,可获得最佳得色量。与传统的连续染色法相比,无需添加尿素、硅酸钠、碱、烧碱、或氯化钠及硫酸钠等助剂进行纤维素纤维织物的活性染料连续染色,减轻污水处理负荷,并节约染化料。染液中除染料外,仅需1—2g/L的润湿剂和10g/L的碳酸氢钠。Monforts纺织机械公司对纤维素纤维使用活性染料的染色控制经过调研,特别强调了Econtrol工艺,指出它工艺简单、经济、高效、节能且易于控制,对环保有利。该公司从应用的角度出发检查了Econtrol工艺,并对所需的机械排列方式作了说明。最近德国Monforts公司和BASF公司合作,又开发了一种Econtrol的活性染料湿热空气固色工艺设备[10]。实验表明烘房内热空气中含不同体积%的蒸汽时,织物呈现一定的温度。如进口热风温度120℃、25%蒸汽时,织物温度为68℃,该温度和湿度是活性染料固色的理想条件。在该条件下,处理2min即可使活性染料充分固色。此外,Dystar公司的轧—空气—蒸汽和Ciba公司的轧—湿—固色工艺也是基于相同的原理。
4结语
总之,活性染料连续轧染加工要求从冗长的大批量加工向小批量、多品种生产发展;连续染色过程及易造成色差以至大量浪费,要求过程中实行在线控制以控制产品的最后颜色;大量染化料造成物品浪费和环境污染,要求实行和探索经济的Econtrol工艺。
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