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染色工藝流程及工藝條件設(shè)計(jì)
工藝流程設(shè)計(jì)：染色工藝流程設(shè)計(jì)的基本原則是在保證染色質(zhì)量的前提F,盡可能縮短及簡(jiǎn)化工藝流程，以求簡(jiǎn)化生產(chǎn)操作.縮短加工時(shí)間，減少影響生產(chǎn)質(zhì)量的工藝因素,力求生產(chǎn)效益的最大化，即“必須、夠用”的原則。相同染料對(duì)不同纖維的染色工藝流程可能不同，不同染料對(duì)同種纖維染色的工藝流程也不同。如活性染料染棉與染蠶絲的工藝流程不同,還原染料與活性染料染棉的工藝流程不同。染色工藝流程設(shè)計(jì)必須在熟悉各加工工序的作用、熟悉染料的染色原理的基礎(chǔ)上進(jìn)行。各染料的常規(guī)染色工藝流程詳見(jiàn)第一篇項(xiàng)目六。實(shí)際上,工藝流程設(shè)計(jì)更主要的是具體工藝條件的設(shè)計(jì)。由于不同染料染色工藝流程有差異，不可能一-分析，以下以基本工藝流程為例，著重闡述具體工藝因素的設(shè)計(jì)。
染色工藝條件設(shè)計(jì)：染色工藝條件設(shè)計(jì)的基本原則是在保障染色質(zhì)量的前提下，盡可能減少對(duì)纖維及織物的損傷,保持織物的原有風(fēng)格如手感、光澤等不變。
01浸染法
染色基本工藝流程:織物前處理(或潤(rùn)濕)-→人染-+染色-→水洗-→固色-+染色后處理
1、前處理
在印染加工中，前處理詞有廣義和狹義兩種解釋。廣義的前處理即織物的練漂,是為了去除織物上的漿料、各種油劑及天然纖維上的天然雜質(zhì)等。狹義前處理指經(jīng)練漂后的織物半制品在染色前需要進(jìn)行的處理。此處指狹義的前處理。
為了保障染色質(zhì)量，用于染色的半制品要求白度潔白、表面潔凈，織物上不能含有其他有礙于染色的助劑,織物pH為中性等。眾所周知,織物練漂時(shí)使用了大量的助劑，且一一般織物的練漂都是在堿性條件下進(jìn)行的，若洗滌不充分,練漂后的織物常殘留堿劑，且由于運(yùn)輸收設(shè)備的活行,織物上也常有污物。所以，前處理的目的一是調(diào)節(jié)織物的pH,使織物pH至中性，是消選織物上的污物。另外，染前處理還有潤(rùn)濕織物使纖維膨化的作用。
前處理的方法分為酸洗和凈洗洗劑清洗兩種。酸洗即是調(diào)節(jié)織物pH,主要是針對(duì)蠶絲織物，般是用稀醋酸溶液。另外,滌綸織物練漂后殘留堿劑會(huì)影響染液H的穩(wěn)定性，為調(diào)節(jié)織物pH至中性，也可進(jìn)行染前酸洗。凈洗劑清洗常用平平加0,平平加0本身既有凈洗作用，又是常用的緩染劑對(duì)后續(xù)染色有利。有時(shí)，前處理也可不加任何助劑，只用清水潤(rùn)源紅物。
2、入染溫度
人染溫度是影響染色勻染性的關(guān)鍵因素。人染溫度過(guò)低,染料上染緩慢，對(duì)提高生產(chǎn)效率不利。人染溫度過(guò)高，染料吸附過(guò)快，易導(dǎo)致染色不勻。具體人染溫度的設(shè)定，,需綜合考慮以下因素:
(1)纖維的性質(zhì):般親水性纖維如纖維素纖維，蛋白質(zhì)纖維等，在低溫下即有定的膨化，染料的吸附速率較快，控制人染溫度宜低。如棉織物般為40 50，蠶絲織物定的吸，50~60。合成纖維類織物對(duì)染料的吸附在玻璃化溫度以上時(shí)快速增加，所以合成纖維的人染溫度一般控制在玻璃化溫度附近，且稍低于玻璃化溫度。如錦綸織物弱酸性染料染色時(shí)，在50C以下上染較慢,高于60C以后上染速率隨溫度的的升高而迅速增加，人染溫度宜在50~60C。滌綸織物分散染料染色時(shí),80C以下上染較慢、高于90C以后上染速率隨溫度的升高而迅速增加，人染溫度宜在70~80°C。
(2)染色濃度:綜合不同染色濃度的勻染性來(lái)說(shuō)，染深濃色的勻染性一般較好，央淺淡色的勾染性相對(duì)較差。一般染深濃色時(shí)可以較高溫度人染染淺淡色時(shí)入染溫度宜低
(3)染料的直接性:染料的直接性直接影響染料的勻染性，相對(duì)來(lái)說(shuō)，直接性高的染料吸附快，易染花。在實(shí)際生產(chǎn)中，直接性高的染料人染溫度宜低，直接性低的染料人染溫度可以高些。
3、升溫速率
一般升溫速率快，容易導(dǎo)致染色不勻，升溫速率慢對(duì)染色勻染有利，但會(huì)降低生產(chǎn)效率。根據(jù)不同染料的染色性能，升溫控制方式分為均勻升溫法(即勻速升溫)和分段升溫法。均勻升溫法是指從人染開(kāi)始到染色溫度以相同的速率升溫，如19C/min或1~29C/min等。這種升溫方法容易控制，操作簡(jiǎn)單。分段升溫法是指不同溫度區(qū)間以不同速率升溫。它是根據(jù)染料在不同溫度階段上染速率不同來(lái)設(shè)計(jì)的，染色勻染性好，但操作相對(duì)復(fù)雜。以滌綸分散染料染色為例，80~90°C升溫速率為2C/min，90~1059C為染料快速上染階段，升溫速率控制為1C/min或1C/2min,105~130C升溫速率為2C/min。而對(duì)錦綸來(lái)說(shuō)染料快速上染在65~85C。總體來(lái)說(shuō)，分段升溫法對(duì)于勻染性差的染料或纖維，有利于勻染。
4、染色溫度
染色溫度即通常所說(shuō)的染料染色的最高溫度。染色溫度設(shè)計(jì)的原則是能夠使染料在短時(shí)間內(nèi)完成擴(kuò)散，保障染色的滲透性，縮短染色時(shí)間，提高生產(chǎn)效率，同時(shí)保持織物風(fēng)格不變。染色溫度的設(shè)計(jì)主要取決于染料本身的性能及對(duì)所染纖維的擴(kuò)散性等因素。如纖維索纖維浸染時(shí)-般采用常溫染色，即95-10染色，但用活性染料染色時(shí)，要考慮活性基的活潑性及水解情況，為減少染料的水解，不同活性基染料的染色溫度不同，一股采用中、低溫染色。
5、助劑加入時(shí)間
在設(shè)計(jì)工藝流程時(shí)，不可忽略的是要標(biāo)明助劑的加人方式及時(shí)間。助劑的加入方式與所用助劑的作用有關(guān)。
（1)緩染劑:放在染色開(kāi)始前加人，科力法是先用級(jí)物州對(duì)織物進(jìn)行常處地，重英在前處理溶液，直接加人化好的染料后染色」該方法適用于主要通過(guò)搶占染座即競(jìng)?cè)井a(chǎn)生緩染作用的助劑，如雷米邦A(yù)、陽(yáng)離子表面活性劑122等。第二種方法是將是將緩染劑加到化料桶中，與染料同時(shí)加人。該方法適用于主要通過(guò)表面活舌性劑的膠束作用而產(chǎn)生緩染作用的助劑，如平平加0等。
(2)助溶劑:助溶劑的作用是為了促進(jìn)染料的溶解，使染液穩(wěn)定，以保證染色質(zhì)量。一般與化料同時(shí)進(jìn)行。有些助溶劑兼有軟化水質(zhì)的作用，如純堿，則可以預(yù)先加到水中。
(3)促染劑:促染劑的加入時(shí)間要根據(jù)染料的上染性能區(qū)別對(duì)待。勻染性好的染料，促染劑可以早些加入,甚至可以在染色開(kāi)始時(shí)加人，如活性染料染棉。勻染性差的染料，促染劑要在染色中、后期加人，如直接染料染棉、弱酸性染料染蠶絲等，當(dāng)促染劑用量高時(shí)，還要分批加人。
(4)固色劑:染色的固色通常有兩種含義，種是針對(duì)活性染料染纖維素纖維時(shí),在堿性條件下，染料與纖維發(fā)生化學(xué)反應(yīng)形成共價(jià)鍵的過(guò)程;另一種是通常意義上的固色，即染色后通過(guò)適當(dāng)?shù)墓躺珓?較多采用的是陽(yáng)離子固色劑)處理，降低染料水溶性，或在織物表面形成無(wú)色透明薄膜封閉染料，提高染色牢度的處理。第二種固色實(shí)際上屬于染色的后處理。活性染料染纖維素纖維時(shí)，固色劑堿劑的加人對(duì)于染料的固著率及染色的勻染性有著重要的影響。堿劑不僅能夠促進(jìn)染料與纖維的反應(yīng)，還對(duì)活性染料的上染起到較大的促進(jìn)作用。而反應(yīng)固著后的染料移染性大大下降，一.旦固著不勻，勻染性就很難得到保證。在實(shí)際染色時(shí)，要嚴(yán)格控制加堿的時(shí)間及方式。通常采用一浴兩步染色法，即染色一定時(shí)間后加堿，且是分批加入。
6、染后水洗
染后水洗的目的是去除浮色及其他染色助劑如中性鹽、堿劑等。對(duì)染后色光的穩(wěn)定性和染色牢度至關(guān)重要。
(1)附著在纖維表面的染料(含染料對(duì)不同纖維的沾色)，對(duì)熱、光、后整理的化學(xué)藥品、環(huán)境的酸堿性以及溫度、濕度等比較敏感，容易發(fā)生色光變化。
(2)織物出水不清，帶酸性或堿性，對(duì)布面色光也會(huì)產(chǎn)生明顯的影響。
如果是活性染料染色，染后出水不清或布面帶酸堿性，在高溫高濕條件下烘干時(shí)，尤其是烘簡(jiǎn)接觸式烘干，會(huì)明顯加重染料的水解斷鍵，從而使染料在纖維表面發(fā)生嚴(yán)重泳移。這不僅會(huì)使布面色光發(fā)生變化，還會(huì)造成布面勻凈度和色牢度嚴(yán)重下降。如果是棉/錦或棉滌織物,以分散染料單染錦綸或滌綸深色時(shí)，若染后出水不清，纖維上留有較多的浮色和沾色，一旦遇到有機(jī)溶劑(洗滌油污)，如酒精、丙酮、苯DMF、四氯化碳等，便會(huì)發(fā)生萃取作用。即有機(jī)溶劑將纖維上的浮色和沾色溶解下來(lái)，待有機(jī)溶劑揮發(fā)后，就在布面形成色斑和色圈。即使在有機(jī)溶劑的氣體中干洗,也會(huì)發(fā)生色光的顯著改變，造成干洗牢度差。因此，染后清洗一定要凈，且不宜帶酸堿性。
在實(shí)際生產(chǎn)中經(jīng)過(guò)后整理的染色布的色光在一-定時(shí)間內(nèi)為亞穩(wěn)態(tài)，在放置過(guò)程中,還會(huì)有不同程度的變化。
其主要原因如下:
(1)織物自身溫、濕度的變化對(duì)色光的影響最大。
(2)織物上殘留自物質(zhì)、重金屬化合物(主要來(lái)自水質(zhì))和后整理劑等，在色布放置過(guò)程中，會(huì)與染料緩慢地發(fā)生復(fù)雜的化學(xué)作用，引起色光變化。
(3)色布放置過(guò)程中,周圍環(huán)境的酸堿性對(duì)色光的影響(尤其對(duì)KN型活性染料)。為此，染色后的清洗要盡量洗洗凈浮色和沾色。
水洗時(shí)的溫度與染料的染色牢度及后處理的方法有關(guān)。一般溶解性好且染色牢度差的染料,如宜接染料、酸性染料水洗溫度不宜太高，宜用冷水或50℃以下的溫水洗。染色牢度好浮色難去除的可用熱水洗，甚至加以皂洗或還原清洗。
7、染色的特殊處理
有些特殊結(jié)構(gòu)的染料，在上染纖維后需要經(jīng)過(guò)定的處理方能呈現(xiàn)染料應(yīng)有的顏色。如還原染料、硫化染料染魚(yú)后的氧化顯色，是為了使染料隱色恢復(fù)到不溶性狀態(tài)，恢復(fù)染料正常色光。冰染染料的顯色是使色份與色基重氮鹽反應(yīng)形成染料的過(guò)程。嚴(yán)格地說(shuō)，這些處理屬于這類特殊染料染色的必需階段。
8、特珠后處理
除了上述的水洗外，有些染料還要進(jìn)行特味的后處理。
(1)染后固色:對(duì)于染色牢度差，不能達(dá)到加T牢度指標(biāo)要求的，染色后要用固色劑進(jìn)行固色。
(2)染后皂洗或還原清洗:對(duì)于染色牢度好、浮色難去除的染料，染色后要進(jìn)行電洗，如話性染料、還原染料染棉，分散染料染滌綸等。且對(duì)于分散染料的深濃色還可根據(jù)需要還原清洗。
(3)酸洗:在染色過(guò)程中使用了堿劑，且殘留堿劑對(duì)織物、染色牢度及人體均有不利影響，為調(diào)節(jié)出廠織物的pH至中性，染色后要用稀醋酸中和，即酸洗。
(4)防脆處理部分硫化染料因結(jié)構(gòu)的特殊性，其染后織物在儲(chǔ)存過(guò)程中會(huì)發(fā)生脆損，影響織物服用價(jià)值，對(duì)于這些染料染色后要進(jìn)行防脆處理。
(5)根據(jù)對(duì)手感的要求，還可對(duì)織物進(jìn)行柔軟處理。
02軋染法
軋染染色時(shí)織物受張力大,適合于組織緊密、耐張力的機(jī)織物染色加工。如純棉純滌及滌棉混紡機(jī)織物。基本工藝流程為:
前準(zhǔn)備→浸軋染液+(預(yù)烘烘干)→汽蒸或焙烘—水洗—固色—染色后處理.
1、前準(zhǔn)備
軋染前準(zhǔn)備包括織物準(zhǔn)備、染液配制及軋車壓力調(diào)節(jié)。這是任何軋染染色都必需的步驟。織物準(zhǔn)備除了為連續(xù)加工需進(jìn)行的縫頭外,還有對(duì)織物的指標(biāo)檢測(cè)，包括織物強(qiáng)力、毛效、PH等。只有這些指標(biāo)滿足軋染的要求，才能保障最終的產(chǎn)品質(zhì)量。
軋車壓力調(diào)節(jié)一是調(diào)節(jié)軋輥各軋點(diǎn)的壓力均勻一致，二是使軋車壓力的大小能滿足軋軋液率的控制要求。
染液配制要根據(jù)不同染料的性能進(jìn)行操作.主要是保障染液的均勻性以及穩(wěn)定性，這是軋染染色均勻的前提。染液配制的一個(gè)重要環(huán)節(jié)是在軋染開(kāi)車前對(duì)軋槽染液濃度的調(diào)整。軋染時(shí)染料的上染是靠織物的毛效對(duì)染液的吸收及軋輥的均勻軋壓使織物獲取均勻的染料分布，其勻染性關(guān)鍵在于織物上帶走染液濃度的均勻性。實(shí)際上，織物前后帶走染液濃度的高低，取決于染料與水對(duì)織物纖維的相對(duì)直接性。相對(duì)直接性不同，對(duì)軋槽中染液濃度的調(diào)整方法不同。
(1)若染料與水對(duì)纖維的直接性相同，則浸軋后織物帶走染液的濃度會(huì)保持不變。這類來(lái)料乳染開(kāi)車前，不需要調(diào)整軋槽染液濃度。
(2)若染料對(duì)纖維的直接性大于水對(duì)纖維的直接性，則織物帶走染液的濃度高于軋槽中染液濃度。最終導(dǎo)致前深后淺疵病。如直接染料和活性染料軋染棉織物，這類染料開(kāi)車前要沖淡軋槽中染液濃度，根據(jù)直接性大小差異不同，一般加水為軋槽染液體積的10%~20%。
(3)若染料對(duì)纖維的直接性小于水對(duì)纖維的直接性，則織物帶走染液的濃度小于軋槽中染液濃度,軋染后織物會(huì)前淺后深。如還原染料懸浮體軋染棉，這類染料在軋染時(shí)對(duì)纖維無(wú)直接性，軋染開(kāi)車前要對(duì)軋槽中染液濃度加濃。具體加濃比例視染色濃度而定。
2、浸軋染液在浸軋:染液時(shí)，關(guān)鍵的工藝條件設(shè)計(jì)是軋液率、浸軋的方式及軋液的溫度。
軋液率即浸軋后織物的帶液率。軋液率高低不同對(duì)染色的影響不同，軋液率低，后續(xù)加工時(shí)不易發(fā)生泳移，有利于勻染;但過(guò)低織物受張力大，易受損傷。軋液率高，織物受張力小，對(duì)織物有利,但染料容易在后道工序中泳移，引起染色不勻。軋液率的控制通常掌握一個(gè)原則，即在保證染料不泳移的前提下，軋液率盡量高一些。實(shí)際加工時(shí)，軋液率的高低與織物纖維的吸濕性有關(guān)，一般親水性纖維軋液率高，疏水性纖維軋液率低。如棉織物一般為60%~70%，滌綸織物則為50%~60%。
浸軋方式分為-浸一-軋和二浸二軋。浸軋方式主要影響染液的滲透。--般采用二浸二軋，第-道壓力小,主要作用是排除織物中的空氣，在織物中產(chǎn)生一定負(fù)壓，利于織物對(duì)染液的吸收,第二道壓力大,是根據(jù)軋液率要求設(shè)定的。在采用二浴法軋染時(shí)，需要對(duì)已浸軋染液后的織物再進(jìn)行一一次浸軋，如活性染料二浴法染色時(shí)要浸軋固色液，還原染料懸浮體軋染時(shí)要浸軋還原液等。此時(shí),因織物上的染料尚未固著，容易脫落到第二液槽中,第二次浸軋只能采用一-浸-軋方式。
軋液的溫度越高，浸軋時(shí)利于織物對(duì)染液的吸收，有利于染色的滲透性。但考慮到軋輥是橡膠制品，長(zhǎng)期在較高溫度下加工容易老化,為了延長(zhǎng)軋輥的使用壽命,般在室溫下浸軋。如需加熱，宜控制在40C以下。
3、預(yù)烘和烘干
該工序的關(guān)鍵是預(yù)烘溫度的設(shè)定，其次是預(yù)烘設(shè)備的選用。預(yù)烘方面是為了利于染料向纖維內(nèi)的擴(kuò)散，另方面是為了烘干織物，利于后續(xù)加工。預(yù)烘溫度的設(shè)定主要考慮三個(gè)因素，首先是烘干過(guò)程中要避免染料泳移，其次是減少能耗，第三是生產(chǎn)效率。溫度過(guò)高,有可能引起染料泳移，溫度過(guò)低，生產(chǎn)效率降低。-般設(shè)計(jì)預(yù)烘溫度為80~90C，最高不超過(guò)10。預(yù)烘設(shè)備的選用般有三種組合方式:紅外線-熱風(fēng)一烘簡(jiǎn);紅外線-烘簡(jiǎn);熱風(fēng)烘筒。其中第一種方式最為高效、節(jié)能但設(shè)備投人高。在實(shí)際設(shè)計(jì)工藝條件時(shí)，既要考慮上面各因素，又要依據(jù)I廠現(xiàn)有設(shè)備配置情況而定。
4、汽蒸或焙烘
汽蒸或焙烘的作用是通過(guò)加熱使纖維膨化，使染料完成擴(kuò)散。汽蒸或焙共的溫度與纖維的性能有關(guān)。般親水性的棉織物可采用汽蒸，溫度為100 103'C，也可采用婚供，溫度為10-1656疏水性滌輪織物采用烙烘(又稱為熱榕)溫度為190 20C。
5、水洗
水洗的目的同浸染，是為了去除浮色。軋染水洗采用多槽連續(xù)水洗，設(shè)計(jì)工藝的關(guān)鍵是水洗的次數(shù)及水溫。一般淺淡色水先任務(wù)輕，可以用2~-3只水洗槽。中濃色水洗任務(wù)重，可以用3-4只水洗槽。水洗溫度的設(shè)計(jì)同沒(méi)染法。
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