摘要：本篇文章從經濟建設和社會發展需求，技術特征，技術狀態，社會效益預測，經濟效益評估，及其發展前景詳細論述了微膠囊無助劑免水洗清潔染色技術。闡明了微膠囊分散染料商品化、染色工藝及染色廢水的回用技術與其他生產及應用技術相結合可形成成套的生產應用技術；促使該項新技術的產業化達到批量生產規模，可最終實現印紡織印染行業清潔生產目標。
國家中長期科學和技術發展規劃綱要，在重點領域及其優先主題的前兩點中就明確指出能源及水資源是科技發展的重點研究領域。
目前，我國分散染料年產量有35萬噸左右，在這些成品染料中含有30~60%的助劑。在使用中這數以十幾萬噸的助劑將全部進入水中，形成大量的污染廢水。1%濃度的商品分散染料水溶液的COD為6000-13000mg/L，BOD為100-1000mg/L。此外，在實際的染色過程中，還需要補加足量的助劑。因此，最終用于染色的助劑量遠大于上述數字。染色中助劑造成的污染后果還不僅僅是助劑本身。由于助劑（表面活性劑）增溶作用會使相當多的分散染料穩定的滯留于染浴中，導致嚴重的色度污染和更多的COD，BOD負荷。同樣，助劑在纖維表面的吸附和增溶作用，導致染料在纖維表面的堆積。這一堆積層在染色過程中始終存在，最后在纖維表面成為浮色。染色終了后為消除大量的浮色，傳統上要借助于復雜的后水洗，包括還原凈洗和皂洗等，賦予染色織物足夠的色牢度性能。繁重的后水洗會消耗大量的水，能源和數量可觀的化學品，對環境造成嚴重的污染。據統計，每染1噸滌綸織物，用于染色的水為10-20噸，用于染色后水洗的水為80-120噸，總耗水在90-140噸之間。這么多的水將全部成為嚴重污染的廢水！水洗中用于加熱能耗約相當于430公斤標準煤。尚不計水洗中的動力消耗。 還應指出的是，這僅僅是指一般滌綸纖維而言。如果染超細纖維織物，情況就嚴重的多。超細纖維有巨大的比表面積，染色時由于助劑的吸附、增溶作用，在纖維表面堆積而形成的浮色的量要大的多！這也許就是超細纖維制品染色牢度難以達標的原因。 由上面的簡單討論，不難看出在染色工藝中實施“無助劑”和“免水洗”的巨大意義。
2. 技術特征
無助劑、免水洗染色技術的研發是基于微膠囊技術的應用，即利用微膠囊的緩釋性能。 該染色技術包含分散染料的微膠囊化和相應的染色技術。大體來講，對此技術的基本原理可作如下的表述： 微膠囊的壁可被看作是一種半透膜，在染色條件下，如130℃，水的表面張力很低，易于滲透入微膠囊內，溶解其中的分散染料。在擴散推動力的作用下，溶解的染料分子可以穿過膠囊壁向外擴散進入染浴。單分子的染料會向滌綸纖維表面吸附并向纖維內部擴散，完成染著作用。由于分散染料的溶解度很小，染浴中染料濃度極低，從而保證了良好的勻染性。這便是無助劑微膠囊染色的基本原理。 免水洗染色的理論依據：以往的染色技術毫無例外地都是靠水洗除去浮色。此時水洗的任務非常繁重。在分散染料染色的場合要進行還原凈洗和皂洗。這些既耗水又耗能。所用之化學品和洗滌劑還會造成環境污染。因為膠囊染色技術根本不用表面活性劑及其他助劑，染浴中除了纖維和已溶解的單分子染料之外，就只有用來調節pH值的少量醋酸。此時染色體系中不存在增溶作用，在纖維表面只有單分子吸附的染料層。在化學位的作用下，吸附層的染料分子通過自由容積向纖維內部擴散上染。染浴中的染料繼續向纖維表面補充、吸附。膠囊內已溶解的染料繼續向染浴擴散，補充染浴中染料的濃度，整個體系保持一種動態的平衡。染色結束之后，染浴中及纖維表面仍保持一定量的染料，即自由染料分子和吸附的染料。由于分散染料極小的溶解度和纖維表面僅有單分子層的吸附，上述染料量，即可能導致的浮色量遠遠少于傳統的染色體系。此時，如果斷絕染料的補充來源，即把染料微膠囊與染缸主體隔離開來，使織物繼續在染色溫度下，保持一段時間，如10－20分鐘，纖維表面的吸附染料（浮色）的絕大部分會向纖維內部擴散并染著，從而保證了足夠的色牢度。這樣的處理我們稱之謂“后染色”或“饑餓染色”。實踐證明其效果優于傳統的水洗工藝。 染色殘液之零排放：分散染料在染浴中有輕微的溶解度。在高溫下，溶解度還會高些。染浴排出時會略帶顏色，冷卻后染料析出。經簡單過濾，除去染料粒子和其他懸浮物后呈無色。COD、BOD較原水略高。可用于織物的前處理。這樣不但可節約前處理用水，前處理廢水的排放量也不會增加。就染色工藝而言，可以做到廢水的零排放，不會對環境增加污染負擔。此外，染色后的微膠囊殼，約占織物重的2％左右，呈粒徑數十微米的粉狀，可以混入燃料中燃燒，亦可以填埋處理。
3. 技術狀態
本技術經過近8年對微膠囊的合成到染色工藝的開發，從實驗室成果，經過中試以及數次生產規模的試驗均獲得成功，整體技術基本成熟。先后申請了4項發明專利，其中3項已獲得授權。另有一項專利，是與企業共同完成的（以企業為主），目前正在申請中。這最后一項是為目前的高溫染色機配套使用的。上述幾項發明的綜合應用，便可實現分散染料的無助劑免水洗染色工藝，和染色廢水零排放的環境友好、資源節約型生產。 染料微膠囊生產經一年多的試驗和改進，已形成年產100噸的試生產能力。所選用的7個基本染料包括三個原色，三個補充色和一個黑色，目前還只能手工配色。 就染色而言，經過中試的品種有梭織物、針織物、超細纖維織物（包括仿麂皮絨）的染色。其中梭織物又經過了數次生產性試驗。關于紗線的染色試驗正在進行中。 迄今為止，將微膠囊技術用于疏水纖維的清潔染色未在國內外見相同或類似報導。此項技術將是一套全新的染色技術，將微膠囊技術用于分散染料高溫高壓染色也是首創，是完全擁有自主知識產權的新技術，在理論及實踐上都有創新性。它順應我國《紡織工業污染防治規劃》的要求，從源頭上消除廢水與污染物的產生，是環境友好和資源節約綜合利用的新技術。
3.1下面是最近實際例子的數據和傳統工藝的對比：
（1）染色配方：
（2）染色質量：（勻染性和色牢度）標準深度＝1/1
[1][2]下一頁>>
相關信息 
推薦企業 推薦企業
推薦企業
您所在的位置：
