清洁的染色技术——微胶囊技术_环保工程_印花技术

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清洁的染色技术——微胶囊技术

集萃印花网 2009-06-08

【集萃网观察】二十世纪五十年代微胶囊技术兴起和发展，很快在许多技术领域得到广泛的应用，并引起这些应用领域的巨大变革。这一技术也为纺织品的印染加工提供了一个崭新的发展方向。例如，它为染色加工的清洁生产提供了一个良好的契机：微胶囊优良的隔离和缓释性能是否可取代分散剂和匀染剂，从而避免某些或大部分助剂的使用？要知道，助剂的大量而广泛的使用本身就是水体的严重污染源。

经过数年的研究，终于开发出一种适用于分散染料对疏水性合成纤维均匀染色的无助剂染色工艺。采用这种技术，传统染色中必要的分散剂、匀染剂、润湿剂等等全部都无须使用。因此，不但造成水体污染的COD、BOD负荷来源没有了，因表面活性剂胶束的存在而造成的色度污染也从根本上消除，而且还给染色质量如均匀性，牢度性能带来好处，更重要的是，染色后的水洗亦可一并省去！

微胶囊染色的理论依据

分散染料微胶囊非常细小，有巨大的比表面积；胶囊壁材对染料亲和性很弱，具有半透膜特性；同时它耐热、坚固，在染色条件下不破裂、不软化，能充分保持其原有的物理机械性能。

分散性和隔离性：微胶囊化使分散染料形成直径数微米的小颗粒，并被囊壁严密包裹，在染色介质水中孤立存在，但并不要求其能均匀地悬浮，只要在搅动时能自由运动就行。当小颗粒与织物接触时由于微胶囊的隔离作用，不会污染织物或形成斑点。这一点类似于传统染色中的表面活性剂（分散剂）胶束。

缓释性：由于胶囊壁的半透膜性能，在染色条件下（如100～130℃）水的表面张力很低，水分子可容易地进入胶囊并溶解出部分染料，形成近似饱和的浓溶液，在胶囊内外染料溶液的浓度差的推动下，已溶解的染料向外扩散，使外部水中染料浓度升高并尽可能达到饱和。由于分散染料的溶解度极低，水中染料浓度即使达到饱和，其实际浓度也是极低的。这就给匀染作用提供了充分的条件。

假如体系中有涤纶纤维或织物存在，染料分子就会向纤维表面扩散吸附，形成一个单分子层吸附膜。在一定高的温度下（如130℃），纤维表面的染料分子向纤维内部扩散而完成上染。这样就在染色体系（染缸）中形成一个循环：胶囊内的染料被进去的水溶解 — 已溶解的染料向胶囊外扩散 — 胶囊水中的单分子染料向纤维表面吸附 — 纤维表面吸附层的染料向纤维内部扩散完成上染。这个过程不断进行，直至达到要求的染色深度。

与传统的染色工艺不同的是，染浴中无任何助剂存在（特别是表面活性剂），染浴中无胶束，纤维表面也没有表面活性剂吸附层。由于不存在表面活性剂在纤维表面的增溶作用，纤维表面始终只可能有一个单分子层吸附的染料。换句话说，染色结束后织物上的浮色非常少，染浴中除了完整的空胶囊和浓度极低的溶解染料（几个ppm）外，再也没有其他东西。染色排水经沉淀或过滤除去胶囊之后就变得清澈了。

为免水洗提供了可能性

前已提及，染色之后织物除了被均匀染色以外，仅附有极少量（单分子层）浮色。对于浮色，传统的办法是洗涤（皂洗、还原清洗、大量水洗等），彻底除去浮色以获得必要的优良色牢度，这将会造成大量的废水。我们认为，如果断绝染料来源，在染色条件下用水处理，促使纤维表面的吸附染料完全进入纤维，同样可以达到提高色牢度的目的。主要理论依据是：分散染料在水中的标准化学位远高于其在纤维中的标准化学位。这种免水洗处理可以形象地称之为“饥饿染色”。

上述几点便组成了一套完整的清洁染色工艺体系。其最大优点在于该技术能在通常的高温高压（如130℃）染色条件下实施，便于推广。

实验室研究

先根据微胶囊化研究成果，把分散染料微胶囊化，制得合乎染色工艺要求的染料微胶囊。然后在实验室用高温高压染色机上进行染色试验。由于匀染性为微胶囊的优良缓释性能所充分保证，升温速度可不加控制，染色时间30～60分钟即可。

来源: 印染在线

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