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织物渐变色喷液着色新工艺
叶建军，阮铁民，邓 斐
(浙江丝绸科技有限公司，浙江杭州310011)摘要：针对现有渐变色染色工艺技术存在的不足，根据微分原理，创新设计了一套渐变色染色装置，提出了着色一干燥一汽蒸发色一水洗固色一烘干整理的渐变色染色新工艺，并进行初步应用试验。介绍了渐变色染色新装置的工作原理、方法及其相关工艺条件的控制。试验结果表明，采用渐变色染色新工艺，一次就可完成两种或两种以上渐变色的染色，织物的渐进过渡效果和色牢度与现有工艺水平相当，且可提高生产效率，降低生产成本。关键词：染色；渐变色；织物 O 前言
纺织品印染加工工序多而长，工艺技术复杂，生产难度大，耗能多，用水量大，易造成环境污染。在资源和生态环境危机严重制约经济发展的今天，印染行业要想可持续发展，必须走循环经济之路。因此，印染工艺的技术改进和创新均应符合节能降耗和清洁生产的要求。目前，纺织品渐变色染色主要有两种方法：一种是在星形架或方形架挂染设备上分次补加染料进行染色[1-2]；另一种是将卷染机倾斜安装，通过逐步升高或降低水位达到渐进染色的目的。前一种染色工艺浴比较大(1：30～1：50)，污水排放量大，废水中的染料浓度较高，不仅造成原材料和能源浪费，也增加了环境负担，尤其在颜色品种多、批量小的情况下，这一问题更加突出。后一种方法虽可减少染色污水的排放，但也存在操作过程复杂、难度大和要求高等问题。涤纶织物染渐变色时，由于这两种方法都需要在敞开环境中进行，染色温度在100℃以下，因此染液中还需加入载体，影响生态环境。
针对上述染色方法存在的问题，笔者设计了一种独创性的织物渐变色染色新工艺，并进行探索性试验。新工艺染色流程为：着色_干燥_汽蒸发色一水洗、固色后处理一烘干整理。该工艺已申请了国家发明专利，公开号101492866。下面就该工艺的工作原理、方法以及相关条件的控制作一介绍。1 渐变色染色新工艺设计原理
渐变色是颜色深度随着织物长度的变化而逐渐变化。以纬向渐变色织物为例，其颜色深度随着门幅的增加逐渐加深或变浅。若将其门幅方向的长度(横向)用x轴表示，颜色深度(纵向)用Y轴表示，则纬向渐变色织物的颜色深度可用图l平面坐标的形式来表示。
若采用微分的原理，将织物门幅长度分成若干个宽度为△戈的小等份，则可以用图2所示的微分平面坐标体系来表示纬向渐变色织物的颜色深度。
根据图2，可将纬向渐变色织物看成是由n条宽度为△x且颜色逐渐发生变化的小织物拼接而成。拼接织物的宽度(缸)越短，相邻织物的颜色差距越小，颜色自然过渡的效果越好。要产生渐进染色的效果，每一个缸宽度的织物必须染上深度不同的颜色。根据这一原理，经过多次试验，研制了一种可在小宽度范围内给织物上色且染液浓度可以调节的喷液着色器。将多个喷液着色器按一定顺序组合起来，调节喷出的染液浓度为依次递增或递减，同时将其适当交叉重叠，就可在织物上形成由浅至深或者由深至浅、过渡自然的渐变色。若将多个排列的喷液着色器分成两组或两组以上，每组的颜色不同，就可以在织物上产生两种或两种以上颜色的渐变色，从而一次完成多种颜色的渐变色着色。
织物着色时，可以采用着色装置移动和织物移动两种方式，见图3～图5。着色装置移动方法为间歇式染色，具体操作如下：将织物绷平在带轨道的绷绸架上，装有多个喷液着色器的着色装置在轨道上沿织物的经向或纬向移动，同时对织物实施喷液着色。若着色装置沿经向移动，则在织物纬向(即门幅W方向)上产生渐变色变化，如图3所示，采用这种方式可一次性完成整匹织物的着色。
若着色装置沿纬向移动，在织物经向(即长度L方向)上产生渐变色变化。由于着色装置的长度有限，因此整匹织物的染色需要重复多次操作才能完成，如图4所示。
织物移动的染色方式是一种连续的着色方法，它将装有多个喷液着色器的着色装置固定，移动织物并同时进行染色。这种方式与前述着色装置沿经向移动方法相同，在织物上只能产生纬向变化的渐变色，如图5所示。染色工艺路线和工艺条件的控制 织物采用上述渐变色着色装置着色后，染料只是机械地附着在织物表面，还需经过后道加工才能固着。完整工艺流程为：坯绸准备→着色→干燥→汽蒸发色→水洗、固色→烘干整理→成品。现将各工序中相关工艺条件的控制及注意事项简介于后。2．1给液量
着色时，给液量太少，不利于染料渗化流动，易造成条状色；给液量太多，会引起染液流失，且干燥时间延长。给液量应根据织物品种进行控制。从真丝织物试验结果看，仿丝类织物给液量可控制在90％～100％，绉类、缎类织物给液量可控制在100％~120％。为便于控制，设计时将喷液着色器的流量固定不变。着色装置上喷液着色器的数量系根据织物幅宽或经向渐变色的长度而确定，所以一旦织物门幅或经向渐变色的长度确定，着色装置在单位时间内的给液量也就 确定下来，只需调节着色装置或织物的移动速度，就可方便地改变织物上染液的施加量。例如。某织物门幅为114cm，假设着色装置上排列的喷液着色器需要40个，每个喷液着色器的流量是30g／min，那么着色装置的给液量为1200 g／rain。如果织物每米质量100g，控制100％的给液量，着色装置移动速度应调为12m／min；若给液量需控制为120％，着色装置的移动速度应调为10m／min。同样，若织物每米质量为50g，要控制100％的给液量，速度应调到24m／min。2．2着色器染液浓度
着色器染液浓度的调节关系到颜色过渡的自然程度。理论上，每个着色器的着色宽度越小，颜色过渡越自然。但是，综合考虑制作难度、成本以及操作简易度等因素，将每个着色器的着色宽度控制在2-3cm。相邻两个着色器的染液浓度差，应根据渐变色实际宽度进行调节。着色器染液浓度的调节具体可采用三种方法：浓度递增系数增加法、浓度递增系数相同法和浓度增加值相同法。采用的调节方法不同，颜色的过渡效果也不相同。
取10只着色器作为一组，总宽度约30cm。按此宽度，幅宽114cm的织物可染4个颜色的渐变色，染液质量浓度限定在l~30g/L。
浓度递增系数增加法是染液浓度以递增系数增加的方法进行调节，其数学模式为：A，A·△a，A·△a·(△a+δ)，…，A·△a·(△a+δ)(△a+2δ)…[△a+(n-2)δ]；
浓度递增系数相同法是染液浓度以相同递增系数增加的方法进行调节，其数学模式为：A，A·△a，A·△a2，…，A·△an-1； 浓度增加值相同法是染液浓度以相同数值增加的方法进行调节，其数学模式为：A，A+△A，A+2△A，…，A+(n-1)△A。式中：A——染液起始浓度； △A——浓度增加值； △a——浓度递增系数； n——着色器个数；
δ—一常数。具体数据见表1。
试验结果表明，浓度递增系数增加法的染色其深浅过渡效果最好；其次是浓度递增系数相同法；浓度增加值相同法效果最差，尤其是在浅色部位，究其原因系浅色部分的浓度递增率太高所致。采用浓度递增系数增加法，浅色部分浓度递增系数控制在1．2~1．4，中档颜色控制在1．4~1．5，深色部分在1．5以上，深浅颜色的过渡就比较自然。2．3干燥
织物着色后的干燥条件取决于着色方式。若采用着色装置移动方式进行着色(图
3、图4)，可采用自然干燥和移动热风烘燥机两种干燥方式。自然干燥的优点是颜色过渡效果较好、成本较低，缺点是干燥时间长、生产效率低。移动热风烘燥机干燥可提高生产效率，但成本相对高一些。模拟试验结果表明，烘干时烘干机的移动速度不宜太慢，否则会因干燥过快产生色花。若采用织物移动的连续方式着色(图5)，着色后需马上干燥，所以必须在热风拉幅机类的设备上进行。2．4汽蒸发色
渐变色染色通过汽蒸，使附着在纤维表面的染料向纤维内部迁移扩散，从而固着在纤维上，这点与印花工艺相同。不过，印花时染料是借助糊料附着在织物上，汽蒸时染料必须脱离糊膜转移到纤维上，然后再向纤维内部扩散；而渐进染色织物着色干燥后，染料即直接附着在纤维表面上，迁移扩散相对容易。因此，采用常规直接印花的蒸化条件，就足以满足渐变色染色织物汽蒸发色的要求。2．5水洗、固色
水洗的目的是去除织物上未固着的染料和各种助剂。由于没有糊料，绝大部分的染料通过汽蒸都能固着在纤维上，浮色较少，所以渐进染色的水洗比印花水洗要容易得多。若采用平幅水洗机，一般用冷水快速洗一遍即能满足要求。对色牢度要求较高的品种，水洗温度可适当提高一些。绳状水洗时，最好先用冷流水冲洗，避免洗涤液浓度太高使浅色部分沾色。洗涤后，采用常规方法固色即可。3 应用试验
在自行研制的试样设备上进行渐变色单色和双色染色应用试验。织物主要是双绉、素绉缎、电力纺和乔其等真丝织物，着色时采用着色装置沿织物经向移动的方式(图3)，举例如下。3．1单色渐变色染色试验
织物 02双绉(绸重80g／m，幅宽114cm)颜色 红色
染色母液配方／(g／L)尼龙山大红F-3GL 25 普拉红10B 5 吸湿助溶剂 20 润湿渗透剂 5 喷液着色器数量40只，每只流量25g／min；最深浓度为母液浓度100％，最浅浓度为4％，移动速度约12m／min。着色后自然干燥，102℃蒸化发色，发色时间30min。采用冷水洗一遍，常规方法固色。3．2双色渐变色染色试验
织物 素绉缎(绸重80g／m，幅宽114cm)颜色 红色及蓝色 染色母液配方 红色 同3．1节。蓝色／(g／L)弱酸性蓝GR 28 直接墨绿N-B 2 吸湿助溶剂 20 润湿渗透剂 5 喷液着色器数量40只，分成红、蓝两组，每组20只，喷液着色器浓度排列为：
①红色深→浅蓝色浅→深 ②红色深→浅蓝色深→浅 ③红色浅→深蓝色深→浅 其余条件与3．1节相同。
从应用试验结果看，采用渐变色染色新工艺，绸样的渐进过渡效果和色牢度可以达到或超过现有工艺水平，而且其深浅颜色排列的变化是现有工艺所无法比拟的。结论
在自行研制的渐变色染色试样设备上，采用着色→千燥→汽蒸发色→水洗、固色→烘干整理这一工艺染渐变色，不仅完全可行，而且与现有工艺相比具有如下优点：
(1)减少染色过程中污水和有害物质的排放量，降低能源和原材料的消耗。
(2)一次就可完成两种或两种以上渐变色的染色，提高生产效率，降低生产成本，且操作容易控制，重现性较好，在深浅颜色排列上现有工艺难以比拟。
(3)不受织物种类的限制，因此具有很高的推广价值。参考文献：
[1]赵之毅，王柏忠，蔡租伍．真丝渐进色染色工艺技术[J]．丝绸，2000(11)：20-21。25．
[2]金建平，姜惠娣，孙唯萍．真丝绸渐进色染地雕印工艺技术[J]．丝绸，2003(3)：28-29．
