半制品带碱对染色的不良影响分析

一、 前言

随着现今对节能减排要求的不断提高，用水成本的逐步上涨，棉等纤维素纤维织物在染色前、后整理前较易发生半制品坯布上的带碱现象，甚至在染成品上布面PH值8以上的情况也时有发生，有的甚至超过了9；其中连续式长车轧染生产线的又比间歇式浸染方式更为频发。
染色后、后处理前的半制品坯布带碱现象，会对后处理、后整理方面的较多助剂品种产生较大的不良作用，有时还很深远（如对一些不耐碱水解的活性染料染色的纺织成品，数个月后仍会由于布面带碱而发生风印等退变色问题）。因在后处理、后整理时疵病才显露出来，这就给查找问题发生的原因带来困难，容易产生误导误判，而把注意力一味地集中在后处理、后整理助剂等方面。

二、 对一些后处理助剂带来的影响

后处理泛指染色工序完成后的水洗、皂洗、固色（或交链剂处理）等工序内容。
对于活性染料的染色来说，须经皂洗充分地把浮色去除以后，才能显露出稳定的真正的染色色泽。固色是为提升色牢度等内在质量指标而所采取的，虽然某些固色剂会对色相色光产生一定的偏移，但这应在放样工作时预先给予掌控，而增加色牢度是固色的第一目的。
然而，一些常用的重要的固色剂、交链剂品种，pH值在5～6.5的弱酸性，在碱性介质中，PH值越高则效果越差，到一定碱度后甚至会有沉淀物析出。
不良的工作浴条件，将得不到应有的作用效果，使色牢度等指标不能得到满意的提升。此时，即使提高固色剂或交链剂的用量，牢度的提升并不呈现同步，故也就失去了增加助剂用量的意义。

三、 对后整理方面一些助剂的影响

后整理为染整工程三大环节中的最后一环，它对于纺织品功能拓展、作用延伸、档次提升等意义重大。
后整理上的一些重要助剂品种，如有机硅类柔软剂、免烫树脂整理剂等，也与固色剂、交联剂类助剂有相类似情况，也需要在弱酸性的工作浴中进行处理才比较适宜。
有所不同的是，有机硅类柔软剂忌讳所在的，并不是碱剂能直接破坏使纤维柔软的硅油，而是对乳化了的柔软剂能产生破乳作用。纯有机硅油并不能直接在纺织品上使用，故要用乳化的方法，制成硅油含量一般在10～15%的乳化液（或微乳液），才能成为真正可供使用的商品柔软剂。
碱剂对乳化了的柔软剂能产生破乳性，使乳化剂失效而析出硅油，随着时间的推进，分离和析出的硅油点，经多次再聚集，而形成直径较大，肉眼可辨的油滴，严重时甚至会出现漂油现象。这些分离析出的硅油，沾污到织物上后，便将形成大小不一的油斑油点疵病。更为严重的是，有机硅油与纤维结合坚牢，使这类疵病的剥除和回修相当困难，故对此只有防重于治，才有积极的实际意义。
另在后整理中占有重要一席的免烫整理树脂中，在使用时多需要酸性催化条件，故保证轧槽工作浴的PH值在规定范围，也就具有相当的关键性。
后整理的各种项目，基本上都采用轧车浸轧的连续方式，它的优点是效率高、速度快，并且有几乎接近于百分之百的原料利用率。若半制品坯布带碱，则会对轧槽中的工作浴产生累积影响，使工作液的pH值逐渐上升。所以，往往在起始刚开车时并无问题，经过2000～3000m后，逐渐出现问题，并越来越严重，这对于缺乏现场经验的来说，容易产生错觉而误判。仅从表面现象出发，单从助剂上去找原因，不但使问题得不到解决，还会最终一头雾水。
后整理上的各种整理项目，大多数坚牢性、耐久性都十分优良，少有可以有效用于剥除的配套化工药剂，这就使疵病一旦发生后，便很难有效回修，故与后处理方面的问题相比，后果更为严重。

四、 引起布面带碱的易发因素

4.1 纤维素纤维在前处理以及染色中，基本上都是在较高pH值的工作浴中进行。由于烧碱、纯碱等碱剂的作用，对纤维素纤维具有很大的直接性（亲和性），加上纤维素纤维极其优良的吸水性能，故要对纤维上已充分渗透吸附的碱剂作清洗时，需要大量的清水来洗涤，其中除了大量冷水，还需要使用热水，有时还要酸碱中和来给予配合。由于去碱工序的水耗、能耗与去除效率，基本上是一个成正比的关系，所以前处理与染色也是耗水耗能的主要环节。这是棉等天然纤维素纤维与碱剂的性能特征，及其相互间的关系所决定的，到目前为止，织物染整加工还离不开碱剂。
4.2 机械设备的工作方式，也直接决定到水洗效率，不同的水洗方式，如浸洗式、喷淋式、反冲溢流式、震荡式（超声波）等，均有其不同的品种适应性，不同设备类型的水洗效率效果是存在差异的。
生产中对于水洗设备既要求能节约用水、用汽，并且能有良好的净洗效果，然而这二者之间是有一定矛盾的。对于纤维的净洗去碱来说，保证产品质量是其基本原则。否则，发生病疵以后再作回修的话，将会得不偿失反而造成水、能源、其他原材料的更大消耗和浪费。为此确保一次成功，是节水、节能最根本的措施之一。
4.3 染整节水节能是一个几乎没有终点的目标。首先是机械设备设计上必须考虑，其设计的出发点、目的和目标，设备运转的工作原理，应尽可能地满足染整工艺的要求。对于净洗效能，节水节能效果，只有经过大生产使用以后，其结论才是可靠的。
染整应用的工艺方案，也必须依据设备的性能特点，制定出合适的针对性工艺。所以，染整人员除了对相关化工原料的性质性能的了解，还需要了解设备。合理的工艺方案和流程，既能保证洗涤效率，也使减少水洗次数和工艺时间成为可能。
4.4 经检测可发现染色后、后处理前的染色半制品（包括最终染成品）的布面pH值，即使是在同一条生产线上，也是呈现起伏不定的变化。
一般来说，机械设备与工艺设计上的缺陷，一旦发生问题，将是成批量性的，而操作与现场管理上发生问题，则是动态变化的。所以，这也是一个管理上不能遗漏的关注点。
经长期观察，还可发现水洗上的问题与前处理工序发生的问题有相类似性，具有一定的季节周期性，在天气温度较低的冬天，波动情况尤其频繁。
水洗的水温，对碱剂等化工原料（包括助剂）的溶解均影响明显，故净洗工作中不能缺少热水的洗涤。可以看到一些液态的助剂，有不少品种在夏天呈很容易流淌的稀薄溶液，很容易化成均匀的工作液，但相同的助剂到了冬天，则会变成高粘度的稠厚状，化料难度变大。与此所对应的是，到清洗环节时，不同水温的清洗用水，净洗效能也就并不会相同。
纯碱即使是在夏天，用室温冷水化料时也易吸收进结晶水分子，而生成低温水难溶化的固体状老碱沉淀析出，当用50～60℃或以上的热水化料时，便溶解很充分而并不会有老碱生成。到了冬天冷水的水温很低，如果水洗的水温与次数等不能加以区别，净洗效能则也会自然地相应下降。热水对纤维素纤维的渗透性远优于冷水，所以有“最便宜的渗透剂是热水”一说。由于热水可以提高溶解性，还能促进渗透性，就进一步提升和强化了对碱剂的清洗基础。所以，可以看到与之相类似的前处理方面的病疵，与化料不良和事后清洗不良亦常相关，亦常在冬季易发多发。
因此，若一线的挡车操作人员对水洗问题认识不足，以为水洗无关大局而随便对待，甚至以为这对色泽没有什么多大影响，在水温、水量、水洗次数、水洗时间等工艺参数方面不能引起足够的重视，后遗不良影响就将难于避免。
4.5 由于织物在前处理、染色二大环节的工作浴中长时间的处理，碱剂在纤维上的渗透与吸收吸附，已极其透彻，在坯布所受张力极大的连续式轧染生产线上，还存在一个容易发生表面清洗的问题，特别是对一些高密度的、厚重的坯布来说尤为可能。对此，除了清洗应予加强，中和处理也当属有益的补充。
另需注意到的是，除了坯布、纤维种类的变动性，水质的变化、设备和配套设施上的故障，都是常有可能的客观现象，再加上工艺执行等主观方面的干扰的可能性，致使半制品坯布带碱也是会呈现动态性，常有可能高低不一地无规律。为此，现场管理上对轧槽工作浴pH值的定时检测和纠正，应定为工艺规程。

五、 结束语

pH值是化学反应的关键条件因素之一，所以也被列为染整生产上的四大工艺条件之一。染色半制品的带碱，对于后处理、后整理方面的不少助剂的负面作用，虽其影响的机理各有不同，但会产生后遗症这一点上是共同的。
造成半制品坯布上带碱的原因，从表面上看，当然地与水洗有关，但不同的水洗机械、工艺措施与水洗效率效果与之都有千丝万缕的联系。此问题看似小事，但后遗的负面影响面却甚广，不少染成品的质量问题都与此有关，故必须给予充分重视。