2.1.2冷軋堆染色的新型活性染料

冷軋堆染色是織物在低溫下浸軋染料和堿劑混合染液f通過比例泵分別將染液和堿劑打入浸軋槽)，利用軋輥擠壓使染液吸附在織物表面，然后打卷，在低溫下堆置一定時(shí)間，完成吸附、擴(kuò)散、固著，最后水洗消除浮色。該工藝具有流程短、設(shè)備簡(jiǎn)單、固著率高、透染性好，不存在染料泳移，洗滌方便，污水排放少等特點(diǎn)，它與軋-烘-軋-蒸工藝相比可節(jié)省能源40%左右，固著率高約30%。不過該工藝要求活性染料具有好的耐堿性(在濃堿和低溫條件下不析出1和中等以下的直接性。

2.1.2.1新型染料結(jié)構(gòu)

上述Anozol L型染料由于染料結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)也適用于冷軋堆染色工藝，具有優(yōu)異的低溫上染性能、高固著率、優(yōu)異的色光穩(wěn)定性、各品種的親和性基本一致、高重現(xiàn)性、短的堆置時(shí)間、高效率、低的金屬離子敏感性等特點(diǎn)，現(xiàn)有6個(gè)品種。該染料含有乙烯砜活性基，其母體染料的結(jié)構(gòu)使得砜基對(duì)硫酸酯的影響減弱，因此酯基相對(duì)穩(wěn)定，在堿液中不易發(fā)生β-消除反應(yīng)而脫落。所以染料在堿液中比較穩(wěn)定，而且活性基的反應(yīng)性較強(qiáng)，冷軋堆時(shí)的堆-置時(shí)間又短，減少了外界條件對(duì)染料的影響，提高了冷軋堆染色的重現(xiàn)性和色光穩(wěn)定性。據(jù)與傳統(tǒng)的兩浴汽蒸法進(jìn)行能耗相比較，以每千米布計(jì)算，固著堿劑用量為水玻璃8.1升、燒堿2.7升(傳統(tǒng)法：氯化鈉45公斤、純堿9公斤)，染色和烘干的蒸汽用量減少1.5噸。不過目前在紗卡和高支高密面科上采用此種染料進(jìn)行冷軋堆染色時(shí)布面效果還有待提高。

Novacron C型染料也是近年開發(fā)的一種適用于棉織物冷軋堆染色工藝的優(yōu)異活性染料。它與纖維的直接性比較小.而且脂肪烴連結(jié)基的存在使得亞胺基氮原子的電負(fù)性減弱了砜基對(duì)硫酸脂基的影晌.此硫酸脂基相對(duì)比較穩(wěn)定，在堿液中不易發(fā)生β-消除反應(yīng)而脫落，所以在堿液中比較穩(wěn)定。另外，Levafix CA型染料具有中等親和性、高堿介質(zhì)溶解度、良好的耐堿性和優(yōu)異的凈洗性，分子結(jié)構(gòu)內(nèi)含有一氟均三嗪基，反應(yīng)性較強(qiáng)，固著率可達(dá)90%.也是適用于冷軋堆等染色工藝的優(yōu)異染料。

2.1.2.2利用加和增效作用制成的染料混合物

根據(jù)一定的原理將不同結(jié)構(gòu)的活性染料按一定比例混合使用具有加和增效作用.能獲得更高的固著率、更好的耐堿性和在濃堿與低溫條件下的溶解度，適于冷軋堆染色工藝的要求，例如Remazol RGB系列染料是Dystar公司采用這種技術(shù)制得的一種耐堿性很好、適于冷軋堆染色的活性染料，它從2000年左右上市至今已有12個(gè)品種，包括黃、橙、紅、深紅、海軍藍(lán)和深黑等色譜，2007年推出的Remazol Deep BlackGWF是用于冷軋堆染色的深黑色活性染料.這種染料中除了Remazol Navy B1ue RGB是單一品種外.其余都是染料混合物.這些被拼混的組分單獨(dú)使用時(shí)不耐堿.當(dāng)按加和增效原理以一定比例拼混后耐堿性大大提高了，其中Remazol Red RGB是由Remazol Red 3BS(C.I活性紅2391和RemaZOl Red RB(C.I活性黃198)以一定比例拼混制成;Remazol Yellol RGB是由Remazol Yellol 3RS(C.I活性黃176)和ReinaZol Golden Yellol RNLl50%以一定比例拼混而成等[71。又如Sumifix Supra Red 2BF(C.I活性紅194)的堿性溶解度很小，當(dāng)用于冷軋堆染色時(shí)棉染色物上會(huì)出現(xiàn)許多色點(diǎn).若將該染料與其間羥乙基砜硫酸酯基苯胺上的N-乙基化物以33.5：66.5的比例制成染料混合物，則大大提高了堿性溶解度和耐堿性，完全適用于棉的冷軋堆染色.

2.1.2.3采用高效分散劑制成耐堿性活性染料

活性染料是一種陰離子染料.在水溶液中通常不是以單分子狀態(tài)存在.而是形成有一定數(shù)量分子的聚集體和締和體，不僅降低了其在水中的溶解度.而且影響到其耐堿性.采用特殊的高效分散劑既可以提高其水中溶解度，還可達(dá)到耐堿的目的，Clariont公司的Drimarene CL-C系列染料就是采用這種技術(shù)制成，它適用于棉的冷軋堆染色.具有優(yōu)異的各種牢度、高固著率和可洗滌性.

2.2適于高固著率染色的新型活性染料

作為節(jié)能減排型活性染料的重要途徑之一，就是提高活性染料的固著率，可以說迄今活性染料的發(fā)展史.就是不斷提高其固著率的歷史，它們不僅能減少染色排水負(fù)荷，削減原材料而且能提高生產(chǎn)效率。為了提高活性染料的固著率，近年來各國(guó)研究最多或者說最有效的手段，是在染料分子中引入兩個(gè)異種或同種的活性基.從應(yīng)用時(shí)節(jié)能減排的角度考慮.特別是引入一鹵均三嗪基和乙烯砜基等兩個(gè)異種活性基，這是因?yàn)檫@種活性染料具有各個(gè)組成活性基的特性，如低的酸性水解率、高的酸性水解斷鍵穩(wěn)定性、優(yōu)良的可洗滌性、好的各項(xiàng)牢度和較小的吸盡率與固著率之差外，還具有兩個(gè)不同活性基之間的加和增效作用而產(chǎn)生的新特牲.如更好的耐硬性水解和過氧化物洗滌的能力、更高的固著率、更寬的染色溫度及更好的染色重現(xiàn)性.因此世界各主要染料公司都開發(fā)出這種新型活性染料供應(yīng)市場(chǎng)，例如Dystar公司開發(fā)的含有兩個(gè)活性基的新型活性染料kvafix CA具有90%的固著率、日本住友公司推向市場(chǎng)的Sumifix HF染料具有85%以上的固著率等。

在活性染料分子中引入三個(gè)及其以上的活性基.雖然從理論上分析應(yīng)當(dāng)獲得更高的固著率，但由于含多個(gè)活性基的染料的移染性和擴(kuò)散能力較差，不僅影響染料的固著，而且染料的提升性也會(huì)降低，不過近年的研究證明只要活性染料分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)得合理，含有3個(gè)活性基的染料也能具有高的固著率和優(yōu)異的提升性，例如Novacron S型染料是由2-3個(gè)發(fā)色體和2～3個(gè)活性基(其中含有1～2個(gè)乙烯砜基或β-羥乙基砜硫酸酯基)組成.與傳統(tǒng)的含有3個(gè)活性基的線性排列的染料不同，它們是平面排列，分子緊密有彈性，具有中等親和力、良好分散性、優(yōu)異水洗性，改進(jìn)了移染性，使得該種活性染料具有90%以上的固著率。研究和開發(fā)新活性基也是提高活性染料固著率的重要途徑，近年來研究了10多種新活性基，其中固著率可達(dá)到90%的活性基是一氰胺基均三嗪基.已形成為商品，其特點(diǎn)是受氰胺基中的強(qiáng)吸電子基氰基的影響。以及氰胺基較小的空間位阻作用.提高了均三嗪環(huán)上鹵素原子的活潑性和反應(yīng)速度，而且氰胺基中的亞胺基在堿液中被離子化形成富電子的陰負(fù)性氮，增加了在水中的溶解度，有利于浮色清除，提高了洗滌性.而且含有這種新活性基的染料對(duì)染色工藝參數(shù)波動(dòng)的敏感性很小，能獲得良好的重現(xiàn)性。

此外.采用活性染料的加和增效作用也能獲得更高的固著率.例如Sumifix Supra Red 2BF用于吸盡染色的織物表面濃度為85%.其間羥乙基砜硫酸酯苯胺上的β-乙基化物用于吸盡染色的織物表面濃度僅20%.當(dāng)把它們以33.5：66.5的比例組成染料混合物用于吸盡染色，織物表面濃度可達(dá)到100%。

2.3適于一次成功染色的新型活性染料

織物和纖維的一次成功染色技術(shù)是節(jié)能減排最有效的方法之一，它不僅能節(jié)約染色時(shí)間，大大地提高染色能力和生產(chǎn)率.降低能耗，而且還顯著地減輕染色廢水負(fù)荷和對(duì)環(huán)境的污染。為了實(shí)現(xiàn)一次成功染色，織物和纖維的因素是最重要的.但染化料的穩(wěn)定和高效也是確?？椢锏囊淮纬晒θ旧闹匾獥l件。對(duì)于棉織物及其混紡織物來說。用于一次成功染色的新型活性染料必須具有下列特點(diǎn)：(1)極佳約RCM要素;(2)優(yōu)異的勻染性和重現(xiàn)性;(3)對(duì)染色工藝參數(shù)變化的低敏感性;(4)優(yōu)異的可洗滌性;(5)高色牢度。

目前市場(chǎng)上適合這種要求的新型活性染料有Procion H-EXL、Procion XL+染料、Levafix CA染料、Intracron CDX染料、Remazol RGB染料、Sumifix HF染料和Drimarene HF-CD等，其中Procion H-EXL染料效果最好.但它屬于高溫型活性染料，其他高溫型的染料還有Procion XL+染料和Sumifix HF染料等，其余適于織物一次成功染色的新型活性染料都是中溫型活性染料，從節(jié)能的角度考慮，中溫型活性染料更有利.

除了新型活性染料外，相配套的新助劑，包括前處理劑、染色助劑和后整理劑等對(duì)保證一次成功染色都是很重要的如高效乳化劑DepiCOl PC9、高效潤(rùn)濕/精練劑Sultafon D、聚合物絡(luò)合劑Solopol ZF、堿性緩沖劑Egasol SF、新型皂洗劑Cyclanon XC-W等。特別是前處理劑對(duì)保證織物的質(zhì)是穩(wěn)定很關(guān)鍵，Storkhausen公司采用上述助劑和活性染料對(duì)棉織物進(jìn)行處理和染色，開發(fā)成功棉織物的一浴前處理和染色技術(shù)，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效果，不僅減少加工費(fèi)用和加工時(shí)間60%以上，增加加工能力25～33%，而且顯著地減少排放的污水量，也不影響染色物的色牢度。

2.4適于濕短蒸連續(xù)軋染的新型活性染料

活性染料濕短蒸連續(xù)軋染工藝是將織物經(jīng)浸軋染液后不干燥.在帶有溫濕度監(jiān)控裝置的反應(yīng)箱內(nèi)濕態(tài)汽蒸固化。該工藝簡(jiǎn)便、高效、節(jié)能、固著率高，并具有充分滲透、色澤均勻鮮艷、對(duì)環(huán)境友好等特點(diǎn)。它與Dystar和Monfors公司共同開發(fā)的E-control染色工藝基本相同.它們與我國(guó)開發(fā)的濕短蒸軋染工藝相比雖稍有區(qū)別(我國(guó)增加了紅外線加熱裝置和高溫加熱裝置)，但原理相同，與我國(guó)近年發(fā)展為無鹽軋染連續(xù)染色工藝相比基本一致。以我國(guó)的無鹽軋蒸連續(xù)染色工藝為例，與常規(guī)的軋烘軋蒸工藝相比，可綜合節(jié)能30～50%，織物透染性好并防止了染料泳移，而且染色時(shí)不需用鹽，減少了染色化學(xué)品用量90%，從根本上消除了印染污水中的鹽難以去除的難題.另外浮色不易回沾，改善了染色布的洗滌性，減少排放污水30%以上，提高了染色牢度;再者，固色率的提高也減少了染料的用量，而且使廢水色度下降和用水量減少，有利于降低排放廢水負(fù)荷.

由于這種染色工藝中活性染料固著在70～90秒內(nèi)完成.因此可以使用反應(yīng)性中等的活性染料，為了減少染料的水解.染料必須有很好的耐堿性和較大的溶解度，另外染料的直接性要適當(dāng)，不能太高。一般地說.用于濕短蒸連續(xù)軋染工藝的活性染料要求與冷軋堆工藝的要求相似，因此適用于冷軋堆染色工藝的活性染料都能用于濕短蒸連續(xù)軋染工藝。

2.5適于小浴比吸盡染色的新型活性染料

在吸盡染色工藝中.浴比對(duì)節(jié)能減排有著重要的作用，浴比太大會(huì)影響染液的吸盡和固著率，浴比太小會(huì)影響勻染效果。圍繞著如何減小染色時(shí)的浴比.近年國(guó)外開展了大量工作，目前噴射溢流染色已能在確保織物勻染的前提下把浴比降低到1：4～10，而噴射氣流染色的浴比可降低到1：2-4。這種小浴比吸盡染色工藝最多能縮短30%的染色時(shí)間，能削減約50%的水.能削減約40%的化學(xué)品，不僅能節(jié)約30%能量，而且提高固著率，減少了排放廢水負(fù)荷。

當(dāng)然用于這種工藝的活性染料有一定要求，首先要求直接性低，否則難以勻染和洗除;其次溶解度要大，在堿及中性鹽存在下的溶解度應(yīng)大于100克/升，否則難以溶解;再者活性基的反應(yīng)性要在中等以上;最后染料的固著率要高。近年開發(fā)的新活性染料中Novacron FN型染料能滿足上述要求，適用于小浴比吸盡染色，目前包括有13個(gè)品種。它是一種含有一氟均三嗪基與β-羥乙基砜硫酸酯基的雙活性基染料，兩個(gè)活性基用脂肪族橋基連結(jié)。母體染料分子較小，具有低到中等的親和力、很好的移染性和易洗滌性，因此這種結(jié)構(gòu)的活性染料具有高固著率，減少了因洗滌浮色所耗用的水，有利于減輕對(duì)環(huán)境的污染。另外，Remazol Ultra RGB染料也能用于棉織物的小浴比吸盡染色。

2.6適于低鹽染色的新型活性染料

為了減少活性染料染色后排放的廢水負(fù)荷.開發(fā)適于低鹽染色的活性染料.成了近年發(fā)展節(jié)能減排型活性染料的又一熱點(diǎn).關(guān)鍵是要提高活性染料對(duì)纖維的親和性.但又不能太高.否則會(huì)影響勻染性和易洗滌性。大致有下列幾條途徑：

2.6.1合理配置活性染料分子中磺酸基的數(shù)量和位置

活性染料分子中磺酸基的數(shù)量和位置對(duì)其親和性有較大的關(guān)系。Sumifix Supra E-XF染料就是基于這種研究開發(fā)的低鹽染色用的新型活性染料.其染色時(shí)用鹽量一般為常規(guī)染色用鹽量的一半。

2.6.2開發(fā)對(duì)染色時(shí)用鹽量敏感性小的新型活性染料

深入研究后發(fā)現(xiàn)新染料的活性基處于各個(gè)變化體時(shí)，對(duì)其相對(duì)親和力變化不大，而且染色時(shí)用鹽量對(duì)染料親和力與固著率的影響也不明顯，因此適用于低鹽染色?；谶@料研究，若把一氯均三嗪活性基用分子更小、反應(yīng)性與乙烯砜活性基相近的一氟均三嗪活性基來取代，使活性染料分子結(jié)構(gòu)的平面性更好，這樣染色時(shí)對(duì)鹽的敏感性就更小。而且固著率更高，Novacron FN型染料和Novacron C型染料就是其代表。