纺织品印染用水的初探

雷梅根，夏继平，夏鑫强

（石狮市瑞鹰纺织科技有限公司  福建石狮  362700）

摘  要：水作为纺织品印染过程中的一种重要介质，其质量的好坏，直接影响染色的品质。解决染色用水的质量问题，是降低染厂染色疵病的一个重要方法，也是降低生产成本的最直接路径。

关键词：纺织品；印染用水；指标

水是染色过程中重要的生产资源。目前，纱线或纺织品的前处理、染色、后功能整理加工过程中，水是染料及助剂最理想的溶剂和载体，耗用量极大。水质的好坏，直接影响加工产品的品质、染化料和助剂的消耗量等。关于染色用水的探讨，许多染整专家与前辈都给予了很多独到的见解与说明。

在实际的生产过程中，染厂经常出现许多的染色、或后整理产生各种不可预测的疵病问题，且无法查找出问题的原因，甚至在更换了许多的助剂或者染料，以及大量调整工艺等，都未能解决问题。有一个细节，容易被忽视，就是染色用水的质量问题。特别是近年来国家限制排污的政策实施后，染色用水的问题越来越突出。解决染色用水的质量问题，是降低染厂染色疵病的一个重要方法。

水的指标，主要表现在水的色度、硬度、浊度、pH值、总碱度、电导率、微量重金属的含量、细菌等。

一、水质色度

其定义为对天然水或处理后的各种水进行颜色定量测定时的指标。产生的原因是一些腐殖质、有机物、有色无机物质及工业废水污染所造成。

水质色度的测定是用铂钴标准比色法，即用氯铂酸钾（K₂PtCl₆）和氯化钴（CoCl₂•6H₂O）配制成测色度的标准溶液，规定1L水中含有2.419mg的氯铂酸钾和2.00mg的氯化钴时，将铂（Pt）的浓度为每升1mg时所产生的颜色深浅定为1度（1°）。

水质色度，在我们生活、工作中常见的表现，为以下几种：

染色用水色度要求小于5°；超过5°的水质，会明显影响织物的色光。

二、水的硬度

水的硬度表示水中的钙、镁等盐类杂质的含量多少。盐类杂质含量越多，水的硬度越高。

水的硬度分为暂时硬度与永久硬度，两者之和称为总硬度。

水的硬度能用煮沸法除去的称为暂时硬度。反之，称为永久硬度。永久硬度的水必须经化学处理的方法才能除去其硬度。

硬水与软水的区别，以碳酸钙的含量来划分：

染整用水的水质指标：

三、浊度

浊度是水的一种光学性质的表达方式，表示水对光的吸收和散射的程度。水的浊度一般是泥土、粉砂、微细的有机物和无机物、可溶的有色有机化合物、浮游生物和其他微生物等悬浮的物质造成的。

水的浊度的标准单位是规定1毫克SiO₂/升所构成的浊度为1度。将准备测试的水样同配制的标准浊度按比浊法原理进行比较；然后就可以测得水样的浊度。我国饮用水规定的水的浊度不得超过5度；印染用水的浊度一般在0～3度。

四、pH值

通常称酸碱值，表示溶液的酸性、中性或碱性的一种数值。在25℃时，10000000升的纯粹的水里约有1克的氢，即为10^-7克氢离子/升。这个数值太小，运用不便利，所以用pH值表示，即代表氢离子浓度［H⁺］倒数的对数。

纯水的氢离子浓度为10^-7克氢离子/升，其倒数为10⁷，然后再对数为7，即纯水的pH值为7.0。可以看出，pH值相差1个单位，其浓度相差10倍。

pH值与氢离子浓度［H⁺］的关系：

纯水或中性溶液中氢离子浓度［H⁺］=10^-7     pH =7.0

酸性溶液中氢离子浓度［H⁺］>10^-7      pH<7.0

碱性溶液中氢离子浓度［H⁺］<10^-7     pH>7.0

印染用水一般要求在6.5～8.5，比较合理。

五、总碱度

总碱度是指水中溶解的碳酸盐（CO₃^2-）、酸式碳酸盐（HCO₃^-）、氢氧化物（OH^-）的总和。这些化学物质在水中会形成暂时硬度，对染色织物的品质有一定的影响。印染用水的总碱度一般小于65mg/L。

六、电导率

电导率是一个物理学概念，是用来描述物质中电荷流动难易程度的参数，以数字表示的溶液传导电流的能力；单位以西门子每米（S/m）表示。

 在印染用水中，水中所溶解的盐、酸、碱等的数量，对于织物染色及功能性加工的影响非常大，特别是纤维素纤维与蛋白质纤维的染色。水溶液的电导率直接和溶解固体量浓度成正比，固体量浓度越高，电导率越大。印染用水中，大量的正、负离子会明显影响纤维表面的离子性，破坏或排斥染料的吸附与上染。

七、微量重金属

重金属指比重大于4或5的金属，或相对原子质量大于并具有相似外层电子分布特征的一类金属。约有45种，如铜、铅、锌、铁、钴、镍、锰、镉、汞、钨、钼、金、银等。在印染用水中，重金属离子的存在，比如铁盐或锰盐，会使织物表面泛黄，甚至产生锈斑；同时铁盐催化双氧水的快速分解，并使天然纤维、再生纤维等发生脆化，甚至使织物产生破洞。  

八、细菌等微生物

水中一些细微的有机物及无机物、动物和植物的腐蚀物等，易滋生细菌。清洁水体经常受到土壤、垃圾、及各种污水的污染，其中含有氮、磷等营养物质的废水大量进入水体，造成水体形成富营养化，引起水质恶化，导致自养型生物，尤其是藻类的剧增。富营养化带来如下危害：

（一）造成水体透明度下降，影响水生植物的光合作用。

（二）藻类及其他水微生物死亡后，残体被好氧微生物降解而消耗水中的溶解氧，增高水体的BOD值；或残体被厌氧微生物降解则可产生硫化氢、氨等有害气体，硫化氢与铁作用生成FeS，使水体发臭、发黑，增高水体的COD值。

在上述的八个指标中，印染用水给出了基本的要求。在实际的染整应用中，不同加工布种、不同工序、不同加工要求，对水质的适用指标也有所差异。  

按照纺织品的染整加工工序，不论梭织织物，或针织织物，主要工序为前处理、染色、后整理。前处理工序为退浆、煮练、漂白、丝光、除油等。

梭织物在织造过程中，经纱一般要进行上浆处理，上浆率为4%～8%，细纱支、高密的府绸，上浆率可达8%～14%，故梭织物在染色前先退浆。根据浆料的不同，退浆助剂也不同，有酶退浆、碱退浆、氧化剂退浆。不同的退浆方式，对水质要求有差异。

酶退浆对水质要求高。酶是一种生物蛋白质，水中的一些电解质，如氯化钠、氯化钙等，有促进酶反应的效果，而重金属盐类，如铁、铜、汞、银、锌等，有抑制酶反应的作用。所以，酶退浆不必用软水，可以适当地加些电解质，但不能存在重金属离子。

碱退浆与氧化剂退浆，对水质的硬度有较高的要求。烧碱与水中的钙、镁离子易生成难溶于水的钙镁碱性物，沉淀在织物上，形成黑点。或附着在设备上，时间长了，会侵蚀设备。

水中含有重金属离子，比如铁离子、锰离子等，与强碱OH^-反应生成难溶于的Fe（OH）₃，沉积于布面，使布面泛黄甚至产生锈斑。如果有双氧水存在，在纤维素纤维织物上，会使天然纤维、再生纤维等发生脆化，使织物产生破洞。所以，碱退浆、氧化剂退浆的水质要求较高，一般水的硬度小于50ppm较好，同时不能有重金属离子的存在。

煮练、漂白、丝光等工序，是在强碱条件下进行的，其对水质的要求与碱退浆、氧化剂退浆是一致的。pH值对于蛋白质纤维是一项很重要的指标。羊毛、生丝等属于蛋白质，主要是由氨基酸（NH₂-R-COOH）组成。在煮练羊毛时，要控pH值在9.5～10.5。过高的pH值，会使羊毛有粗糙感；过低则不易除去杂质。

在印染用水中，由于南方的雨水多，任何形式的降水，包括雨、雪、雹，当它们的含酸度高于大自然的正常情况时，为酸雨。酸雨是空气中主要由工业排放或汽车尾气的SO₂、NO_x产生。我国的酸雨危害区呈蔓延扩大之势，已接近国土面积的40%。酸化的水体，用于纤维素纤维的前处理，上述污染化学品在水中形成的硫酸或硝酸，对纤维素纤维的强力有明显的损伤，造成纤维强力的下降，再生纤维发生脆损，甚至形成隐形的微小破洞。

在南方的漂染厂，每年的春季与夏初季节，染厂的问题特别多，大部分原本正常染色挺顺利的一些颜色，在这段时间，经常出现问题，且查找不到原因，最后勉强把责任划到助剂方面。究其原因，笔者认为是雨水造成的，雨水中不仅是酸雨，而且掺杂了许多空气中不明的化学气体与水结合的化学物质，包括重金属粉尘、锅炉烟气、微颗粒杂质等，这些雨水直接收集，未经处理作为印染用水，自然地出现日常染色没有问题的颜色，这时候就出问题了。

除油工序，一般是针织化纤的前处理。主要是助剂为纯碱与除油剂。除油工序对于水质的要求，水的硬度尤为重要。一般化纤上的织造油为矿物油、脂肪醇、白油、太古油、水性蜡等混合物配置而成，这些化学品附着在纤维上，并渗透进纤维中，矿物油中金属离子、脂肪醇中的羟基、太古油中的硫酸基等，与化学纤维结合，造成难以去除。化纤织物前处理除油，如果用硬度偏高的水质，那么水质中暂时硬水的酸式碳酸盐加热后形成的不溶性碳酸盐，及永久硬水的硫酸盐、氯化物，会破坏除油剂与油质形成的稳定胶束，造成油质重返于液体中，返沾于织物上，形成去油不净。纯棉及其混纺织物，煮练过程中用硬水，则织物的吸水性会明显的降低。

染色用水对织物的上染率、色光、艳度、各项色牢度、布面整洁度有着很大的影响。目前市场上，棉、涤纶、锦纶、腈纶、羊毛等织物，占领服装市场70～80%的份额，这些织物对于染色用水有不同的要求。比如棉织物，主要是活性染料、士林染料为主。原福建凤竹集团陈向真高工做了活性染料染棉织物，针对不同处理的水质的试验，采用饮用纯净水、生活用水、深度处理水、活性碳化水、精滤水、反渗透膜处理水、纳滤水等进行染色。在染料、染色工艺一致条件下，深度处理水、活性碳化水、精滤水的染色上染速率快，易色花。反渗透膜处理水染色上染速率较慢，且均匀，无色花；分析结果为水质中的电解质浓度偏高。电解质的过滤处理，以反渗透膜为最佳。

对于织物的增白品种，良好的水质是保证织物白度及其持久性的重要条件之一。比如，纯棉增白，若水中含有过多氯化物，或者Cu²⁺、Fe³⁺等重金属离子，会明显降低白度及存放的持久性。化纤织物的增白也是要以优质的染色用水为前提，化纤荧光增白剂中的保护胶体聚乙烯醇在较强的碱性介质中有凝聚现象，降低了增白剂的稳定性，水质中的有机物会破坏荧光剂的结构，造成荧光效果差、光牢度降低、上色不匀等疵病。

酸性染料染锦纶时，水质的影响较为突出。过硬的水质造成染色产品的色泽度差，湿摩擦色牢度、水洗色牢度下降，水中的氯离子Cl^-对染色的影响也较明显。

织物在后整理功能性助剂整理时，对于用水的水质，均有较高的要求。织物进行柔软处理时，水的硬度不能超过20mg/L。柔软剂中含有硬脂酸，而硬水中的钙、镁离子会与硬脂酸反应生成不溶性的钙、镁盐沉积在织物上，造成柔软斑或者柔软剂粘物，粘在布面上而难以去除。防水加工，其水质不能有杂质、重金属，硬度要求不能超过20mg/L，否则影响防水效果。

其他纺织材料，比如羊毛、丝绸、麻、皮等，对于加工漂染用水，也有各自不同的要求。为此，以上所述只是抛砖引玉，希望业界同仁对印染用水能引起高度重视。水只是作为染色的一个介质，介质的质量好坏，自然就影响染色的质量。

作者简介：

①雷梅根，技术总监，从事纺织助剂的研发与应用工作多年，负责公司的节能减排产品技术研发及应用技术服务工作。

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②夏继平，全面负责公司的技术和销售，欢迎联系！

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