CN102154830B - 一种羊毛织物低温染色的方法 - Google Patents

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Abstract

一种羊毛织物低温染色方法，属于染整技术领域。本发明将羊毛织物在浓度为10g/L、浴比为1∶20、pH值为3的壳聚糖季铵盐整理液中，于50℃浸泡30min，二浸二轧，水洗，烘干后进行染色。经壳聚糖季铵盐整理后的羊毛织物使用强酸性染料、弱酸性染料和中性染料能实现低温染色。强酸性染料能降至60℃，弱酸性染料和中性染料能降至80℃，染色45min，上染率达80％以上，达到了未整理羊毛98℃染色的上染效果，且染色羊毛织物的鲜艳度、强度和色牢度保持或有所提高。

Description

一种羊毛织物低温染色的方法
技术领域
本发明涉及一种羊毛织物低温染色的方法，属于染整技术领域。
背景技术
羊毛纺织品以其华贵高雅、穿着舒适的天然风格而著称，尤其是羊绒有着″软黄金″之美名。目前，羊毛染色常用酸性媒介染料，这种染料染色牢度较好，但由于其中含有红矾，给环境和人体带来不利健康的影响。相比之下普通的酸性染料价格便宜，所染织物色泽鲜艳。但在羊毛染色过程中，由于羊毛纤维外表存在疏水性的致密鳞片层，阻碍染料对羊毛纤维的吸附和向内部扩散，因此羊毛染色一般需在接近沸腾的高温条件下进行，这样可提高染料的扩散速率。然而高温染色不仅耗能大，增加了成本，而且使羊毛遭受热和化学药剂的作用，引起羊毛泛黄，影响纤维的手感、光泽、鲜艳度，使其强力下降，破坏了其优良的天然品质。因此研究和推广羊毛低温染色方法具有重要意义。通过羊毛预处理，使羊毛表面改性是实现低温染色的有效途径，目前已报道的方法如下：
1、含氮碱性物质预处理法：用氨/盐或有机胺(乙醇胺、乙二胺)对羊毛进行预处理，可使染色温度降至80～85℃，弱酸性染料与强酸性染料的低温染色尽染率接近常规染色法，摩擦牢度、耐洗牢度也接近常规染色的牢度。当氨/盐处理法中的盐为NaHSO3时，会导致羊毛鳞片层胱氨酸大量水解，甚至部分肽链也被还原水解，改变羊毛本身的风格。对于有机胺预处理若浓度太高，对羊毛低温染色的上染率影响显著，并且羊毛可能有泛黄现象。预处理温度也不能太高，时间不能太长，否则会影响羊毛性能。
2、氧化预处理法：用氧化剂D.C.C.A(二氯异氰脲酸钠)、过氧化氢、过硫酸、过醋酸、过硼酸钠、高锰酸钾和过硼酸钠及次氯酸钠等氧化剂处理羊毛，将羊毛外层的鳞片剥除或钝化，由于氧化剂对鳞片的破坏，使羊毛染色性也发生了较大的变化，从而实现低温染色。该方法处理过程中控制氧化程度是至关重要的。
3、生物酶预处理法：包括了蛋白酶独立预处理、蛋白酶/乳化剂/激活剂、蛋白酶/氧化剂和蛋白酶/壳聚糖的协同预处理，能使羊毛表面的鳞片脱落，从而破坏疏水层，提高纤维的渗透性，使羊毛纤维上染料扩散的孔道扩大，染料能大量迅速的上染。蛋白酶能高效催化胱氨酸肽键的水解，即蛋白酶与羊毛鳞片层中的胱氨酸作用，把部分二硫键转变成硫氨酸，局部鳞片层受到破坏，有利于羊毛低温染色，85℃就能达到常规染色100℃时的上染率。虽然羊毛酶处理后的低温染色比其他低温染色可使织物手感、悬垂性更好，织物表面毛羽和起球最小。但存在酶的成本高，易失活，必须控制处理条件，尤其是氧化前处理对羊毛有损伤作用。
4、现代物理手段预处理法：采用低温等离子体、电磁波辐射(主要有紫外线、高能射线和激光辐射加工)技术、微波(微波/水预处理、微波/尿素处理、微波/溶剂处理)技术及超声辐射技术等物理方法处理羊毛表面，改善羊毛的表面性能，染色温度分别可降至70～80℃，甚至可降至60℃。但这些方法处理必须适当，过度处理会使羊毛受损。
发明内容
本发明所要解决的技术问题主要是用简单、方便、有效的阳离子壳聚糖对羊毛预处理，增加羊毛表面的荷电量，实现羊毛的低温染色，并且染色效果能达到或超过高温染色的效果。
本发明提供的一种羊毛的低温染色方法包括以下步骤：
1.羊毛织物的预处理条件优化：
采用测试直接染料上染织物的平衡上染百分率来表征壳聚糖季铵盐的吸附量。直接染料平衡上染百分率越高，壳聚糖季铵盐的吸附量越大。分别测定50℃下整理液pH以及浓度对直接大红4BS的平衡上染百分率的影响，得出最佳整理条件。
(1)整理液pH值的影响
以HTCC浓度为0.5g/L，浴比为1∶20，整理温度为50℃的条件下，考察了整理液的pH值分别为2、3、4、5、6、7整理的羊毛织物用直接大红4BS的染色效果，结果表明随整理液的pH值的升高，直接染料的上染率呈下降趋势，表明壳聚糖的吸附量有所下降。因为在酸性条件下，壳聚糖季铵盐分子中的-NH-和-OH会吸附H+分别形成氨基正离子(-NH2 +-)和佯盐(-OH2 +)，整理液的pH值直接影响HTCC的所带电荷，随着pH的增大，整理液中H+的数目减少，壳聚糖季铵盐中阳离子化数目减少，HTCC的电荷密度也随之降低，其对羊毛纤维的亲和力减小，导致吸附量降低，即羊毛上HTCC的吸附量随着pH值的增大而降低。综合考虑pH对整理HTCC的吸附量的影响和羊毛织物的性能，适宜的整理液的pH值为3。
(2)整理液浓度的影响
在pH＝3，浴比为1∶20，整理温度为50℃的条件下，考察了羊毛在浓度为0、1、2、4、6、8、10、12、14、16、18、20g/L的壳聚糖季铵盐溶液中的整理效果。获得最佳整理浓度为10g/L。
从羊毛织物壳聚糖季铵盐整理前、后的SEM照片(图1)可以看出，未整理的羊毛纤维表面比较光滑，鳞片边缘清晰可见；经过壳聚糖季铵盐整理之后，纤维表面不仅覆盖了一层薄膜，局部还有一些细小的壳聚糖季铵盐颗粒。说明壳聚糖季铵盐对羊毛纤维有较好的亲和力，能均匀的吸附于纤维表面。
2.染色工艺：酸性染料2％(o.w.f)，浴比1∶50，调节染浴的pH值(强酸性品红：pH＝3～4；弱酸性黄GN：pH＝5；中性红C-G：pH＝6.8)，将经壳聚糖季铵盐整理后的羊毛织物分别于60℃、80℃和90℃染色45min，与未整理羊毛在98℃时的染色效果进行比较。
3.染色性能测定：在同等染色条件下，HTCC整理的羊毛的上染速率较未整理羊毛的快，达到未整理羊毛的最高染料上染百分率时所用时间均缩短50％以上；低温染色45min后的平衡上染率能达到或超过未处理羊毛98℃染色的平衡上染率，结果见图2。原因是HTCC吸附到羊毛纤维表面后，一方面使羊毛表面的极性基团增多，增加了羊毛的上染座位，起到了助染的作用。另一方面提高了羊毛表面的亲水性，表面的阳离子数目增多，从而导致染料离子更易被羊毛吸附在表面，以至加快染料向纤维内部扩散的速率，起到促染的作用。
表1整理后与未整理羊毛的染色牢度a
Figure GSB00000560174300031
a.强酸性品红整理羊毛的染色温度是60℃；弱酸性黄GN和中性C-G整理羊毛的染色温度是80℃；未整理羊毛的染色温度为98℃。
测试了HTCC整理前后羊毛的染色牢度，结果见表1。对强酸品红而言，经HTCC处理后的羊毛染色耐皂洗牢度有所提升；对于弱酸性黄GN和中性红C-G而言，整理后羊毛的染色耐皂洗牢度也保持原有的等级。耐摩擦牢度结果表明，HTCC的整理不影响羊毛染色后的耐摩擦牢度。
附图说明
图1羊毛织物HTCC整理前、后的SEM照片
图2壳聚糖季铵盐处理羊毛的低温染色性能
具体实施方式
实例：
1、HTCC整理羊毛工艺
配置pH为3，HTCC浓度为10g/L的整理液40mL，加热至50℃，将2g羊毛织物放入整理液中(浴比＝1∶20)，浸泡30min，二浸二轧，水洗，低温烘干。
2、染色工艺
按下表配方配制染液，将染液加热至40℃时入染经HTCC预处理的羊毛织物，然后按2℃/min的升温速度升温至规定温度，保温45min后，冷却至室温，水洗烘干。
Figure GSB00000560174300041

Claims (5)

1.一种羊毛织物低温染色的方法，其特征为：羊毛织物经壳聚糖季铵盐整理后，提高了羊毛的可染性，可在较低温度下染色，且染色效果优良。
2.按照权利要求1所述的羊毛织物低温染色的方法，其特征为：浓硫酸调节染浴pH值为3～4，浴比为1∶50，强酸性染料强酸性品红用量为织物质量的2％，整理的羊毛织物于室温下入染，以2℃/min升温至60℃，恒温45min后，降温至室温出浴，洗涤，烘干。
3.按照权利要求1所述的羊毛织物低温染色的方法，其特征为：浓硫酸调节染浴pH值为5，浴比为1∶50，弱酸性染料弱酸性黄GN用量为织物质量的2％，整理的羊毛织物于室温下入染，以2℃/min升温至80℃，恒温45min后，降温至室温出浴，洗涤，烘干。
4.按照权利要求1所述的羊毛织物低温染色的方法，其特征为：醋酸调节染浴pH值为6.8，浴比为1∶50，中性染料中性红C-G用量为织物质量的2％，整理的羊毛织物于室温下入染，以2℃/min升温至80℃，恒温45min后，降温至室温出浴，洗涤，烘干。
5.按照权利要求1所述的羊毛织物低温染色的方法，其特征为：所有染料的低温染色接近或达到常规沸染的上染率，且水洗牢度、摩擦牢度超过常规沸染值。
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