CN102182077A

CN102182077A - 一种织带产品的涂料-染料复合染色方法

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Publication number: CN102182077A
Application number: CN 201010557700
Authority: CN
Inventors: 姜志新; 宋金龙; 丁军民; 唐三湘
Original assignee: ZHEJIANG SANDING WEAVING CO Ltd
Current assignee: ZHEJIANG SANDING WEAVING CO Ltd
Priority date: 2010-11-25
Filing date: 2010-11-25
Publication date: 2011-09-14
Anticipated expiration: 2030-11-25
Also published as: CN102182077B

Abstract

本发明属于纺织产品染色领域，具体涉及一种织带产品的涂料-染料复合染色方法，所述的染色方法依次包括如下工序：（1）入带，（2）浸轧涂料-染料复合染液，工艺参数为：一浸一轧，轧余率为65%-70%，温度为30-40℃，其中，所述的涂料-染料复合染液含有涂料、染料、螯合分散剂、防泳移剂、增塑剂、渗透剂和粘合剂组分，（3）预烘，（4）焙烘和（5）出带。本发明有效解决了单纯涂料染色存在不能保证色牢度达到标准的问题，同时，使织带产品的染色能源消耗较现有工艺降低50%以上，污水排放减少80%左右。

Description

一种织带产品的涂料-染料复合染色方法

技术领域

本发明属于纺织产品染色领域，具体涉及一种用于织带产品的涂料-染料复合染色方法。

背景技术

织带产品作为一种重要的服饰辅料和工业用材料，在国内外服装业、玩具业、工艺品制造业、汽车及物流等产业被广泛地使用，并随相关产业的发展，需求量更是与日俱增。

用于织带织造的纤维材料主要有涤纶、锦纶、丙纶，少量使用棉纤维、人造棉等。其中，涤纶织带的产量占织带总产量的80%左右。

涤纶纤维之所以染色要求较高，一般要采用高温高压或连续热融（180～220℃）的条件下染色，苛刻的染色条件是由于涤纶纤维的化学结构和超分子结构决定的。

涤纶纤维的分子结构特点，其大分子链化学结构式如式Ⅰ所示：

（Ⅰ）

从其分子式可以看出，涤纶是由一个苯环、两个酯基和两个亚甲基(－CH₂)构成。－CH₂－CH₂－是柔性链，苯环使分子链的刚性增大，熔融熵减小，结晶速率减缓，所以按传统的熔体纺丝法得到的初生纤维一般为非晶态，但经过拉伸取向可诱导快速结晶，不仅取向度高，而且结晶度也高。涤纶纤维的超分子结构决定其结构非常紧密，其超分子结构的扫描电镜图如图1所示。

涤纶纤维的化学结构决定其根本就没有与染料发生化学反应的官能团，所以不可能像活性染料染棉或酸性染料染锦纶一样在比较温和的条件下完成上染的过程。

从涤纶纤维的分子结构和超分子结构特点可以看出，涤纶的染色性较差，现多用分散染料在高温条件下上染，所用的分散染料，如黄RGF（disperse yellowRGFL）分子结构见式Ⅱ，采用分散染料的染色过程图2所示：

（Ⅱ）

从式Ⅱ和图2可知，非水溶性的分散染料上染涤纶纤维实质上是借助高温“溶解”在纤维内部的过程，这种溶解过程是可逆的，所以染色后产品在高温或潮湿的条件下热迁移到纤维的表面，造成染色牢度的下降。

涤纶高温热融染色法耗能高，能源浪费巨大，污水排放量高，染色成本相应大大增加。如传统的染色方式每台染色机每天（24小时计）耗电量就达2000多度、耗煤量大概1吨左右、产生污水量大概为20多吨左右。

当今比较前沿的节能染色新技术主要包括：短流程湿蒸轧染工艺技术、“E-control”染色工艺技术、微胶囊染色技术、超临界二氧化碳（CO₂）染色工艺等。这些新开发的染色技术多数都在试验推广阶段，还没有真正的工业化应用。

随着涂料的飞速发展，涂料染色已经悄然兴起，据统计，美国家纺行业已经有80%采取涂料染色。由于涂料染色具有节约染化料、节能、节水、环保、安全，适合各种纤维的纺织品，重颜性好，正品率高，扩展性好等优点。自上世纪九十年代初以来，我国将涂料染色开始应用到面料浸染染色领域，而在本世纪初得到了很大的发展，产品95%以上销往欧美等发达国家，并达到了相当高的技术水平，在绍兴、萧山等印染厂近年也有相当一部分高档面料采用涂料染色，而织带产品使用涂料染色还未见诸于报道。

染色用涂料主要成分为有机颜料，化学结构主要有偶氮、蒽醌、硫靛及酞菁等结构，是利用羧酸与醇之间的酯化反应，发生的缩聚，或环氧乙烷或者是它的衍生物在一定条件下的加成聚合得到的高分子。从它们的的分子结构可以看出，涂料都是聚合得到的高分子物质，很难在一定的条件下打开它的分子结构，也就是说涂料不可能与纺织材料发生反应。另一方面，涂料的粒径分布一般在微米级，一般要比分散染料粒径要大许多，一般很难像分散染料一样进入涤纶纤维内部。

由涂料的化学结构决定，涂料染色一般只能吸附在纤维表面，所以中深色一般达不到纺织服装用的色牢度要求。涂料染色用粘合剂的使用解决了中浅色的色牢度问题，而且涂料染色靠粘合剂交联在纤维表面的反应温度较低，一般只需160℃烘干即可。

由于涂料自身的属性决定，具有颗粒大，与纤维亲和性不强的特点，染色时色牢度差、手感硬的缺点，生产过程中造成沾滚筒等一系列问题，一直成为制约涂料染色发展的瓶颈，也是成为其一直没有在国内织带行业应用的重要原因。

发明内容

80%左右。

为实现本发明的目的，发明人提供如下的技术方案：

一种织带产品的涂料-染料复合染色方法，依次包括如下工序：

（1）入带，

（2）浸轧涂料-染料复合染液，工艺参数为：一浸一轧，轧余率为65%-70%，温度为30-40℃，其中，所述的涂料-染料复合染液含有如下组分：涂料 0-50g/L且≠0；染料 0-100g/L且≠0；螯合分散剂 0-10g/L且≠0；防泳移剂 0-30g/L且≠0；增塑剂 0-30 g/L且≠0；渗透剂 0-20g/L且≠0；粘合剂 0-50g/L且≠0，

（3）预烘：红外线80℃，

（4）焙烘：160±2℃，1-5min，

（5）出带。

单纯的涂料染色最大的缺点是不能保证色牢度达到服用要求，采用涂料-染料复合染液进行染色的方法虽然可以一定程度上的解决此类问题，但是，从节能角度出发，即使是中深色号的染色过程中的发色温度也较低，所以单纯采用涂料与分散染料的混合物进行染色通常很难达到满意的色牢度要求。本发明采用优化工艺和染液配方解决了此类问题，通过增塑剂等助剂的使用降低涤纶纤维的玻璃化温度（Tg），从而达到染料顺利上染，降低涂料使用量，提高色牢度的目的。

涂料染色主要是依靠介质固着，颜料粒子嵌入纤维少，所以为了控制染色牢度一般涂料浓度不易过高，也就决定了涂料染色一般适合中、浅色系的染色。分散染料上染涤纶时，中深色一般要进行还原清洗工艺，否则浮色将很严重，影响到染色品质。涂料-染料复合染液的染色工艺省去了中机水洗流程，所以将很难达到特定的染色深度。为解决此问题，本发明通过调整基质配方及染色工艺，在不同纤维材料的织带上提高了色深度，开发出了适合中、深色染色的染色工艺。

本发明的涂料-染料复合染色过程是：首先，利用螯合分散剂、防泳移剂、粘合剂等助剂将涂料和分散染料形成一个高度分散体系，然后，在高温条件下，染料进入纤维内部，涂料靠粘合剂的粘合作用均匀分布在纤维的表面，形成内染料外涂料的均匀染色效果，染色原理如图3所示。另外，现有的织带产品染纱生产采用的连续式热融机都采用电阻加热，即热风循环的作用机理，其缺点是电能消耗巨大，每小时达80度电左右，而且预热速度缓慢（需1小时左右），浪费了很多人力物力和财力。本发明通过使用红外染色设备，既可以在数秒钟之内达到所需的染色温度，又使能源消耗较常规染色设备减少了一半左右。

现有涤纶织带产品染色采用的染色工艺流程为：

入带→前处理→浸轧染液（一浸二轧，轧余率65%～70%，室温）→预烘（红外线80℃）→焙烘（180-220℃左右，1～5min）→后处理→烘干→后整理→烘干→出带。

本发明的涤纶织带产品涂料-染料染色工艺流程为：

入带→浸轧涂料-染料染液（一浸一轧，轧余率65%～70%，室温）→预烘（红外线80℃）→焙烘（160℃左右，1～5min）→出带。

从以上两个工艺流程可以看出，本发明的染色工艺流程大为缩短，达到了节能减排的目的，而且，本发明染色后的织带产品的色牢度等各项指标能达到国家标准GB18401—2003的环保及质量要求。

通过大量实验，发明人发现，将涂料和分散染料合理配比制备的染液，可充分发挥涂料和分散染料各自在染色工艺中的优势，解决单纯涂料染色存在的不能保证色牢度达到使用要求的问题，同时可以解决涂料不适用中、深色染色的问题。采用涂料-染料复合染液染色时，要求染液必须稳定，不能出现分层、沉淀等现象。发明人发现，通过把染料和分散染料合理配比，并借助一些助剂，如螯合分散剂、防泳移剂、增塑剂、渗透剂和粘合剂可确保染液的稳定性。

作为优选方案，所述的涂料采用水性油墨。本发明的涂料-染料复合染色液，必须稳定，不能出现分层、沉淀等现象，否则将出现色点的染色疵点，染液中采用的涂料应尽量选择粒径较细且分布均匀的新型涂料。如实施例中采用的日本DIC株式会社的DYUDYE-W型水性油墨。

作为优选方案，所述的染料采用分散染料。本发明的涂料-染料复合染色液，必须稳定，不能出现分层、沉淀等现象，否则将出现色点的染色疵点，染液中采用的分散染料应尽量选择粒径较细且分布均匀的新型涂料。如实施例中采用的DyStar公司的Dianix系列分散染料。

作为优选方案，所述的织带产品为涤纶织带产品、锦纶织带产品、丙纶织带产品、棉纤维织带产品或人造棉织带产品。实验表明，本发明的染色方法适用于现有各种材质制备的织带产品。

作为更优选方案，所述的织带产品为涤纶织带产品。涤纶织带产品占现有织带产品产量的80%左右，根据实施例的记载可以看出，本发明尤其适用于涤纶织带产品，具有很广的应用空间和前景。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

（1）本发明涤纶织带产品涂料-染料复合染色工艺所达到的技术指标见表1：

（2）经济指标见表2：

注：以上试验结果为采用门幅600mm染色设备，分别应用现有热融染色工艺和涂料-染料复合染色工艺生产24小时的各项消耗指标。

由表1和表2的结果可以看出，本发明将成为织带产品染色行业新的发展方向之一。

附图说明

图1是涤纶纤维的扫描电镜图（500倍）。

图2是分散染料上染涤纶纤维的原理示意图。

图3是本发明涂料-染料复合染色方法的原理示意图。

具体实施方式

下面结合实施例，更具体地说明本发明的内容。应当理解，本发明的实施并不局限于下面的实施例，对本发明所做的任何形式上的变通和/或改变都将落入本发明保护范围。

在本发明中，若非特指，所有的设备和原料等均可从市场购得或是本行业常用的。下述实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域的常规方法。

主要原料说明：

涂料：日本DIC株式会社生产的DYUDYU-W型水性油墨。

分散染料：DyStar公司生产的Dianix系列，

防泳移剂AZN：德国司马化学有限公司生产，

螯合分散剂XH-203：杭州祥和化学制品有限公司生产，

增塑剂XH-311：杭州祥和化学制品有限公司生产，

渗透剂PFN：德国司马化学有限公司生产，

粘合剂4400LM：国民淀粉上海化学有限公司生产。

实际生产中，生产者可以根据需要按本发明的配比，即涂料 0-50g/L且≠0、染料 0-100g/L且≠0；用涂料和分散染料调配出不同颜色的复合染液，同时为了保证染液的稳定性，在本发明揭示的助剂范围内添加各种助剂，即螯合分散剂 0-10g/L且≠0、防泳移剂 0-30g/L且≠0、渗透剂 0-20g/L且≠0，为了降低染色温度使用量增塑剂0-30 g/L且≠0，为了提高色牢度使用了粘合剂0-50g/L且≠0，下面以深咖啡染液对本发明做出详细说明。

实施例1

（1）织带产品：采用涤纶长丝织带，成分：100%涤纶；规格：75旦×100旦，1200根/10cm×240根/10cm；坯宽：21.5mm；码重：267g/100y。

（2）染液的配方（深咖啡色）：

分散染料Dianix Rubine S-2G /（g/L） 5.1

分散染料Dianix Blue S-2R /（g/L） 3.6

分散染料Dianix Yellow Brown S-2R /（g/L） 3.8

涂料Yellow KR /（g/L） 5.2

涂料Red FR Conc /（g/L） 1.1

涂料Blue XO /（g/L） 0.47

防泳移剂AZN /（g/L） 4

增塑剂XH-311/（g/L） 6

螯合分散剂 XH-203/（g/L） 4

渗透剂PFN/（g/L） 2

粘合剂4400LM/（g/L） 10。

（3）染色过程为：

按照入带→浸轧涂料-染料染液→预烘→焙烘→出带的流程进行染色，其中：

轧余率/% 60

染槽温度/℃ 40

红外预烘温度/℃ 80

红外焙烘的发色温度/℃ 160

发色时间/min 2

机速/（y/h） 1000。

（4）产品达到的技术指标和经济指标见表3和表4。

表3 技术指标

注： ①水洗尺寸变化率试验方法，按GB/T 8628、GB/T 8629、GB/T 8630的规定执行，采用GB/T 8629-2001中的4A程序洗涤和程序A干燥；

② 耐水洗色牢度试验方法，按GB/T 3921-2008（试验条件为C（3））规定执行；

③ 耐摩擦色牢度试验方法，按GB/T 3920-2008规定执行；

④ 耐光色牢度试验方法，按GB/T 8427-2008中方法3规定执行；

⑤ 色差指色差值的大小，比较样与标准样的总色差值。

表4 经济指标

注：以上数据对比为同一色号采用不同的染色方式的测试结果。

上述优选实施例只是用于说明和解释本发明的内容，并不构成对本发明内容的限制。尽管发明人已经对本发明做了较为详细地列举，但是，本领域的技术人员根据发明内容部分和实施例所揭示的内容，能对所描述的具体实施例做各种各样的修改或/和补充或采用类似的方式来替代是显然的，并能实现本发明的技术效果，因此，此处不再一一赘述。本发明中出现的术语用于对本发明技术方案的阐述和理解，并不构成对本发明的限制。

Claims

1. 一种织带产品的涂料-染料复合染色方法，其特征在于，所述的织带产品的涂料-染料复合染色方法依次包括如下工序：

（1）入带，

（3）预烘：红外线80℃，

（4）焙烘：160±2℃，1-5min，

（5）出带。

2.根据权利要求1所述的织带产品的涂料-染料复合染色方法，其特征在于，所述的涂料采用水性油墨。

3. 根据权利要求1所述的织带产品的涂料-染料复合染色方法，其特征在于，所述的染料采用分散染料。

4.根据权利要求1所述的织带产品的涂料-染料复合染色方法，其特征在于，所述的织带产品为涤纶织带产品、锦纶织带产品、丙纶织带产品、棉纤维织带产品或人造棉织带产品。

5. 根据权利要求1或4所述的织带产品的涂料-染料复合染色方法，其特征在于，所述的织带产品为涤纶织带产品。