CN102206923B - 一种采用酸性媒介染料对羊毛纤维进行染色的方法 - Google Patents

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本发明公开的一种采用酸性媒介染料对羊毛纤维进行染色的方法,首先对羊毛纤维进行染料上染;其次对上染后的羊毛纤维进行媒染;最后对媒染后的羊毛纤维进行皂洗,完成染色。本发明采用酸性媒介染料对羊毛纤维进行染色的方法,不改变传统染色工艺,只是在原有工艺基础上进行了助剂的添加,对各项染色指标没有影响,工厂应用方便。而从新方法的机理推断,新方法又能显著的降低羊毛纤维上的游离铬离子含量,显著降低染色残液中总铬离子含量。从而为酸性媒介染料的安全使用,避免对身体健康的损害,以及减少染色废水排放中铬离子对环境的破坏提供一种新的染色方法。

Description

一种采用酸性媒介染料对羊毛纤维进行染色的方法
技术领域
本发明属于纺织科学技术领域,涉及一种酸性媒介染料染色的方法,具体涉及一种采用酸性媒介染料对羊毛纤维进行染色的方法。
背景技术
羊毛纤维的染色技术发展到现在已经非常成熟,可以满足客户的各种需求。染色所用的染料品种既有传统的酸性染料{强酸性浴染色酸性染料(匀染性酸性染料),中性浴染色酸性染料,弱酸性浴染色酸性染料(耐缩绒性酸性染料),酸性媒介染料和酸性含媒染料}。还有近三十年来逐渐得到推广应用的毛用活性染料。传统酸性染料和新型的毛用活性染料染色技术都很成熟各有特点,目前在各个工厂中都有应用。酸性媒介染料价格便宜、工艺成熟、色谱齐全,所染纤维得色深浓、丰满,是其它任何染料所无法替代的。但是随着社会的进步,人类对健康和环境的重视和保护,国内外众多的科技工作者认识到酸性媒介染料染色过程中用到的媒染剂—红矾(重铬酸盐)对健康和环境的损害很大。从该类染料和媒染剂替代品的研发,到染色工艺技术的改进等进行了很多相关研究,均没有取得满意的公认的成熟技术。
酸性媒介染料的传统染色工艺为:染料上染,红矾(重铬酸盐)媒染,皂洗,水洗,脱水烘干。酸性媒介染料传统染色工艺所染羊毛纤维各项性能指标(各项染色牢度、染色均匀性、色深度和色饱和度等),达到国家级标准、国际标准和客户标准要求。但是纤维上游离铬离子含量和染色残液中总铬离子浓度达不到欧盟标准和国家标准要求。
针对酸性媒介染料传统染色方法中存在的铬离子问题,国内外众多科技工作者进行了比较深入的探索和研究,并取得了一定的成果。①项目年度编号:0600870036,新型媒染剂SCA-CR。用一种有机配位体与三价铬盐制备而成的新型媒染剂,代替传统染色中的重铬酸盐,其染色工艺沿用传统染色工艺。②项目年度编号:9893702334,快速低温铬媒染料染色助剂的合成及应用。研制了SFR-5系列羊毛快速低温铬媒染料染色助剂及工艺,其染色工艺沿用传统染色工艺路线。③专利名称:羊毛及其织物的酸性媒介染料染色法,申请号:89106610.1,公开号:CN1040643,公开日1990.03.21。在传统染色中用壳聚糖醋酸盐部分替换重铬酸盐其染色工艺沿用传统染色工艺。这些新技术、新方法在降低铬离子含量和浓度方面有显著效果,但是被染羊毛纤维的一些颜色和传统染色颜色有较大差异,或是染色牢度、染色深度与传统染色有较大差异,使其应用受到了较大限制。
发明内容
本发明的目的是提供一种采用酸性媒介染料对羊毛纤维进行染色的方法,解决现有染色方法存在染后染色废液中重金属铬离子浓度高、排放超标和染品游离铬离子浓度高、危害人体健康,应用受到限制的问题。
本发明所采用的技术方案是,一种采用酸性媒介染料对羊毛纤维进行染色的方法,具体按照以下步骤实施:
步骤1:对羊毛纤维进行染料上染;
步骤2:对步骤1得到的上染后的羊毛纤维进行媒染;
步骤3:对步骤2得到的媒染后的羊毛纤维进行皂洗,完成染色。
本发明的特点还在于,
其中的步骤1对羊毛纤维进行染料上染,具体按照以下步骤实施:称取一定量的羊毛纤维均匀装入散毛染色机的染笼中,将染笼吊入染色机内,按照染色溶液质量与羊毛纤维质量的浴比为7-10:1在染色机中加入清水并开动循环加热泵到45℃,保温润湿5分钟后依次加入染料、硫酸和硫酸钠,将温度按照1℃/分钟的升温速率缓慢升温到98-100℃,在温度为98℃-100℃的条件下保温45-60分钟,完成染料上染。
其中的染料、硫酸、硫酸钠与羊毛纤维的质量比为:0-0.08: 0-0.01:0-0.006:1。
其中的步骤2对上染后的羊毛纤维进行媒染,具体按照以下步骤实施:对步骤1中完成染料上染的染缸加注冷水降温到65-75℃,按照甲酸与羊毛纤维的质量比为0.01-0.03:1称取甲酸,按照红矾与羊毛纤维的质量比为0.0025-0.0145:1称取红矾,将称取的甲酸和红矾稀释溶解后加入到上染后的羊毛纤维中,然后按照1℃/分钟的升温速率缓慢升温到98-100℃,在温度为98℃-100℃的条件下保温媒染30-45分钟,后加入媒染促进剂保温15分钟,完成媒染。  
其中的媒染促进剂与羊毛纤维的质量比为0.01-0.04:1,媒染促进剂的组成为:水杨酸和亚硫酸钠复配溶解的水性产物,水杨酸、亚硫酸钠和水的质量比为15:3:82。
其中的步骤3对媒染后的羊毛纤维进行皂洗,具体按照以下步骤实施:媒染结束后,排掉染缸中的废液,加入冷水溢流冲洗10分钟后升温到85℃-90℃加入除铬皂洗剂,保温皂洗15分钟。
其中的除铬皂洗剂与羊毛纤维的质量比为0.01-0.02:1,除铬皂洗剂由分子量为500-700的马-丙共聚物、十二烷基苯磺酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚及水按照15:6:4:75的质量比进行复配溶解而成。
本发明的有益效果是,不改变传统染色工艺,只是在原有工艺基础上进行了助剂的添加,对各项染色指标没有影响,工厂应用方便。而从新方法的机理推断,新方法又能显著的降低羊毛纤维上的游离铬离子含量,显著降低染色残液中总铬离子含量。从而为酸性媒介染料的安全使用,避免对身体健康的损害,以及减少染色废水排放中铬离子对环境的破坏提供一种新的染色方法。
附图说明
图1是本发明采用酸性媒介染料对羊毛纤维进行染色的方法的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明采用酸性媒介染料对羊毛纤维进行染色的方法,如图1所示,具体按照以下步骤实施:
步骤1:染料上染阶段:称取定量羊毛纤维均匀装入散毛染色机的染笼中并将其吊入染色机(染缸)内。按照染色溶液质量与被染纤维质量的浴比为7-10:1在染色机中加入清水并开动循环加热泵到45℃,保温润湿5分钟后依次加入染料、硫酸和硫酸钠。染料、硫酸和硫酸钠与被染纤维的重量比为:0-0.08:0-0.01:0-0.006:1。将温度按照1℃/分钟的升温速率缓慢升温到98-100℃,在温度为98℃-100℃的条件下保温45-60分钟,完成染料上染阶段。
步骤2:对完成染料上染阶段的染缸加注冷水降温到65-75℃,按照甲酸和纤维的质量比为0.01-0.03:1称取甲酸,按照红矾和纤维的质量比为0.0025-0.0145:1称取红矾,将称取的甲酸和红矾稀释和溶解后加入到上步得到的上染后的纤维中,然后温度按照1℃/分钟的升温速率缓慢升温到98-100℃,在温度为98℃-100℃的条件下保温媒染30-45分钟,后加入媒染促进剂保温15分钟,完成媒染过程。  
媒染促进剂的加入量按照对纤维重1-4%称取稀释后加入。媒染促进剂的组成为:水杨酸和亚硫酸钠复配溶解的水性产物。水杨酸、亚硫酸钠和水的质量比为15:3:82。
步骤3:媒染结束后,排掉染缸中的废液,加入冷水溢流冲洗10分钟后升温到85℃-90℃加入除铬皂洗剂,保温皂洗15分钟。除铬皂洗剂的加入量按照对纤维重1-2%加入。除铬皂洗剂为发明人拟发明的化学复配产物。主成分为马-丙共聚物和表面活性剂。除铬皂洗剂选择分子量为500-700的马-丙共聚物和十二烷基苯磺酸钠、AEO-9(脂肪醇聚氧乙烯醚)以及水按质量比为15:6:4:75进行溶解复配。 
本发明是在不改变传统染色工艺流程的基础上,在媒染保温阶段的后期加入媒染促进剂,在皂洗中用除铬皂洗剂替代传统皂洗剂,从而达到降低纤维上和降低染色残液中铬离子含量。媒染促进剂是由两类物质组成,其一是以水杨酸作为媒染促进剂主成分,媒染保温后期,在媒染液中以阴离子有机配位体的形式与三价铬离子形成配位络合物对羊毛纤维进行上染。其二是以还原性物质亚硫酸钠作为媒染促进剂辅助成分,在媒染促进剂加入染液后将残余的六价铬离子还原成三价铬离子,以便于形成配位络合物。
酸性媒介染料染色的关键之处有两点,其一是染料的上染:染料上染不充分,媒染中媒染剂红矾的浪费大,残液和纤维中的铬离子含量高,而且纤维浮色大,残液颜色深。其二是红矾(重铬酸盐)媒染:媒染的充分完成首要的是铬离子能够足量的完全进入纤维,然后以三价铬离子的形式与羊毛纤维上的羟基、氨基、羧基等基团以及染料上的羧基、羟基等基团进行配位络合,从而获得良好的染色牢度和鲜艳的颜色。传统染色中红矾(重铬酸盐)的铬离子是以重铬酸根离子(六价铬离子)的状态进入纤维的,由于重铬酸根离子带有阴离子与染色条件下的羊毛纤维(此时具有阳离子属性)所带电荷属性相反。因此铬离子很容易进入纤维,从而完成了媒染的第一步,六价铬离子在羊毛纤维中硫元素的作用下被还原成三价铬离子,进而与各基团完成络合媒染过程。传统染色中染料的上染没有什么问题,问题主要集中在媒染过程,其一是媒染剂重铬酸盐的加入量,少了颜色不对,问题很多。多了颜色还是不对,无论多和少都达不到染色要求。经过多年的探索和实践,目前对酸性媒介染料染色中媒染剂红矾的用量已经有了一个经验量,一些科研机构和染料生产商也给出了计算方法,基本满足了生产企业的要求。但是从企业的应用和科技工作者的研究发现,目前染色中红矾(重铬酸盐)的用量还是过量,而且必须过量(保证生产的质量),只不过一些企业控制的好一点(适当过量,满足生产要求,降低生产成本,减少废水排放中铬离子含量),一些企业控制的不好(过量较大,满足生产要求,相对增加成本,废水处理压力大)。
媒染促进剂在媒染中起到的作用,就是在媒染后期让染液中过量的重铬酸根离子被类亚硫酸钠的还原性物质还原成三价铬离子。被还原的三价铬离子和从纤维上落到染液中的三价铬离子与媒染剂中阴离子属性的水杨酸有机配位体进行配位络合,从而容易的进入纤维。进入纤维的络合物,由于三价铬离子与纤维上以及染料上基团的配位络合能力高于水杨酸有机配位体与三价铬离子的配位络合能力,从而完成铬离子的交接任务。达到了红矾(重铬酸盐)充分利用同时又减少了游离铬离子的含量。
除铬皂洗剂在染色过程中的皂洗阶段替代传统皂洗剂加入,由于除铬皂洗剂中含有与三价金属离子具有很强螯合能力的螯合剂(马丙共聚物)及对浮色有较强洗除作用的表面活性剂。因此在皂洗中纤维上游离铬离子被螯合洗除,减少或杜绝了纤维上游离铬离子,同时对浮色也达到了洗出目的。
实施例1
80公斤浅黑(灰)色羊毛染色工艺过程:
羊毛纤维装笼,入染缸,染缸中加水800公斤,开染缸循环加热泵升温到45℃,染缸中加入染料酸性媒介黑PV0.8公斤(热水溶解过滤后加入),加入硫酸0.4公斤(冷水稀释后加入),加入硫酸钠3.2公斤(冷水溶解后加入),45℃保温循环15分钟,加热升温1℃/分钟,升温到98-100℃保温45分钟,降温到70℃加入甲酸0.8公斤(水稀释后加入),加入红矾0.28公斤(水溶解后加入),保温10分钟,升温到98-100℃,保温30分钟,加入媒染促进剂0.4公斤(水稀释后加入),保温15分钟,排水冲洗,加水升温到90℃,加入除铬皂洗剂0.8公斤,保温20分钟,溢流冲洗,水洗,脱水烘干。媒染促进剂的组成为:水杨酸和亚硫酸钠复配溶解的水性产物,水杨酸、亚硫酸钠和水的质量比为15:3:82。除铬皂洗剂由分子量为500-700的马-丙共聚物、十二烷基苯磺酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚及水按照15:6:4:75的质量比进行复配溶解而成。
实施例2
80公斤深浓黑色羊毛染色工艺过程:
羊毛纤维装笼,入染缸,染缸中加水800公斤,开染缸循环加热泵升温到45℃,染缸中加入染料酸性媒介黑PV3.2公斤(热水溶解过滤后加入),加入硫酸0.8公斤(冷水稀释后加入),加入硫酸钠4.0公斤(冷水溶解后加入),45℃保温循环15分钟,加热升温1℃/分钟,升温到98-100℃保温45分钟,降温到70℃加入甲酸0.8公斤(水稀释后加入),加入红矾0.64公斤(水溶解后加入),保温10分钟,升温到98-100℃,保温30分钟,加入媒染促进剂1.6公斤(水稀释后加入),保温15分钟,排水冲洗,加水升温到90℃,加入除铬皂洗剂1.6公斤,保温20分钟,溢流冲洗,水洗,脱水烘干。媒染促进剂的组成为:水杨酸和亚硫酸钠复配溶解的水性产物,水杨酸、亚硫酸钠和水的质量比为15:3:82。除铬皂洗剂由分子量为500-700的马-丙共聚物、十二烷基苯磺酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚及水按照15:6:4:75的质量比进行复配溶解而成。
实施例3
80公斤亮蓝色羊毛染色工艺过程:
羊毛纤维装笼,入染缸,染缸中加水800公斤,开染缸循环加热泵升温到45℃,染缸中加入染料酸性媒介漂兰B1.6公斤(热水溶解过滤后加入),加入硫酸0.8公斤(冷水稀释后加入),加入硫酸钠2.4公斤(冷水溶解后加入),45℃保温循环15分钟,加热升温1℃/分钟,升温到98-100℃保温45分钟,降温到70℃加入甲酸0.6公斤(水稀释后加入),加入红矾0.4公斤(水溶解后加入),保温10分钟,升温到98-100℃,保温30分钟,加入媒染促进剂0.8公斤(水稀释后加入),保温15分钟,排水冲洗,加水升温到90℃,加入除铬皂洗剂0.8公斤,保温20分钟,溢流冲洗,水洗,脱水烘干。媒染促进剂的组成为:水杨酸和亚硫酸钠复配溶解的水性产物,水杨酸、亚硫酸钠和水的质量比为15:3:82。除铬皂洗剂由分子量为500-700的马-丙共聚物、十二烷基苯磺酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚及水按照15:6:4:75的质量比进行复配溶解而成。

Claims (4)

1.一种采用酸性媒介染料对羊毛纤维进行染色的方法,其特征在于,具体按照以下步骤实施:
步骤1:对羊毛纤维进行染料上染,具体按照以下步骤实施:称取一定量的羊毛纤维均匀装入散毛染色机的染笼中,将染笼吊入染色机内,按照染色溶液质量与羊毛纤维质量的浴比为7-10:1在染色机中加入清水并开动循环加热泵到45℃,保温润湿5分钟后依次加入染料、硫酸和硫酸钠,将温度按照1℃/分钟的升温速率缓慢升温到98-100℃,在温度为98℃-100℃的条件下保温45-60分钟,完成染料上染;
步骤2:对步骤1得到的上染后的羊毛纤维进行媒染,具体按照以下步骤实施:对步骤1中完成染料上染的染缸加注冷水降温到65-75℃,按照甲酸与羊毛纤维的质量比为0.01-0.03:1称取甲酸,按照红矾与羊毛纤维的质量比为0.0025-0.0145:1称取红矾,将称取的甲酸和红矾稀释溶解后加入到上染后的羊毛纤维中,然后按照1℃/分钟的升温速率缓慢升温到98-100℃,在温度为98℃-100℃的条件下保温媒染30-45分钟,后加入媒染促进剂保温15分钟,完成媒染;
步骤3:对步骤2得到的媒染后的羊毛纤维进行皂洗,完成染色。
2.根据权利要求1所述的采用酸性媒介染料对羊毛纤维进行染色的方法,其特征在于,所述的媒染促进剂与羊毛纤维的质量比为0.01-0.04:1,媒染促进剂的组成为:水杨酸和亚硫酸钠复配溶解的水性产物,水杨酸、亚硫酸钠和水的质量比为15:3:82。
3.根据权利要求1所述的采用酸性媒介染料对羊毛纤维进行染色的方法,其特征在于,所述的步骤3对媒染后的羊毛纤维进行皂洗,具体按照以下步骤实施:媒染结束后,排掉染缸中的废液,加入冷水溢流冲洗10分钟后升温到85℃-90℃加入除铬皂洗剂,保温皂洗15分钟。
4.根据权利要求3所述的采用酸性媒介染料对羊毛纤维进行染色的方法,其特征在于,所述的除铬皂洗剂与羊毛纤维的质量比为0.01-0.02:1,除铬皂洗剂由分子量为500-700的马-丙共聚物、十二烷基苯磺酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚及水按照15:6:4:75的质量比进行复配溶解而成。
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