CN102888129B - 一种分散染料组合物及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种分散染料组合物及其应用，在涤棉混纺织物染色时，本发明所述分散染料组合物可以免去传统分散染料染色后必须的还原清洗工艺步骤，节约能源、提升生产效率，同时具备较高的色牢度；本发明所述分散染料组合物中添加苯甲酸作为导染剂，使本发明的分散染料组合物可在110～120℃条件下对涤纶纤维进行染色而不影响色牢度及上色率，同时苯甲酸作为固体的食品添加剂，与传统的导染剂相比，对人体无害，具有良好的环保特性；本发明所述分散染料组合物在纯涤纶织物上应用时，可通过添加甲醛次硫酸氢钠化合物在不排液的情况下利用染色残温还原清洗，减少资源消耗，提升生产效率。

Description

一种分散染料组合物及其应用

技术领域

本发明涉及一种染料组合物，尤其涉及一种用于涤纶纤维染色的分散染料组合物。

背景技术

近年来，随着生活水平的不断提高，人们对服装的要求越来越高。高色牢度要求被普遍要求。传统的分散染料产品已不能满足人们的要求。这就需要染料厂商开发高色牢度要求的染料来应对客户需求。

而近年来，随着棉纱价格的不断上扬，纯棉服装的成本急剧攀升。为了降低成本，同时也提升服装的服用性。涤棉混纺织物日益盛行。

传统的涤棉混纺织物采用先分散染料高温染色，再用活性染料对棉纤维进行染色的工艺。一般分散染料染色结束后，还需要使用还原物质在80℃左右对织物进行一次还原清洗，以去除附着在涤纶及棉纤维表面的分散染料，避免其影响成品织物的色牢度。

CN101629390A公开了一种蓝系列涤棉工装面料的高氯洗牢度染色工艺，该工艺通过筛选分散、还原染料，加强染色过程中还原清洗和皂洗工序，并浸轧氯洗增进剂进而提高蓝系列涤棉工装面料的氯洗牢度；其中所述分散染料为LXF系列染料、ES-GB蓝、S-5BL红、SBL灰中的至少一种，对于染色过程中的还原清洗工序也是必不可少的步骤，且对还原染料也有特殊的要求。

为解决目前含涤纶纤维的织物的染色工艺中存在的问题，急需开发一种新的染色工艺，在节约资源，提升生产效率的同时，使染色后的织物具有较高色牢度等级。

发明内容

本发明的目的在于解决上述现有技术的不足，提供一种分散染料组合物以及使用所述组合物对含涤纶纤维的织物进行染色的方法，所述组合物包含结构式(I)所示的偶氮类的分散染料，在对涤纶纤维织物进行染色时不仅可以免除传统的还原清洗工序，同时具有较高的色牢度等级。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种分散染料组合物，包含常用助剂和结构式(I)所示的分散染料中的一种或多种。

其中

D₁和D₂分别表示重氮成分的基团；

R₁表示氢、C₁-C₄烷基、C₁-C₄烷氧基、-NHCO-C₁-C₄烷基、-NHSO₂-C₁-C₄烷基或卤素；

R₂表示氢、C₁-C₄烷基或C₁-C₄烷氧基；

基团D₁的实例符合式(II)：

其中

R₃和R₄独立地表示氢、卤素、C₁-C₄烷基、C₁-C₄烷氧基、氰基、-SO₂-C₁-C₄烷基或硝基；

R₅和R₆独立地表示氢、卤素、三氟甲基、氰基、-SO₂CH₃、-SCN或硝基；

或者D₁的实例符合式(III)：

其中

R₇和R₈独立地表示氢或硝基；

或者D₁的实例符合式(V)：

其中

R₉和R₁₀及R₁₂独立地表示氢、卤素、羟基、C₁-C₄烷基、C₁-C₄烷氧基、氰基、-SO₂-C₁-C₄烷基或硝基；

R₁₁表示C₁-C₄烷基或者C₁-C₄烷氧基；

D₂的实例符合式(VI)：

其中

R₁₃和R₁₄独立地表示可被-OCO-C₁-C₄烷基、-OCO苯基、-COO-C₁-C₄烷基、-OCOO-C₁-C₄烷基或-OCOO苯基取代的C₁-C₄烷基；

或者D2的实例符合式(VII)：

较佳的，所述分散染料包括C.I.分散蓝284，C.I.分散黄126，C.I.分散红311，C.I.分散红376和C.I.分散棕19中的一种或多种。

本发明所述常用助剂包括分散染料沙磨和/或复配时常用的分散剂、扩散剂、和表面活性剂中的至少一种，同时还包括苯甲酸；优选包括萘磺酸甲醛缩合物、木质素磺酸盐和烷基萘磺酸甲醛缩合物中的至少一种与苯甲酸配合使用，如萘磺酸甲醛缩合物(扩散剂NNO)、甲基萘磺酸甲醛缩合物(分散剂MF)、苄基萘磺酸甲醛缩合物(扩散剂CNF)、木质素磺酸钠(木质素85A、83A)等。

在本发明所述分散染料组合物中，所述常用助剂∶所述分散染料的重量份数比为0.5～10∶1，优选0.5～3∶1；其中所述苯甲酸∶所述分散染料的重量份数比不小于0.5∶1。

本发明所述的分散染料组合物还可与其它功能性整理助剂，如：阻燃、防水、UV吸收剂、耐光牢度增进剂、防水防污防油助剂等功能性后整理助剂一起使用，以提高纤维的性能。

本发明所述分散染料组合物可用于传统染色工艺中并可免除传统的还原清洗工序。

本发明还公开了一种使用所述分散染料组合物对含涤纶纤维织物进行染色的方法，包括以下步骤：

1.在装有织物的容器中加入所述分散染料组合物和适量的水、释酸剂优选冰醋酸，并调节pH≤5.5，优选pH为3-4.5；

2.升温至110-135℃，保温15-90分钟，然后降温；

3.若所述织物中含有需着色的棉纤维，则降温至30-80℃之后，直接加入活性染料、还原染料、硫化染料等进行棉纤维的着色色。待棉纤维充分反应后，按照各种染料的正常加工工艺进行后处理；若所述织物为纯涤纶纤维或涤氨混纺纤维时，无需排出染色残液，降温至80℃直接添加氢氧化钠等碱剂，视碱剂不同，其优选添加量为0.5-20克/升，在染色残液存在的情况下，保温15分钟，随后水洗，同样可以获得与使用传统还原清洗工艺相同的效果。

在本发明一较佳实施方式中，在步骤1之前先将所述分散染料组合物用砂磨机或研磨机等粉碎机进行微粒化处理，然后通过分散染料加工设备，如喷雾干燥机器，喷雾干燥成0.2～3μm大小颗粒。

在本发明另一较佳实施方式中，所述涤纶纤维染色后在碱剂存在条件下反应15分钟及以上。

本发明中对所述水洗、所述加酸中和以及所述皂煮无特殊要求，可使用常规方法。

在本发明另一较佳实施方式中，所述分散染料组合物配方为：

染料    ％(O.W.F)，            染色酸    PH 3-4.5，

匀染剂  1g/L，                 螯合分散剂    1g/L，

浴比    1∶3-40；

在本发明另一较佳实施方式中，所述活性染料配方为：

染料    ％(O.W.F)，            硫酸钠    5-120g/L，

匀染剂  1g/L，                 螯合分散剂    1g/L，

碱剂    2-30g/L，              浴比    1∶3-40。

在本发明另一较佳实施方式中，所述还原染料配方为：

染料    ％(O.W.F)，            氢氧化钠    染料用量的2-4倍，

匀染剂  1g/L，                 保险粉    染料用量的1-3倍，

碱剂    0.5-5g/L，            浴比    1∶3-40。

在本发明另一较佳实施方式中，所述硫化染料配方为：

染料    ％(O.W.F)，                硫化钠    染料重量的0.5-4倍，

匀染剂  1g/L，                     渗透剂    1g/L，

碱剂    硫化钠重量的10％-15％，    浴比    1∶3-40。

在本发明另一较佳实施方式中，所述皂煮配方为：皂煮剂1～3g/L。

在本发明另一较佳实施方式中，所述酸中和配方为：酸0.5～3g/L，所述酸优选为冰醋酸。

本发明中所述浴比是：未着色织物与清水的重量比，一般为1∶5～1∶40，即1公斤未着色胚布需要使用5～40公斤清水。

本发明所述皂煮剂为本领域通用常规皂煮剂。

本发明所述匀染剂为本领域通用常规匀染剂。

本发明所述渗透剂剂为本领域通用常规渗透剂。

本发明所述染色酸为本领域通用常规染色酸。

本发明所述螯合分散剂为本领域通用常规螯合分散剂。

本发明所述碱剂为本领域通用常规碱剂。

本发明所述保险粉为本领域通用常规保险粉。

当使用所述分散染料组合物对含涤纶纤维的织物进行染色时，可以免除传统还原清洗工序，节能、省水、减少工序、提升效率。同时经本发明的染色方法加工的纺织品具有色牢度等级达到4～5级。

本发明的方法可用于疏水性纤维，尤其是涤棉纶混纺织物的染色，所得到的染色产品具有良好的洗涤、升华色牢度。

通常对涤纶混纺纤维染色时，需要添加6～10次清水。，而使用本发明所述分散染料组合物，可减少至少2次清水添加，同时对最终成品牢度无影响。

本发明所述分散染料组合物在其它需要碱剂处理条件下(即pH大于10)同样适用。如：用2g/L氢氧化钠溶液处理10～15分钟，亦可达到还原清洗的效果。

本发明所述分散染料组合物用于涤棉混纺织物的染色时可通过传统的染色方式加以实施：可使用水性分散体如常规软水在130～135℃条件下，在高温高压染色机器中使纤维着色；或在其它染色载体存在条件下，在80～110℃条件下，在高温高压/常温密闭染色机器中着色；或用染色液浸轧纤维，使纤维吸附特定浓度染料与水的混合物，随后在180～230℃条件下固色。着色完毕后，加入清水及还原剂还原清洗。洗净后继棉纤维的着色，或是涤纶着色完毕后直接进行后续棉纤维的着色。

由于本发明的分散染料组合物具有对碱剂敏感的特性，所以本发明的分散染料组合物同时可适用于分散染料碱性拔染工艺。

本发明的分散染料组合物中使用的各染料组分可采用公开文献所述的方法合成制备或直接采用市售常规产品。

本发明的染色方法中，所述含涤纶纤维的织物为纯涤纶织物，涤棉混纺织物，涤氨纶混纺织物等。

当使用本发明的方法对涤棉混纺织物进行染色时，在涤纶纤维染色后，无需传统工艺的还原清洗，排液后直接进行棉纤维的套染，并且同样可以得到传统高牢度分散染料的色牢度等级。

本发明分散染料组合物，其包括作为添加剂的苯甲酸降低了染色的温度，传统的分散染料由染料、扩散剂、防尘剂、填充剂组成，这些添加剂除了调节分散染料的有效浓度外，还具有分散作用，使不溶于水的分散染料能够均匀的分布在水溶液里，防止染色过程中局部地区染料浓度过高而导致的色花、色点现象，但是这些助剂对分散染料的染色温度无任何影响；

传统的分散染料导染剂大多为易挥发液体成分，虽然可以大幅降低分散染料染色温度，但是由于其中或多或少含有有机溶剂，对人体危害性大、环保性差、易致癌。因此无法同步添加入染料，只能在染色过程中和分散染料同时使用。同时传统的导染剂如果清洗不净，极易影响分散染料染色后成品的色牢度。

本发明所示分散染料组合物开创性的添加食品级苯甲酸作为染料的导染剂。配合传统分散染料添加剂，可使本发明染料在较低的染色温度条件下得到与正常工艺近似的染色深度及色牢度。本发明的分散染料组合物可在110℃～120℃之间染色，较之传统的130℃～135℃染色，其染色温度降低，能降低生产能耗。

结晶态的食品级苯甲酸在染色结束后会直接从染液中沉淀析出，便于清洗及污水处理，不影响染料色牢度。同时作为人体可食用的食品添加剂，其安全性及环保性优良。

本发明的优点是：

1、本发明的分散染料组合物在涤棉混纺织物染色时，可以免去传统分散染料染色后必须的还原清洗工艺步骤，节约能源、提升生产效率，同时具备较高的色牢度；

2、本发明的分散染料组合物中添加苯甲酸作为导染剂，使本发明的分散染料组合物可在110～120℃条件下对涤纶纤维进行染色而不影响色牢度及上色率，同时苯甲酸作为固体的食品添加剂，与传统的导染剂相比，对人体无害，具有良好的环保特性；

3、本发明的分散染料组合物在纯涤纶织物上应用时，可通过添加甲醛次硫酸氢钠化合物在不排液的情况下利用染色残温还原清洗，减少资源消耗，提升生产效率；

4、本发明的分散染料组合物在涤纶、涤棉混纺织物上可获得良好的湿处理牢度(参见表1和表2)。

表1

表2

5、本发明的分散染料组合物同时可适用于分散染料的碱性拔染加工，利用该分散染料组合物对碱剂的敏感，通过浸轧或湿罩印法，使该分散染料组合物覆盖于待加工织物表面，在该分散染料组合物未进入涤纶纤维前，在其需要去除部位施以含碱剂物质，从而将该部位分散染料加以破坏，得到所需效果拔白效果。

附图说明

图1为具体实施方式染色工艺流程图。

图2为传统染色工艺流程图。

具体实施方式

下面结合实例对本发明进行进一步说明。但本发明的保护范围并不限于此。

以下实施例中染色前均先将所述分散染料组合物用砂磨机或研磨机等粉碎机进行微粒化处理，然后通过分散染料加工设备，如喷雾干燥机器，喷雾干燥成0.2～3μm大小颗粒。

在实施例1-3中，分散染料组合物所含分散染料单体分别为：分散棕19、分散红311、分散蓝284；所用助剂为木质素磺酸钠、苯甲酸，其重量百分比比例为染料单体∶苯甲酸∶木质素磺酸钠＝2∶1∶2

工艺流程如图1所示，加入处理好的分散染料组合物、冰醋酸和适量的水并调节pH 3.5-4，然后升温至80℃，升温速率为1-2℃/分钟，于80℃反应10分钟后再次升温至表3中所示温度，再次升温的速率为1℃/分钟，反应40-60分钟后降至室温，降温速率为1.5℃/分钟，可直接进行棉纤维的着色，或将涤纶染色残液排出后，加入清水再进行棉纤维的着色，充分反应后进行后处理。

表3为实施例1-3中分散染料组合物在不同温度条件下对涤纶纤维进行染色，反应温度和上色率如表3所示：

表3

实施例4和对比例1的能耗对比：

实施例4中分散染料组合物所含染色单体为：分散橙30#、分散红60#和分散蓝56#；所含助剂为木质素磺酸钠、匀染剂；使用传统的染色方式，使用水性分散体于130～135℃条件下，在高温高压染色机器中，采用6X105Pa高温蒸汽对染色过程进行加热，即使用160℃高温蒸汽对加有染料的液体进行加热，将高温蒸汽直接通入染料液体中。

实施例4中能源消耗为：单位体积水从30℃加热至130℃焗值差异：503.67-125.69＝377.98J/kg，单位体积水从160℃降温至120℃放出的焗值：675.33-503.67＝171.66J/kg，120℃染色单位体积水的蒸汽消耗量(理论值)：(377.98-171.66)/171.66＝1.20kg。

对比例1所用分散染料组合物以及反应步骤除了将120℃改为130℃外，其余同实施例4，对比例1中能源消耗为：单位体积水从30℃加热至130℃焗值差异：545.38-125.69＝419.69J/kg，单位体积水从160℃降温至130℃放出的焗值：675.33-545.38＝129.95J/kg，130℃染色单位体积水的蒸汽消耗量(理论值)：(419.69-129.95)/129.95＝2.23kg，将实施例4与对比例1进行比较，蒸汽节约量：1-1.20/2.23＝46.18％，两者染料的得色率并无差异，且实施例4可降低能源消耗率。表4为水蒸气焓值表(《化工原理》第二版，天津大学编，天津科技出版社出版)

表4

实施例5-22为使用表5所示的化学品代替传统的还原清洗工艺。具体操作步骤为：

加入处理好的分散染料组合物、冰醋酸和适量的水并调节pH 3.5-4，然后升温至80℃，升温速率为1-2℃/分钟，于80℃反应10分钟后再次升温至135～110℃，再次升温的速率为1℃/分钟，反应40-60分钟后降至80℃，将下表5所列化合物用温水溶解后加入染色液中，处理温度和时间见表5，随后水洗、中和、皂煮。

实施例5-22中所用分散染料单体为分散蓝284，所用助剂为木质素磺酸钠、苯甲酸，其重量百分比为染料∶苯甲酸∶木质素磺酸钠＝2∶1∶2。

表5

实施例5-22染色后各项色牢度检验结果如下表6、7、8、9所示：

表6

表7

表8

表9

由表6-9可见：在碳酸氢钠用量大于5克/升时，该分散染料组合物的色牢度即均在4～5级，与传统的还原清洗工艺所的效果近似。

由此可见，实施例5-22中的分散染料组合物可以用加入碱剂的方法代替传统的还原清洗工艺。而传统的棉纤维的染色工艺，大多都会使用碱剂，其碱剂一般使用碳酸钠，用量通常在5～20克/升，在30～100℃保温30～90分钟。因此，实施例5-22的分散染料组合物在后续加工有碱剂存在条件下，可以不需要使用传统的还原清洗工艺，仅利用后续加工中碱剂的作用，即可完全取代传统的还原清洗工艺，从而得到优良的色牢度。

本具体实施方式中：

标准深度：GB/T 16990-1997；

耐洗色牢度：ISO 105-C02，等同GB/T3921-2008(纺织品耐洗色牢度)；

耐汗渍牢度：ISO 105-E04，等同GB/T8427-1995(纺织品耐汗渍色牢度)；

耐热压牢度：ISO 105-X11，等同GB/T6152-1997(纺织品耐热压色牢度)；

耐摩擦色牢度：ISO 105-X12，等同GB/T3920-2008(纺织品耐摩擦色牢度)；

耐干热色牢度：ISO 105-P01，等同GB/T5718-1997(纺织品耐干热色牢度)。

Claims (8)

1.一种分散染料组合物，包含结构式(I)所示的分散染料中的一种或多种以及苯甲酸和常用助剂：

其中

R₁表示氢、C₁-C₄烷基、C₁-C₄烷氧基、-NHCO-C₁-C₄烷基、-NHSO₂-C₁-C₄烷基或卤素；R₂表示氢、C₁-C₄烷基或C₁-C₄烷氧基；

D₁为式(Ⅲ)：

其中

R₇和R₈独立地表示氢或硝基；

基团D₂为式(Ⅵ)：

其中

R₁₃和R₁₄独立地表示被-OCO-C₁-C₄烷基、-OCO苯基或-COO-C₁-C₄烷基取代的C₁-C₄烷基；

其中，所述常用助剂包括萘磺酸甲醛缩合物、木质素磺酸盐和烷基萘磺酸甲醛缩合物中的至少一种以及苯甲酸；其中所述苯甲酸︰所述分散染料的重量份数比不小于0.5：1。

2.如权利要求1所述的分散染料组合物，其中所述常用助剂︰所述分散染料的重量份数比为0.5～10：1。

3.如权利要求2所述的分散染料组合物，其中所述常用助剂︰所述分散染料的重量份数比0.5～3：1。

4.一种使用权利要求1所述分散染料组合物对含涤纶纤维的织物进行染色的方法，包括以下步骤：

a.在装有织物的容器中加入所述分散染料组合物和适量的水、释酸剂，并调节pH≤5.5；

b.升温至110-135℃后，保温15-90分钟，然后降温；

c.若所述织物中含有棉纤维，降温至30-80℃，直接加入活性染料及促染剂，进行棉纤维的活性染料染色；或将涤纶染色残液排出后，加入清水再进行棉纤维的活性染料染色；待活性染料充分反应后，按照活性染料正常加工工艺进行水洗、加酸中和、最后进行皂煮；若所述织物为纯涤纶纤维或涤氨混纺纤维时，无需排出染色残液，直接添加碱剂，在染色残液存在的情况下，降至80℃保温15分钟，随后水洗。

5.如权利要求4所述的方法，其中所述释酸剂为冰醋酸。

6.如权利要求4所述的方法，其中所述pH为3-4.5。

7.如权利要求4所述的方法，其中所述碱剂为碳酸钠、磷酸钠、氢氧化钠、硅酸钠、或印染行业用代碱剂。

8.如权利要求4所述的方法，其中所述促染剂为硫酸钠或氯化钠。