CN102965927B - 柞蚕丝纤维或其织物阳离子改性整理剂和其改性工艺方法 - Google Patents

Abstract

本发明申请提供了一种柞蚕丝纤维或其织物阳离子改性整理剂和其改性工艺方法，其中的柞蚕丝纤维或其织物阳离子改性整理剂，由季铵盐和渗透剂混合而成，其中的季铵盐为十二烷基三甲基氯化铵、十四烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基氯化铵或十八烷基三甲基氯化铵溶液中至少一种，所述渗透剂为非离子表面活性剂中的脂肪醇聚氧乙烯醚溶液JFC；改性工艺方法是：脱胶后的柞蚕丝纤维或其织物浸渍在改性整理剂中，在65-75℃的改性温度中浸渍20-30分钟，其后经预烘和焙烘3分钟，得到改性柞蚕丝纤维或其织物。本技术方案提供了柞蚕丝纤维或其织物的活性染料高性能和无污染染色的有效实施方案。

Description

柞蚕丝纤维或其织物阳离子改性整理剂和其改性工艺方法

技术领域

本发明专利申请涉及的是柞蚕丝纤维或其织物活性染料染色工艺技术领域，尤其涉及的是为更好的取得染色效果的柞蚕丝及其丝织物改性整理剂和改性工艺方法。

背景技术

柞蚕丝为天然蛋白质纤维，其织物具有弹性好、丰满和华丽、粗犷且服用舒适、抗紫外线等属性优点，倍受崇尚自然的人群推崇，但柞蚕丝本身有色泽萎暗、泛黄等天然弱点。

活性染料是水溶性染料，具有色谱齐全、色泽鲜艳、色牢度好、染色工艺简单和成本低廉的技术优点，但由于其发色基团小、水溶性较高和具有较多电荷等特性，而导致染料利用率低，染料用量大和染色织物色牢度较差。为了使未与织物发生化学反应的活性染料所形成的浮色在煮浮色工艺中易被洗脱，在活性染料设计中引入了较多的电荷，造成织物色牢度、上染率以及染料利用率较低，通常需要耗用高浓度氯化钠或硫酸钠等中性盐进行促染，由此而产生大量的印染废水，增加了污水环保治理压力。

对纤维或织物实施阳离子改性是解决活性染料上染率低、固色率差等技术问题的一种有效方法。阳离子改性剂主要有环氧类、季铵盐类、壳聚糖和变性淀粉等类型，其中以季铵盐阳离子改性剂最为常用。目前的阳离子改性研究主要集中在棉织物上，即通过化学和物理方法，使阳离子化合物固着在棉织物上，以提高活性染料的利用率和染色织物的染色牢度。但如前所述，现有的阳离子改性织物仍主要以棉织物或羊毛织物为主，鲜有关于柞蚕丝纤维及其织物的阳离子改性及其活性染料染色的技术方案。

活性染料属于水溶性染料，其分子中含有一个或一个以上的反应性基团，能与蛋白质纤维的氨基发生化学反应，使染料和纤维之间形成共价键，故其可作为蚕丝织物染色的一种常用染料。染色之前对柞蚕丝纤维及其织物实施改性处理，是解决活性染料染色柞蚕丝织物上染率和固色率低的一种有效技术手段。现有纤维和织物的改性方法仍需要大量氯化钠或硫酸钠等电解质促染，导致水资源消耗量和污水排放量加大，加重环保负担，而且促染剂的使用会使柞蚕丝及其丝织物染色均匀性有所下降。

发明内容

本发明专利申请的发明目的是提供一种柞蚕丝纤维或其织物阳离子改性整理剂和其改性工艺方法，以提高活性染料对柞蚕丝纤维或其织物染色的上染率和固色率、同时降低促染剂用量、减少污水排放量。

本发明申请提供的柞蚕丝纤维或其织物阳离子改性整理剂技术方案，其主要技术内容是：一种柞蚕丝纤维或其织物阳离子改性整理剂，由季铵盐和渗透剂混合而成，其中的季铵盐为十二烷基三甲基氯化铵、十四烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基氯化铵或十八烷基三甲基氯化铵溶液中至少一种，以改性整理剂总量计，季铵盐物质的量浓度为0.03-0.04mol/L，所述渗透剂为非离子表面活性剂中的脂肪醇聚氧乙烯醚溶液JFC，以改性整理剂总量计，渗透剂质量浓度为1-5g/L，用物质的量浓度为0.1–1mol/L的稀醋酸、稀硫酸、稀盐酸或稀氢氧化钠、碳酸钠溶液调节上述混合液，使其pH值为6-7的中性范围。

基于上述的柞蚕丝纤维或其织物阳离子改性整理实施的柞蚕丝纤维或其织物改性工艺方法是：脱胶后的柞蚕丝纤维或其织物按1:20-30的浴比浸渍在改性整理剂中，在65-75℃的改性温度中浸渍20-30分钟，取出轧干，在100及其上、下5℃预烘2分钟，140℃焙烘3分钟，后水洗晾干，得到改性柞蚕丝纤维或其织物。

经本发明申请公开的柞蚕丝纤维或其织物阳离子改性整理剂和其改性工艺方法得到的改性柞蚕丝纤维或其织物，对活性染料的吸附作用增强，上染率和固色率均明显提高，染色织物的K/S值、摩擦牢度和皂洗牢度也均有所升高；另外，将本改性柞蚕丝纤维或其织物于染色工艺中，盐的加入量明显降低，减少了污水排放量，而且所述盐的性质由原促染剂转变为缓染剂，取代了目前价格较高的十二烷基硫酸钠等缓染剂，降低了生产成本，达到匀染的技术目的，从另一角度而言，本发明申请取得的另一技术效果是实现柞蚕丝纤维或其织物活性染料的无盐染色工艺。

附图说明

图1是改性整理剂的pH值与上染率的关系曲线图。

图2是改性工艺方法中的改性温度与上染率的关系曲线图。

具体实施方式

本发明公开的柞蚕丝纤维或其织物阳离子改性整理剂，由季铵盐和渗透剂混合而成，其中的季铵盐选用十二烷基三甲基氯化铵、十四烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基氯化铵或十八烷基三甲基氯化铵溶液中的至少一种，也可以两种以上共用。按改性整理剂总量计，季铵盐的物质的量浓度为0.03-0.04mol/L。所述的渗透剂为非离子表面活性剂中的脂肪醇聚氧乙烯醚溶液JFC，按改性整理剂总量计，渗透剂质量浓度为1-5g/L。用物质的量浓度为0.1 -1mol/L的稀醋酸、稀硫酸、稀盐酸或稀的氢氧化钠、碳酸钠溶液调节上述整理液的pH值为6-7的中性范围。如图1所示，由图中可以看出改性整理液的pH值对上染率的影响，其中pH值为6时，改性得到的柞蚕丝纤维或其织物的活性染料染色的上染率达到最高、为92.2%；pH值为2时，则改性得到的柞蚕丝纤维或其织物的活性染料染色上染率最低、为75.2%；pH值超过6时，改性得到的柞蚕丝纤维或其织物的活性染料染色上染率经过一平滑段后逐渐降低，所以本改性整理液的适合pH值范围为6-7，所得到的改性柞蚕丝纤维或其织物在活性染料染色中可得到最好的上染率。

基于上述的柞蚕丝纤维或其织物的阳离子改性整理剂实施柞蚕丝纤维或其织物改性的改性工艺方法是：脱胶后的柞蚕丝纤维或其织物按1:20-30的浴比浸渍在改性整理剂中，在65-75℃改性温度中浸渍20-30分钟，取出轧干，于100℃及其上、下5℃内预烘2分钟，140℃焙烘3分钟，再用水洗净、晾干得到改性柞蚕丝纤维或其织物，其中的轧余率为70-80%，以确保更适合的烘干温度和合适的烘干时间。图2为上染率与改性温度的关系曲线。由图所示，在65-75℃改性温度中浸渍时间控制在20-30分钟的范围内，柞蚕丝纤维或其织物染色的上染率和色深值K/S最大。从工艺时间和能耗两方面优选，其中浴比为1：20、浸渍温度为65℃、浸渍时间20分钟是最佳的改性工艺方法。 

本改性整理剂的实施例1

其中的季铵盐选用十二烷基三甲基氯化铵、十四烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基氯化铵或十八烷基三甲基氯化铵溶液中的至少一种，按改性整理剂总量计，其物质的量浓度为0.03mol/L。渗透剂为脂肪醇聚氧乙烯醚溶液JFC，也以改性整理剂总量计，其质量浓度为1g/L。混合液的pH值调整为6-7的中性范围。用本改性整理剂处理得到的改性柞蚕丝纤维或其织物，经活性染料染色后，其上染率、固色率和染色牢度均明显提高，染色效果明显改善。本实施例的季铵盐用量和渗透剂用量均较低，改性成本较低。

本改性整理剂的实施例2

其中的季铵盐选用十二烷基三甲基氯化铵、十四烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基氯化铵或十八烷基三甲基氯化铵溶液中的至少一种，按改性整理剂总量计，其物质的量浓度为0.035mol/L。渗透剂为脂肪醇聚氧乙烯醚溶液JFC，按改性整理剂总量计，其质量浓度为2g/L。本实施例为最佳的改性整理剂组成，可使改性柞蚕丝纤维或其织物的活性染料染色获得最佳上染率、固色率和染色牢度。

本改性整理剂的实施例3

其中的季铵盐选用十二烷基三甲基氯化铵、十四烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基氯化铵或十八烷基三甲基氯化铵溶液中的至少一种，按改性整理剂总量计，其物质的量浓度为0.04mol/L。渗透剂为脂肪醇聚氧乙烯醚溶液JFC，按改性整理剂总量计，其质量浓度为5g/L。本实施例相对实施例1的改性效果略有提高，但提高幅度不大，由于季铵盐和渗透剂用量加大，因此可以缩短改性工艺过程用时，即在上述浸渍时间范围内用短时间浸渍，达到改性效果。

由本改性整理剂和其改性工艺方法获得的改性柞蚕丝纤维或其织物，经常规的活性染料染色工艺处理，其效果如表1、表2和表3所示。

在此，通过选用几种典型的活性染料及染色工艺方法来具体说明本技术方案的技术效果。

选用的活性染料为活性橙B-2RL、活性艳红X-3B、活性红K-2G和活性翠兰KN-G共四种染料为说明例，本发明申请的技术方案对于其它活性染料也同样适用。其染色工艺方法也为常规的活性染料染色工艺方法：取上述一种活性染料，取用质量是柞蚕丝纤维或其织物重量的2%，柞蚕丝纤维或其织物重量与染料溶液体积比为1:30，所述的活性染料溶液中含有质量浓度2g/L的平平加O（也称为烷基聚氧乙烯醚)。将改性得到的柞蚕丝纤维或其织物浸入所用活性染料染色混合液中，不同类型的活性染料的染色温度也不同，活性橙B-2RLN、活性艳红X-3B、活性红K-2G或活性翠兰KN-G的染色温度分别控制在60℃、30℃、80℃、60℃，浸渍约10分钟后加入氯化钠（或硫酸钠）。按染料混合液总量计，氯化钠（或硫酸钠）的加入量为质量浓度1g/L，此步骤加入的氯化钠并非如常规染色工艺中的促染剂，而是作为缓染剂使用，用于改善染色的匀染性。加入氯化钠后充分搅拌，继续染色约10分钟。上染工艺完成后加入纯碱固色，按加入纯碱后的染料混合液总量计，纯碱质量浓度为1-3 g/L，固色时间约为30分钟，其中不同类型活性染料的固色温度也不同，上述活性橙B-2RLN、活性艳红X-3B、活性红K-2R、活性翠兰KN-G的固色温度分别为60，45，90，60℃。染色结束后取出进行水洗、皂洗、再水洗和干燥。整体染色工艺取自常规工艺方法，但为更详尽的例举说明，其中的皂洗方法为：质量浓度为2g/L的皂片，浴比为1:30,温度为90-95℃的皂液中皂洗5-10分钟。

表1是改性柞蚕丝纤维或其织物的活性染料染色中氯化钠不同用量的技术效果参数值的对比表。该表所选用的染料是活性艳红X-3B，氯化钠采用不同加入量对上染率、固色率等染色的效果参数进行了对比。氯化钠的使用使染色得到的柞蚕丝纤维或其织物色泽鲜艳、颜色饱满。应当说明的是其它活性染料的染色工艺中的氯化钠加入量在染色效果的影响与活性艳红的效果基本相同，所以在此仅以活性艳红活性染料为例进行说明，以下的各表在此相同，不再另行说明。

表1 

由上表可以看出，整个染色工作中，氯化钠用量最好为1g/L，这一用量值得到的K/S值、上染率和固色率均较高，摩擦牢度和皂洗牢度与加大用量后的效果基本持平，还有所上升。氯化钠用量减少，实现了减少氯化钠、甚至无盐染色的技术目的，其用量由现有常规的40g/L降到了1g/L，大幅度的减小了污水排放的环境压力，硫酸钠与氯化钠的用量和技术效果相同。需要进一步说明的是，采用本申请提供的改性整理剂以及用该改性整理剂实施的改性工艺方法得到的改性柞蚕丝纤维或其织物，染色工艺中的氯化钠不再起到促染作用，氯化钠由原来的促染作用转为缓染作用，取代了原来价格价格较高的十二烷基硫酸钠等缓染剂，提高了匀染效果。在无盐的染色工艺仍可达到较高的上染率和固色率。通过反复实验，发现通过加入少量的氯化钠或硫酸钠后，染色均匀效果提高，色泽鲜艳、颜色饱满。

表2所示的是未改性和改性的柞蚕丝纤维或其织物分别用活性染料染色后的染色性能对比表。

表2

由表2可知，由所述的改性整理剂改性处理后的柞蚕丝纤维或其织物，相比于未改性柞蚕丝纤维或其织物，K/S值、上染率和固色率都得到明显的提高，且摩擦牢度和皂洗牢度的级别并没有降低，反而也有所提升。

如表3所示，未改性柞蚕丝纤维或其织物在活性染料染色工艺中，纯碱浓度增加也使上染率和固色率提高，对于经过本申请改性整理剂及其改性工艺处理后的柞蚕丝纤维或其织物，纯碱用量的增加对改性后柞蚕丝纤维或其织物的上染率和固色率的影响较小，且当纯碱浓度达到一定量时，上染率和固色率反而会有所下降，所以控制碱剂用量，纯碱浓度为1-3 g/L为最佳。

表3

Claims (7)

1.一种柞蚕丝纤维或其织物阳离子改性整理剂，其特征在于它由季铵盐和渗透剂混合而成，其中的季铵盐为十二烷基三甲基氯化铵、十四烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基氯化铵或十八烷基三甲基氯化铵溶液中至少一种，以改性整理剂总量计，季铵盐物质的量浓度为0.03-0.04mol/L，所述渗透剂为非离子表面活性剂中的脂肪醇聚氧乙烯醚溶液JFC，以改性整理剂总量计，渗透剂质量浓度为1-5g/L，用物质的量浓度为0.1–1mol/L的稀醋酸、稀硫酸、稀盐酸或稀氢氧化钠、碳酸钠溶液调节混合液，使其pH值为6-7的范围。

2.根据权利要求1所述的柞蚕丝纤维或其织物阳离子改性整理剂，其特征在于季铵盐物质的量浓度为0.03mol/L,渗透剂的质量浓度为1g/L。

3.根据权利要求1所述的柞蚕丝纤维或其织物阳离子改性整理剂，其特征在于季铵盐的物质的量浓度为0.035mol/L ,渗透剂质量浓度为2g/L。

4.根据权利要求1所述的柞蚕丝纤维或其织物阳离子改性整理剂，其特征在于季铵盐的物质的量浓度为0.04mol/L ,渗透剂质量浓度为5g/L。

5.基于权利要求1所述的柞蚕丝纤维或其织物阳离子改性整理剂的柞蚕丝纤维或其织物改性工艺方法，其特征在于该方法是：脱胶后的柞蚕丝纤维或其织物按1:20-30的浴比浸渍在改性整理剂中，在65-75℃的改性温度中浸渍20-30分钟，取出轧干，在100℃上、下5℃预烘2分钟，140℃焙烘3分钟，后水洗晾干，得到改性柞蚕丝纤维或其织物。

6.根据权利要求5所述的柞蚕丝纤维或其织物改性工艺方法，其特征在于其中浴比为1：20、浸渍温度为65℃、浸渍时间20分钟。

7.根据权利要求5所述的柞蚕丝纤维或其织物改性工艺方法，其特征在于轧干的轧余率为70-80%。