CN103422368A - 一种棉制品低浴比还原染料染色方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种棉制品低浴比还原染料染色方法，属于纺织品染整加工技术领域。旨在解决常规棉制品还原染料染色中染化料消耗量大、染物表面色均匀性不易控制的缺点。本发明以氮气作为保护性气体，在排除染色装置内空气的基础上，实现还原染料隐色体钠盐在棉纤维上均匀吸附与扩散，结合染后水洗、氧化和皂洗，完成棉制品低浴比还原染料染色，具体工艺流程包括：染料的还原溶解，染色装置内排氧，还原染料染色，氧化、皂洗和烘干。与传统染色工艺相比，通过本发明述及的棉制品染物不仅染色均匀度得到改进，染色深度和染色牢度增加，且相同染物表面色深条件下染化料用量减少，染色废水排放量下降，生产能耗降低。
Description
技术领域
本发明涉及一种棉制品低浴比还原染料染色方法，是一种以氮气作为保护气体进行棉纤维低浴比还原染料染色的方法，以改善棉制品的染色质量，属于纺织品染整加工技术领域。
背景技术
还原染料具有较活性染料更好的湿处理牢度和耐光复合牢度，多用于牢度要求较高的棉织物轧染加工。棉织物、棉绞纱或筒纱在应用还原染料进行浸染加工时，一般采用隐色体法，即染料在一定量的烧碱和保险粉和温度条件下充分还原后加入主缸，开始染色，再经水洗、氧化、皂洗完成染色全过程。常规半充满式的浸染工艺中，上染到纤维上的隐色体钠盐遇到缸内空气时，极易提前氧化成不溶性的还原染料，使得上染过程难以控制，从而产生色花和摩擦色牢度差等染疵缺陷。为提高染色的均匀性，一般多采用较大的浴比(1∶20左右)染色，且需加入过量的碱和保险粉，以防止布面过早氧化而产生色点色花等疵病，生产中染化料消耗量大。
近年来染整工业提出节能减排的要求，不少新型节水节能型染整工艺与装备得到开发与应用。棉制品浸染加工中，若以低浴比染色，不但可节约染化料，还能最大程度上节水节能。但要实现水洗牢度较高的棉制品还原染料低浴比染色，需要克服许多困难，包括要求还原染料的溶解性和稳定性好，染液循环良好，尤其需要解决小浴比条件下隐色体在棉纤维吸附扩散中易提前氧化的问题。本发明以氮气排除染色装置内空气，探究隐色体钠盐在无氧条件下均匀在棉纤维上吸附与扩散，然后再水洗氧化的染色方法，以期达到减少染化料消耗，获得较好染色效果。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种染化料消耗低、匀染性好、色牢度高的棉制品低浴比还原染料染色方法。以本方法染色加工的棉制品具有较好的色均匀度、水洗和摩擦牢度，解决了常规棉制品低浴比还原染料浸染时易产生色花和色牢度差的缺陷，拓展了还原染料染色工艺的应用范畴。
为解决上述技术问题，本发明利用氮气作为保护性气体，以预先还原溶解后的还原染料进行棉制品低浴比染色。
具体工艺如下：
(1)染料的还原溶解：以保险粉和烧碱溶解还原染料。
工艺处方及条件：染料用量0.01-5％(o.w.f)，烧碱1-20g/L，保险粉1-20g/L，匀染剂0-5g/L，浴比1∶4-10；在40-70℃条件下还原10-30min，稳定10-30min后添加到预载待染棉制品的染色装置(染缸、染杯)中。
(2)染色装置内排氧：以氮气进行染色装置内空气(氧气)的排除。
工艺条件：根据棉制品质量(m)、浴比大小(r)和染色装置内体积(V)确定所需氮气量(Vn2)，Vn2＝a×[V-m×r]，其中a＝1-5；通氮气结束后密封染色装置。
(3)还原染料染色：以溶解后的还原染料进行棉制品染色。
工艺处方及条件：染浴缓慢升温至40-70℃，根据需要在染浴中补充添加促染盐0-50g/L，保温染色15-90min。
(4)氧化、皂洗和烘干：以双氧水和皂洗剂进行染色后处理。
工艺处方及条件：棉制品染色结束后排液，先冷水洗，然后以0.5-5g/L双氧水(30％)在30-50℃条件下氧化5-20min，再以0.5-5g/L皂洗剂在90-100℃条件下皂洗5-20min；最后热水洗、热风烘干。水洗、氧化和皂洗中浴比为1∶4-20。
基于氮气保护下的棉制品低浴比还原染料染色方法，其适用的棉制品包括纯棉织物、纯棉绞纱、纯棉筒纱、棉混纺及棉交织物等；根据还原染料溶解难易程度不同，染料溶解既可在较浓还原液和较高温下还原溶解，也可直接添加到染浴中进行溶解；根据棉制品色深要求，染色中可添加匀染剂、促染盐和渗透剂，也可以不添加任何匀染剂、促染盐和渗透剂；染色中所需氮气可采用膜分离或变压吸附方式从压缩空气中分离制得，也可以通过氧化剂将氨或铵盐氧化等化学方法制得。
本发明的有益后果
本发明利用氮气保护进行棉制品低浴比还原染料染色，改善了棉制品的染色均匀度与染色牢度，提高了棉制品的染色质量，与传统棉制品还原染料浸染工艺相比，本发明具有以下优点：
(1)染化料消耗量降低，氮气保护条件下进行棉制品低浴比染色，可避免还原染料隐色体提前氧化引起的纤维色花，由于浴比降低，使得相同染料用量条件下染液浓度增加。与传统染色工艺相比，相同染物色深条件下的染化料和生产能耗降低，染色废水排放量减少。
(2)染物色深与色均匀性提升，氮气保护下还原染料隐色体钠盐在棉纤维表面吸附均匀，扩散充分。与传统染色工艺相比，棉制品表面色均匀性增加，染色深度增加，染物不同位点间色差较小，提高了棉染物正品率。
(3)棉制品染色牢度增加，本发明述及的染色方法中染料向纤维内部扩散充分，纤维表面的浮色减少，提升了棉制品的染色牢度。
具体实施方式
在氮气保护下进行棉制品低浴比还原染料染色的具体实施例如下：
实施例1
(1)染料的还原溶解：还原染料深蓝K-VB用量1％(o.w.f)，烧碱10g/L，保险粉8g/L，浴比1∶5；60℃条件下还原处理15min后冷却染液，再添加到装有2g棉针织物汗布的染杯(150ml)中。
(2)染色装置内排氧：以氮气排除染杯内空气(通气量450ml)，然后密封染杯。
(3)还原染料染色：染浴以1℃/min升温至60℃，续染30min。
(4)氧化、皂洗和烘干：染色结束先进行冷水洗，再以1g/L双氧水(30％)氧化处理5min，经1g/L皂洗剂在95℃条件下皂洗10min，最后进行热水洗和烘干。
试样1：仅经步骤(1)、(3)和(4)处理；
试样2：经步骤(1)→(4)处理。
经上述工艺处理后，试样1布面染色深度(K/S)为3.75，布面任意四点间平均色差(ΔE)为1.27，水洗牢度和湿摩擦分别为4-5级、4级；试样2布面染色深度(K/S)为4.02，布面任意四点间平均色差(ΔE)为0.45，水洗牢度和湿摩擦牢度分别为5级、5级。试样2较试样1具有较高的色深和匀染性，水洗色牢度和摩擦色牢度也较好。
实施例2
(1)染料的还原溶解：还原橄榄绿K-VB用量1％、2％(o.w.f)，烧碱12g/L，保险粉10g/L，浴比1∶5、1∶10；在60℃条件下还原15min后冷却染液，添加到装有2g棉针织物汗布的染杯(150ml)中。
(2)染色装置内排氧：以氮气排除染杯内空气(通气量450ml)，然后密封染杯。
(3)还原染料染色：染浴以1℃/min升温至65℃，续染40min。
(4)氧化、皂洗和烘干：染色结束先进行冷水洗，再以1g/L双氧水(30％)氧化处理5min，经1g/L皂洗剂在95℃条件下皂洗10min，最后进行热水洗和烘干。
试样3：经步骤(1)、(3)和(4)处理，染料用量2％(o.w.f)，浴比1∶10；
试样4：经步骤(1)→(4)处理；染料用量1％(o.w.f)，浴比1∶5。
经上述工艺处理后，试样3布面染色深度(K/S)为2.31，布面任意四点间平均色差(ΔE)为1.67，水洗牢度和湿摩擦分别为4-5级和4-5级；试样4布面染色深度(K/S)为2.26，布面任意四点间平均色差(ΔE)为0.36，水洗牢度和湿摩擦牢度分别为5级、5级。试样3与试样4的染色深度(K/S)相近(均约为2.3)，但后者染色中染化料消耗和用水量仅为前者的一半，且染物的色均匀度与色牢度较好。
Claims (6)
1.一种棉制品低浴比还原染料染色方法，其特征是利用氮气作为保护性气体，实现棉制品还原染料低浴比条件下染色，染物染色质量好，生产能耗低。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于具体染色步骤如下：
(1)染料的还原溶解：以保险粉和烧碱溶解还原染料，工艺处方及条件：染料用量0.01-5％(o.w.f)，烧碱1-20g/L，保险粉1-20g/L，匀染剂0-5g/L，浴比1∶4-10；在40-70℃条件下还原10-30min，稳定10-30min后添加到预载待染棉制品的染色装置中。
(2)染色装置内排氧：以氮气进行染色装置内空气(氧气)的排除，工艺条件：根据棉制品质量(m)、浴比大小(r)和染色装置内体积(V)确定所需氮气量(Vn2)，Vn2＝a×[V-m×r]，其中a＝1-5；通氮气结束后密封染色装置。
(3)还原染料染色：以溶解的还原染料进行棉制品染色，工艺处方及条件：染浴缓慢升温至40-70℃，根据需要可在染浴中添加促染盐0-50g/L，保温染色15-90min。
(4)氧化、皂洗和烘干：以双氧水和皂洗剂进行染色后处理，工艺处方及条件：棉制品染色结束后排液，先冷水洗，然后以0.5-5g/L双氧水(30％)在30-50℃条件下氧化5-20min，再以0.5-5g/L皂洗剂在90-100℃条件下皂洗5-20min；最后热水洗、热风烘干；水洗、氧化和皂洗中浴比为1∶4-20。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述棉制品包括纯棉织物、纯棉绞纱、纯棉筒纱、棉混纺或交织物等。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于可根据还原染料溶解难易程度不同，选用在较浓还原液和较高温下还原溶解，或直接添加到染浴中进行溶解。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述染色中可添加匀染剂、促染盐和渗透剂，也可以不添加任何匀染剂、促染盐和渗透剂。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述氮气可采用膜分离或变压吸附方式从压缩空气中分离制得，也可以通过氧化剂将氨或铵盐氧化等化学方法制得。
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