CN103498348B - 一种缩短活性染料染色时间的无盐低碱染色方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种缩短活性染料染色时间的无盐低碱染色方法，属于纺织印染技术领域。本发明改变了传统染色工艺中染液的配制以及工艺路线，采用将带有碱液的待染色纺织品置于高比例醇类有机溶剂和少量水与染料混合而成的染液中进行染色的方法，很好的解决了传统浸染工艺染色时间较长和固色剂难溶于有机溶剂的问题，极大程度缩短了纺织品的浸染染色时间，实现了纺织品的无盐染色和降低固色碱剂的用量。本发明的染色方法，不仅工艺简单、固色率高、染色效果和色牢度好，而且大大减少了水的用量和有效降低了化学助剂的用量，醇类有机溶剂能够回收循环利用，污染小、成本低，清洁节能、安全环保。
Description
技术领域
本发明涉及一种缩短活性染料染色时间的无盐低碱染色方法，属于纺织印染技术领域。
背景技术
活性染料是一类广泛用于纤维素纤维纺织品染色的重要染料，它具有色泽鲜艳、色谱齐全、色牢度优良点等特点。但是，活性染料对纤维素纤维的直接性低，染棉织物时存在上染率低的问题。因此，在传统的染色工艺中，须加入大量的无机盐进行促染。当染色过程结束后，这些无机盐作为染色废水的组成部分被排放，造成水源的污染，而高含盐量印染废水的排放又会破坏水的生态环境，盐分的高渗透性会导致江湖周围的水质盐碱化，从而降低农作物的产量；由于染色残液中含有大量的色素，染色后净洗需要大量的水，还会增加污水处理的负担。另外，染色用水也一直困扰着印染行业。不仅如此，由于活性染料浸染时的染色时间较长，耗能也很严重。因此，无水或少水染色以及提高活性染料的利用率和降低染色时的盐用量和染色时间一直是人们期待解决的问题。
随着科学技术的进步和人们环保意识的增强，一些新型的环保染色方法已经成为研究的重点。
公开杂志《纺织导报》，公开日期2011年第11期名称为《低盐、无盐染色的最新研究进展》中研究了低盐和无盐染色的最新进展，虽然从活性染料、代盐助剂、纤维改性方法和新工艺、新技术应用于低盐染色等四个方面阐述了低盐和无盐染色的染色方法。但是，其不足之处是这些方法都有一定的局限性，且较为复杂。
公开杂志《农村新技术》，公开日期2008年第6期名称为《麻纺原料的酶法脱胶技术》中提到了用生物酶——化学联合脱胶法对麻进行脱胶，虽然它采用的先用生物酶对麻进行预处理再用化学试剂对其进行脱胶的方法确实起到了脱胶彻底和保护环境作用。但是，其不足之处是该方法的工艺条件复杂，难以控制。
公开杂志《纺织科学研究》，公开日期2007年第4期名称为《改性棉织物的无盐染色方法》中提到了一种改性棉织物的无盐染色方法，虽然它采用的用开聚环氧氯丙烷胺化物对棉织物进行改性再染色的方法确实起到了实现无盐染色的可能。但是，其不足之处是该方法需要使用特殊的改性液对棉织物进行改性。
公开杂志《染料与染色》，公开日期2012年2月第49卷第1期名称为《棉织物活性染料无盐、无碱染色工艺研究》中研究了活性染料染棉的无盐无碱染色，虽然它采用的先对棉织物进行阳离子改性的方法确实可以实现无盐无碱染色。但是，其不足之处在于该方法能够实用的染料有限，具有一定的局限性。
中国专利申请公布号CN102174748A，申请公布日期2011年9月7日，发明创造的名称为一种棉纤维用乙烯砜型活性染料无盐染色方法，该申请案公布了一种无盐染色方法。虽然它采用先对棉织物进行改性再染色的方法确实可以实现无盐染色，但是其不足之处是该方法需要先对棉织物进行改性，工艺较为复杂，且这种改性工艺只是适用于乙烯砜型活性染料，适用范围较窄。
中国专利申请公布号CN102677489A，申请公布日期2012年9月19日，发明创造的名称为一种有效节水、减污、高色牢度的棉织物染色方法，该申请案公开了一种棉织物无盐节水的染色方法。虽然它采用阳离子生物蛋白衍生物助剂改棉织物再染色的方法确实有一定的效果，但是其不足之处在于这种方法同样先对棉织物进行改性，且并没有很大程度上减少了水的用量。
中国专利申请公布号CN102899929A，申请公布日期2013年1月30日，发明创造的名称为一种活性染料无盐染色的加工方法，该申请案公开了一种利用有机溶剂对棉织物进行染色的方法。虽然它采用的利用有机溶剂染色的方法确实可以起到无盐染色的作用，但其不足之处是该方法是先染色再固色，并没有从根本上解决活性染料浸染时间长的问题，且在固色阶段加入的纯碱在有机溶剂中存在一定的不充分溶解的问题，从而影响染色成品的质量。
中国专利申请公布号CN103243584A，申请公布日期2013年8月14日，发明创造的名称为一种活性染料无盐染色方法，该申请案公开了一种利用有机溶剂对棉织物进行染色的方法。虽然它采用的先用水对棉织物进行预溶胀再利用有机溶剂对棉织物进行染色的方法确实可以起到无盐染色，但其不足之处依然没有从根本上解决活性染料浸染染色时间长的问题，不仅用水量较大而且在固色阶段加入的纯碱水溶液或固态纯碱在有机溶剂中都存在一定的不充分溶解的问题，导致固色不匀，从而影响染色成品的质量。
中国专利申请公布号CN103266507A，申请公布日期2013年8月28日，发明创造的名称为一种纤维素织物的活性染料共溶剂染色方法，该申请案公开了一种利用有机溶剂对棉织物进行染色的方法。虽然它采用的分批加入有机溶剂的方法确实可以一定程度上控制染料的上染率和匀染性，但其不足之处依然没有从根本上解决活性染料浸染染色时间长的问题，不仅工艺复杂且由于有机溶剂的挥发使得不容易控制分批加入有机溶剂量的问题。
发明内容
针对上述问题，为了极大程度上减少活性染料染色时间以及水、盐和碱的用量，本发明的目的在于提供一种采用将带有碱液的纺织品置于高比例醇类有机溶剂和少量水与活性染料混合而成的染液中进行无盐低碱染色的方法。
为了实现上述目的，本发明的技术解决方案为：
一种缩短活性染料染色时间的无盐低碱染色方法，所述染色方法按以下步骤进行：
a配制碱液：
将碱剂、匀染剂、渗透剂和水混合，搅拌均匀配制成碱液，其中，碱液的浴比为1:2～1:20，碱剂的浓度为1～30g/L，匀染剂的浓度为1～5g/L，渗透剂的浓度为1～5g/L；
b纺织品碱液处理：
将待染色的纺织品置于经a步骤配制的碱液中进行浸渍碱液处理或浸轧碱液处理，处理后纺织品的带液率为50％～100％；
c配制染液：
将活性染料置于醇类有机溶剂和水的混合液中，搅拌均匀后配制成染液，其中，染液的浴比为1:5～1:30，染液中醇类有机溶剂和水的体积比为90％:10％～95％:5％，活性染料的浓度为纺织品质量的0.1％～10％；
d染色：
将经b步骤处理后的纺织品置于c步骤配制的染液中，染液的初始温度为20～90℃，然后染液以0～3℃/分钟的升温速率升温至40～90℃对纺织品染色，其中，染色时间为10～60分钟，纺织品染色完后，经洗涤、皂洗、洗涤和烘干，得到成品。
所述的碱剂为纯碱或小苏打或烧碱或代用碱中的一种。
所述的纺织品为棉纺织品或麻纺织品中的一种。
所述的醇类有机溶剂为乙醇或异丙醇中的一种。
所述的活性染料为一氯均三嗪型活性染料或二氯均三嗪型活性染料或乙烯砜型活性染料或双活性基型活性染料中的一种。
所述的棉纺织品为棉散纤维或棉纱线或棉条或棉织物或棉无纺布中的一种。
由于采用了以上技术方案，本发明的技术特点在于：本发明的技术方法改变了传统染色工艺中染液的配制以及工艺路线，采用将带有碱液的待染色纺织品置于高比例醇类有机溶剂和少量水与染料混合而成的染液中进行染色的方法，当携带碱液的纺织品置于染液后，由于纺织品在高比例的醇类有机溶剂中非常好的润湿性，从而使得染料在很短的时间内会舍染液而向纤维转移，当染料进入纤维内部时，这些染料在纤维所携带的碱剂下迅速的与纤维分子的有关基团发生反应形成共价键结合而固着在纤维中。这些固着的染料会导致纤维内外形成浓度差，使得染料进一步继续向纤维内扩散。这种不断上染和不断固色的循环使得整个染色时间大大降低，从而极大程度上缩短了浸染染色时间。另外，由于碱剂始终吸附在纤维表面，所以在固色效率高，匀染性好，而且后期不用再加入固色碱剂，大大降低了碱剂的用量。这种上染和固色不断交叉而且不断进行的方式大大提高了上染率，由于高比例醇类有机溶剂中氢键的存在，使得染料阴离子与纤维表面存在的负电荷之间产生的库伦斥力大大降低，在这种情况下，染料不断向纤维靠近，而随着染料和纤维的距离不断减小，在染料和纤维表面起结合作用的氢键和范德华力会迅速增大，从而不断促进染料上染纤维，因此，在整个染色过程中，不需要增加任何助剂便能够达到很好的染色效果。很好的解决了传统浸染工艺染色时间较长和固色剂难溶于有机溶剂的问题，极大程度缩短了纺织品的浸染染色时间，实现了纺织品的无盐染色和降低固色碱剂的用量。
本发明的染色方法，不仅工艺简单、固色率高、染色效果和色牢度好，而且大大减少了水的用量和有效降低了化学助剂的用量，醇类有机溶剂能够回收循环利用，污染小、成本低，清洁节能、安全环保。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行具体详细描述。
一种缩短活性染料染色时间的无盐低碱染色方法，待染色的纺织品为棉纺织品或麻纺织品中的一种。本发明缩短活性染料染色时间的无盐低碱染色方法具体步骤如下：
a配制碱液
将碱剂、匀染剂、渗透剂置于水中，搅拌均匀后配制成碱液，其中，碱液的浴比为1:2～1:20，碱剂的浓度为1～30g/L，匀染剂的浓度为1～5g/L，渗透剂的浓度为1～5g/L，碱剂为纯碱或小苏打或烧碱或代用碱中的一种；
b纺织品碱液处理
将待染色的纺织品置于经a步骤配制的碱液中进行浸渍碱液处理或浸轧碱液处理，处理后纺织品的带液率为50％～100％，浸渍碱液处理是指将待染色的纺织品浸渍在碱液中，然后对浸渍碱液后的纺织品进行离心处理，其中，浸渍温度为20～60℃，浸渍时间为5～20分钟，浸轧碱液处理是指将待染色的纺织品用轧车进行浸轧染液处理，其中，浸轧次数为一浸一轧或二浸二轧；
c配制染液
将活性染料置于醇类有机溶剂和水的混合液中，搅拌均匀后配制成染液，其中，染液的浴比为1:5～1:30，染液中醇类有机溶剂和水的体积比为90％:10％～95％:5％，活性染料的浓度为纺织品质量的0.1％～10％，活性染料为一氯均三嗪型活性染料或二氯均三嗪型活性染料或乙烯砜型活性染料或双活性基型活性染料中的一种，醇类有机溶剂为乙醇或异丙醇中的一种；
d染色
将经b步骤处理后的纺织品置于c步骤配制的染液中，染液的初始温度为20～90℃，然后染液以0～3℃/分钟的升温速率升温至40～90℃对纺织品染色，其中，染色时间为10～60分钟，纺织品染色完后，经洗涤、皂洗、洗涤和烘干，得到成品。
具体实施例
实施例一：
按上述工艺步骤：选用5g棉织物作为待染色的纺织品，醇类有机溶剂选为乙醇，碱剂选为纯碱。将纯碱、匀染剂、渗透剂置于水中，搅拌均匀后配制成碱液，其中，碱液的浴比为1:10，纯碱的浓度为3g/L，匀染剂的浓度为5g/L，渗透剂的浓度为5g/L。将待染色的棉织物置于碱液中进行浸渍碱液处理，处理后棉织物的带液率为100％，其中，浸渍温度为20℃，浸渍时间为5分钟，将一氯均三嗪型活性染料置于乙醇和水的混合液中，搅拌均匀后配制成染液，其中，染液的浴比为1:10，染液中乙醇和水的体积比为90％:10％，一氯均三嗪型活性染料的浓度为棉织物质量的5％，将经碱液处理后的棉织物置于染液中，染液的初始温度为60℃，然后染液以3℃/分钟的升温速率升温至80℃对棉织物染色，其中，染色时间为30分钟，棉织物染色完后，经洗涤、皂洗、洗涤和烘干，得到成品。
本发明实施例和采用纯水常规染色工艺的实验结果如下：
| 比较项目 | 本发明染色方法 | 常规染色方法 |
| 染色时间(min) | 30 | 60 |
| 碱用量(g) | 0.15 | 1.5 |
| 固色率(％) | 85.91 | 64.34 |
| K/S值 | 18.574 | 12.803 |
| 皂洗牢度(级) | 4-5 | 4-5 |
| 干摩擦牢度(级) | 4-5 | 4 |
| 湿摩擦牢度(级) | 4 | 3-4 |
从实验结果对比数据可知，经本发明方法对纺织品进行染色，其染色时间缩短，碱用量降低，固色率以及色牢度提高。
实施例二：
按上述工艺步骤：选用5g棉纱线作为待染色的纺织品，醇类有机溶剂选为异丙醇，碱剂选为小苏打。将小苏打置于水中，搅拌均匀后配制成碱液，其中，碱液的浴比为1:20，小苏打的浓度为10g/L，将待染色的棉纱线置于碱液中进行一浸一扎浸轧碱液处理，处理后纺织品的带液率为50％，将二氯均三嗪型活性染料置于异丙醇和水的混合液中，搅拌均匀后配制成染液，其中，染液的浴比为1:30，染液中异丙醇和水的体积比为95％:5％，活性染料的浓度为纺织品质量的3％，将经碱液处理后的棉纱线置于染液中，染液的初始温度为60℃，然后染液以0℃/分钟的升温速率升温至60℃对棉纱线染色，其中，染色时间为20分钟，棉纱线染色完后，经洗涤、皂洗、洗涤和烘干，得到成品。
本发明实施例和采用纯水常规染色工艺的实验结果如下：
| 比较项目 | 本发明染色方法 | 常规染色方法 |
| 染色时间(min) | 20 | 60 |
| 碱用量(g) | 1 | 3 |
| 固色率(％) | 80.55 | 63.19 |
| K/S值 | 13.154 | 6.951 |
| 皂洗牢度(级) | 4 | 3-4 |
| 干摩擦牢度(级) | 4 | 3-4 |
| 湿摩擦牢度(级) | 3-4 | 3-4 |
从实验结果对比数据可知，经本发明方法对纺织品进行染色，其染色时间缩短，碱用量降低，固色率以及色牢度提高。
实施例三：
按上述工艺步骤：选用5g棉散纤维作为待染色的纺织品，醇类有机溶剂选为乙醇，碱剂选为烧碱，将烧碱、匀染剂、渗透剂置于水中，搅拌均匀后配制成碱液，其中，碱液的浴比为1:5，碱剂的浓度为1g/L，匀染剂的浓度为1g/L，渗透剂的浓度为1g/L，将待染色的棉散纤维置于碱液中进行浸渍碱液处理，处理后纺织品的带液率为80％，将乙烯砜型活性染料置于乙醇和水的混合液中，搅拌均匀后配制成染液，其中，染液的浴比为1:20，染液中乙醇和水的体积比为95％:5％，活性染料的浓度为纺织品质量的1％，将经碱液处理后的棉散纤维置于染液中，染液的染色温度为90℃，其中，染色时间为10分钟，棉散纤维染色完后，经洗涤、皂洗、洗涤和烘干，得到成品。
本发明实施例和采用纯水常规染色工艺的实验结果如下：
| 比较项目 | 本发明染色方法 | 常规染色方法 |
| 染色时间(min) | 10 | 60 |
| 碱用量(g) | 0.025 | 0.4 |
| 固色率(％) | 82.51 | 67.01 |
| K/S值 | 20.138 | 13.571 |
| 皂洗牢度(级) | 4-5 | 4 |
| 干摩擦牢度(级) | 4 | 3-4 |
| 湿摩擦牢度(级) | 3-4 | 3-4 |
从实验结果对比数据可知，经本发明方法对纺织品进行染色，其染色时间缩短，碱用量降低，固色率以及色牢度提高。
实施例四：
按上述工艺步骤：选用5g棉条作为待染色的纺织品，醇类有机溶剂选为异丙醇，碱剂选为代用碱，将代用碱、匀染剂、渗透剂置于水中，搅拌均匀后配制成碱液，其中，碱液的浴比为1:15，碱剂的浓度为5g/L，匀染剂的浓度为5g/L，渗透剂的浓度为5g/L，将待染色的棉条置于经碱液中进行二浸二轧碱液处理，处理后棉条的带液率为80％，将双活性基型活性染料置于异丙醇和水的混合液中，搅拌均匀后配制成染液，其中，染液的浴比为1:30，染液中异丙醇和水的体积比为90％:10％，双活性基型活性染料的浓度为纺织品质量的8％，将经碱液处理后的棉条置于染液中，染液的初始温度为40℃，然后染液以1℃/分钟的升温速率升温至60℃对纺织品染色，其中，染色时间为20分钟，棉条染色完后，经洗涤、皂洗、洗涤和烘干，得到成品。
本发明实施例和采用纯水常规染色工艺的实验结果如下：
| 比较项目 | 本发明染色方法 | 常规染色方法 |
| 染色时间(min) | 20 | 90 |
| 碱用量(g) | 0.375 | 1.5 |
| 固色率(％) | 86.69 | 70.11 |
| K/S值 | 13.967 | 8.972 |
| 皂洗牢度(级) | 4 | 4 |
| 干摩擦牢度(级) | 4 | 3-4 |
| 湿摩擦牢度(级) | 3 | 3 |
从实验结果对比数据可知，经本发明方法对纺织品进行染色，其染色时间缩短，碱用量降低，固色率以及色牢度提高。
实施例五：
按上述工艺步骤：选用5g麻纺织品作为待染色的纺织品，醇类有机溶剂选为乙醇，碱剂选为纯碱，将纯碱置于水中，搅拌均匀后配制成碱液，其中，碱液的浴比为1:10，碱剂的浓度为20g/L，将待染色的麻纺织品置于碱液中进行浸渍碱液处理，处理后纺织品的带液率为100％，将双活性基型活性染料置于乙醇和水的混合液中，搅拌均匀后配制成染液，其中，染液的浴比为1:30，染液中乙醇和水的体积比为92％:8％，活性染料的浓度为纺织品质量的1％，将经碱液处理后的麻纺织品置于染液中，染液的初始温度为20℃，然后染液以3℃/分钟的升温速率升温至80℃对纺织品染色，其中，染色时间为40分钟，麻纺织品染色完后，经洗涤、皂洗、洗涤和烘干，得到成品。
本发明实施例和采用纯水常规染色工艺的实验结果如下：
| 比较项目 | 本发明染色方法 | 常规染色方法 |
| 染色时间(min) | 40 | 80 |
| 碱用量(g) | 1 | 4.5 |
| 固色率(％) | 84.49 | 70.86 |
| K/S值 | 16.113 | 12.020 |
| 皂洗牢度(级) | 4-5 | 4 |
| 干摩擦牢度(级) | 4 | 3-4 |
| 湿摩擦牢度(级) | 3-4 | 3 |
从实验结果对比数据可知，经本发明方法对纺织品进行染色，其染色时间缩短，碱用量降低，固色率以及色牢度提高。
Claims (6)
1.一种缩短活性染料染色时间的无盐低碱染色方法，其特征在于：所述染色方法按以下步骤进行：
a配制碱液：
将碱剂、匀染剂、渗透剂和水混合，搅拌均匀配制成碱液，其中，碱液的浴比为1:2～1:20，碱剂的浓度为1～30g/L，匀染剂的浓度为1～5g/L，渗透剂的浓度为1～5g/L；
b纺织品碱液处理：
将待染色的纺织品置于经a步骤配制的碱液中进行浸渍碱液处理或浸轧碱液处理，处理后纺织品的带液率为50％～100％；
c配制染液：
将活性染料置于醇类有机溶剂和水的混合液中，搅拌均匀后配制成染液，其中，染液的浴比为1:5～1:30，染液中醇类有机溶剂和水的体积比为90％:10％～95％:5％，活性染料的浓度为纺织品质量的0.1％～10％；
d染色：
将经b步骤处理后的纺织品置于c步骤配制的染液中，染液的初始温度为20～90℃，然后染液以0～3℃/分钟的升温速率升温至40～90℃对纺织品染色，其中，染色时间为10～60分钟，纺织品染色完后，经洗涤、皂洗、洗涤和烘干，得到成品。
2.如权利要求1所述的一种缩短活性染料染色时间的无盐低碱染色方法，其特征在于：所述的碱剂为纯碱或小苏打或烧碱或代用碱中的一种。
3.如权利要求1所述的一种缩短活性染料染色时间的无盐低碱染色方法，其特征在于：所述的纺织品为棉纺织品或麻纺织品中的一种。
4.如权利要求1所述的一种缩短活性染料染色时间的无盐低碱染色方法，其特征在于：所述的醇类有机溶剂为乙醇或异丙醇中的一种。
5.如权利要求1所述的一种缩短活性染料染色时间的无盐低碱染色方法，其特征在于：所述的活性染料为一氯均三嗪型活性染料或二氯均三嗪型活性染料或乙烯砜型活性染料或双活性基型活性染料中的一种。
6.如权利要求3所述的一种缩短活性染料染色时间的无盐低碱染色方法，其特征在于：所述的棉纺织品为棉散纤维或棉纱线或棉条或棉织物或棉无纺布中的一种。
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