CN103924455A - 一种山羊绒染料及染色工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种山羊绒染料及染色工艺,所述染料由活性Lanasol染料、低温助剂MiralanLTD、元明粉、75%乙酸、氨水配制而成；本发明所述染料采用低温染色技术并结合山羊绒活性染料Lanasol对山羊绒绞纱进行染色，所得的绞染羊绒纱比常规染色的手感好，克服了以前高温绞染羊绒纱线染色后毡并严重、织成羊绒衫后洗缩时间长、洗缩不出绒面手感、洗后手感板硬等缺点。

Description

一种山羊绒染料及染色工艺

技术领域

本发明涉及一种山羊绒染料及染色工艺。

背景技术

山羊绒是取之于绒山羊身上紧贴皮肤表面计毛的根部的一种细绒毛，是一种品质优秀的动物纤维。据统计分析，每年全世界山羊绒的产量为10000多吨，但是其中一只山羊一年也仅能产50-80克羊毛绒，换言之，就是五只山羊一年所产的毛绒仅能够制作一件普通的羊绒衫，可见，山羊绒也是一种珍贵的动物纤维。山羊绒的珍贵不仅仅源于其珍贵，更源于以其为原料制成的纺织品具有很好的吸湿性能，紧贴皮肤穿着时，能够在外界气候多变的情况之下自动吸湿，具有较为良好的排汗作用，并且，还可以与人体皮肤快速自动调节出能够适合皮肤生理的温度。现如今，越来越多的消费者喜欢购买质地轻薄、柔软、保暖性好的羊绒制品。随着社会的进一步发展，人们的生活水平亦越来越高，对于羊绒制品的市场需求量也越来越大，而对于其品质的进一步提高也变得愈演愈烈。

山羊绒与羊毛同属于天然蛋白纤维，但他们的结构却有不同，其中羊绒的纤维比羊毛细很多外层鳞片也比羊毛细密、光滑。由于纤维结构决定其产品性能,因此,羊绒纤维的一系列性能包括物理性能、化学性能与羊毛纤维相比均有所不同,特别是染色性能也有较大的差别。虽然说毛用染料都适合染羊绒,但多年来,使用厂家一直是按照染料生产厂家推荐的适用羊毛的染料及工艺应用于羊绒,没有真正针对羊绒的结构研究其染色性能,这样既影响了羊绒制品的质量色牢度差、损伤严重、手感差等,又造成很大的浪费能源消耗。因此，对羊绒纺织品染料与染色的技术进行深入的研究具有重要的意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种山羊绒染料及染色工艺。

为解决上述技术问题，本发明通过以下技术方案实现：

一种山羊绒染料,由下述原料配制而成：活性Lanasol染料，用量为3%-7%owf、低温助剂MiralanLTD,用量为1%-5%owf、元明粉,用量为1%-3%owf、75%乙酸，用量为1-5mL/L、氨水,2g/L，PH值为4-5、浴比为1:30-50。

前述的山羊绒染料,由下述原料配制而成：活性Lanasol染料，用量为5%owf、低温助剂MiralanLTD,用量为3%owf、元明粉,用量为2%owf、75%乙酸，用量为3mL/L、氨水,2g/L，PH值为4.5、浴比为1:40。

前述山羊绒的染色工艺为：在常温下加入活性Lanasol染料、低温助剂MiralanLTD、元明粉于浴缸内，并缓慢滴加75%乙酸调节染浴，使pH值至4.5时开始染色，控制升温速度在1℃/min,待温度升至80℃，保温60min,然后排尽染液，在70℃时缓慢滴加氨水调节pH值至8.5，进行碱洗30min并清洗即可。

羊绒绞纱一般选用酸性染料来进行染色，但染深色的时候，一般是选用媒介染料染色，媒介染料是一种酸性媒介染料，染料分子结构中含有能与金属离子络合的集团，染色时或染色后，需要金属媒染剂处理，以提高被染物的色牢度，比较常用的媒染剂是络盐，有时也用铜盐、铝盐、铁盐等，主要用于蛋白纤维的染色，使用媒介染料着色的织物，具有较高的耐晒（色）牢度和耐皂洗（色）牢度，但是色光较暗，其染色工艺对羊毛纤维的拉伸和其他特性有一定程度的损害。同时，在印染废水中常含有某些重金属离子，会对环境产生一定的污染。

活性染料是一种分子结构具有反应活性基团的水溶性染料，这些活性基团可以和蛋白质纤维上的羟基、氨基、亚氨基等发生化学反应而形成共价键结合，活性染料也称之为反应性染料，其染色牢度较高且不含金属离子，是一种比较安全的染料，在羊绒羊毛染鲜亮颜色方面，活性染料一直占据大约5%的份额，较小但比较稳定。在碱性条件下，羟基、氨基都会形成负离子，其亲核性提高，利于上染，但羊绒由于它的特殊结构，在碱性条件下，鳞片易受损伤，双活性基活性染料可用来取代铬媒染染料来获得深浓颜色以及在相同浓度下得到同等程度的坚牢性等。活性染料色谱广、色泽鲜艳、性能优异、适用性强，其色相与性能基本上能够适应市场对纤维和面料的要求，是取代羊毛绒和聚酰胺纤维等用含金属染料的最佳选择之一。

本发明所述专用于山羊绒纱线的染料。该染料主要由活性Lanasol染料、元明粉、乙酸、氨水、低温助剂MiralanLTD组成。Lanasol染料为带有溴代丙烯酰胺活性基的毛用活性染料,可与羊绒的氨基酸发生反应。染料分子带有亲水的酰胺基,有良好的水溶性,是一种常用的活性染料，其品种齐全、色泽鲜艳、色谱广、性能优异、适用性强、日晒、湿处理和摩擦牢度较好、染料的配伍性良好，其色相和性能基本上适应市场对纤维和面料的要求，各项色牢度特别是湿牢度较高，染色工艺合理经济、操作简单，是取代羊毛和聚酰胺纤维用含金属染料的理想选择之一。元明粉，其化学名称为无水硫酸钠，Na2SO4,分子量142.04，物化性质白色或浅黄色颗粒结晶或粉末有苦咸味，具有吸湿性，广泛用于维尼纶、泡花碱、漂染、合成洗涤剂、玻璃、造纸等行业。元明粉在染料上的具体用途之一是作为促染剂。有些染料很容易溶解在配制的染液中但不容易染上棉纤维，由于染料不易吸尽脚水中残存的染料很多，加入元明粉可减小染料在水中的溶解度从而增加染料的上色力。减少染料的用量，同时使得染成的色泽加深。元明粉在使用前应先用水充分深化并经过滤后才可以加入染浴，需要边搅拌染浴边缓缓加入以防止局部染浴因接触大量促染剂而使染料发生盐析作用。低温助剂MiralanLTD其化学组成是乙氧基脂肪酸胺衍生物，是聚乙氧基类表面活性剂，其每一个分子上都有乙烯氧化单元，并可以在纤维表面形成一层富含高浓度染料和助剂的液相层，并且，这个液相层上染料聚集状态最小，可以有效地避免染料分子间的相互作用，降低染料的聚集，使得染料的吸附速度显著提高，扩散性能也明显提高，同时对染料也起到一定的匀染作用，能得到良好的表观色深效果和匀染性，从而可以达到与常规染色相同的效果。醋酸、氨水两者为常用的染色助剂，为pH调节剂。同时也可以作为固色剂。

本发明中，活性Lanasol染料加入MiralanLTD后,在其增溶作用下,将传统的染色工艺从95℃减低到80℃，减少高温对羊绒的破坏，同时可以有效地避免染料的聚集,有利于染料以单分子态上染,提高了上染率。另外,由于助剂MiralanLTD具有一定的匀染作用,因此能得到良好的布面色深和匀染性。试验采用Lanasol染料,配合低温染色助剂MiralanLTD对羊绒纤维进行低温染色。低温促染剂大多是有机溶剂，与水以任意比例互溶，和有机染料相似相溶，亲和力很强，对染料有很好的增溶解聚作用，能提高羊毛纤维的吸酸值，对羊毛纤维有很好的溶胀膨化作用，染色初期染料分子稳定地吸附分散，当温度达到85～90℃时，染料分子就不断从低温促染剂所含有的表面活性剂胶团内释放出来，通过各种化学键与羊毛纤维稳固结合，达到低温染色的目的。可以有效避免普通染料对羊绒绞纱染色造成损害、强力下降明显，染料上色难、上色不均匀等问题。本研究还分析确定时间、温度、PH值等工艺参数，以期对该种染料的染色工艺进行优化，提高山羊绒的的品质，同时，减少环境污染。

为证明本产品的性能，申请人进行了如下研究：

实验例1：实验研究

1仪器与材料

ATLAS染色样机、722型分光光度计、YG001N电子单纤维强力仪、SW-12II型洗涤色牢度仪、Y571B摩擦色牢度仪、Y802A汗渍色牢度仪、KYKY-2800B扫描电子显微镜。

材料为山羊绒百绒（细度15.7μm，长度33.5mm）。

2染色工艺

分别采用常规染色工艺与低温染色工艺对山羊绒进行染色。

常规染色工艺：在常温下加入活Anofix染料3%(owf)、匀染剂AlbegalB（用量为2%owf）、渗透剂AlbegalFFA-01(用量为2.0%owf)于浴缸中，并缓慢滴加80%乙酸调节染浴pH值至4.0时开始染色，升温速率控制在2℃/min，加温至100℃保温60min，然后再排尽染液，在70℃时缓慢滴加纯碱调节pH值至8.5，进行碱洗30min，清洗，即可。染色浴比为1:30。

本发明低温染色工艺：按照本发明方法染色即可。

3上染百分率

上染百分率采用分光光度计在最大吸收波长处测定染液吸光度，并按以下公式计算上染百分率：×100%（Do:空白染浴的吸光度；Di:染液的吸光度），对染料Lanasol红,进行相同工艺的平行实验，来测试染色过程中不同时间的染液系光速，并计算上染百分率并作图分析，见图1：

由图1可知。采用本发明低温染色工艺染色，在起始染色时，上染百分率明显低于常规染色的上染百分率，相差在9%以上，但染色时间却达到45-60min时，上染百分率趋于平衡且基本接近。这可能是由于山羊绒鳞片层中有少量的脂类物质存在，使羊绒具有一定的拒水性，在低温染色时染料难以渗透到纤维内部。但是随着染色时间延长，受到染液浓度梯度影响，扩散速率迅速提高，最终达到染色上染百分率平衡点。

4色牢度

不同染色工艺、不同染料染色后的色牢度测试结果如表1。

表1不同染色工艺染色后色牢度结果

从表1中可以看出，采用低温染色工艺，皂洗牢度与摩擦牢度都能达到4级，符合色牢度的质量要求。

5断裂强力和断裂伸长率

其断裂强力和断裂伸长等力学指标均采用北京嘉鹿野生产的YG029G型单纱电子强力仪测定。结果如下表2。

表2不同工艺染后羊绒的强力与断裂伸长率

由上表可知，在常规染色工艺下，单纤维强力在2.0-2.8cN之间，断裂伸长率则在11.0-12.8%之间，而采用低温染色工艺，则单纤维强力与断裂伸长都有所提高。

6低温染色工艺条件分析

6.1pH的影响pH值在染色工艺过程中起着很重要的作用，它直接关系到染色的均匀程度、纤维的损伤，所以，在染色的过程当中要严格控制染液的pH值。实践证明，染浅色时染液的pH值一般在6左右，染深色时的pH值一般应控制在4.5左右，以对产品的鲜艳度、色牢度起到保护作用。实验中采用染料Lanasol黄、Lanasol蓝，用不同的pH值，按低温染色工艺进行染色，测定上染率、固色率、匀染性数据。如下表3。

表3pH对低温染色工艺的影响

由上表可知，当pH为4.5时，上染率、固色率、匀染性均较大。故考虑将pH值严格控制在4.5左右。

6.2温度的影响温度是影响羊绒绞纱染色的另一个重要因素。染色过程中，温度的升高会使染料分子的活性增大，对纤维的上染加快，充分进入纤维的无定形区，可提高染色牢度。分别用染料Lanasol黄、Lanasol蓝，用不同的pH值，按低温染色工艺进行染色，测定上染率、与强力数据。结果见下表4。

表4温度对低温染色工艺的影响

由上表可知，上染率上染率随染色温度的升高而增加，强力则随温度的升高而降低，温度达到80℃时继续提高温度，上染率无明显提高，故考虑到生产的成本，应将温度控制在80℃。

6.3浴比的影响在羊绒绞纱染色过程中，浴比大，用水量就多，特别是用活性染料染色时，虽然在残余染液里浓度变化不大，但留在水中染料的总量却较多，导致织物上染料少，颜色差距大;浴比越大，匀染性越好，但上染率下降，浴比越小，匀染性越差，上染率提高。采用染料Lanasol黄、Lanasol蓝，采用不同的浴比，测定上染率、匀染性实验数据，见下表5：

表5浴比对低温染色工艺的影响

由以上表数据可以看出，随浴比的增大匀染性增加，但上染率却有所下降，当浴比为1：40时匀染性最好，故选择浴比为1:40进行染色。

6.4保温时间的影响保温时间是羊绒绞纱染色的一个关键因素。一般来说，低温染色延长时间可以提高染色的均匀度，但随着染色时间的延长会造成能源的浪费，长时间在水流的作用下纤维强力亦会下降;高温染色时间的延长可以提高染色牢度。利用染料Lanasol黄、Lanasol蓝，采用不同的保温时间进行染色，测定强力、匀染性数据，如下表6：

表6保温时间对低温染色工艺的影响

由上表可知，随着保温时间的延长，纱线强力有所降低，但匀染性逐渐提高，60min时的匀染性最好，综合分析强力和匀染性，保温时间应选60min。

6.5总结：山羊绒染色一般在90℃沸腾的水中进行，这样可以提高染料的扩散速率，但是高温长时间煮沸不仅消耗能源，而且还会使得羊绒泛黄，影响纤维的可纺性、鲜艳度、光泽、手感等。低温染色技术，是在初染阶段加入低温助染剂，在纤维吸附染料的同时，低温助染剂与羊绒纤维上的活性基团产生氢键引力，使得羊绒纤维的染色序位得到活化和扩展。本研究采用低温染色技术，结合活性染料对山羊绒进行染色。并对染色过程中的pH、温度、保留时间、浴比、进行考察，确定最佳的染色工艺为：pH值4.5，浴比为1:40,保温时间为60min，染色温度为80℃。

本发明的有益效果：

1、与现有技术相比，本发明采用低温染色技术并结合山羊绒活性染料Lanasol对山羊绒绞纱进行染色，所得的绞染羊绒纱比常规染色的手感好，克服了以前高温绞染羊绒纱线染色后毡并严重、织成羊绒衫后洗缩时间长、洗缩不出绒面手感、洗后手感板硬等缺点。

2、染料固色量较高，同样深度相对染料的用量较少，色光重现性好、匀染性好，染色一次成功率有明显提高；

3、碱剂用量大大减少，后处理清洗工艺较简单，同时可以有效减少废水废气的排放，减少对环境的污染；

4、工艺时间相对较短，提高单位时间生产能力；

5、能耗下降，综合成本有明显优势。

附图说明

附图1为染料Lanasol红的常规染色工艺与低温染色工艺上染百分率的比较

以下通过实施例进一步说明本发明，但不作为对本发明的限制。

具体实施方式：

实施例1：

配方：活性Lanasol染料，用量为5%owf、低温助剂MiralanLTD,用量为3%owf、元明粉,用量为2%owf、75%乙酸，用量为3mL/L、氨水,2g/L，PH值为4.5、浴比为1:40。

工艺：在常温下加入活性Lanasol染料、低温助剂MiralanLTD、元明粉于浴缸内，并缓慢滴加75%乙酸调节染浴，使pH值至4.5时开始染色，控制升温速度在1℃/min,待温度升至80℃，保温60min,然后排尽染液，在70℃时缓慢滴加氨水调节pH值至8.5，进行碱洗30min并清洗即可。

Claims (3)

1.一种山羊绒染料,其特征在于：由下述原料配制而成：活性Lanasol染料，用量为3%-7%owf、低温助剂MiralanLTD,用量为1%-5%owf、元明粉,用量为1%-3%owf、75%乙酸，用量为1-5mL/L、氨水,2g/L，PH值为4-5、浴比为1:30-50。

2.如权利要求1所述的山羊绒染料,其特征在于：由下述原料配制而成：活性Lanasol染料，用量为5%owf、低温助剂MiralanLTD,用量为3%owf、元明粉,用量为2%owf、75%乙酸，用量为3mL/L、氨水,2g/L，PH值为4.5、浴比为1:40。

3.如权利要求1或2所述山羊绒的染色工艺，其特征在于：在常温下加入活性Lanasol染料、低温助剂MiralanLTD、元明粉于浴缸内，并缓慢滴加75%乙酸调节染浴，使pH值至4.5时开始染色，控制升温速度在1℃/min,待温度升至80℃，保温60min,然后排尽染液，在70℃时缓慢滴加氨水调节pH值至8.5，进行碱洗30min并清洗即可。