CN104131479A - 涤纶纤维的低温染色方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种涤纶纤维的低温染色方法，依次包括染色、水洗、还原清洗、水洗、烘干步骤，所述染色采用载体法，并采用肉桂酸为载体；染色处方：分散染料用量≤3%owf，浴比8~20:1（mL/g），肉桂酸用量5~7g/L；染色时40℃入染，以1.5℃/min的速度升温至98-100℃，保温45~60min，然后降温至40℃；所用分散染料为中温型分散染料或低温型分散染料。本发明可以降低涤纶纤维染色温度，一方面可降低能耗、节约成本；另一方面，可避免高温对涤纶与其他纤维混纺织物中不耐高温纤维（羊毛、蚕丝、醋酸纤维、氨纶等）的损伤，有利于各种纤维充分发挥自身的优势，从而获得更高品质的染色织物。

Description

涤纶纤维的低温染色方法

技术领域

本发明涉及一种涤纶纤维的低温染色方法。

背景技术

随着生活水平的提高，人们更加追求服装的功能化与多样化，近年来混纺织物应用更加广泛，为了保证一些与涤纶纤维混纺的不耐高温纤维，如羊毛、蚕丝、醋酸纤维、氨纶等的性能，使得涤纶纤维的染色温度受到了限制。载体法染色可以降低涤纶染色温度。一方面可降低能耗、节约成本；另一方面，可避免高温对混纺织物中不耐高温纤维的损伤，有利于各种纤维充分发挥自身的优势，从而获得更高品质的染色织物。但载体法染色目前存在的最大问题是载体的毒性和气味，具有毒性的载体会对操作工人造成极大的影响，而且染色废水排到江河中，毒害水生生物和动物，污染水源。不仅如此，这些有毒载体会附着在衣物上，不易洗除，对人体造成更大的危害。肉桂酸，又名β-苯丙烯酸、3-苯基-2-丙烯酸，是从肉桂皮或安息香分离出的有机酸，具有防霉防腐杀菌作用。主要用于香精香料、食品添加剂、医药工业、美容、农药、有机合成等方面。以肉桂酸为载体，既能降低涤纶的染色温度，又不会对人体和环境造成危害。

发明内容

本发明的目的在于提供一种降低涤纶纤维的染色温度，方便、染色性能好的涤纶纤维的低温染色方法。

本发明的技术解决方案是：

一种涤纶纤维的低温染色方法，依次包括染色、水洗、还原清洗、水洗、烘干步骤，其特征是：所述染色采用载体法，并采用肉桂酸为载体；染色处方：分散染料用量≤3％owf，浴比8～20:1(mL/g)，肉桂酸用量5～7g/L；染色时40℃入染，以1.5℃/min的速度升温至98-100℃，保温45～60min，然后降温至40℃；所用分散染料为中温型分散染料或低温型分散染料；

所述还原清洗的工艺参数为：保险粉2g/L，烧碱2g/L，浴比8～20:1(mL/g)，温度90℃，时间20min。

分散染料为雅特隆AQE系列染料。

染色时肉桂酸用量7g/L，染色温度100℃，保温染色45min。

本发明与现有技术相比具有以下优点：以无毒的、可广泛使用的肉桂酸为载体，用分散染料在98～100℃下染色，获得满意的色泽和牢度，可避免普通载体染色时的异味和毒性。本发明可以降低涤纶纤维染色温度，一方面可降低能耗、节约成本；另一方面，可避免高温对涤纶与其他纤维混纺织物中不耐高温纤维(羊毛、蚕丝、醋酸纤维、氨纶等)的损伤，有利于各种纤维充分发挥自身的优势，从而获得更高品质的染色织物。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1是涤纶纤维经蒸馏水和肉桂酸处理后的DSC图。

图2是涤纶纤维经蒸馏水和肉桂酸处理后的TG图。

将1g织物分别加入到蒸馏水及7g/L肉桂酸水溶液中，浴比20︰1(mL/g)，100℃处理45min，将处理后织物冷水洗涤。用STA 449F3型同步热分析仪进行热分析，测得的DSC(差示扫描量热法)如图1所示，TG(热重法)如图2所示。

由图1可以看出，两条曲线变化趋势基本相同，经肉桂酸载体处理的涤纶纤维的玻璃化温度比经蒸馏水处理的涤纶纤维的玻璃化温度低。由图2可以看出，经肉桂酸处理后涤纶的热失重率大于经蒸馏水处理的涤纶，但起始分解温度和终止分解温度基本一致，说明经肉桂酸载体处理后的涤纶纤维不会发生大分子的分解。

具体实施方式

一种涤纶纤维的低温染色方法，依次包括染色、水洗、还原清洗、水洗、烘干步骤，所述染色采用载体法，并采用肉桂酸为载体；染色处方：分散染料用量≤3％owf，浴比8～20:1(mL/g)，肉桂酸用量5～7g/L；染色时40℃入染，以1.5℃/min的速度升温至98-100℃，保温45～60min，然后降温至40℃；所用分散染料为中温型分散染料或低温型分散染料；

所述还原清洗的工艺参数为：保险粉2g/L，烧碱2g/L，浴比8～20:1(mL/g)，温度90℃，时间20min。

1试验部分

1.1材料、药品及仪器

材料：涤丝纺，210T/8.3tex×8.3tex，门幅147cm。

药品：雅特隆红AQE、雅特隆黄AQE、雅特隆蓝AQE(上海雅运纺织化工有限公司)，苯甲酸(西陇化工股份有限公司)，水杨酸甲酯(上海凌峰化学试剂有限公司)，肉桂酸(国药集团化学试剂有限公司)，苯甲醇(江苏强盛功能化学股份有限公司)等。

仪器：IR-12SM红外线试色机(厦门瑞比公司)，DatacolorSF650测色配色仪(德塔颜色商贸(上海)有限公司)，PHS-3C精密pH计(上海仪电科学仪器股份有限公司)，YSS-02熨烫升华色牢度试验仪(浙江德清县仪器厂)，YB571预置式染色牢度摩擦仪(温州大荣纺织标准仪器厂)，Gyrowash415水洗/干洗色牢度试验机(英国James H Heal公司)。

1.2染色工艺

工艺流程：染色→水洗→还原清洗→水洗→烘干

染色工艺：

还原清洗工艺：

1.3测试方法

1.3.1载体对涤纶纤维增塑作用和热稳定性影响

分别取经蒸馏水及载体处理(100℃，45min)后的涤纶纤维，参照GB/T 17594-1998《纺织材料热转变温度试验方法差示扫描量热法》，用STA 449 F3型同步热分析仪对试样进行热重分析。测试温度0-600℃，升温速率为20℃/min，氮气氛围。

1.3.2颜色特征

采用Datacolor SF650测色配色仪在D65 10Deg光源下测试，用K/S值表征染色织物的染色深度。

1.3.3拉伸强力

参照GB/T 3923.1-1997《纺织品织物拉伸性能第1部分：断裂强力和断裂伸长率的测定条样法》，在YG(B)026H-250型织物强力仪上测试，经纬向拉伸强力各测试三次，三次测试结果取平均值。

1.3.4染色牢度

耐皂洗色牢度：参照GB/T 3921-2008《纺织品色牢度试验耐皂洗色牢度》中D(4)方法测定。

耐摩擦色牢度：参照GB/T 3920-2008《纺织品色牢度试验耐摩擦色牢度》测定。

耐升华色牢度：参照GB/T 5718-1997《纺织品色牢度试验耐干热(热压除外)色牢度》测定。

1.3.5移染指数MI值的测定

将已染色的涤纶织物分成等量大小的若干块，再与等量相同规格的未染色织物四周缝合，同置于空白浴液中处理，空白浴液中加入不同量载体，在IR-12SM红外线试色机中进行移染实验(100℃×45min)，用Datacolor SF650测色配色仪测定未染色织物移染后织物上的K/S值及染色织物移染后织物上的K/S值，按下式计算移染指数MI值(移染指数MI值越高说明染色织物的移染率越高，染色织物的移染效果越好)：

式中：M1为未染色织物移染后织物上的K/S值；M2为染色织物移染后织物上的K/S值。

2结果及分析

2.1肉桂酸载体染色工艺优化

2.1.1肉桂酸用量对染色织物性能影响

肉桂酸用量对染色织物的K/S值影响如表1所示。染色条件：染料雅特隆红AQE用量3％(owf)，染色温度98℃，染色时间40min，浴比20︰1(mL/g)，不调pH。

表1肉桂酸用量对染色织物的K/S值影响

由表1可以看出，随着肉桂酸用量的增加，织物的K/S值增加，当肉桂酸用量达到7g/L时，继续增加用量，织物K/S值趋于平衡。

这是因为肉桂酸载体用量较低时，主要对涤纶织物起到增塑作用，随着用量的增加，涤纶的玻璃化温度降低，染料的上染量增加；肉桂酸用量超过7g/L后，染料溶解在肉桂酸载体形成的分散相(第三相)中，增加了染料在水中的溶解性，染浴中染料的量增加，从而使得涤纶纤维对染料的吸附量降低。故肉桂酸载体用量初步选定为7g/L。

2.1.2染色温度对染色织物性能影响

染色温度对染色织物的K/S值影响如表2所示。染色条件：染料雅特隆红AQE用量3％(owf)，肉桂酸用量7g/L，染色时间40min，浴比20︰1(mL/g)，不调pH。

表2染色温度对染色织物的K/S值影响

由表2可以看出，随着染色温度的升高，织物的K/S值迅速增加，当染色温度超过98℃之后，随着温度升高，K/S值增加缓慢。这是因为在温度较低的情况下，染色温度升高，涤纶纤维大分子链运动加剧，染料向纤维内部扩散阻力减小，染色速率常数及染料在纤维中的扩散系数增大，因此染料的吸附量增大。为了便于常压染色，故染色温度初步选定为98～100℃。

2.1.3染色时间对染色织物性能影响

染色时间对染色织物的K/S值影响如表3所示。染色条件：染料雅特隆红AQE用量3％(owf)，肉桂酸用量7g/L，染色温度98℃，浴比20︰1(mL/g)，不调pH。

表3染色时间对染色织物的K/S值影响

由表3可以看出，染色织物K/S值随着染色时间的增加而增加，染色时间达到40min以后，K/S值随着保温时间的增加而增加速率缓慢。从节能角度出发，染色保温时间初步选定为40min。

2.1.4正交试验优化染色工艺

通过对上述单因素试验分析可以看出，肉桂酸用量、染色温度及保温时间对织物染色性能影响均有较大影响，为确定最佳染色工艺，对这三个因素进行三水平正交试验，实验方案与测试结果见表4。

表4正交试验方案与测试结果

由表4可以看出，三个因素对染色织物的皂洗牢度及升华牢度影响较小，对K/S值影响较大，因此在确定最佳工艺时，仅考虑K/S值这个指标。K/S值指标结果分析见表5。

表5K/S值指标结果分析

由表5可知，对于K/S值，三个因素中染色温度影响最大，载体用量次之，保温时间影响最小，最佳染色工艺为：肉桂酸用量7g/L，染色温度100℃，保温染色45min。

2.2染色效果比较

2.2.1载体法与高温高压法染色效果的比较

分别用染料雅特隆红AQE、雅特隆黄AQE及雅特隆蓝AQE对涤纶织物进行染色。载体法染色工艺：染料用量3％(owf)，肉桂酸用量7g/L，染色温度100℃，染色保温时间45min。高温高压法染色工艺：染料用量3％(owf)，染色温度125℃，染色保温时间45min，pH4.5。对两种染色方法染色后的织物进行性能测试，实验结果见表6、表7。

表6不同染色方法染色织物的颜色特征

由表6可以看出，载体法及高温高压法染色织物最大吸收波长相同，表观深色(K/S)、亮度(L)及彩度(C)差别很小，颜色特征相近。说明低温载体法染色可以获得与高温高压法相近的染色效果，且不影响染色织物的亮度及彩度。

表7不同染色方法染色织物的色牢度

由表7可见，载体法染色织物的各项色牢度比高温高压法染色织物的略小，但差别不大。摩擦牢度及皂洗牢度在4级以上，升华牢度在3级以上。说明染色时肉桂酸载体的存在对染色织物色牢度影响不大。

2.2.2肉桂酸与冬青油的比较

传统载体冬青油的主要成分是水杨酸甲酯，其价格高、气味大，易挥发，需密闭操作；肉桂酸为芳香类化合物，有轻微香味，可以用于化妆品行业中。

肉桂酸与传统载体冬青油染色效果比较如表8所示。染色条件：染料雅特隆红AQE用量3％(owf)，载体用量7g/L，染色温度100℃，染色保温时间45min，浴比20︰1(mL/g)。

表8肉桂酸载体与冬青油染色效果比较

由表8可以看出，肉桂酸载体染色织物色深性与冬青油染色织物色深相近，各项色牢度相同。

涤纶织物经不同载体处理后拉伸性能比较如表9所示。拉伸性能试验条件：载体用量7g/L，100℃处理45min，浴比20︰1(mL/g)。

表9涤纶织物经纬向的拉伸性能比较

由表9可以看出，经肉桂酸及冬青油载体处理后的涤纶织物拉伸强力都有所增加，说明肉桂酸载体不会损伤涤纶纤维。

2.3肉桂酸对染色织物移染性能的影响

将已染色的涤纶织物与等量相同规格的未染织物缝合，同置于空白浴液中处理，空白浴液中加入不同量肉桂酸。肉桂酸用量对染色织物移染性能的影响如表10所示。其中染色织物的染色处方：雅特隆红AQE染料用量3％(owf)，肉桂酸用量7g/L，染色温度100℃，染色时间45min，浴比20︰1(mL/g)，不调pH。

表10肉桂酸用量对染色织物移染性能的影响

由表10可以看出，肉桂酸对涤纶染色织物的移染性能有提高作用。随着肉桂酸用量的增加，染色织物的移染指数增加，当用量大于21g/L后，染色织物的移染性能随着肉桂酸用量的增加而下降。这是因为，肉桂酸载体具有双亲性，不仅对染料有亲和力，对纤维也有亲和力，载体可以携带染料从低浓度向高浓度迁移，但是载体浓度增加到一定程度之后，染液中会溶解更多的染料，反而使更多染料残留在染液中，降低染料的上染率，染色织物的移染率下降。

3结论

(1)肉桂酸对涤纶纤维有增塑作用，可以降低染色温度。在染料雅特隆红AQE用量3％(owf)时，最佳染色工艺为：肉桂酸用量7g/L，染色温度100℃，染色保温时间45min。

(2)肉桂酸载体法染色与高温高压法染色相比较，染色织物的K/S值及各项色牢度比高温高压法染色织物的略小，但差别不大。摩擦牢度及皂洗牢度在4级以上，升华牢度3级以上，染色时肉桂酸载体的存在对染色织物色牢度影响不大。

(3)肉桂酸载体染色与冬青油载体染色相比较，染色织物色深值相近，各项色牢度相同。经肉桂酸载体处理后涤纶织物的拉伸强力比经蒸馏水处理后涤纶织物的拉伸强力大，说明肉桂酸不会对涤纶纤维造成损伤。

(4)肉桂酸对涤纶染色织物的移染性能有提高作用，随着肉桂酸用量的增加，染色织物的移染率增加，肉桂酸用量大于21g/L后，染色织物的移染率随着其用量的增加而下降。

Claims (3)

1.一种涤纶纤维的低温染色方法，依次包括染色、水洗、还原清洗、水洗、烘干步骤，其特征是：所述染色采用载体法，并采用肉桂酸为载体；染色处方：分散染料用量≤3%owf，浴比8~20:1，肉桂酸用量5~7g/L；染色时40℃入染，以1.5℃/min的速度升温至98-100℃，保温45~60min，然后降温至40℃；所用分散染料为中温型分散染料或低温型分散染料；

所述还原清洗的工艺参数为：保险粉2g/L，烧碱2g/L，浴比8~20:1，温度90℃，时间20min。

2.根据权利要求1所述的涤纶纤维的低温染色方法，其特征是：分散染料为雅特隆AQE系列染料。

3. 根据权利要求1或2所述的涤纶纤维的低温染色方法，其特征是：染色时肉桂酸用量7g/L，染色温度100℃，保温染色45min。