CN104372691B - 一种活性染料表面染色助剂及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种活性染料表面染色助剂及其制备方法和应用，所述的染色助剂含有水溶性聚氨酯，配合水溶性聚乙烯醇使用后，可以在棉布表面形成一层反应性“保护膜”。该膜可以在后续的染色过程中既能充分有效地“阻止”活性染料渗透进织物内部，使其停留在织物表面，同时又可以和染料进行化学反应，最终使织物取得“表面染色”的效果。将由此获得的色织物制成成衣后经工业水洗，可获得具有牛仔服饰水洗风格的成衣。该助剂的开发问世极大地简化了水洗服饰的染色工艺，降低了染色成本。
Description
技术领域
本发明公开了一种活性染料表面染色助剂及其制备方法和应用，以这种方式染色的织物在制衣后经过工业水洗，可以开发出仿牛仔服水洗风格的流行服装。
背景技术
仿旧水洗服饰历来深受年轻人的偏爱和关注，这其中最典型的当属牛仔服。用于制作牛仔服的的斜纹棉布主要由经轴染色后的色纱与未染色的白纱织造而成。经轴染色的棉纱纤度大、捻度高，染色时靛蓝隐色体在尚未充分渗透到纱线内部时就已被氧化成非水溶性的靛蓝染料而仅停留在纱线表面。从纱线横截面看，纱线内部呈现“白芯”，而纱线表面则由于聚积了大量的染料而呈“环状”。因此，这种染色效果常被称为“表面染色”或“环染”。在成衣水洗过程中，富集在纱线(织物)表面的靛蓝染料，在洗涤剂、机械力、以及生物酶等多种因素影响下出现不同程度的脱落，即“掉色”。而当牛仔布经轴纱表面的染料逐渐脱落褪去后，纱线内部的“白芯”随即显露，出现特有的“蚀白”效果。这种效果在牛仔服的边缘部分(如领口、袖边、下摆等部位)尤为明显。因此，经水洗处理后的牛仔服可以呈现强烈的色差对比，具有极强的立体感。
然而，单一色系的牛仔服饰在追求时尚和款式多变的今天显得缺乏新意。撇开款式不谈，彩色服饰尤其是各种亮彩色服饰近年来尤其受年轻人追捧。各式各样的活泼亮色系服饰，如粉橙、翠绿、天蓝，甚至是荧光色逐步占据了服装零售店的展台和柜架。因此，开发具有立体水洗风格的多彩成衣就显得尤为必要。从技术角度分析，要满足“水洗风格”和“多色系”这两大要求，须采用“色谱齐全”的染料来实现“表面染色”。活性染料由于低廉的价格和远超其他染料的齐全色谱，使其成为开发这种风格成衣的最佳染色剂。但活性染料分子量小，扩散性好，和靛蓝这样的还原染料相比，要实现“表面染色”则困难得多。无论是牛仔布用纱采取的“浆染”法，还是常规活性染料采用的“浸染”法或是“浸轧”法，都不能很好地实现“表面染色”效果。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术存在的问题，提供一种活性染料表面染色助剂及其制备方法和应用。
本发明的这些以及其它目的将通过下列详细说明和描述进一步体现和阐述。
为解决活性染料难以获得“环染”的问题，本发明公开了一种活性染料表面染色助剂，它可以有效实现“表面染色”。经过浸轧、烘干和热固等工艺，新型染色助剂可以在织物表面形成一层反应性“保护膜”。这是由于水溶性聚氨酯和水溶性聚乙烯醇在织物上经过干燥和焙烘以后能够发生交联反应，在纱线表面形成一层质密的交联高分子膜。它的存在使得原本渗透性极好的活性染料难以渗透到纱线内部，导致纱线内部的染料浓度要远低于表面的。聚集于表面的活性染料和纤维上的醇羟基发生化学反应后，使得“环染”效果得以实现。此外，在新型助剂的合成过程中，尚余部分没有和聚氨酯反应的醇羟基,这部分醇羟基和纤维上的醇羟基类似，在固着于织物之后可以为活性染料提供“染座”并与之反应，增加了织物的表面染色深度和色牢度。
本发明的活性染料表面染色助剂，在每升水中含有0.01-0.1升水溶性聚氨酯和20-80g聚乙烯醇，其中聚乙烯醇为中低聚合度，分子量为5万-15万，醇解度不低于98％。
较好的是，在本发明的活性染料表面染色助剂中，在每升水中含有0.03-0.07升水溶性聚氨酯和30-60g聚乙烯醇，其中聚乙烯醇为中低聚合度，分子量为8万-15万，醇解度不低于98％。
在本发明的活性染料表面染色助剂中，所述的水溶性聚氨酯按以下方法制备：
(1)、将20-40g异佛尔酮二异氰酸酯和60-100g聚乙二醇2000加入反应釜搅拌、混合，于常压下以5℃/min的速率升温；
(2)、待温度达到35－45℃后，加入0.1-0.2g二月桂酸二丁基锡；
(3)、搅拌5-15min后，再加入8-12g二羟甲基丙酸；
(4)、反应1.5-2.5小时后把混和液冷却至室温，加入8-12g三乙胺继续反应5-15min；
(5)、将12-18g亚硫酸氢钠溶于150-250g蒸馏水后，逐滴加入上述反应混合液中；
(6)、用150-250克蒸馏水稀释制得水溶性聚氨酯。
进一步的，在本发明的活性染料表面染色助剂中，所述的水溶性聚氨酯按以下方法制备：
(1)、将25-35g异佛尔酮二异氰酸酯和70-90g聚乙二醇2000加入反应釜搅拌、混合，于常压下以5℃/min的速率升温；
(2)、待温度达到35-45℃后，加入0.1-0.15g二月桂酸二丁基锡；
(3)、搅拌5-15min后，再加入9-12g二羟甲基丙酸；
(4)、反应1.5-2.5小时后把混和液冷却至室温，加入10-12g三乙胺继续反应5-15min；
(5)、将14-16g亚硫酸氢钠溶于150-250g蒸馏水后，逐滴加入上述反应混合液中；
(6)、用150-250克蒸馏水稀释制得水溶性聚氨酯。
可以选择的是，在本发明的活性染料表面染色助剂中，所述的水溶性聚氨酯按以下方法制备：
(1)、将33.6g异佛尔酮二异氰酸酯和80.6g聚乙二醇2000加入反应釜搅拌、混合，并缓慢升温；
(2)、待温度达到40℃后，加入0.14g二月桂酸二丁基锡；
(3)、搅拌10min后，再加入10g二羟甲基丙酸；
(4)、反应2.0小时后把混和液冷却至室温，加入10.07g三乙胺继续反应10min；
(5)、将15.8g亚硫酸氢钠溶于200g蒸馏水后，逐滴加入上述反应混合液中；
(6)、用200克蒸馏水稀释制得水溶性聚氨酯。
本发明的活性染料表面染色助剂的应用方法是将聚乙烯醇加入水中加热溶解，再加入水溶性聚氨酯和水，低速搅拌5分钟后移入浸轧槽待用；室温下，将棉布于浸轧液中进行二浸二轧处理，控制带液量为65-70％；将浸轧上改性液的棉布于100℃下烘燥7分钟并于140℃下焙烘2分钟完成预处理，即可在棉布表面形成反应性的“保护层”。再将预处理过的棉布在含有活性染料，纯碱和尿素的溶液中以常规的“轧-烘-焙”工艺进行染色。将所得到的染色棉布，以常规的制衣方法，设计并制作不同款式的男女式成衣，再通过工业成衣水洗处理。
根据所采用的染料性能，制定固色温度、固色时间等相应的染色工艺参数。由此染得的棉布在制成成衣后经受一定强力的工业水洗(如：纤维素酶－浮石洗)，能顺利除去聚集在纱线表面的染料，显露出纱线内部的“白芯”(见图4)。由于水洗过程中所受到的化学和物理作用的非均一性，成衣在水洗完成后呈现的颜色会因部位不同而略有差异。例如，袖口或领口等位置由于受到的作用力大，因而“掉色”严重，呈现灰白色；其他部位受力较小，“掉色”程度相对较小，不同程度地保留了水洗前的初始色泽。这种色泽差异便形成了风格鲜明的立体水洗效果。一般而言，越是厚重的款式，相应的立体水洗效果越鲜明。
与传统牛仔服加工相比，本发明有如下优点：
A、表面染色效果明显，开发的成衣可以获得与牛仔布等同的立体水洗效果；
B、色彩丰富，可以制成时尚的多色彩水洗服饰，不局限在单一的靛蓝色系。
C、工艺简单，与常规牛仔布用纱的“浆染”方法相比，该法简单易行，无须过多的工艺参数控制。
D、实用性高，该技术可在任何配备了“轧-焙-烘”连续染色的设备厂运用，而不仅仅局限在少数配有牛仔布“浆染”设备的厂家。
图1是纤维素酶洗工艺示意图
图2是水溶性聚氨酯合成路线示意图。
图3是聚氨酯和聚乙烯醇的交联反应示意图。
图4是水洗原理示意图示意图。
以下通过具体实施例来进一步说明本发明，但实施例仅用于说明，并不能限制本发明的范围。
在本发明中如非特指，所有的单位均为重量单位，所有的原料均可以通过市售得到。
具体实施方式
例1：水溶性聚氨酯的制备：
将33.6g异佛尔酮二异氰酸酯和80.6g聚乙二醇2000加入反应釜搅拌、混合，并缓慢升温到40℃；加入0.14g二月桂酸二丁基锡搅拌10min；加入10g二羟甲基丙酸反应2h，把混合液冷却至室温后加入10.07g三乙胺反应10min。将15.8g亚硫酸氢钠溶于200mL蒸馏水中，逐滴加入上述反应混合液中。滴加完毕后，加200毫升蒸馏水稀释制得水溶性聚氨酯。
例2：水溶性聚氨酯的制备：
将84g异佛尔酮二异氰酸酯和200g聚乙二醇2000加入反应釜搅拌、混合，并缓慢升温到40℃；加入0.35g二月桂酸二丁基锡搅拌10min；加入25g二羟甲基丙酸反应2h；把混合液冷却至室温后加入25g三乙胺反应10min。将40g亚硫酸氢钠溶于500mL蒸馏水中，并逐滴加入上述反应混合液中。滴加完毕后，加蒸馏水定容至1000mL备用。
例3：水溶性聚氨酯的制备：
将20g异佛尔酮二异氰酸酯和60g聚乙二醇2000加入反应釜搅拌、混合，并缓慢升温到35℃；加入0.1g二月桂酸二丁基锡搅拌6min；加入8.1g二羟甲基丙酸反应1.6h，把混合液冷却至室温后加入8.2g三乙胺反应5min。将12g亚硫酸氢钠溶于150mL蒸馏水中，逐滴加入上述反应混合液中。滴加完毕后，加150毫升蒸馏水稀释制得水溶性聚氨酯。
例4：水溶性聚氨酯的制备：
将40g异佛尔酮二异氰酸酯和120g聚乙二醇2000加入反应釜搅拌、混合，并缓慢升温到45℃；加入0.2g二月桂酸二丁基锡搅拌15min；加入11g二羟甲基丙酸反应2.1h，把混合液冷却至室温后加入11g三乙胺反应15min。将18g亚硫酸氢钠溶于250mL蒸馏水中，逐滴加入上述反应混合液中。滴加完毕后，加250毫升蒸馏水稀释制得水溶性聚氨酯。
例5：水溶性聚氨酯的制备：
将30g异佛尔酮二异氰酸酯和85g聚乙二醇2000加入反应釜搅拌、混合，并缓慢升温到40℃；加入0.15g二月桂酸二丁基锡搅拌10min；加入10g二羟甲基丙酸反应1.8h，把混合液冷却至室温后加入10g三乙胺反应10min。将15g亚硫酸氢钠溶于200mL蒸馏水中，逐滴加入上述反应混合液中。滴加完毕后，加200毫升蒸馏水稀释制得水溶性聚氨酯。
例6：助剂的应用(棉布染色前的预处理)
把1kg聚乙烯醇加入10L水中加热溶解；再加入1L聚氨酯水溶液和10L水，低速搅拌5分钟后移入浸轧槽待用。室温下，将棉布于浸轧液中进行二浸二轧处理，控制带液量为65－70％。将浸轧上改性液的棉布于100℃下烘燥7分钟并于140℃下焙烘2分钟。
例7：助剂的应用(棉布染色前的预处理)
把400g聚乙烯醇加入10L水中加热溶解；再加入0.2L聚氨酯水溶液和10L水，低速搅拌5分钟后移入浸轧槽待用。室温下，将棉布于浸轧液中进行二浸二轧处理，控制带液量为65-70％。将浸轧上改性液的棉布于100℃下烘燥7分钟并于140℃下焙烘2分钟。
例8：助剂的应用(棉布染色前的预处理)
把1600g聚乙烯醇加入10L水中加热溶解；再加入2L聚氨酯水溶液和10L水，低速搅拌15分钟后移入浸轧槽待用。室温下，将棉布于浸轧液中进行二浸二轧处理，控制带液量为65-70％。将浸轧上改性液的棉布于100℃下烘燥7分钟并于140℃下焙烘2分钟。
例9：助剂的应用(棉布染色前的预处理)
把800g聚乙烯醇加入10L水中加热溶解；再加入1.2L聚氨酯水溶液和10L水，低速搅拌10分钟后移入浸轧槽待用。室温下，将棉布于浸轧液中进行二浸二轧处理，控制带液量为65-70％。将浸轧上改性液的棉布于100℃下烘燥7分钟并于140℃下焙烘2分钟。
例10：活性染料染色工艺
按下述配方准备染液：50g/L的C.I.活性红239，15g/L的纯碱和130g/L尿素。室温下，将经过预处理的棉布于浸轧液中进行二浸二轧处理，控制带液量为65-70％。染后织物在100℃下烘燥7分钟，然后在180℃下焙烘45s以完成固色。固色后的织物经皂洗后烘干定型，以备成衣制作之用。
例11：制衣及成衣水洗
利用上述步骤中制得的色织物设计不同款式的男女式针织T恤衫用于后续的成衣水洗。本实例中采用纤维素酶洗工艺：在工业水洗机内加入30升水，用醋酸调节pH为4.5-5.5后加入60毫克纤维素酶。随后将3千克衣物和1.5千克浮石一起投入水洗机中，升温到55℃后保温水洗30分钟。完成后升温到80℃保温10分钟对纤维素酶灭活。纤维素酶灭活后排掉水洗液并将浮石捡出，将衣物先在含2g/L净洗剂209的60℃温水中洗10分钟，再在冷水中洗2次，每次5分钟，随后脱水。将脱水后衣物投入含有150g柔软剂SC-302(高宝绿色科技集团，东莞)处理液中(浴比10:1)，于60℃下处理20分钟。处理完成后脱水、烘干即可。
Claims (7)
1.一种活性染料表面染色助剂，其特征在于在每升水中含有0.01-0.1升水溶性聚氨酯和20-80g聚乙烯醇，其中聚乙烯醇为中低聚合度，分子量为5万-15万，醇解度不低于98％；
其中所述的水溶性聚氨酯按以下方法制备：
(1)、将20-40g异佛尔酮二异氰酸酯和60-100g聚乙二醇2000加入反应釜搅拌、混合，于常压下以5℃/min的速率升温；
(2)、待温度达到35－45℃后，加入0.1-0.2g二月桂酸二丁基锡；
(3)、搅拌5-15min后，再加入8-12g二羟甲基丙酸；
(4)、反应1.5-2.5小时后把混和液冷却至室温，加入8-12g三乙胺继续反应5-15min；
(5)、将12-18g亚硫酸氢钠溶于150-250g蒸馏水后，逐滴加入上述反应混合液中；
(6)、用150-250克蒸馏水稀释制得水溶性聚氨酯。
2.根据权利要求1所述的活性染料表面染色助剂，其特征在于所述的水溶性聚氨酯按以下方法制备：
(1)、将25-35g异佛尔酮二异氰酸酯和70-90g聚乙二醇2000加入反应釜搅拌、混合，于常压下以5℃/min的速率升温；
(2)、待温度达到35－45℃后，加入0.1-0.15g二月桂酸二丁基锡；
(3)、搅拌5-15min后，再加入9-12g二羟甲基丙酸；
(4)、反应1.5-2.5小时后把混和液冷却至室温，加入10-12g三乙胺继续反应5-15min；
(5)、将14-16g亚硫酸氢钠溶于150-250g蒸馏水后，逐滴加入上述反应混合液中；
(6)、用150-250克蒸馏水稀释制得水溶性聚氨酯。
3.根据权利要求1所述的活性染料表面染色助剂，其特征在于所述的水溶性聚氨酯脂按以下方法制备：
(1)、将33.6g异佛尔酮二异氰酸酯和80.6g聚乙二醇2000加入反应釜搅拌、混合，并缓慢升温；
(2)、待温度达到40℃后，加入0.14g二月桂酸二丁基锡；
(3)、搅拌10min后，再加入10g二羟甲基丙酸；
(4)、反应2.0小时后把混和液冷却至室温，加入10.07g三乙胺继续反应10min；
(5)、将15.8g亚硫酸氢钠溶于200g蒸馏水后，逐滴加入上述反应混合液中；
(6)、用200克蒸馏水稀释制得水溶性聚氨酯。
4.根据权利要求1-3之一所述的活性染料表面染色助剂，其特征在于在每升水中含有0.03-0.07升水溶性聚氨酯和30-60g聚乙烯醇，其中聚乙烯醇为中低聚合度，分子量为8万-15万，醇解度不低于98％。
5.根据权利要求1-4之一所述的活性染料表面染色助剂的应用方法，其特征在于将聚乙烯醇加入水中加热溶解，再加入水溶性聚氨酯和水，低速搅拌5分钟后移入浸轧槽待用；室温下，将棉布于浸轧液中进行二浸二轧处理，控制带液量为65-70％；将浸轧上改性液的棉布于100℃下烘燥7分钟并于140℃下焙烘2分钟完成预处理。
6.根据权利要求5所述的活性染料表面染色助剂的应用方法，其特征在于将预处理过的棉布在含有活性染料，纯碱和尿素的溶液中以常规的“轧-烘-焙”工艺进行染色。
7.根据权利要求6所述的活性染料表面染色助剂的应用方法，其特征在于将所得到的染色棉布，以常规的制衣方法，设计并制作不同款式的男女式成衣，再通过工业成衣水洗处理。
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