CN104404797B - 一种黑色再生纤维素纤维筒子纱的活性染料低碱染色方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及印染领域，尤其涉及一种黑色再生纤维素纤维筒子纱的活性染料低碱染色方法。本发明包括前处理、染色、固色和后续处理，并在染固色过程中采用低碱，并减少了工序。因此不仅降低了再生纤维素纤维的染色温度；降低了再生纤维素纤维的染色的碱用量；操作简单工艺时间短，染色废水含碱量低，节约了后道的中和用的冰醋酸，减少洗水量，节能减排；提高其色牢度，降低了染色成本。
Description
技术领域
本发明涉及印染领域，尤其涉及一种黑色再生纤维素纤维筒子纱的活性染料低碱染色方法。
背景技术
进入21世纪我国的纺织工业进入了高速发展期，再生纤维素纤维的产量达到全世界产量的70％，由于耕地的减少和石油资源的日益枯竭，天然纤维、合成纤维的产量将会受到越来越多的制约；人们在重视纺织品消费过程中环保性能的同时，对再生纤维素纤维的价值进行了重新认识和发掘。再生纤维素纤维具有吸湿性好，透气性强，染色性能好，穿着舒适，易于纺织加工，可以生物降解等优良性能，如今再生纤维素纤维的应用已获得了一个空前的发展机遇。与此同时，再生纤维素纤维的染色的活性染料染再生纤维素纤维的技术上也在跟进发展。
活性染料与纤维素纤维，如棉纤维的固色反应，一般需在碱剂的存在下，才能发生。在印染生产厂家，使用最多的碱剂是纯碱，一般用量在10-20g/L。因为用纯碱维持染液pH值在10.5-11.5左右，这是最理想的固色pH值。纯碱作为碱剂，提高染液pH值，加快染料固色；具有较强的缓冲能力；它是一强碱弱酸盐，通过两次水解平衡反应，可使染液pH值稳定在10.5-11.5范围内，此值是大多数活性染料的最佳固色pH值，因此它适用的染料类别广；具有适当的对金属离子螯合能力，因此可以起软化水的作用，虽然它软化水的能力不是十分强，而且与某些金属离子会形成沉淀，但这种作用对硬度高的水，还是可以改善染色效果的；它本身是一可溶性电解质，因此在染色过程中，特别是在固色阶段可起促染作用，减少中性电解质的用量。纯碱虽然具有上述多方面的作用，但是它也存在许多不足之处，主要有以下几点：(1)用量高。为了维持染液pH值在11左右，其用量很高，因为它是通过盐的水解反应形成氢氧化钠，而且保持多个平衡反应，所以用量高；(2)由于用量高，应用时溶解不方便，易出现溶解不充分现象，或不能制成高浓度的溶液；(3)由于溶解不方便，应用时常以粉末状直接加入染浴，增加劳动强度，也使操作不便，或者由于溶解不充分，易产生色点和重现性差等问题；(4)由于用量高，化料不方便，故不适合一些自动计量加料的染色设备染色；(5)由于用量高，排放污水多，还增加了污水治理的负担。
现有的染料，染再生纤维素纤维其公知的染色条件是：常温髙碱染色工艺条件：在中温60℃条件下，加入浓度为20克每升(g/L)的纯碱(Na2CO3)使混合液pH值达到11-11.5，通过纯碱的催化作用，使活性染料与再生纤维素纤维发生亲核加成反应，与纤维结合，达到上染目的。其染色存在以下弊端：染料与再生纤维素纤维反应过快，染色初染速率高，上染不均匀易产生色花。为克服该问题，现有技术所采取的措施是：减缓纯碱的加入速度，延长染色工艺时间。此方法对工人的操作熟练度和经验要求较高。染料在高碱环境中极易水解，造成染料浪费。且染色污水色度较高，对生态环境污染严重。后续清洗工序中含碱量太高，传统工艺需要加入酸中和后，在进行皂洗，增加了生产成本。高温低碱染色工艺条件：在常温条件下，向染液中加入浓度为1-5克每升(g/L)的纯碱，升温至80℃，使活性染料与再生纤维素纤维发生亲核加成反应，与纤维结合，达到上染目的。高温低碱工艺虽然对于低温高碱工艺中所纯在的弊端有所改进，但新增以下缺陷：虽然降低了碱剂，但在高温环境中加剧了染料的水解，造成了染料的浪费，增加了污水处理成本。在80℃环境下染色，必然增加了能源消耗，造成生产成本增加。升温至80℃增加了染色时间，降低了生产效率。综上所述，以上两种染色工艺方法，或消耗大量的纯碱与染料，或增加了能源消耗，而且，生产时间相对较长，消耗大量的人力与物力，不符合生态要求。
活性染料染再生纤维素纤维纱线，主要采用丝光棉的染色技术条件，以特黑色为例，采用纯碱作为固色碱剂用量为20g/L。其次也存在两类低碱染色技术：一是纯碱高温低碱(对染料有选择性)，二是代用碱(1/8纯碱量)的中温低碱染色工艺。前者是染料供应商的卖点，后者是助剂供应商找卖点的市场运作，或都存在着重要的缺陷。
缺陷一：80℃染色，纯碱2-5g/L，存在耗能高，活性染料的活性基水解速度快，固色率低、得色浅的问题；
缺陷二：60℃染色，代用碱2.5-4g/L，组分有磷酸盐、硅酸盐和氢氧化钾不仅加大了染色废水的处理难度，也不能提供活性染料染色足够的固色碱量(还需要补充部分纯碱)造成得色浅，此项技术尚不成熟。
发明内容
本发明的目的是为了解决目前对再生纤维素纤维的染色不能够降低其染色温度和染色纯碱使用量进而造成的上述所说的问题，提供了一种黑色再生纤维素纤维筒子纱的活性染料低碱染色方法。
为了达到上述发明目的，本发明采用以下技术方案：
一种黑色再生纤维素纤维筒子纱的活性染料低碱染色方法，具体包括以下步骤：
(1)前处理：将精炼剂和纯碱加入到水中，搅拌至全部溶解后打入放有再生纤维素纤维筒子纱的主缸中，将主缸的水加至预定水位后上盖，升温到78-82℃，不断循环下进行20-25分钟，然后将水排干，待染色；主缸中精炼剂的浓度为0.5-2g/L，纯碱的浓度为1-2g/L；
(2)染色：将再生纤维素纤维筒子纱6-8倍重量、浓度为50-80g/L的元明粉水溶液加入主缸，然后加热至38-43℃循环20-25分钟；然后再将再生纤维素纤维筒子纱6-10％重量的的活性黑染料在15-25分钟内加入到主缸中；在38-43℃下循环20-30分钟；然后以1℃/分钟的速度升温至58-62℃，循环20-30分钟；
(3)固色：将纯碱溶解成溶液，并在40-45分钟内加入到主缸中，使主缸中纯碱的浓度为5-8g/L，然后再在60℃下保温63分钟；降压取样并对色；
(4)后续处理：经检验达标后，将固色后的再生纤维素纤维筒子纱进行后处理、皂洗、热水洗和柔软工艺后得到成品。
作为优选，步骤(1)中的精炼剂为脂肪醇乙氧基化合物和丁基二甘醇的混合水溶液，脂肪醇乙氧基化合物的质量浓度为25wt％，丁基二甘醇的质量浓度为20wt％。
作为优选，步骤(4)的后续处理具体分别为：
后处理：对色达标后，排干染液，加水，设定浴比，升温到80℃热水洗20分钟，排干液体；常温水洗10分钟，排液；其中，浴比为1:10；
皂洗：采用皂洗剂在温度为100℃下搅拌20分钟，排液；
热水洗：先用热水95℃搅拌进行10分钟，排液；再用常温水搅拌进行10分钟，排液；
柔软：在主缸中采用阳离子软珠乳液，50℃下运行30分钟。
本发明与现有技术相比，有益效果是：降低了再生纤维素纤维的染色温度；降低了再生纤维素纤维的染色的碱用量；操作简单工艺时间短，染色废水含碱量低，节约了后道的中和用的冰醋酸，减少洗水量，节能减排；提高其色牢度，降低染色成本。
黑色是服装面料的主色，尤其是纯正的特黑色长期受到市场的青睐，黑色纱产量占色纱的40％左右。本发明所提出的黑色再生纤维素纤维筒子纱的中温低碱染色技术，是在60℃条件下，纯碱用量为5-8g/L。其与纯碱用量20g/L的常规染色工艺比较，成效如下：色纱质量：得色深度提高了5％左右；耐洗色牢度和汗渍牢度提高近半级；降低了纯碱用量的60～75％，每吨色纱可节约洗水7-10吨；降低了工人的劳动强度，提高了设备效率。另外，主要还体现在比20g/L纯碱工艺节省省一道热水洗。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明的技术方案作进一步描述说明。
如果无特殊说明，本发明的实施例中所采用的原料均为本领域常用的原料，实施例中所采用的方法，均为本领域的常规方法。
实施例1：
一种黑色再生纤维素纤维筒子纱的活性染料低碱染色方法，具体包括以下步骤：
(1)前处理：将精炼剂和纯碱加入到水中，搅拌至全部溶解后打入放有再生纤维素纤维筒子纱的主缸中，将主缸的水加至预定水位后上盖，升温到78℃，不断循环下进行25分钟(正4反3循环)，然后将水排干，待染色；主缸中精炼剂的浓度为0.5g/L，纯碱的浓度为2g/L；
精炼剂为脂肪醇乙氧基化合物和丁基二甘醇的混合水溶液，脂肪醇乙氧基化合物的质量浓度为25wt％，丁基二甘醇的质量浓度为20wt％。
(2)染色：将再生纤维素纤维筒子纱6倍重量、浓度为80g/L的元明粉水溶液加入主缸，然后加热至38℃循环25分钟(正4反3循环)；然后再将再生纤维素纤维筒子纱6％重量的的活性黑染料在25分钟内加入到主缸中；在38℃下循环30分钟；然后以1℃/分钟的速度升温至62℃，循环20分钟(正4反3循环)；
(3)固色：将纯碱溶解成溶液，并在40分钟内加入到主缸中，使主缸中纯碱的浓度为8g/L，然后再在60℃下保温63分钟；降压取样并对色；
(4)后续处理：经检验达标后，将固色后的再生纤维素纤维筒子纱进行后处理、皂洗、热水洗和柔软工艺后得到成品，后续处理具体分别为：
后处理：对色达标后，排干染液，加水，设定浴比，升温到80℃热水洗20分钟，排干液体；常温水洗10分钟(全部正循环)，排液；其中，浴比为1:10；
皂洗：采用皂洗剂在温度为100℃下搅拌20分钟(正泵)，排液；
热水洗：先用热水95℃搅拌进行10分钟，排液；再用常温水搅拌进行10分钟，排液；
柔软：在主缸中采用阳离子软珠乳液，50℃下运行30分钟。
实施例2：
一种黑色再生纤维素纤维筒子纱的活性染料低碱染色方法，具体包括以下步骤：
(1)前处理：将精炼剂和纯碱加入到水中，搅拌至全部溶解后打入放有再生纤维素纤维筒子纱的主缸中，将主缸的水加至预定水位后上盖，升温到82℃，不断循环下进行20分钟(正4反3循环)，然后将水排干，待染色；主缸中精炼剂的浓度为2g/L，纯碱的浓度为1g/L；
精炼剂为脂肪醇乙氧基化合物和丁基二甘醇的混合水溶液，脂肪醇乙氧基化合物的质量浓度为25wt％，丁基二甘醇的质量浓度为20wt％。
(2)染色：将再生纤维素纤维筒子纱8倍重量、浓度为50g/L的元明粉水溶液加入主缸，然后加热至43℃循环20分钟(正4反3循环)；然后再将再生纤维素纤维筒子纱10％重量的的活性黑染料在15分钟内加入到主缸中；在43℃下循环20分钟；然后以1℃/分钟的速度升温至62℃，循环20分钟(正4反3循环)；
(3)固色：将纯碱溶解成溶液，并在45分钟内加入到主缸中，使主缸中纯碱的浓度为5g/L，然后再在60℃下保温63分钟；降压取样并对色；
(4)后续处理：经检验达标后，将固色后的再生纤维素纤维筒子纱进行后处理、皂洗、热水洗和柔软工艺后得到成品，后续处理具体分别为：
后处理：对色达标后，排干染液，加水，设定浴比，升温到80℃热水洗20分钟，排干液体；常温水洗10分钟(全部正循环)，排液；其中，浴比为1:10；
皂洗：采用皂洗剂在温度为100℃下搅拌20分钟(正泵)，排液；
热水洗：先用热水95℃搅拌进行10分钟，排液；再用常温水搅拌进行10分钟，排液；
柔软：在主缸中采用阳离子软珠乳液，50℃下运行30分钟。
实施例3：
一种黑色再生纤维素纤维筒子纱的活性染料低碱染色方法，具体包括以下步骤：
(1)前处理：将精炼剂和纯碱加入到水中，搅拌至全部溶解后打入放有再生纤维素纤维筒子纱的主缸中，将主缸的水加至预定水位后上盖，升温到80℃，不断循环下进行21分钟(正4反3循环)，然后将水排干，待染色；主缸中精炼剂的浓度为1g/L，纯碱的浓度为1g/L；
精炼剂为脂肪醇乙氧基化合物和丁基二甘醇的混合水溶液，脂肪醇乙氧基化合物的质量浓度为25wt％，丁基二甘醇的质量浓度为20wt％。
(2)染色：将再生纤维素纤维筒子纱7倍重量、浓度为60g/L的元明粉水溶液加入主缸，然后加热至41℃循环21分钟(正4反3循环)；然后再将再生纤维素纤维筒子纱8％重量的的活性黑染料在21分钟内加入到主缸中；在41℃下循环21分钟；然后以1℃/分钟的速度升温至60℃，循环21分钟(正4反3循环)；
(3)固色：将纯碱溶解成溶液，并在40分钟内加入到主缸中，使主缸中纯碱的浓度为6g/L，然后再在60℃下保温63分钟；降压取样并对色；
(4)后续处理：经检验达标后，将固色后的再生纤维素纤维筒子纱进行后处理、皂洗、热水洗和柔软工艺后得到成品，后续处理具体分别为：
后处理：对色达标后，排干染液，加水，设定浴比，升温到80℃热水洗20分钟，排干液体；常温水洗10分钟(全部正循环)，排液；其中，浴比为1:10；
皂洗：采用皂洗剂在温度为100℃下搅拌20分钟(正泵)，排液；
热水洗：先用热水95℃搅拌进行10分钟，排液；再用常温水搅拌进行10分钟，排液；
柔软：在主缸中采用阳离子软珠乳液，50℃下运行30分钟。
对本发明三个实施例的测试结果与20g/L的染色工艺比较及不同固色牢度比较见表1和表2。
表1是本发明的人造棉特黑色筒子纱染色平均结果与60℃、20g/L纯碱染色工艺比较
表2是本发明人造棉特黑色筒子纱的不同固色碱量色牢度测试结果
Claims (3)
1.一种黑色再生纤维素纤维筒子纱的活性染料低碱染色方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
（1）前处理：将精练剂和纯碱加入到水中，搅拌至全部溶解后打入放有再生纤维素纤维筒子纱的主缸中，将主缸的水加至预定水位后上盖，升温到78℃，不断循环下进行25分钟，正4反3循环，然后将水排干，待染色；主缸中精练剂的浓度为0.5g/L，纯碱的浓度为2g/L；
精练剂为脂肪醇乙氧基化合物和丁基二甘醇的混合水溶液，脂肪醇乙氧基化合物的质量浓度为25wt%，丁基二甘醇的质量浓度为20wt%；
（2）染色：将再生纤维素纤维筒子纱6倍重量、浓度为80g/L的元明粉水溶液加入主缸，然后加热至38℃循环25分钟，正4反3循环；然后再将再生纤维素纤维筒子纱6%重量的活性黑染料在25分钟内加入到主缸中；在38℃下循环30分钟；然后以1℃/分钟的速度升温至62℃，循环20分钟，正4反3循环；
（3）固色：将纯碱溶解成溶液，并在40分钟内加入到主缸中，使主缸中纯碱的浓度为8g/L，然后再在60℃下保温63分钟；降压取样并对色；
（4）后续处理：经检验达标后，将固色后的再生纤维素纤维筒子纱进行后处理、皂洗、热水洗和柔软工艺后得到成品，后续处理具体分别为：
后处理：对色达标后，排干染液，加水，设定浴比，升温到80℃热水洗20分钟，排干液体；常温水洗10分钟,全部正循环，排液；其中，浴比为1:10；
皂洗：采用皂洗剂在温度为100℃下搅拌20分钟，正泵，排液；
热水洗：先用热水95℃搅拌进行10分钟，排液；再用常温水搅拌进行10分钟，排液；
柔软：在主缸中采用阳离子软珠乳液，50℃下运行30分钟。
2.一种黑色再生纤维素纤维筒子纱的活性染料低碱染色方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
（1）前处理：将精练剂和纯碱加入到水中，搅拌至全部溶解后打入放有再生纤维素纤维筒子纱的主缸中，将主缸的水加至预定水位后上盖，升温到82℃，不断循环下进行20分钟，正4反3循环，然后将水排干，待染色；主缸中精练剂的浓度为2g/L，纯碱的浓度为1g/L；
精练剂为脂肪醇乙氧基化合物和丁基二甘醇的混合水溶液，脂肪醇乙氧基化合物的质量浓度为25wt%，丁基二甘醇的质量浓度为20wt%；
（2）染色：将再生纤维素纤维筒子纱8倍重量、浓度为50g/L的元明粉水溶液加入主缸，然后加热至43℃循环20分钟，正4反3循环；然后再将再生纤维素纤维筒子纱10%重量的活性黑染料在15分钟内加入到主缸中；在43℃下循环20分钟；然后以1℃/分钟的速度升温至62℃，循环20分钟，正4反3循环；
（3）固色：将纯碱溶解成溶液，并在45分钟内加入到主缸中，使主缸中纯碱的浓度为5g/L，然后再在60℃下保温63分钟；降压取样并对色；
（4）后续处理：经检验达标后，将固色后的再生纤维素纤维筒子纱进行后处理、皂洗、热水洗和柔软工艺后得到成品，后续处理具体分别为：
后处理：对色达标后，排干染液，加水，设定浴比，升温到80℃热水洗20分钟，排干液体；常温水洗10分钟，全部正循环，排液；其中，浴比为1:10；
皂洗：采用皂洗剂在温度为100℃下搅拌20分钟，排液；
热水洗：先用热水95℃搅拌进行10分钟，排液；再用常温水搅拌进行10分钟，排液；
柔软：在主缸中采用阳离子软珠乳液，50℃下运行30分钟。
3.一种黑色再生纤维素纤维筒子纱的活性染料低碱染色方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
（1）前处理：将精练剂和纯碱加入到水中，搅拌至全部溶解后打入放有再生纤维素纤维筒子纱的主缸中，将主缸的水加至预定水位后上盖，升温到80℃，不断循环下进行21分钟，正4反3循环，然后将水排干，待染色；主缸中精练剂的浓度为1g/L，纯碱的浓度为1g/L；
精练剂为脂肪醇乙氧基化合物和丁基二甘醇的混合水溶液，脂肪醇乙氧基化合物的质量浓度为25wt%，丁基二甘醇的质量浓度为20wt%；
（2）染色：将再生纤维素纤维筒子纱7倍重量、浓度为60g/L的元明粉水溶液加入主缸，然后加热至41℃循环21分钟，正4反3循环；然后再将再生纤维素纤维筒子纱8%重量的活性黑染料在21分钟内加入到主缸中；在41℃下循环21分钟；然后以1℃/分钟的速度升温至60℃，循环21分钟，正4反3循环；
（3）固色：将纯碱溶解成溶液，并在40分钟内加入到主缸中，使主缸中纯碱的浓度为6g/L，然后再在60℃下保温63分钟；降压取样并对色；
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后处理：对色达标后，排干染液，加水，设定浴比，升温到80℃热水洗20分钟，排干液体；常温水洗10分钟，全部正循环，排液；其中，浴比为1:10；
皂洗：采用皂洗剂在温度为100℃下搅拌20分钟，正泵，排液；
热水洗：先用热水95℃搅拌进行10分钟，排液；再用常温水搅拌进行10分钟，排液；
柔软：在主缸中采用阳离子软珠乳液，50℃下运行30分钟。
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| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |