CN104594073A - 一种免湿后处理的活性染料非水溶剂染色方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种免湿后处理的活性染料非水溶剂染色方法。该方法包括纤维进行阳离子改性；经过改性的纤维与活性染料、活性染料的良溶剂混合，加入活性染料的不良溶剂，升温至染色温度进行染色，保温；活性染料的良溶剂和活性染料的不良溶剂的体积比为1：3-20；活性染料的良溶剂的体积与纤维的质量的比为2-50：1，单位为mL/g；烘干，完成染色；活性染料的良溶剂为能溶解活性染料但不与活性染料发生化学反应的非水溶剂；活性染料的不良溶剂为不能溶解活性染料且不与活性染料发生化学反应的非水溶剂，加入碱性物质的水溶液中的是散纤维，或纤维制成的纱线、面料或成衣。本发明的染色方法是高固色率、可免湿后处理步骤的活性染料非水溶剂染色方法。

Description

一种免湿后处理的活性染料非水溶剂染色方法
技术领域
本发明涉及一种活性染料的染色方法，特别涉及一种免湿后处理的活性染料非水溶剂的染色方法，属于纺织染整技术领域。
背景技术
目前反应性纤维的染色大多采用活性染料，染色过程中由于活性基团在水介质中的水解，不仅导致大量活性染料的浪费，而且在染色过程中需要消耗大量的水以及排放大量难以处理的高色度污水，这也是活性染料一直以来存在的难以克服的瓶颈。
为了能避免活性染料的水解反应，提高活性染料的利用率，科学家们在很早就已经注意并研究了活性染料在非水介质中的染色。采用非水介质染色的优势在于活性染料在染色过程中不会发生水解，有望能提高活性染料与纤维的反应程度。但同时，采用非水介质染色也一直存在着较多问题，主要包括活性染料在非水介质中的溶解性、纤维在非水介质中的溶胀能力、固色碱剂在非水介质中的溶解度、以及染色的匀染性、透染性等。尽管活性染料在非水介质中染色存在着诸多难点，但现阶段用水成本逐渐升高，以及人们对环境保护越来越重视，活性染料非水介质染色以其良好的应用前景也越来越受到关注。
上世纪80年代印度纺织工艺研究所采用二甲基甲酰胺溶解活性染料C.I.活性红12，在升温至80℃过程中分批加入三氯乙烯并保温1h，染料几乎完全上染，固色率为84％。该方法虽提供了一个较好的溶剂染色思路，但固色率比传统染色方法相比优势不大，染色后仍需要大量的水进行高温皂洗去除浮色，工业应用前景不大，因此未得到进一步发展。
溶剂反胶束染色法是近年出现的一种新型的非水溶剂染色工艺，该工艺是将纤维或织物置于增溶了高浓度的染料水溶液的反胶束体系中染色，染色所用水量与传统水浴染色相比大大减少，不失为一种新型的节水染色工艺。但反胶束染色工艺存在以下几个问题：1、体系内表面活性剂以及助表面活性剂的用量较大，大量的表面活性剂以及助剂的用量导致染色过程中布样上吸附大量的表面活性剂以及助剂，同样会造成后处理困难、皂洗废水COD值偏高、环境污染以及一定的资源浪费。2、由于溶剂体系中分散的高浓度染料水溶液对纤维的亲和力高，因此染料上染速度快，不易控制，易染花。3、染色时纤维首先需浸轧一定浓度的碳酸钠水溶液，并以一定的待液率入染，体系中存在的水同样会导致染料的水解，因此，其固色率较低。
为了克服反胶束体系染色弊端，广东溢达纺织有限公司与浙江理工大学又合作开发了有机溶剂悬浮体系来实现活性染料的染色。该染色工艺将活性染料以及一定量的分散剂通过球磨分散于有机溶剂体系内，在一定染色条件下实现对纤维的上染。该染色工艺中采用的分散剂仅为染料用量的0.15倍，且染料的上染率可达到近100％，充分体现了非水溶剂染色的优势，但同样由于溶剂体系中分散的染料颗粒对纤维的亲和力高，因此上染速度快，易染花。
尽管活性染料非水溶剂染色已有大量文献报道，但活性染料的固色率依然较低，在染色完毕后仍需要大量的水来洗去棉纤维上残余的碱剂以及浮色，这也就失去了非水溶剂染色真正的意义。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种活性染料的非水溶剂染色方法，实现活性染料在中性条件下对纤维的完全上染与固色，且染色完毕后不需要任何湿后处理工序，染色周期短，能耗低。
为了达到上述目的，本发明提供了一种免湿后处理的活性染料非水溶剂染色方法，其包括以下步骤：
将纤维(或者纤维制成的纱线、面料或成衣)进行阳离子改性；
将经过改性的纤维(或者纤维制成的纱线、面料或成衣)与活性染料、活性染料的良溶剂混合，加入活性染料的不良溶剂，升温至染色温度进行染色，保温一段时间；其中，所述活性染料的良溶剂和所述活性染料的不良溶剂的体积比为1：3-20；所述活性染料的良溶剂的体积与所述纤维的质量的比为2-50：1，优选比例为3-10：1，其中，良溶剂的体积单位为mL，纤维(或者纤维制成的纱线、面料或成衣)的质量单位为g；
将纤维取出、烘干以回收溶剂，完成染色；
所述活性染料的良溶剂为能溶解活性染料但不与活性染料发生化学反应的非水溶剂；所述活性染料的不良溶剂为不能溶解活性染料且不与活性染料发生化学反应的非水溶剂；
所述活性染料的不良溶剂在升温之前加入或在升温过程中加入；
在上述方法中，加入碱性物质的水溶液中的可以是散纤维，也可以是纤维制成的纱线、面料或成衣。
本发明提供的染色方法中，优选地，采用的纤维的组成包括纤维素纤维、蛋白质纤维和具有反应基团的合成纤维中的一种或几种的组合；更优选地，采用的反应基团包括氨基、羟基、巯基；采用的纤维素纤维包括棉纤维、麻和粘胶纤维等中的一种或几种的组合，采用的蛋白质纤维包括羊毛和/或丝绸等，采用的具有反应基团的合成纤维包括尼龙等。
本发明提供的染色方法中，优选地，采用的活性染料的良溶剂为极性溶剂。
本发明提供的染色方法中，优选地，采用的活性染料的良溶剂包括N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、N,N-二甲基乙酰胺(DMAC)、二甲基亚砜(DMSO)、离子液体和醇醚溶剂等中的一种或几种的组合。
本发明提供的染色方法中，优选地，采用的活性染料的不良溶剂包括烷烃、含氯烃类、芳烃、烯烃、酮类溶剂、硅烷类溶剂、酯类溶剂和醚类溶剂中的一种或几种的组合；更优选地，采用的活性染料的不良溶剂包括C6-C8的正构烷烃、C6-C8的异构烷烃、全氯乙烯和十甲基环五硅氧烷中的一种或几种的组合。
本发明提供的染色方法中，优选地，所采用的阳离子改性剂包括带有季铵盐阳离子基团的化合物等。
本发明提供的染色方法中，优选地，所用的活性染料为在非碱性条件下与纤维或者纤维制成的纱线、面料或成衣发生化学反应的活性染料。
本发明提供的染色方法中，优选地，染色温度为50℃。
本发明提供的染色方法中，优选地，加入活性染料的不良溶剂后加入升温至80-150℃保温1-3h；更优选地，升温至130℃保温2h。
本发明所采用的活性染料的良溶剂与活性染料的不良溶剂能够在大于40℃的染色温度下混溶，能够在小于40℃的染色温度下分层。
根据本发明的具体实施方案，对于纤维的阳离子改性包括使阳离子化合物以物理吸附或发生化学反应的方式固着在棉织物上的方式。
本发明提供的免湿后处理的活性染料非水溶剂染色方法具有以下有益效果：
本发明的染色方法采用非水溶剂对活性染料进行染色，染色后纤维无需经过中和以及任何湿处理的步骤，解决了目前活性染料染色完毕后需要使用大量水中和、水洗以及高温皂洗的问题；
本发明的染色方法中无需使用盐进行促染，染料即可完全上染；
本发明的染色方法亦无需碱固色，染色后布面的pH接近中性，无需中和步骤，不会排放含碱废水，是一种环保型染色方法；
本发明提供的染色方法的染料利用率高，节约染料，而且染色工艺简单，能耗低。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现对本发明的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。
实施例1
本实施例提供了一种免湿后处理的活性染料非水溶剂染色方法，包括以下步骤：
将10g纯棉针织布浸渍于浓度为10g/L的阳离子试剂DM-2518水溶液中溶胀至带液率为100％，两浸两轧，在60℃下烘干10min，再在130℃下烘焙10min；
将经过阳离子改性的纯棉针织布放于染杯中，加入0.05g的(0.5％o.m.f)ArgazdYellow NF-GR染料、50mL的二甲基亚砜，50℃入染，以1℃/min的升温速度缓慢升温，在升温过程中缓慢加入300mL的四氯乙烯，升温至130℃保温2h；
取出针织布直接烘干，完成染色；回收溶剂并测试色牢度，通过皂洗测试染料固色率，测试结果如表1所示。
表1经过实施例1的染色方法染色后的针织布的性能测试结果
实施例2
本实施例提供了一种免湿后处理的活性染料非水溶剂染色方法，包括以下步骤：
首先配置阳离子改性剂的溶液：浓度为26g/L的阳离子试剂DM-1903的水溶液、浓度为8g/L的NaOH混合；
将10g纯棉针织布置于阳离子改性剂B的溶液中升温至80℃保温60分钟，取出针织布，净洗，干燥；
将10g经过阳离子改性的纯棉针织布放于染杯中，加入0.05g的(0.5％o.m.f)Argazd Red N-SB染料、50mL的N,N-二甲基甲酰胺，300mL的正己烷，50℃入染，以1℃/min的升温速度缓慢升温至130℃保温2h；
取出针织布直接烘干，完成染色；回收溶剂并测试色牢度，通过皂洗测试染料固色率，测试结果如表2所示。
表2经过实施例2的染色方法染色后的针织布的性能测试结果
实施例3
本实施例提供了一种免湿后处理的活性染料非水溶剂染色方法，包括以下步骤：
首先配置阳离子改性剂的溶液：浓度为26g/L的阳离子试剂DM-1903的水溶液、浓度为8g/L的NaOH混合；
将10g棉/麻(60％棉+40％麻)混纺针织布置于阳离子改性剂的溶液中升温至80℃保温60分钟，取出针织布，净洗，干燥；
将经过阳离子改性的棉/麻混纺针织布放于染杯中，加入0.05g的(0.5％o.m.f)Argazd Red N-SB染料、50mL的N,N-二甲基甲酰胺，50℃入染，以1℃/min的升温速度缓慢升温，在升温过程中缓慢加入300mL的十甲基环五硅氧烷，升温至130℃保温2h；
取出针织布直接烘干，完成染色；回收溶剂并测试色牢度，通过皂洗测试染料固色率，测试结果如表3所示。
表3经过实施例3的染色方法染色后的针织布的性能测试结果
实施例4
本实施例提供了一种免湿后处理的活性染料非水溶剂染色方法，包括以下步骤：
将10g粘胶纤维针织布浸渍于浓度为10g/L的阳离子试剂DM-2518水溶液中溶胀，两浸两轧，至带液率为100％，在60℃下烘干10min，再在130℃下烘焙10min；
将经过阳离子改性的粘胶纤维针织布放于染杯中，加入0.05g的(0.5％o.m.f)Argazd Red NF-GR染料、50mL的丙二醇甲醚以及300nl的异庚烷，50℃入染，以1℃/min的升温速度缓慢升温至130℃保温2h；
取出针织布直接烘干，完成染色；回收溶剂并测试色牢度，通过皂洗测试染料固色率，测试结果如表4所示。
表4经过实施例4的染色方法染色后的针织布的性能测试结果
实施例5
本实施例提供了一种免湿后处理的活性染料非水溶剂染色方法，包括以下步骤：
将10g棉/尼龙(70％棉+30％尼龙)混纺针织布浸渍于浓度为10g/L的阳离子试剂DM-2518水溶液中，两浸两轧至带液率为100％，在60℃下烘干10min，再在130℃下烘焙10min；
将经过阳离子改性的棉/尼龙混纺针织布放于染杯中，加入0.05g的(0.5％o.m.f)Argazd Red NF-GR染料、50mL的N,N-二甲基甲酰胺以及300nl的异庚烷，50℃入染，以1℃/min的升温速度缓慢升温至130℃保温2h；
取出针织布直接烘干，完成染色；回收溶剂并测试色牢度，通过皂洗测试染料固色率，测试结果如表5所示。
表5经过实施例5的染色方法染色后的针织布的性能测试结果
实施例6
本实施例提供了一种免湿后处理的活性染料非水溶剂染色方法，包括以下步骤：
将10g纯棉纱线浸渍于浓度为10g/L的阳离子试剂DM-2518水溶液中，离心脱水至带液率为100％，在60℃下烘干10min，再在130℃下烘焙10min；
将经过阳离子改性的纯棉纱线放于染杯中，加入0.05g的(0.5％o.m.f)ArgazdYellow NF-GR染料、50mL的二甲基亚砜，50℃入染，以1℃/min的升温速度缓慢升温，在升温过程中缓慢加入300mL的四氯乙烯，升温至130℃保温2h；
取出纱线直接烘干，完成染色；回收溶剂，通过皂洗测试染料固色率，测试结果如表6所示。
表6经过实施例6的染色方法染色后的纱线布的性能测试结果
测试项目 本实施例的工艺染色 未经阳离子预处理
上染率E/％ 100 90.0
固色率F/％ 99.14 39.46
纱线pH 7 7
纱线K/S 3.56 2.2
实施例7
本实施例提供了一种免湿后处理的活性染料非水溶剂染色方法，包括以下步骤：
将10g棉散纤维浸渍于浓度为10g/L的阳离子试剂DM-2518水溶液中，离心脱水至带液率为100％，在60℃下烘干10min，再在130℃下烘焙10min；
将经过阳离子改性的棉散纤维放于染杯中，加入0.05g的(0.5％o.m.f)ArgazdYellow NF-GR染料、50mL的二甲基亚砜，50℃入染，以1℃/min的升温速度缓慢升温，在升温过程中缓慢加入300mL的四氯乙烯，升温至130℃保温2h；
取出散纤维直接烘干，完成染色；回收溶剂，通过皂洗测试染料固色率，测试结果如表7所示。
表7经过实施例7的染色方法染色后的散纤维的性能测试结果
测试项目 本实施例的工艺染色 未经阳离子预处理
上染率E/％ 100 85.0
固色率F/％ 96.44 35.74
散纤维pH 7 7
由以上实施例可知，本发明提供的染色方法是一种高固色率、染色后不需要进行后续的湿后处理步骤的活性染料非水溶剂的染色方法。

Claims (10)

1.一种免湿后处理的活性染料非水溶剂染色方法，其包括以下步骤：
将纤维或者纤维制成的纱线、面料或成衣进行阳离子改性；
将经过改性的纤维或者纤维制成的纱线、面料或成衣与活性染料、活性染料的良溶剂混合，加入活性染料的不良溶剂，升温至染色温度进行保温；其中，所述活性染料的良溶剂和所述活性染料的不良溶剂的体积比为1：3-20；所述活性染料的良溶剂的体积与所述纤维或者纤维制成的纱线、面料或成衣的质量的比为2-50：1，其中，良溶剂的体积单位为mL，纤维或者纤维制成的纱线、面料或成衣的质量单位为g；
将纤维或者纤维制成的纱线、面料或成衣取出并烘干，完成染色；
所述活性染料的良溶剂为能溶解活性染料但不与活性染料发生化学反应的非水溶剂；所述活性染料的不良溶剂为不能溶解活性染料且不与活性染料发生化学反应的非水溶剂；
所述活性染料的不良溶剂在升温之前加入或在升温过程中加入。
2.根据权利要求1所述的非水溶剂染色方法，其中，所述纤维包括纤维素纤维、蛋白质纤维和具有反应基团的合成纤维中的一种或几种的组合；
优选地，所述反应基团包括氨基、羟基、巯基；
优选地，所述纤维素纤维包括棉纤维、麻和粘胶纤维中的一种或几种的组合，所述蛋白质纤维包括羊毛和/或丝绸，所述具有反应基团的合成纤维包括尼龙。
3.根据权利要求1所述的非水溶剂染色方法，其中，所述活性染料的良溶剂为极性溶剂。
4.根据权利要求1或3所述的非水溶剂染色方法，其中，所述活性染料的良溶剂包括N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、离子液体和醇醚溶剂中的一种或几种的组合。
5.根据权利要求1所述的非水溶剂染色方法，其中，所述活性染料的不良溶剂包括烷烃、含氯烃类、烯烃、芳烃、酮类溶剂、硅烷类溶剂、酯类溶剂和醚类溶剂中的一种或几种的组合。
6.根据权利要求1或5所述的非水溶剂染色方法，其中，所述活性染料的不良溶剂包括C6-C8的正构烷烃、C6-C8的异构烷烃、全氯乙烯和十甲基环五硅氧烷中的一种或几种的组合。
7.根据权利要求1所述的非水溶剂染色方法，其中，所述活性染料为在非碱性条件下与纤维或者纤维制成的纱线、面料或成衣发生化学反应的活性染料。
8.根据权利要求1所述的非水溶剂染色方法，其中，所述活性染料的良溶剂的体积与所述纤维或者纤维制成的纱线、面料或成衣的质量的比为3-10：1，其中，良溶剂的体积单位为mL，纤维或者纤维制成的纱线、面料或成衣的质量单位为g。
9.根据权利要求1所述的非水溶剂染色方法，其中，加入活性染料的不良溶剂后升温至80-150℃保温1-3h。
10.根据权利要求1所述的非水溶剂染色方法，其中，所述染色温度为50℃。
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