CN105220528B - 一种纤维素纤维成衣无水无盐的染色方法 - Google Patents

Abstract

一种纤维素纤维成衣无水无盐的染色方法，包括：1)配置改性溶液、2)浸轧烘干、3)配制染液、4)成衣染色浸轧。本发明的纤维素纤维无水无盐成衣染色与传统成衣染色相比，有独特的工艺特点。尤其是成衣染色中改性溶液的配置，另外，在针织物无水无盐成衣染色过程中，织物的浸轧、履带速度和考虑到对张力的合理控制，这些与棉针织物染色常用的浸染工艺相比，无水无盐成衣染色能够大幅度降低染色过程中水、热能和化学品的消耗，在节能减排、降耗及降低成本方面有巨大优势。

Description

一种纤维素纤维成衣无水无盐的染色方法

技术领域

本发明涉及成衣染整领域，尤其涉及一种纤维素纤维成衣无水无盐的染色方法。

背景技术

纤维素纤维染色是对棉、麻等纤维纺织物染色的工艺过程。棉、麻纤维纺织物在染色前需充分去除纤维素共生物，染色时尽量减少张力和摩擦，防止变形或产生茸毛而影响染制品的质量。纤维素纤维染色使用的染料主要有直接染料、活性染料、不溶性偶氮染料、暂溶性还原染料、还原染料和硫化染料等。活性染料因其优异的染色性能得以广泛应用，但染色过程中为提高染料上染率及固色率使用大量无机盐带来了环境污染。棉纤维阳离子化是一种比较直接有效解决活性染料染色问题的途径之一，通过化学结合或物理吸附使阳离子化合物固着在纤维上，提高染料的竭染率和固色率，在染色过程中减少甚至不使用无机盐。实现方法有两种，一是通过在纤维素纤维上接具有反应性的胺类化合物，二是用季胺盐在碱性条件下对棉织物进行预处理。

阳离子化试剂的典型代表为胺或季胺的环氧化合物，开发较早并一直沿用至今，广泛用于织物印花和树脂整理，在碱性条件下可与棉纤维反应，形成醚键，使纤维阳离子化。这类改性剂渗透性好，利于匀染，但存在分子量小、直接性差、用量大等缺点，所以人们趋向于研究大分子和聚合物的多活性基阳离子试剂。除了环氧类含氮化合物，还有以下几种：一氯均三嗪型季铵盐化合物、氮杂环丁烷阳离子化合物、N-羟甲基丙烯酰胺和阳离子丙烯基共聚物、羟烷基铵盐类化合物以及生物质阳离子化试剂。

由于很多阳离子化试剂本身对环境不利，比如一些胺类物质在自然界中毒性很大，对眼睛、皮肤、呼吸道等有刺激作用，所以开发环境友好的生物质阳离子化试剂越来越得到关注。

壳聚糖衍生物是一种多糖类高分子，这类生物相容胜好、无毒、无抗原眭，并且其年产量仅次于纤维素，近年来得到普遍关注。改性淀粉也可作为阳离子化试剂，用它处理棉织物后，染色K/S值、日晒牢度及折皱回复角都有提高，但前处理加整理的方法工艺复杂，还需价格较贵的催化剂，不经济，应用受到限制。

由于棉纤维在水溶液中呈负电性，Zeta电位约为-38MV；而活性染料分子中含有阴离子水溶性基团，同性相斥，使染料上染率和固色率较低，目前在传统染色工艺中需要应用大量的无机盐(硫酸钠或氯化纳，一般为30-150g/L)来克服电荷排斥作用，提高染料上染率，染色后，这些无机盐存在于染色废水，难于降解，对污水的后续处理带来很多麻烦，造成严重的环境污染。

为了解决活性染料染色中无机盐污染问题，纤维素纤维的无水无盐染色方法一直是研究方向，也是染整业内的发展方向。

发明内容

本发明的目的是提供一种纤维素纤维成衣无水无盐的染色方法，解决目前纤维素纤维成衣染色成本高，染色过程中环境污染的问题。

本发明实现上述发明目的所采取的技术方案如下：

一种纤维素纤维成衣无水无盐的染色方法，包括：1)配置改性溶液、2)浸轧烘干、3)配制染液、4)成衣染色浸轧；所述步骤1)配置改性溶液，包括以下方法步骤：

(1)向反应釜内加入去离子水900～1000kg，启动搅拌装置，加入3～3.1kg的阳离子瓜尔胶，充分搅拌均匀，继续搅拌运行的情况下向反应釜内加入500～600g的柠檬酸或冰醋酸，升温到55～60℃反应20min，反应完成后降温到35℃，得到澄清透明且粘度为2000～3000cps的阳离子瓜尔胶增稠液；

(2)在所述的阳离子瓜尔胶增稠液中加入的季铵盐表面活性剂6～6.5kg，常温下搅拌均匀，再向反应釜内加入耐碱渗透剂2～3kg，充分混合完全，即得。

优选的，所述步骤1)配置改性溶液，包括以下方法步骤：

(1)向反应釜内加入去离子水988.5kg，启动搅拌装置，加入3kg的阳离子瓜尔胶，充分搅拌均匀，继续搅拌运行的情况下向反应釜内加入500g的柠檬酸或冰醋酸，升温到55～60℃反应20min，反应完成后降温到35℃，得到澄清透明且粘度为2000～3000cps的阳离子瓜尔胶增稠液；

(2)在所述的阳离子瓜尔胶增稠液中加入的季铵盐表面活性剂6kg，常温下搅拌均匀，再向反应釜内加入耐碱渗透剂2kg，充分混合完全，即得。

优选的，所述的季铵盐表面活性剂是双十二烷基二甲基氯化铵；所述的耐碱渗透剂是异构十三醇聚氧乙烯醚。

所述的步骤2)浸轧烘干为将配制好的改性溶液注入改性轧槽中，启动自动履带轧车，履带速度为30m/min，将成衣放在履带上自动过轧，轧余率40～60％；改性液始终保持初始液面，直到浸轧完成；轧过后的成衣在隧道烘干机中以温度60℃烘干。

所述的步骤3)配制染液为按染料10～20g/L、烧碱1～5g/L、纯碱10～60g/L、增稠剂1～5g/L配制染液；搅拌均匀得到染液。

优选的，所述的增稠剂为非离子瓜尔胶。

一般配置染液中都会添加一定量的吸咐剂，稳定剂，胶体保护剂，流平剂，但是对于本发明由于第一步的改性处理，后续的染液中无需添加这些常用试剂。经试验对比，添加后会得到更差的技术效果。

所述的步骤4)成衣染色浸轧为将配制好的染液注入染液轧槽中，启动自动履带轧车，履带速度为30m/min，将成衣放在履带上让其自动过轧，染液始终保持初始液面，直到浸轧完成，轧余率50～80％。

为达到更好的染色固色目的，还包括步骤5)成衣固色，将固色剂溶于温度为40～50℃的水中，成衣浸泡后水洗，烘干。

所述的固色剂通过以下方法步骤制得：

(1)配料：

a.将8重量份的二甲基二烯丙基氯化铵投入预先准备好的高位容器中；

b.将1重量份的二烯丙基胺投入完成反应的反应釜中；

c.将0.2重量份的过硫酸铵和0.25重量份的亚硫酸氢钠分别按与水的重量比例为1:8配成溶液并投入预先准备好的小型高位容器中；

(2)反应：

将反应釜内的二烯丙基胺升温到60℃，待温度稳定后，同时连续滴加步骤1)中a.所述高位槽内的二甲基二烯丙基氯化铵以及步骤1)中c.所述的过硫酸铵、亚硫酸氢钠配成1:8的水溶液，滴加过程中发生共聚反应，控制温度在60～80℃之间，待滴加完成后，保持在80℃，2～4小时，得到的微黄色的溶液，即为固色剂。

所述的固色剂有如下有益效果：1、对硬水、酸、碱及硫酸盐稳定。2、能出色改善活性染料或者直接染料的耐湿色牢度和耐洗色牢度。3、不会降低直接染料、活性染料的日晒牢度。4、不会改变染色的色光。5、不含甲醛、不释放甲醛，环保。6、适用于所有纤维素纤维及其混纺织物。

本发明的有益效果：

一、本发明所述的步骤1)其实质是制备了一种阳离子改性剂，系阳离子性的聚电解质，在水溶液中有很好的电导性，可以改变纤维表面的电性，使纤维和活性染料之间的吸咐大大提高；性质稳定。经多次试验，所述的季铵型阳离子改性剂分子中不含与纤维发生反应的活性基团，不影响色光且有好的牢度性能；适用范围广，PH在4～13均可。并且经处理后的棉纤维吸附染料的能力要大于传统有盐染色的吸附能力。

所制备的阳离子改性剂特点主要有：1、优秀的润湿性：能快速渗透到纤维的内部和表面，为改性提高了效率。2、优秀的分散性：纤维的改性极佳的均匀，使得染色时不会产生色花，达到色采匀称、鲜艳的效果。3、优秀的稳定性：配置的改性液可以常温下放置10天，达到100％利用，实现0污染0排放。4、优秀的PH值范围：符合在碱性染液中染色的条件。5、优秀的阳离子性：纤维素成衣通过染液时能快速上染，提高了染色的效率。6、本品是环保型产品，高于欧洲reach标准。

二、本发明所述的纤维素纤维成衣无水无盐的染色方法大幅提高染料的上染率提高60％、使用量减少65％；提高染液的稳定性；原传统染液稳定时间为30min，其30min后不稳定，现在的稳定情况达3h，可充分使用染液。

三、减化传统染色工艺，节约用水、无污水排放。无需用盐。传统染色还需加入大量盐，以提高染料上染率和固色率，过多的盐会导致水质恶化破坏生态环境。无需温度、减少汽的用量。色泽稳定鲜艳、牢度好。棉针织物的无水无盐染色与传统成衣染色相比，有独特的工艺特点。在染料的选择、碱剂的使用和助剂的选用方面都应考虑到针织物的特点；另外，在针织物无水染色过程中，织物的各项操作中都要考虑到对张力的合理控制。与棉针织物染色常用的浸染工艺相比，无水无盐染色能够大幅度降低染色过程中水、热能和化学品的消耗，在节能、减排、降耗及降低成本方面有巨大优势。

四、能源及物料消耗大幅减少，水的消耗，一直以来，如何减少水的消耗是染色加工中研究解决的大问题。大量的用水不仅增加了生产的成本，更重要的是造成大量的污水排放，增加治污成本。无水无盐染色工艺在减少水的消耗、降低污水排放方面具有很大的优势。对比针织物无水无盐染色工艺与传统成衣浸染染色工艺，水消耗的差异主要在染料上染的染色环节。在无水无盐成衣染色过程中，水的消耗主要用于织物的带液。而在浸染染色工艺中，水的消耗主要用于提供一定的浴比。成衣染色机的浴比一般为1:20，即染1t的织物，要用20t的水；而在本发明的无水无盐成衣染色过程中，轧余率以60％计，染1t的织物大概要用水0.6t。热能的消耗，一般而言，染色是湿热加工过程，需要消耗大量的热能用于染液、皂煮或热水洗的加热升温，这势必带来能源的消耗。无水无盐成衣染色工艺的上染和固色过程都是在室温下进行的，没有加热过程，避免了这部分能源的消耗。染料的消耗，本发明的无水无盐成衣染色过程中染料的消耗与浸染染色工艺的相比大幅度降低，一般为60g/L的染料，本发明中染液配置只需要10～20g/L的染料，且得色量匀染性高于传统的浸染染色工艺。

本发明的纤维素纤维无水无盐成衣染色与传统成衣染色相比，有独特的工艺特点。尤其是成衣染色中改性溶液的配置，另外，在针织物无水无盐成衣染色过程中，织物的浸轧、履带速度和考虑到对张力的合理控制，这些与棉针织物染色常用的浸染工艺相比，无水无盐成衣染色能够大幅度降低染色过程中水、热能和化学品的消耗，在节能减排、降耗及降低成本方面有巨大优势。

具体实施方式:

实施例1、一种纤维素纤维成衣无水无盐的染色

1)配置改性溶液，包括以下方法步骤：(1)向反应釜内加入去离子水988.5kg，启动搅拌装置，加入3kg的阳离子瓜尔胶，充分搅拌均匀，继续搅拌运行的情况下向反应釜内加入500g的柠檬酸或冰醋酸，升温到55～60℃反应20min，反应完成后降温到35℃，得到澄清透明且粘度为2000～3000cps的阳离子瓜尔胶增稠液；(2)在所述的阳离子瓜尔胶增稠液中加入的季铵盐表面活性剂6kg，常温下搅拌均匀，再向反应釜内加入耐碱渗透剂2kg，充分混合完全，即得。

2)浸轧烘干，将配制好的改性溶液注入改性轧槽中，启动自动履带轧车，履带速度为30m/min，将成衣放在履带上自动过轧，轧余率60％；改性液始终保持初始液面，直到浸轧完成；轧过后的成衣在隧道烘干机中以温度60℃烘干。

3)配制染液，按染料20g/L、烧碱5g/L、纯碱10g/L、增稠剂非离子瓜尔胶1g/L的比例配制染液；搅拌均匀得到染液。

4)成衣染色浸轧，将配制好的染液注入染液轧槽中，启动自动履带轧车，履带速度为30m/min，将成衣放在履带上让其自动过轧，染液始终保持初始液面，直到浸轧完成，轧余率80％。

纤维素纤维成衣经上述步骤的染色，后续固色按常规固色也可实现发明目的。

实施例2、一种纤维素纤维成衣无水无盐的染色

1)配置改性溶液，包括以下方法步骤：

(1)向反应釜内加入去离子水900kg，启动搅拌装置，加入3kg的阳离子瓜尔胶，充分搅拌均匀，继续搅拌运行的情况下向反应釜内加入500g的柠檬酸或冰醋酸，升温到55℃反应20min，反应完成后降温到35℃，得到澄清透明且粘度为2000cps的阳离子瓜尔胶增稠液；

(2)在所述的阳离子瓜尔胶增稠液中加入的双十二烷基二甲基氯化铵6kg，常温下搅拌均匀，再向反应釜内加入异构十三醇聚氧乙烯醚2kg，充分混合完全，即得。

2)浸轧烘干，将配制好的改性溶液注入改性轧槽中，启动自动履带轧车，履带速度为30m/min，将成衣放在履带上自动过轧，轧余率40％；改性液始终保持初始液面，直到浸轧完成；轧过后的成衣在隧道烘干机中以温度60℃烘干。

3)配制染液，按染料10g/L、烧碱2.5g/L、纯碱30g/L、非离子瓜尔胶2.5g/L的比例配制染液；搅拌均匀得到染液。

4)成衣染色浸轧，将配制好的染液注入染液轧槽中，启动自动履带轧车，履带速度为30m/min，将成衣放在履带上让其自动过轧，染液始终保持初始液面，直到浸轧完成，轧余率50％。

5)成衣固色，将固色剂溶于温度为40～50℃的水中，成衣浸泡后水洗，烘干。

实施例3、一种纤维素纤维成衣无水无盐的染色

1)配置改性溶液，包括以下方法步骤：

(1)向反应釜内加入去离子水1000kg，启动搅拌装置，加入3.1kg的阳离子瓜尔胶，充分搅拌均匀，继续搅拌运行的情况下向反应釜内加入600g的柠檬酸或冰醋酸，升温到60℃反应20min，反应完成后降温到35℃，得到澄清透明且粘度为2500cps的阳离子瓜尔胶增稠液；

(2)在所述的阳离子瓜尔胶增稠液中加入双十二烷基二甲基氯化铵6.5kg，常温下搅拌均匀，再向反应釜内加入异构十三醇聚氧乙烯醚3kg，充分混合完全，即得。

2)浸轧烘干为将配制好的改性溶液注入改性轧槽中，启动自动履带轧车，履带速度为30m/min，将成衣放在履带上自动过轧，轧余率50％；改性液始终保持初始液面，直到浸轧完成；轧过后的成衣在隧道烘干机中以温度60℃烘干。

3)配制染液为按染料15g/L、烧碱1g/L、纯碱10g/L、非离子瓜尔胶1g/L的比例配制染液；搅拌均匀得到染液。

4)成衣染色浸轧为将配制好的染液注入染液轧槽中，启动自动履带轧车，履带速度为30m/min，将成衣放在履带上让其自动过轧，染液始终保持初始液面，直到浸轧完成，轧余率50％。

5)成衣固色，将固色剂溶于温度为40～50℃的水中，成衣浸泡后水洗，烘干。所述的固色剂通过以下方法步骤制得：

(1)配料：

a.将8重量份的二甲基二烯丙基氯化铵投入预先准备好的高位容器中；

b.将1重量份的二烯丙基胺投入完成反应的反应釜中；

c.将0.2重量份的过硫酸铵和0.25重量份的亚硫酸氢钠分别按与水的重量比例为1:8配成溶液并投入预先准备好的小型高位容器中；

(2)反应：

将反应釜内的二烯丙基胺升温到60℃，待温度稳定后，同时连续滴加步骤1)中a.所述高位槽内的二甲基二烯丙基氯化铵以及步骤1)中c.所述的过硫酸铵、亚硫酸氢钠配成1:8的水溶液，滴加过程中发生共聚反应，控制温度在60～80℃之间，待滴加完成后，保持在80℃，2～4小时，得到的微黄色的溶液，即为固色剂。

使用上述固色剂，可以更好的实现发明目的，同时成衣染色效果极佳。

Claims (7)

1.一种纤维素纤维成衣无水无盐的染色方法，包括：1)配置改性溶液、2)浸轧烘干、3)配制染液、4)成衣染色浸轧；其特征在于：所述步骤1)配置改性溶液，包括以下方法步骤：

(1)向反应釜内加入去离子水900～1000kg，启动搅拌装置，加入3～3.1kg的阳离子瓜尔胶，充分搅拌均匀，继续搅拌运行的情况下向反应釜内加入500～600g的柠檬酸或冰醋酸，升温到55～60℃反应20min，反应完成后降温到35℃，得到澄清透明且粘度为2000～3000cps的阳离子瓜尔胶增稠液；

(2)在所述的阳离子瓜尔胶增稠液中加入的季铵盐表面活性剂6～6.5kg，常温下搅拌均匀，再向反应釜内加入耐碱渗透剂2～3kg，充分混合完全，即得；

所述的步骤2)浸轧烘干为将配制好的改性溶液注入改性轧槽中，启动自动履带轧车，履带速度为30m/min，将成衣放在履带上自动过轧，轧余率40～60％；改性液始终保持初始液面，直到浸轧完成；轧过后的成衣在隧道烘干机中以温度60℃烘干；

所述的步骤4)成衣染色浸轧为将配制好的染液注入染液轧槽中，启动自动履带轧车，履带速度为30m/min，将成衣放在履带上让其自动过轧，染液始终保持初始液面，直到浸轧完成，轧余率50～80％。

2.如权利要求1所述的纤维素纤维成衣无水无盐的染色方法，其特征在于：所述步骤1)配置改性溶液，包括以下方法步骤：

(1)向反应釜内加入去离子水988.5kg，启动搅拌装置，加入3kg的阳离子瓜尔胶，充分搅拌均匀，继续搅拌运行的情况下向反应釜内加入500g的柠檬酸或冰醋酸，升温到55～60℃反应20min，反应完成后降温到35℃，得到澄清透明且粘度为2000～3000cps的阳离子瓜尔胶增稠液；

(2)在所述的阳离子瓜尔胶增稠液中加入的季铵盐表面活性剂6kg，常温下搅拌均匀，再向反应釜内加入耐碱渗透剂2kg，充分混合完全，即得。

3.如权利要求1或2所述的纤维素纤维成衣无水无盐的染色方法，其特征在于：所述的季铵盐表面活性剂是双十二烷基二甲基氯化铵；所述的耐碱渗透剂是异构十三醇聚氧乙烯醚。

4.如权利要求1所述的纤维素纤维成衣无水无盐的染色方法，其特征在于：所述的步骤3)配制染液为按染料10～20g/L、烧碱1～5g/L、纯碱10～60g/L、增稠剂1～5g/L配制染液；搅拌均匀得到染液。

5.如权利要求4所述的纤维素纤维成衣无水无盐的染色方法，其特征在于：所述的增稠剂为非离子瓜尔胶。

6.如权利要求1所述的纤维素纤维成衣无水无盐的染色方法，其特征在于：还包括步骤5)成衣固色，将固色剂溶于温度为40～50℃的水中，成衣浸泡后水洗，烘干。

7.如权利要求6所述的纤维素纤维成衣无水无盐的染色方法，其特征在于：所述的固色剂通过以下方法步骤制得：

(1)配料：

a.将8重量份的二甲基二烯丙基氯化铵投入预先准备好的高位容器中；

b.将1重量份的二烯丙基胺投入完成反应的反应釜中；

c.将0.2重量份的过硫酸铵和0.25重量份的亚硫酸氢钠分别按与水的重量比例为1:8配成溶液并投入预先准备好的小型高位容器中；

(2)反应：

将反应釜内的二烯丙基胺升温到60℃，待温度稳定后，同时连续滴加步骤1)中a.所述高位槽内的二甲基二烯丙基氯化铵以及步骤1)中c.所述的过硫酸铵、亚硫酸氢钠配成1:8的水溶液，滴加过程中发生共聚反应，控制温度在60～80℃之间，待滴加完成后，保持在80℃，2～4小时，得到的微黄色的溶液，即为固色剂。