CN106337303B - 一种棉织物的活性染料染色方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种棉织物的活性染料染色方法，包括如下步骤：(1)棉织物的预处理：将棉织物在10‑100g/L的碳酸钠溶液中浸轧，控制轧液率为100‑200％，备染；(2)上染：用液体石蜡作为染色的连续相介质配制染液。将步骤(1)所得的棉织物在常温下置入活性染料/液体石蜡浴(染液)中，上染20‑60min；(3)固着：将步骤(2)得到的混合物体系升温至50‑100℃，保温20‑50min；(4)皂煮：将棉织物取出，皂洗去除棉织物表面浮色。本发明选择液体石蜡代替水作为活性染料染色介质，提供一种染色过程中无需中性盐促染、染料上染率高、固着率高的棉织物活性染料染色方法。
Description
技术领域
本发明属于染整技术领域，具体涉及一种棉织物的活性染料液体石蜡浴染色方法。
背景技术
纤维素纤维是世界上产量最大的纺织纤维，其中，棉纤维作为天然纤维素纤维，由于具有良好的吸水性、吸湿性、易染色性，手感柔软，强度适度，穿着舒适等优点，被广泛应用于生产生活中。
活性染料由于其色泽鲜艳、色谱齐全、应用简便、成本低廉、牢度优良已成为纤维素纤维印染的主要选择。然而，活性染料的母体通常为酸性染料，与棉纤维的亲和力小，上染率低，且纤维与染料之间存在静电斥力，常规水浴染色时需加入大量中性电解质，以促进染料对纤维的上染。电解质的加入虽然能使活性染料的上染率有一定程度的提高，并使废水排放中的染料含量随之有所降低，然而大量电解质的应用不仅在染色过程中易造成染色管路不畅等问题，而且增加了染色废水处理的难度，同样对环境造成负面影响。活性染料染色后的废水中，除了含有高浓度的盐，常常还含有高达30％～40％的未固着和水解染料，使得染色废水COD值高达(0.8～4.0)×104mg/L，废水处理的负担很重。
棉织物的活性染料低盐或无盐染色的研究已历经了30多年，先后出现了多种染色方法和技术途径，主要有：低盐/无盐染色活性染料的开发、纤维素纤维的阳离子化改性、代用盐染色助剂的应用、无盐染色交联剂的使用、染色工艺的革新等方面。以上途径虽然可在一定程度上提高活性染料的利用率，改善活性染料染色用盐量大的问题，但是提高和改善的程度有限，不能从根本上解决活性染料的废水污染问题。
常规的活性染料染色是在水中进行的，水作为染色介质具有许多优点，例如溶解染料、溶胀纤维、溶解碱剂和电解质等添加剂以及价格低廉等，但水分子是一种较强亲核性物质，会使活性染料水解、降低固色效率和色牢度。用水多，排放的污水也多，又带来许多生态问题。若能减少染色用水量和提高染料上染率，则所需的电解质用量也就随之减少，染色废水处理的负担就能大大减轻。为此，开发棉织物的活性染料少水/无水染色技术具有重要意义。
超临界二氧化碳染色技术一经问世就备受瞩目，聚酯，聚酰胺等合成纤维可以在超临界二氧化碳中用分散染料得到令人满意的染色效果。但是，天然纤维并不能在常规的超临界流体中得到有效的染色。尽管科研人员试图通过对棉纤维改性，对活性染料修饰，应用超临界二氧化碳共溶剂和助剂，以提高染色介质对染料的溶解和对纤维的溶胀能力，但均不是十分有效。
另一种提高活性染料上染率的途径是通过反胶束染色。反胶束是表面活性剂分散于连续的非极性的有机相中自发形成的纳米级聚集体。当在有机溶剂反相胶束介质中对活性染料进行染色时，活性染料可以溶解在反相胶束中由表面活性剂的亲水基形成的极性核中。反胶束中的水分在染色过程中对纤维有一定的溶胀作用，并且染色体系中的束缚水与活性染料的反应能力较弱，染料不易水解，染料利用率得以提高。然而，反胶束体系的制备需要大量的表面活性剂和助表面活性剂，且反胶束的增溶能力有限，实际应用有很大的限制。
本发明提供一种棉织物的活性染料液体石蜡浴染色方法。液体石蜡是碳原子数为8-24的正构烷烃，是一种无色、无味、无毒、难挥发的油性液体，由于其性质稳定，对人体无毒害作用，在医学上被广泛应用于创口处理、灌肠、体内填充物等方面；由于其低致敏性和较好的封闭性，可用于软膏、搽剂和化妆品的基质。根据加工方法不同，所得液体石蜡的组成亦有所差别。不同种类的液体石蜡由于其碳原子数不同，其平均分子量、沸程、粘度、表面张力及密度等参数也不同。液体石蜡的安全性高，粘度可调控，且价格低廉。本发明应用液体石蜡浴进行棉织物的活性染料染色，由于活性染料溶于水而不溶于液体石蜡，而亲水性的棉织物对水和活性染料都有亲和性，因而在液体石蜡浴中无论是悬浮分散的活性染料还是溶解于水的活性染料都会自发地快速吸附到织物上，获得很高的上染率，且无需中性盐促染。该方法有效解决了活性染料上染率低、用盐量大和废水难处理等问题，并具有显著的节水和减少废水排放效果，应用前景广阔。
发明内容
本发明的目的在于提供一种棉织物的活性染料染色方法，针对棉织物的活性染料水浴染色所存在的染料利用率低、废水中色度高、含盐多、碱性大而难处理等问题，本发明选择液体石蜡代替水作为活性染料染色介质，提供一种染色过程中无需中性盐促染、染料上染率高、固着率高的棉织物活性染料染色方法。
为了解决上述技术问题，采用如下技术方案：
一种棉织物的活性染料染色方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)棉织物的预处理：将棉织物在10-100g/L的碳酸钠溶液中浸轧，控制轧液率为100-200％，备染；
(2)上染：用质量比m棉织物(干重记)：m液体石蜡＝1：(20-60)的液体石蜡作为染色的连续相介质，本发明提供两种配置染液的方法，第一种方法是将活性染料和液体石蜡配制成活性染料/液体石蜡悬浮分散液，该分散液即是染液；第二种方法是将染料先用m活性染料：m水＝1：(5-10)的水预溶解，再加入液体石蜡制成染液。将步骤(1)所得的棉织物在常温下置入活性染料/液体石蜡浴(染液)中，上染20-60min；
(3)固着：将步骤(2)得到的混合物体系升温至50-100℃，保温20-50min；
(4)皂煮：将棉织物取出，皂洗去除棉织物表面浮色。
作为优选，步骤(1)碳酸钠溶液的浓度为40-60g/L。
作为优选，步骤(1)轧液率控制在120-150％。
作为优选，步骤(2)所选液体石蜡初馏点大于200℃，粘度为21～42mPa·s。
作为优选，步骤(2)m棉织物(干重记)：m液体石蜡为1:(30-50)。
作为优选，步骤(2)m活性染料：m水＝1：8。
作为优选，步骤(2)上染时间为30-40min。
作为优选，步骤(3)固着时间为30-40min，固着温度随染料活性基团类型而变化。
作为优选，步骤(4)中的皂煮方法为：配制含有3g/L标准皂片和3g/L碳酸钠的溶液，浴比为1:50；将染色后的棉织物置入该溶液，在95℃的温度条件下，皂煮10min。
由于采用上述技术方案，具有以下有益效果：
1、由于活性染料溶于水而不溶于液体石蜡，而亲水性的棉织物对水和活性染料都有很好的亲和性，因而在液体石蜡浴中无论是悬浮分散的活性染料还是溶解于水的活性染料都会自发地快速吸附到织物上，获得很高的上染率，且无需中性盐促染。该方法有效解决了活性染料上染率低、用盐量大和废水难处理等问题。
2、液体石蜡染色体系中只有极少量的水存在，可以在很大程度上抑制染料的水解，相对于传统水浴染色，明显提高了染料固着率，大大增加了染料的利用率。
3、液体石蜡是一种无色无嗅的透明油状液体，性质稳定，对人体无毒害作用，安全环保，且价格低廉。染色结束后，由于所用的染料和碱剂有良好的水溶性，因此很容易与液体石蜡分离，液体石蜡可以回收再利用。
4、与传统水浴染色相比，在只需要少量水的情况下，就可以达到很好染色效果，具有显著的节水和减少废水排放效果，符合生态染整的发展方向。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明作进一步说明：
实施例1：(活性黑KN-B)
1、染色配方与条件：
活性染料(活性黑KN-B)：4％(o.w.f)；
碳酸钠浓度：40g/L；
棉织物重：1g；
轧液率：150％；
棉织物与液体石蜡的质量比：1:40；
表1实施例1所用液体石蜡相关参数
2、染色工艺流程：
(1)棉纤维的预处理：称取1g棉织物，将其置入到浓度为40g/L的碳酸钠溶液中，浴比为1：50。在常温条件下浸渍30min后轧液，控制棉织物的轧液率为150％，备染。
(2)上染：根据配比将活性染料和液体石蜡混合配置成活性染料/液体石蜡悬浮分散液，将步骤(1)中所得的棉织物在室温下置入活性染料/液体石蜡悬浮分散液(染液)中，上染30min。
(3)固着：将步骤(2)所得的混合物体系升温至65℃，升温速率为3℃/min，保温30min。
(4)皂洗：配制含3g/L标准皂片和3g/L碳酸钠的皂煮液，将染色后的棉织物投入到该皂煮液中，浴比1：50，在95℃温度条件下皂煮10min，最后水洗、烘干获得染色棉织物。
实施例2：(活性黑KN-B)
1、染色配方：
活性染料(活性黑KN-B)：2％(o.w.f)；
碳酸钠浓度：40g/L；
棉织物重：1g；
棉织物与液体石蜡的质量比：1:20；
轧液率：200％；
液体石蜡品种同实施例1
2、染色工艺流程：采用上述染色配方，具体染色工艺流程同实施例1，不同之处在于：步骤(2)中将染料用m活性染料：m水＝1：5的水溶解，再加入液体石蜡，振荡摇匀，然后将步骤(1)中所得的棉织物在室温下置入染液，上染20min；步骤(3)中将混合物体系升温至70℃，保温50min。
实施例3：(活性黑KN-B)
1、染色配方：
活性染料(活性黑KN-B)：2％(o.w.f)；
碳酸钠浓度：10g/L；
棉织物重：1g；
轧液率：100％；
棉织物与液体石蜡的质量比：1:60；
液体石蜡品种同实施例1
2、染色工艺流程：采用上述染色配方，具体染色工艺流程同实施例2，不同之处在于：步骤(2)中将染料用m活性染料：m水＝1：10的水溶解，再加入液体石蜡，振荡摇匀，然后将步骤(1)中所得的棉织物在室温下置入染液，上染40min；步骤(3)中将混合物体系升温至50℃，保温50min。
实施例4：(活性黑KN-B)
具体染色配方及染色工艺流程同实施例2，与实施例2不同之处在于步骤(2)和步骤(3)所用液体石蜡(液体石蜡相关参数如表2)不同。
表2实施例4所用液体石蜡参数
实施例5：(活性红3BS)
1、染色配方：
活性染料(活性红3BS)：2％(o.w.f)；
碳酸钠浓度：100g/L；
棉织物重：1g；
棉织物与液体石蜡的质量比：1:40；
轧液率：150％；
液体石蜡品种同实施例1
2、染色工艺流程：采用上述染色配方，具体染色工艺流程同实施例1，不同之处在于：步骤(2)：将步骤(1)所得的棉织物在室温下置于活性染料/液体石蜡悬浮分散液(染液)中入染，上染时间为60min。步骤(3)：将步骤(2)所得的混合物体系升温至100℃，升温速率为3℃/min，保温50min。
对照例1：
采用传统水浴染色工艺，控制活性染料(活性黑KN-B)用量与上述实施例1中活性染料(活性黑KN-B)用量一致。
1、染色配方：
活性染料(活性黑KN-B)：4％(o.w.f)；
棉织物重：1g；
浴比：1:50；
碳酸钠浓度：15g/L；
氯化钠浓度：50g/L
2、染色工艺流程：
步骤(1)称取0.04g染料，将其溶于50ml蒸馏水中，充分搅匀，配制成染液，将1g棉织物置入该染浴，浸渍处理10min；
步骤(2)将步骤(1)混合体系升温至40℃，加入1/2量的NaCl，染15min；
步骤(3)加入剩余1/2量的NaCl，继续染15min；
步骤(4)加入碳酸钠固色，固色温度及时间同实施例1；
步骤(5)皂煮：同实施例1步骤(4)。
对照例2：
与对照例1的不同之处在于：控制活性染料(活性黑KN-B)用量与上述实施例2中的活性染料(活性黑KN-B)用量一致，固色温度及时间同实施例2，其它条件与对照例1相同。
对照例3：
与对照例1的不同之处在于：控制活性染料(活性黑KN-B)用量与上述实施例3中的活性染料(活性黑KN-B)用量一致，固色温度及时间同实施例3，其它条件与对照例1相同。
对照例4：
与对照例1的不同之处在于：控制活性染料(活性黑KN-B)用量与上述实施例4中的活性染料(活性黑KN-B)用量一致，固色温度及时间同实施例4，其它条件与对照例1相同。
对照例5：
与对照例1的不同之处在于：控制活性染料(活性红3BS)用量与上述实施例5中的活性染料(活性红3BS)用量一致，固色温度及时间同实施例5，其它条件与对照例1相同。
上述实施例1-5的液体石蜡染色与对照例1-5的常规水浴染色的K/S值比较如表3所示：
表3常规水浴染色与液体石蜡染色的K/S值比较
以上仅为本发明的具体实施例，但本发明的技术特征并不局限于此。任何以本发明为基础，为解决基本相同的技术问题，实现基本相同的技术效果，所作出地简单变化、等同替换或者修饰等，皆涵盖于本发明的保护范围之中。
Claims (8)
1.一种棉织物的活性染料染色方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)棉织物的预处理：将棉织物在10-100g/L的碳酸钠溶液中浸轧，控制轧液率为100-200％，备染；
(2)上染：将液体石蜡作为染色的连续相介质，其中液体石蜡与棉织物的质量比为m棉织物：m液体石蜡＝1：(30-50)，棉织物质量以干重计；将活性染料与液体石蜡混合配制成染液，将所述步骤(1)所得的棉织物在常温下置入染液中得到混合物体系，上染20-60min；其中，所选液体石蜡初馏点大于200℃，粘度为21～42mPa·s；
(3)固着：将所述步骤(2)得到的混合物体系升温至50-100℃，保温20-50min；
(4)皂煮：将棉织物取出，皂洗去除棉织物表面浮色。
2.根据权利要求1所述一种棉织物的活性染料染色方法，其特征在于：所述步骤(1)中碳酸钠溶液的浓度为40-60g/L，轧液率控制在120-150％。
3.根据权利要求1所述一种棉织物的活性染料染色方法，其特征在于：所述步骤(2)中配制成染液的方法包括：将活性染料与液体石蜡混合配制成活性染料/液体石蜡悬浮分散液，该分散液即是染液。
4.根据权利要求1所述一种棉织物的活性染料染色方法，其特征在于：所述步骤(2)中配制成染液的方法包括：将活性染料先用水溶解，再加入液体石蜡配制成染液，其中活性染料与水的质量比为m活性染料：m水＝1：(5-10)。
5.根据权利要求4所述一种棉织物的活性染料染色方法，其特征在于：所述步骤(2)中m活性染料：m水＝1：8。
6.根据权利要求1所述一种棉织物的活性染料染色方法，其特征在于：所述步骤(2)中上染时间为30-40min。
7.根据权利要求1所述一种棉织物的活性染料染色方法，其特征在于：所述步骤(3)中固着温度根据染料活性基团类型而变化，保温时间为30-40min。
8.根据权利要求1所述一种棉织物的活性染料染色方法，其特征在于：所述步骤(4)中的皂煮方法具体为：配制含有3g/L标准皂片和3g/L碳酸钠的溶液，浴比为1:50，将染色后的棉织物置入该溶液，在95℃的温度条件下，皂煮10min。
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