CN107419553A - 一种适用于活性染料的硅基非水介质的染色方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种适用于活性染料在硅基非水介质中的染色方法,属于纺织品染整技术领域。该方法使用了少量的水和碱剂,无需使用无机盐和其他染色助剂,且活性染料以颗粒状态直接添加到染液中,不仅实现了活性染料染色时零促染剂的使用,还在一定程度上减少了活性染料的水解,同时染色介质安全环保,染色结束后可回收再利用,真正实现了活性染料的绿色环保染色。

Description

一种适用于活性染料的硅基非水介质的染色方法
技术领域
本发明涉及一种新型的硅基非水介质中活性染料染色方法,染色过程中不使用无机盐和其他染色助剂,活性染料以颗粒形态直接加入,属于纺织品染整技术领域。
背景技术
自活性染料问世以来,一直备受人们的青睐。活性染料能与纤维发生键合反应形成共价键,使染色织物具有较好的色牢度,再加上色谱齐全,生产成本低等优点,活性染料被广泛应用于纤维素纤维和蛋白质纤维的染色。但是活性染料传统水浴染色存在很大的弊端。第一,由于活性染料分子较小,上染率低,染色时需要加入大量的盐进行促染,这导致染色废液中含有大量的电解质,大大提高了废液的COD 值;第二,活性染料易水解,染色时,由于需要在碱性条件下进行,这进一步加速了染料的水解速率,使得上染率本来就不高的活性染料的利用率大大降低,增加了有色污染。为了克服活性染料的染色弊端,实现“增效、降耗、节能、减污”的清洁生产目标,开发少水无盐的染色新技术已经成为活性染料染色技术发展的一个趋势。目前得到较多研究的少水/无水染色方法有真空染色、超临界二氧化碳流体染色以及溶剂染色等。真空染料升华染色技术是利用染料在真空及加热条件下升华的特性来对纤维进行纤维染色的无水染色技术。但是具有升华特性的染料较少,而且该方法对设备污染严重,清洗困难,真空染料升华染色未能得到更进一步的发展。
20世纪末,德国首先利用超临界二氧化碳作为染色介质进行染色,随后包括我国在内的许多国家都进行了研究。虽然超临界二氧化碳染色有许多优点,但未能完全代替水作为染色介质进行工厂化生产,主要原因有:超临界二氧化碳不适合极性的天然纤维染色;设备成本高;适用的染料种类少等。一些研究人员发现,用有机溶剂代替水作为连续相介质进行染色,不仅可以使织物获得较好的色光,织物手感也较好。但是早期所采用的有机溶剂多为卤代烃,对人体有害,在生产过程中产生新的环境和生态问题,所以溶剂染色未能得到进一步的发展。本发明的发明人之一之前公布的专利CN101922121B 公开了一种以甲基硅氧烷为介质的活性染料染色方法,该技术需要使用表面活性剂预先对染料进行表面改性。同时进行的一些相关研究如反相微乳液法染色需要使用大量的表面活性剂。因此,寻找一种更合适便捷的活性染料染色方法成为少水/无水染色的关键问题。
发明内容
针对背景技术中存在的问题,本发明针对活性染料非水介质染色方法,利用一种生态友好型的硅基非水介质-环甲基硅氧烷,如十甲基环戊硅氧烷(D5),采用具有一定粒径的活性染料颗粒,在不使用无机盐和其他染色助剂的前提下,实现活性染料的少水无盐染色,大大减少电解质污染,同时减少染料的水解,提高染料的利用率,可用于纤维素纤维和蛋白质纤维的染色。
为了达到上述目的,本发明提供了一种活性染料非水介质的染色方法,将待染纤维、纱线或织物在染色机中和硅基非水介质体系中完成活性染料的上染、固色,得到染色产品。
活性染料以颗粒形态加入到染色介质中,其中活性染料颗粒的粒径为0.001-1mm,优选的,染料的粒径为0.01-0.05 mm。
所使用的硅基非水介质为环状甲基硅氧烷,其结构通式为(SiOR2)n,其中R为CH3,n=3-9,优选,n=4-6。
所述待染纤维的含水率为70%-300%,优选的,纤维含水率100%-200%。
按染色浓度要求控制染料用量为待染纤维重量的0.1%-10%,并控制染色介质用量使待染纤维重量与染色介质的质量之比( 浴比) 为1:3-1:50,优选的,1:5-1:25。
所述染色工艺为:室温入染,升温至30-50℃,染10-90min后,加入碱剂,再升温至60-80℃,固色10-90min,降温至室温,对纤维进行皂洗处理,再用水冲洗2次,烘干。
所述碱剂包括氢氧化钠,碳酸钠,磷酸钠,碳酸氢钠;优选地,所述碱剂选用碳酸钠。
该方法采用生态友好型的环硅氧烷代替水作为染色介质,染料直接以颗粒形态加入染浴,在染色过程中无需使用无机盐和其他染色助剂,相比于传统的活性染料水浴染色,染色过程简单,染色效果好。
本发明的有益效果:
(1)本发明的染色过程在非水介质中进行,节约了大量的染色用水。
(2)本发明在染色过程中染料直接以颗粒形态加入染浴,不需要溶解或添加助剂,操作简单;且染色过程中无需使用无机盐和其他染色助剂。
(3)本发明采用的染色介质环硅氧烷是一种无毒、无嗅、可降解的生态友好型溶剂,染色结束后,环硅氧烷可进行回收再利用。
具体实施方式:
为了对本发明的技术特征、目的和有益效果更加清楚的理解,现对本发明的技术方案进行以下详细说明。
实施例1
取30g的棉散纤维,按照常规工艺进行前处理,纤维带液率控制在160%左右。
将经过前处理的棉纤维在室温下入染,加入300g十甲基环戊硅氧烷(D5),将3g活性红B-3BF以颗粒形态加入(其中染料的粒径为0.05 mm),升温到40oC,保温30min,加入固体碱剂,升温到70oC,保温30min,最后降温到室温,皂洗,烘干后得到染色成品。
染色的棉散纤维呈深红色,K/S值为31.964,上染率为98.9%,固色率为85.1%。
实施例2
取30g的棉散纤维,按照常规工艺进行前处理,纤维带液率控制在180%左右。
将经过前处理的棉纤维在室温下入染,加入300g D5,将0.3g活性红B-3BF以颗粒形态加入(其中染料的粒径为0.5 mm),升温到50oC,保温60min,加入固体碱剂,升温到70oC,保温15min,最后降温到室温,皂洗,烘干后得到染色成品。
染色的棉散纤维呈深红色,K/S值为19.904,上染率为99.5%,固色率为88.64%。
实施例3
取30g的棉纱线,按照常规工艺进行前处理,纤维带液率控制在200%左右。
将经过前处理的棉纱线在室温下入染,加入600g八甲基环四硅氧烷(D4),将0.1 g活性红B-3BF以颗粒形态加入(其中染料的粒径为0.1 mm),升温到30oC,保温40min,加入固体碱剂,升温到60oC,保温90min,最后降温到室温,皂洗,干燥后得到染色成品。
染色纱线呈深红色,K/S值为13.197,上染率为99.9%,固色率为89.7%。
实施例4
取30g的棉纱线,按照常规工艺进行前处理,纤维带液率控制在300%左右。
将经过前处理的棉纱线在室温下入染,加入600g十二甲基环六硅氧烷(D6),将0.9g活性红B-3BF以颗粒形态加入(其中染料的粒径为0.01 mm),升温到30oC,保温90min,加入固体碱剂,升温到70oC,保温40min,最后降温到室温,皂洗,干燥后得到染色成品。
染色纱线呈深红色,K/S值为22.097,上染率为99.2%,固色率为86.7%。
实施例5
取30g的羊毛,按照常规工艺进行前处理,纤维带液率控制在300%左右。
将经过前处理的羊毛纤维在室温下入染,加入1000g D5,将0.9g活性艳蓝R-RV以颗粒形态加入(其中染料的粒径为0.4 mm),升温到50oC,保温45min,加入固体碱剂,升温到80oC,保温30min,最后降温到室温,皂洗,干燥后得到染色成品。
染色后羊毛纤维呈兰色,K/S值为13.495,上染率为99.6%,固色率为87.4%。
实施例6
取30g的羊毛,按照常规工艺进行前处理,纤维带液率控制在170%左右。
将经过前处理的羊毛纤维在室温下入染,加入200g D5,将1.8 g活性艳蓝R-RV以颗粒形态加入(其中染料的粒径为0.4 mm),升温到50oC,保温45min,加入固体碱剂,升温到80oC,保温40min,最后降温到室温,皂洗,干燥后得到染色成品。
染色后羊毛纤维呈兰色,K/S值为24.057,上染率为99.1%,固色率为83.7%。
实施例7
取30g的棉织物,按照常规工艺进行前处理,纤维带液率控制在100%左右。
将经过前处理的棉织物在室温下入染,加入450g D5,将0.9g活性黑以颗粒形态加入(其中染料的粒径为0.005 mm),升温到40oC,保温30min,加入固体碱剂,升温到70oC,保温30min,最后降温到室温,皂洗,干燥后得到染色成品。
染色棉织物呈黑色,K/S值为23.436,上染率为99.8%,固色率为88.34%。
实施例8
取30g的棉织物,按照常规工艺进行前处理,纤维带液率控制在160%左右。
将经过前处理的棉织物在室温下入染,加入1500g D5,将0.6g活性黑以颗粒形态加入(其中染料的粒径为0.7 mm),升温到30oC,保温30min,加入固体碱剂,升温到70oC,保温60min,最后降温到室温,皂洗,干燥后得到染色成品。
染色棉织物呈黑色,K/S值为19.936,上染率为99.8%,固色率为89.01%。

Claims (8)

1.一种活性染料硅基非水介质染色方法:将待染纤维、纱线或织物在染色机中的硅基非水介质体系中完成活性染料的上染、固色,得到染色产品。
2.根据权利要求1所述的方法,其中,活性染料以颗粒形态直接添加到染液中,染料颗粒的粒径为0.001-1 mm,优选的,染料的粒径为0.01-0.05 mm。
3.根据权利要求1所述的方法,其中,硅基非水介质为环状甲基硅氧烷,其结构通式为(SiOR2)n,其中R为CH3,n=3-9,优选,n=4-6。
4.根据权利要求1所述的方法,所述待染纤维的含水率为70%-300%,优选地,纤维含水率100%-200%。
5.根据权利要求1所述的方法,其中,按染色浓度要求控制染料用量为待染纤维重量的0.1%-10%,待染纤维重量与介质总量之比为1:3-1:50,优选地,1:5-1:25。
6.根据权利要求1所述的方法,其中,染色工艺为:室温入染,升温至30-50℃,染10-90min后,加入碱剂,再升温至60-80℃,固色10-90min,降温至室温,对纤维进行皂洗处理,再用水冲洗2次,烘干。
7.根据权利要求6所述的染色工艺,其中,所述碱剂包括氢氧化钠,碳酸钠,磷酸钠,碳酸氢钠;优选地,所述碱剂选用碳酸钠。
8.根据权利要求1所述的方法,其中,所用纤维为纤维素纤维、蛋白质纤维等,所染纤维可以为散纤维、纱线、织物等。
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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20171201

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