CN107653710A - 一种棉织物酸性染料染色的制备方法 - Google Patents

一种棉织物酸性染料染色的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种棉织物酸性染料染色的制备方法，包括：将棉织物与带有季铵基团的纤维改性剂混合反应，加入碱溶液继续反应，取出用冷水洗，再用酸溶液处理，经水洗、烘干得到改性棉织物；用酸性染料进行染色，染毕取出，经水洗、烘干，得到染色棉织物。本发明的方法操作简单；具有广泛的使用性，凡是纤维素纤维的织物均适用。本发明克服了酸性染料和棉织物直接性差造成不易上染的问题，酸性染料染改性棉的上染率高，大大减少了染料的浪费和环境的污染。

Description

一种棉织物酸性染料染色的制备方法
技术领域
本发明属于纺织化学与染整技术领域，特别涉及一种棉织物酸性染料染色的制备方法。
背景技术
纤维素纤维是世界上产量最大的纤维种类，具有吸湿性能好，易于染色等很多优异的性能，而且大多可以再生从而对环境的污染小，属于可再生纤维的范畴之中，在人类文明开端就被广泛应用，也一直受到人们的喜爱。其中棉是纤维素纤维中的一种，因为来源广泛、易于加工等性能而备受消费者的推崇。印染厂一般采用活性染料和还原染料对纤维素纤维染色，这两种染料应用到纤维素纤维的染色中均取得了一定的经济效益，但是均存在一定的问题。
活性染料具有分子结构简单，颜色鲜艳，色谱齐全等特点一直是染料中十分重要的一种。活性染料一般含有一个具有水溶性能的基团和一个或多个反应性基团，水溶性基团易于在水中电离从而生成染料阴离子，对硬水具有很好的稳定性，扩散性和匀染性能较好。反应性基团可以和棉织物以共价键结合，水洗牢度优良，所以活性染料一直被广泛的应用到棉织物的染色中。但是棉织物在水中带负电，与活性染料之间存在较大的库伦斥力，使得活性染料不易靠近棉纤维，造成了上染率低和固色率低的问题，为了促进活性染料上染棉织物，通常在染色时向染液中加入大量的无机盐(氯化钠或无水硫酸钠)，这些无机盐的引入虽然可以促进活性染料的上染，但是却不能转化成最终的产品，从而被排放到环境中，尽管如此活性染料染棉的上染率和固色率依然很低，染色残液中含有大量的没有与棉反应的染料，造成严重的浪费和对环境的污染。
还原染料大多属于多环芳香族化合物，分子结构中不含水溶性基团，因此不能溶于水，在染色的时候需要在碱性条件下加入大量的强还原剂才能成为能溶于水的可溶性状态，才能上染棉纤维，有全面的坚牢度，尤其是耐晒和耐洗坚牢度，但是其耐摩擦牢度不好，使得它只在特定的领域使用较多如牛仔布的染色，无法大范围的推广使用。
近年来许多研究者采用对棉织物改性的方法，使得棉带上正电荷，大大扩展和丰富了棉织物的染色方法，获得了一定的经济效益。
卢焕敏等用自制的纤维改性剂WLS对棉织物进行阳离子化改性，然后采用活性染料无盐染色，获得比未改性棉织物常规加盐染色更高的K/S值和染色牢度。纤维改性剂WLS改性的棉织物可实现活性染料无盐染色，并适用于不同的活性染料。
吕青华等用自制纤维改性剂ZS对棉织物改性，用靛蓝染料对改性棉染色，改性后的棉织物经过靛蓝染色的K/S值最高可达到19.3，而未改性棉织物的染色K/S值仅为12.2，且改性后染色织物的耐洗色牢度、耐摩擦色牢度良好。棉织物经改性后靛蓝染色只需浸染-氧化3次就能达到常规6次浸染-氧化的染色深度。
朱凯棋等纤维改性剂Fix-800对棉织物进行改性，改性后的棉织物采用涂料染色，其较未改性的棉织物涂料染色的K/S高，且摩擦牢度也较好。
唐菊等采用自制的纤维改性剂对棉织物进行改性，改性后的棉织物在不加粘合剂的条件下用涂料进行浸渍染色，染色后的织物湿摩擦牢度达3级以上，水洗牢度3～4级，手感较好，满足面料加工要求。
朱清等2，3环氧丙基三甲基氯化铵对棉织物进行接枝阳离子改性，改性后的棉织物用活性染料染色，其上染率及色牢度都大幅度提高：活性橙B-2RLN对改性阳离子棉织物的上染率达到99.85％，活性艳红X-3B100％的上染率为99.89％，活性艳橙K-R100％的上染率为98.81％，活性翠蓝KN-G的上染率为99.98％。各种染料染色后的皂洗牢度都达到5级。
张晓莉等用自制的纤维改性剂对棉织物进行改性处理得到改性棉，改性棉用茶叶色素进行染色，茶叶色素的上染良好，结果表明，经过阳离子改性后可以实现天然染料茶叶色素的染色。
李萍等用纤维改性剂GM-01对棉织物进行改性，并对改性后棉织物进行姜黄染料染色。对改性工艺和染色工艺进行了优化，用优化后的工艺对棉织物进行改性和染色，得到的染色织物的K/S值较未改性的棉织物大大提高。经改性后的棉织物较未改性棉织物显示良好的皂洗牢度、摩擦牢度,普遍提高了0.5～1级。
酸性染料具有色谱齐全、色泽鲜艳的特点，一直被广泛应用到蛋白质纤维的染色中。酸性染料与纤维素纤维的直接性很低，所以一般不用到纤维素纤维的染色中。酸性染料之所以能上染蛋白质纤维是因为酸性染料负离子能与蛋白质纤维中带正电的氨基正离子通过离子键相结合。为此，若能使纤维素纤维带上正电荷，则也可以用酸性染料代替活性染料染纤维素纤维。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种棉织物酸性染料染色的制备方法，采用两步法改性染色工艺对棉织物用酸性染料染色，第一步：通过浸渍法用带有季铵基团的纤维改性剂对棉织物改性，使棉带上正电荷；第二步：将改性棉应用到酸性染料染色当中。
本发明的一种棉织物酸性染料染色的制备方法，包括：
(1)将棉织物与带有季铵基团的纤维改性剂混合反应，加入碱溶液继续反应，取出用冷水洗，再用酸溶液处理，经水洗、烘干得到改性棉织物；其中棉织物、带有季铵基团的纤维改性剂的用量比为10kg∶10～100g/L，反应浴比为1∶5～20；
(2)用酸性染料对步骤(1)得到的改性棉织物进行染色，染毕取出，经水洗、烘干，得到染色棉织物；其中酸性染料的用量为1～9％(owf)，染色浴比为1：5～20。
所述步骤(1)中反应的时间为8～12min。
所述步骤(1)中继续反应的时间为45～55min。
所述步骤(1)中酸处理的时间为8～12min。
所述步骤(1)中的带有季铵基团的纤维改性剂为Glytac试剂及其表氯醇母体衍生物、三嗪型季铵盐化合物、聚(4-乙烯吡啶)季铵盐化合物、树状大分子、阳离子壳聚糖或阳离子淀粉。
所述Glytac试剂及其表氯醇母体衍生物为3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵。
所述步骤(1)中的碱溶液为氢氧化钠溶液，碱溶液的浓度为2.5～25g/L。
所述步骤(1)中的酸溶液为醋酸溶液，酸溶液的浓度为1～2g/L。
所述步骤(1)和(2)中烘干的工艺参数为：烘干时间为1.5～2.5min，烘干温度为85～95℃。
所述步骤(2)中的酸性染料为弱酸性染料或强酸性染料。
所述酸性染料为酸性大红G、酸性蓝N-GL、酸性红E或酸性蓝E。但不限于此。
所述步骤(2)中染色的工艺条件为：35～45℃入染，以0.5～2℃/min的速率升温至60～90℃续染30～50min。
本发明中的纤维改性剂含有可以与棉织物上的6位羟基发生反应的基团，从而将带有正电的季铵基团引入到棉织物上，使棉织物带上正电荷，而酸性染料所带的负电荷结构与棉织物表面的带正电结构发生吸引，从而提高了棉织物与酸性染料的直接性。通过筛选不同酸性染料对改性棉织物进行染色，以同色性以及色牢度为指标评价酸性染料对改性棉织物的上染情况，从而获得最佳的整理工艺。
有益效果
(1)本发明采用两步法改性染色工艺对棉织物用酸性染料染色，通过浸渍法用带有季铵基团的纤维改性剂对棉织物改性，使棉带上正电荷，再用酸性染料对其进行染色。本发明的方法操作简单；具有广泛的使用性，凡是纤维素纤维的织物均适用与本发明。
(2)本发明克服了酸性染料和棉织物直接性差造成不易上染的问题，酸性染料染改性棉的上染率高，大大减少了染料的浪费和环境的污染。
(3)本发明不仅扩大例如酸性染料的使用范围，使棉织物获得鲜艳的色泽，还减少了棉织物染色对活性染料的依赖，从而减少染色对环境的污染，是一件利国、利民的好事，对纤维素纤维染色技术的发展具有深远的影响。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1
(1)将10kg棉织物置于染色机中，加入20g/L的3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵混合反应10min后，加入5g/L的氢氧化钠溶液继续反应50min，取出用冷水洗后，再用1.5g/L的醋酸溶液处理10min，经水洗、90℃烘干2min，得到改性棉织物；其中反应浴比为1∶10。
(2)取用量为2％(owf)的酸性红E对步骤(1)得到的改性棉织物进行染色，40℃入染，以1℃/min的速率升温至80℃续染30min，染毕取出，经水洗、90℃烘干2min，得到红色棉织物；其中染色浴比为1：10。
分别对染色棉织物进行K/S测试、耐皂洗色牢度测试、耐摩擦色牢度测试，测试条件及标准如下：
K/S测试：采用DATACOLOR电子测色配色仪对织物的K/S进行测定，10°视野，D65光源，试样折叠8层，每个试样随机在8个位置测定K/S值，然后取平均值。
耐皂洗色牢度测试：按GB/T 3921—2008《纺织品色牢度试验耐皂洗色牢度》测定。
耐摩擦色牢度测试：按GB/T 3920—2008《纺织品色牢度试验耐摩擦色牢度》测定。
经测试，本实施例得到的经酸性红E染色的改性棉织物的K/S为12.35，耐水皂洗色牢度为4级，耐摩擦色牢度为3～4级。
实施例2
(1)将10kg棉织物置于染色机中，加入40g/L的3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵混合反应10min后，加入10g/L的氢氧化钠溶液继续反应50min，取出用冷水洗后，再用1.5g/L的醋酸溶液处理10min，经水洗、90℃烘干2min，得到改性棉织物；其中反应浴比为1∶10。
(2)取用量为4％(owf)的酸性蓝E对步骤(1)得到的改性棉织物进行染色，40℃入染，以1℃/min的速率升温至75℃续染35min，染毕取出，经水洗、90℃烘干2min，得到蓝色棉织物；其中染色浴比为1∶10。
采用实施例1相同的测试手段，测试本实施例得到的经酸性蓝E染色的改性棉织物的K/S为16.85，耐水皂洗色牢度为3～4级，耐摩擦色牢度为3～4级。
实施例3
(1)将10kg棉织物置于染色机中，加入60g/L的3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵混合反应10min后，加入15g/L的氢氧化钠溶液继续反应50min，取出用冷水洗后，再用1.5g/L的醋酸溶液处理10min，经水洗、90℃烘干2min，得到改性棉织物；其中反应浴比为1∶10。
(2)取用量为5％(owf)的酸性大红G对步骤(1)得到的改性棉织物进行染色，40℃入染，以1℃/min的速率升温至80℃续染40min，染毕取出，经水洗、90℃烘干2min，得到红色棉织物；其中染色浴比为1∶10。
采用实施例1相同的测试手段，测试本实施例得到的经酸性大红G染色的改性棉织物的K/S为18.65，耐水皂洗色牢度为3～4级，耐摩擦色牢度为3级。
实施例4
(1)将10kg棉织物置于染色机中，加入60g/L的3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵混合反应10min后，加入15g/L的氢氧化钠溶液继续反应50min，取出用冷水洗后，再用1.5g/L的醋酸溶液处理10min，经水洗、90℃烘干2min，得到改性棉织物；其中反应浴比为1∶10。
(2)取用量为4％(owf)的酸性蓝N-GL对步骤(1)得到的改性棉织物进行染色，40℃入染，以1℃/min的速率升温至80℃续染40min，染毕取出，经水洗、90℃烘干2min，得到蓝色棉织物；其中染色浴比为1∶10。
采用实施例1相同的测试手段，测试本实施例得到的经酸性蓝N-GL染色的改性棉织物的K/S为15.35，耐水皂洗色牢度为3～4级，耐摩擦色牢度为4级。

Claims (10)

1.一种棉织物酸性染料染色的制备方法，包括：
(1)将棉织物与带有季铵基团的纤维改性剂混合反应，加入碱溶液继续反应，取出用冷水洗，再用酸溶液处理，经水洗、烘干得到改性棉织物；其中棉织物、带有季铵基团的纤维改性剂的用量比为10kg：10～100g/L，反应浴比为1：5～20；
(2)用酸性染料对步骤(1)得到的改性棉织物进行染色，染毕取出，经水洗、烘干，得到染色棉织物；其中酸性染料的用量为1～9％(owf)，染色浴比为1：5～20。
2.根据权利要求1所述的一种棉织物酸性染料染色的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中反应的时间为8～12min；继续反应的时间为45～55min；酸处理的时间为8～12min。
3.根据权利要求1所述的一种棉织物酸性染料染色的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中的带有季铵基团的纤维改性剂为Glytac试剂及其表氯醇母体衍生物、三嗪型季铵盐化合物、聚(4-乙烯吡啶)季铵盐化合物、树状大分子、阳离子壳聚糖或阳离子淀粉。
4.根据权利要求3所述的一种棉织物酸性染料染色的制备方法，其特征在于：所述Glytac试剂及其表氯醇母体衍生物为3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵。
5.根据权利要求1所述的一种棉织物酸性染料染色的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中的碱溶液为氢氧化钠溶液，碱溶液的浓度为2.5～25g/L。
6.根据权利要求1所述的一种棉织物酸性染料染色的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中的酸溶液为醋酸溶液，酸溶液的浓度为1～2g/L。
7.根据权利要求1所述的一种棉织物酸性染料染色的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)和(2)中烘干的工艺参数为：烘干时间为1.5～2.5min，烘干温度为85～95℃。
8.根据权利要求1所述的一种棉织物酸性染料染色的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中的酸性染料为弱酸性染料或强酸性染料。
9.根据权利要求8所述的一种棉织物酸性染料染色的制备方法，其特征在于：所述酸性染料为酸性大红G、酸性蓝N-GL、酸性红E或酸性蓝E。
10.根据权利要求1所述的一种棉织物酸性染料染色的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中染色的工艺条件为：35～45℃入染，以0.5～2℃/min的速率升温至60～90℃续染30～50min。
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