CN108193529A - 锦纶织物低温短流程染整工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种锦纶织物低温短流程染整工艺，包括以下步骤：预定型180～190℃，时间30s，车速40～45m/min；前处理(g/L)：液碱20‑35，精练剂3‑5，润湿渗透剂1‑2，螯合分散剂2‑3，水槽温度为：95℃、90℃、90℃、90℃、85℃、80℃；染色，弱酸性染料x％，苯甲醇10mL/L，平平加O 2g/L，稀土0～10％，醋酸适量，浴比10∶1；后整理：纳米功能整理剂/g·L‑110～20，定型温度/℃190～200，时间30～45s，车速30～40m/min。本发明锦纶织物低温短流程染整工艺通过快速前处理、低温染色工艺，实现了锦纶织物前处理、染色短流程染整加工。

Description

锦纶织物低温短流程染整工艺
技术领域
本发明涉及一种纺织品染整加工技术领域，更具体地说，它涉及一种锦纶织物低温短流程染整工艺。
背景技术
锦纶纤维具有强度高、耐磨性、弹性及弹性恢复性优良等优点，而且作为合成纤维，锦纶纤维的吸湿性在合成纤维织物中也属较好品种，因此用制作的服装比涤纶服装穿着舒适些。可以纯纺或与涤纶、纤维素纤维等混纺作各种衣料及针织品。
由锦纶加工而成的包括针织、梭织等各类织物具有优良的性能，手感丰满，身骨坚挺、滑爽，穿着舒适，富有弹性和光泽，耐磨性好，是目前各类高档时尚、休闲面料的首选。其具体应用如丝袜、运动服、冲锋衣、速干衣、防寒服、户外帐篷、睡袋、登山包等等都有锦纶纤维的身影。
锦纶纺织品经过高温染色后，锦纶高弹性纱的弹性会显著下降，锦纶织物一般染整生产工艺流程：平整缩幅→前处理→预定型→染色→后整理→包装，上述工艺对锦纶针织面料而言加工流程较长，容易出现锦纶纤维弹性以及强度损伤等问题。
发明内容
本发明的一个目的是克服上述锦纶面料染整工艺的缺陷，采用短流程的染整工艺，具体地说，将预定型前置，即采用锦纶针织面料染整流程为：预定型→前处理→染色→后整理，采用稀土低温染色技术，通过“预定型、高效前处理、稀土与苯甲醇协同复配的低温染色以及后整理”等相关的锦纶织物低温染整新工艺。
本发明的另一个目的是制备一种抗菌抗紫外线纳米整理剂。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
锦纶织物低温短流程染整工艺，包括以下步骤：
(一)、预定型
180～190℃，时间30s，车速40～45m/min；
(二)、前处理
采用的平幅水洗，工艺如下：
工艺处方(g/L)：
水槽温度为：95℃、90℃、90℃、90℃、85℃、80℃，第1-2水槽均加入上述处方的助剂；
(三)、染色
弱酸性染料x％(owf)，苯甲醇10mL/L，平平加O 2g/L，稀土0～10％(owf)，醋酸适量，浴比10∶1；
配置染浴、投入锦纶织物→以1℃/min升温至80℃→加入苯甲醇，运行 10min→加入平平加O、稀土，运行15min→加入弱酸性染料，保温染色40min→加醋酸调节pH值至酸性，再保温染色20min→降温、出布；
(四)、后整理
工艺处方及条件：
纳米功能整理剂/g·L-1 10～20
定型温度/℃ 190～200
时间30～45s，车速30～40m/min，
所述纳米功能整理剂的制备方法为：
搅拌釜中加入160mL二氧六环，纳米二氧化钛10份、3-丙烯酰胺丙基二甲基丙基三甲氧基硅烷氯化铵21份，40℃条件下搅拌反应24h，将混合液离心，用甲醇洗涤2次，在70℃烘干，得阳离子表面改性纳米二氧化钛；
向反应釜中加入240份水、12份阳离子表面改性纳米二氧化钛、15份2- 羟基－4－丙烯氧基二苯甲酮，搅拌、升温至68℃，同时滴加26份3-丙烯酰胺丙基二甲基丙基三甲氧基硅烷氯化铵及0.6份过硫酸钠与20份水的引发剂水溶液，2h滴加完毕，再升温至75℃，继续保温反应1.5h，然后降温至50℃以下，即得所述纳米功能整理剂。
所述3-丙烯酰胺丙基二甲基丙基三甲氧基硅烷氯化铵由N,N二甲基丙二胺、丙烯酰氯、γ-氯丙基三甲氧基硅烷制成，具体制备方法为：
在250mL的三口瓶中加入82mL二氯甲烷，25mL6mol/L氢氧化钠， 0.1molN,N二甲基丙二胺，N2保护、冰水浴，在N2保护下，磁力均匀搅拌。将 25mL溶有0.104mol丙烯酰氯的二氯甲烷溶液用恒压漏斗缓慢加入，保持反应温度不超过5℃。滴加完毕后，继续搅拌30min。取出有几层用水洗两次，饱和氯化钠溶液洗两次，再用无水硫酸钠干燥，然后用旋转蒸发仪蒸去溶剂，得到浅黄色油状物，再减压蒸馏，得到N.N-二甲基丙基丙烯酰胺；
取5gN.N-二甲基丙基丙烯酰胺于烧瓶中，加入10gγ-氯丙基三甲氧基硅烷，在N2保护下，磁力搅拌均匀，室温反应48h后，将未反应的γ-氯丙基三甲氧基硅烷，经液氮冷却，得白色固体，用2倍质量的乙醚洗涤两次，真空干燥，再以1:1丙酮及乙醚的混合溶剂洗涤，5℃以下重结晶，真空干燥，得白色固体，即为3-丙烯酰胺丙基二甲基丙基三甲氧基硅烷氯化铵。具体反应式如下：
所述的精练剂为本领域常规产品，如精练剂HS-103D(浙江华晟化学制品有限公司)、低温精练剂ZJ-CH60(广州庄杰化工有限公司)
所述的润湿渗透剂为本领域常规产品，如JFC、快速渗透剂T。
所述的螯合分散剂为本领域常规产品，如聚丙烯酸、马丙共聚物。
弱酸性染料为本领域常规产品，如亨斯迈公司的依利尼尔系列，酸性黄 (Yellow)A—3G、酸性青莲(Violet)A-B、酸性黄(Yellow)A—R、酸性蓝(Blue)A-R、酸性红(Red)A-3G、酸性蓝(Blue)A-4G、酸性红(Red)A-2BF、酸性翠蓝 (Turquoise)A-G、酸性红(Red)A-3B、酸性绿(Green)A-BG、酸性酱红 (Bordeaux)A-5B、酸性酱红(Bordeaux)A-5B、酸性黑(Black)AM-R、酸性藏青 (Navy)A-R等。
本发明锦纶织物低温短流程染整工艺通过快速前处理、低温染色工艺，实现了锦纶织物前处理、染色短流程染整加工，确保锦纶织物的尺寸及形态稳定性，消除了常规工艺常见的织物折皱、擦伤、色花、缸差等问题。
纳米功能整理剂，即抗菌抗紫外线纳米整理剂，为纳米二氧化钛表面接枝阳离子聚合物，阳离子密度高，可起到抗菌、抗紫外线、固色作用，此外，纳米二氧化钛也具有显著的抗菌、抗紫外线性能，可赋予锦纶织物良好的抗菌、抗紫外线及耐洗、耐晒等色牢度。
附图说明
图1为锦纶织物低温短流程染整工艺中染色工艺曲线。
具体实施方式
采用一般的锦纶织物前处理方法，对锦纶织物进行处理，会对锦纶织物弹力造成损伤，使其失去部分弹性和柔软性，强度也有一定程度的降低。这是因为锦纶纤维耐强碱能力较弱，在高温强碱性条件下会发生酰胺键水解。本发明采用高效水洗的方法，既去除布面杂质满足染色要求，又可节能降耗、提高生产效率。
本发明前处理工艺，以连续化水洗方式代替传统的“一缸到底”的方式，使得一缸的预缩时间由1小时缩短到20分钟，减少了用水量，节约了能源。
锦纶纤维的等电点在pH值5-6，当溶液pH值低于等电点时，锦纶纤维带正电荷，染料与纤维以离子键形式相结合，染料主要固着在纤维的端氨基上；当溶液pH值高于等电点时，锦纶纤维带负电荷，染料只能以范德华力或氢键等分子间吸引力的结合方式上染锦纶。
温度是控制染料上染的重要因素，温度的高低，会影响纤维的溶胀程度、染料的性能以及助剂作用的发挥，锦纶是热塑性纤维，低温时染料上染很慢。锦纶6的玻璃化温度为30～50℃，而锦纶66的玻璃化温度在47～50℃，一般锦纶66的始染温度可控制在40℃左右，而锦纶6的始染温度要更低一些。当染浴温度达到70℃后，纤维急剧膨胀，染料上染率直线上升，在这以后的升温过程中，应严格控制升温速率。当然，温度对染色速率的影响还因染料的不同而有所不同，分子量较小、匀染性较好的染料随着温度升高而逐渐增加，而对于分子量大、匀染性、移染性较差的染料，只有在染浴温度高于60％后，才开始随温度的升高而逐渐增加，特别是在65～85℃的范围内，应严格控制升温速率，若控制不当就会造成上染过快而造成色花。因此，升温速率对染色的影响关系极大，而升温速率需根据选用染料、所染颜色深浅及织物结构的不同，可采用阶梯升温以保证染料上染的匀染性。保温阶段的主要作用是在于使染料获得一定的迁移性，因此保温时间的适当延长有助于染料的匀染及盖染。
从实际情况看，高温长时间处理对锦纶纤维的弹性、强度都会造成明显的损伤，从锦纶织物品质方面考虑，高温长时间处理并非是一种好的选择。对此，本发明尝试应用稀土元素以及某些促染剂以获得低温条件下相当的上染率。
稀土元素系元素周期表第三副族中的钪、钇和镧系元素的总称，共包含钪 (sc)，钇(Y)及镧系中的镧(La)，铈(Ce)，镨(Pr)和钕(Nd)等17个元素。“稀土”一词是18世纪沿用下来的名称，因为当时用于提取这类元素的矿物比较稀少，且获得的氧化物外观酷似土壤，难熔化，难溶于水，且难分离，因而称之为稀土。
从染色机理来看，稀土元素能与染液中酸性、弱酸性、中性染料中的-OH、 -N＝N-、-COOH、-SO3H等基团通过静电引力作用，以稀土元素离子为中心，与有机配位体形成离子配位键，导致染料共轭体系发生变化，从而使染料分子中的电子更易激发，吸收较长的光波，加深染料的颜色。此外，聚酰胺(锦纶)纤维的大分子链上存在的酰胺基和氨基，可以与稀土元素的络合离子发生作用，形成“纤维—稀土元素离子—染料”三元络合物结构，藉此提高上染率。
实施例1：
一种纳米功能整理剂，由表面改性纳米二氧化钛及3-丙烯酰胺丙基二甲基丙基三甲氧基硅烷氯化铵在引发剂存在下聚合而成，具体制备方法为：
搅拌釜中加入160mL二氧六环，纳米二氧化钛10份、3-丙烯酰胺丙基二甲基丙基三甲氧基硅烷氯化铵21份，40℃条件下搅拌反应24h，将混合液离心，用甲醇洗涤2次，在70℃烘干，得阳离子表面改性纳米二氧化钛；
向反应釜中加入240份水、12份阳离子表面改性纳米二氧化钛搅拌、升温至68℃，同时滴加26份3-丙烯酰胺丙基二甲基丙基三甲氧基硅烷氯化铵及0.6 份过硫酸钠与20份水的引发剂水溶液，2h滴加完毕，再升温至75℃，继续保温反应1.5h，然后降温至50℃以下，即得所述抗菌抗紫外线纳米整理剂。
所述3-丙烯酰胺丙基二甲基丙基三甲氧基硅烷氯化铵由N,N二甲基丙二胺、丙烯酰氯、γ-氯丙基三甲氧基硅烷制成，具体制备方法为：
在250mL的三口瓶中加入82mL二氯甲烷，25mL6mol/L氢氧化钠， 0.1molN,N二甲基丙二胺，N2保护、冰水浴，在N2保护下，磁力均匀搅拌。将 25mL溶有0.104mol丙烯酰氯的二氯甲烷溶液用恒压漏斗缓慢加入，保持反应温度不超过5℃。滴加完毕后，继续搅拌30min。取出有几层用水洗两次，饱和氯化钠溶液洗两次，再用无水硫酸钠干燥，然后用旋转蒸发仪蒸去溶剂，得到浅黄色油状物，再减压蒸馏，得到N.N-二甲基丙基丙烯酰胺；
取5gN.N-二甲基丙基丙烯酰胺于烧瓶中，加入10gγ-氯丙基三甲氧基硅烷，在N2保护下，磁力搅拌均匀，室温反应48h后，将未反应的γ-氯丙基三甲氧基硅烷，经液氮冷却，得白色固体，用2倍质量的乙醚洗涤两次，真空干燥，再以1:1丙酮及乙醚的混合溶剂洗涤，5℃以下重结晶，真空干燥，得白色固体，即为3-丙烯酰胺丙基二甲基丙基三甲氧基硅烷氯化铵。
实施例2：抗菌抗紫外线纳米整理剂的应用
将抗菌抗紫外线纳米整理剂以如下工艺整理到锦纶织物上，再测试其抗菌抗紫外线性能。
工艺处方及条件：
纳米功能整理剂/g·L-1 10～20
定型温度/℃ 190～200
轧液率/％ 85-95
时间30～45s，车速30～40m/min，
抗菌性能按GB/T 20944.3-2008《纺织品抗菌性能的评价第3部分:振荡法》测试，抗紫外线性能按照《GB/T18830-2009纺织品防紫外线性能的评定》测试。
表1抗紫外线性能
UPF 83.17
UVa/％ 2.16
UVb/％ 1.27
表2抗菌性能
锦纶织物经纳米功能整理剂整理后，其抗紫外线、抗菌性能优异。
实施例3：
锦纶织物低温短流程染整工艺，包括以下步骤：
(一)、预定型
180～190℃，时间30s，车速40～45m/min；
(二)、前处理
采用的平幅水洗，工艺如下：
工艺处方(g/L)：
1-6格水槽温度为：95℃、90℃、90℃、90℃、85℃、80℃，第1-2水槽均加入上述处方的助剂；精练剂HS-103D，浙江华晟化学制品有限公司；渗透剂，快速渗透剂T；螯合分散剂，马丙共聚物；
(三)、染色
弱酸性染料x％(owf)，苯甲醇10mL/L，平平加O 2g/L，稀土0～10％ (owf)，醋酸适量，浴比10∶1；弱酸性染料采用亨斯迈公司的依利尼尔系列，
配置染浴、投入锦纶织物→以1℃/min升温至80℃→加入苯甲醇，运行 10min→加入平平加O、稀土，运行15min→加入弱酸性染料，保温染色40min→加醋酸调节pH值至酸性，再保温染色20min→降温、出布；
(四)、后整理
工艺处方及条件：
纳米功能整理剂/g·L-1 10～20
定型温度/℃ 190～200
时间30～45s，车速30～40m/min，
其中，纳米功能整理剂的制备方法为：
搅拌釜中加入160mL二氧六环，纳米二氧化钛10份、3-丙烯酰胺丙基二甲基丙基三甲氧基硅烷氯化铵21份，40℃条件下搅拌反应24h，将混合液离心，用甲醇洗涤2次，在70℃烘干，得阳离子表面改性纳米二氧化钛；
向反应釜中加入240份水、12份阳离子表面改性纳米二氧化钛、15份2-羟基－4－丙烯氧基二苯甲酮，搅拌、升温至68℃，同时滴加26份3-丙烯酰胺丙基二甲基丙基三甲氧基硅烷氯化铵及0.6份过硫酸钠与20份水的引发剂水溶液，2h滴加完毕，再升温至75℃，继续保温反应1.5h，然后降温至50℃以下，即得所述纳米功能整理剂。
3-丙烯酰胺丙基二甲基丙基三甲氧基硅烷氯化铵，其制备方法如实施例1所述。
通过上述技术方案进行染色，对锦纶针织面料染色品的相关性能进行了测试，其中有关色牢度的测试按照相关标准进行，如耐洗色牢度的测试按GB/T 3921.3-2008《纺织品色牢度试验耐洗色牢度：试验3》进行；耐摩擦色牢度的测试按GB/T 3920-2008《纺织品色牢度试验耐摩擦色牢度》进行。测试结果如表 3所示。
表3锦纶织物染色品的相关性能
弱酸性蓝 弱酸性红 弱酸性黄
上染率/％ 90.16 90.43 91.29
K/S值 10.39 10.18 11.34
干摩擦色牢度(干,级) 4 4 4
湿摩擦色牢度(湿,级) 3-4 3-4 4
皂洗色牢度(变色，级) 4 4-5 4-5
皂洗色牢度(沾色，级) 4 4 4-5
采用低温染色工艺，弱酸性染料的上染率(WFJ2100型分光光度计测定) 可以达90％以上较高程度，锦纶织物染色品的各项牢度优良，摩擦牢度达3-4 级以上，耐皂洗色牢度达4级以上。

Claims (4)

1.锦纶织物低温短流程染整工艺，包括以下步骤：
(一)、预定型
180～190℃，时间30s，车速40～45m/min；
(二)、前处理
采用的平幅水洗，工艺如下：
工艺处方(g/L)：
水槽温度为：95℃、90℃、90℃、90℃、85℃、80℃，第1-2水槽均加入上述处方的助剂；
(三)、染色
弱酸性染料x％(owf)，苯甲醇10mL/L，平平加O 2g/L，稀土0～10％(owf)，醋酸适量，浴比10∶1；
配置染浴、投入锦纶织物→以1℃/min升温至80℃→加入苯甲醇，运行10min→加入平平加O、稀土，运行15min→加入弱酸性染料，保温染色40min→加醋酸调节pH值至酸性，再保温染色20min→降温、出布；
(四)、后整理
工艺处方及条件：
纳米功能整理剂/g·L-1 10～20
定型温度/℃ 190～200
时间30～45s，车速30～40m/min，
所述纳米功能整理剂的制备方法为：
搅拌釜中加入160mL二氧六环，纳米二氧化钛10份、3-丙烯酰胺丙基二甲基丙基三甲氧基硅烷氯化铵21份，40℃条件下搅拌反应24h，将混合液离心，用甲醇洗涤2次，在70℃烘干，得阳离子表面改性纳米二氧化钛；
向反应釜中加入240份水、12份阳离子表面改性纳米二氧化钛、15份2-羟基－4－丙烯氧基二苯甲酮，搅拌、升温至68℃，同时滴加26份3-丙烯酰胺丙基二甲基丙基三甲氧基硅烷氯化铵及0.6份过硫酸钠与20份水的引发剂水溶液，2h滴加完毕，再升温至75℃，继续保温反应1.5h，然后降温至50℃以下，即得所述纳米功能整理剂。
2.根据权利要求1所述的锦纶织物低温短流程染整工艺，其特征在于：所述的精练剂为精练剂HS-103D或低温精练剂ZJ-CH60。
3.根据权利要求1所述的锦纶织物低温短流程染整工艺，其特征在于：所述的润湿渗透剂为JFC或快速渗透剂T。
4.根据权利要求1所述的锦纶织物低温短流程染整工艺，其特征在于：所述的螯合分散剂为聚丙烯酸或马丙共聚物。
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