CN108252130A - 海藻纤维/涤纶纤维混纺织物的轧染染色方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于染色技术领域，具体涉及一种海藻纤维/涤纶纤维混纺织物的轧染染色方法。所述轧染染色方法是：疏水性多羧酸型染料通过其与涤纶纤维之间形成的分子间作用力上染涤纶纤维；疏水性多羧酸型染料通过金属离子与海藻纤维形成的络合键上染海藻纤维；从而对海藻纤维和涤纶纤维同时上染，最终实现疏水性多羧酸型染料对海藻纤维/涤纶纤维混纺织物的上染。本发明染色后的混纺织物颜色均匀、色泽鲜艳，完全能够满足海藻纤维/涤纶纤维混纺织物染色加工的要求。此外，本发明的染色工艺还具有连续化、操作简单、方便的特点，且无需改进染色设备，采用传统染色设备进行染色即可，非常适于产业化应用。

Description

海藻纤维/涤纶纤维混纺织物的轧染染色方法
技术领域
本发明属于染色技术领域，具体涉及一种海藻纤维/涤纶纤维混纺织物的轧染染色方法。
背景技术
目前，涤纶纤维是纺织服装行业中用量最大的纤维种类，也是产量最大的合成纤维。相比于一般天然纤维和合成纤维，涤纶纤维具有强度高、耐热性高、耐磨性高、不易变形及快干的特性，广泛应用于纺织和家纺的生产。各类涤纶混纺面料也是纺织面料中的一大分类，这些混纺面料将涤纶纤维的优点与其他纤维进行结合，从而制备出更多高性能的面料产品，满足市场的需求。
海藻纤维是通过提取天然海藻中的海藻酸钠，经过净化加工等工序，再通过湿法纺丝工艺制成的一种新型的可生物降解的合成纤维。该类型纤维不仅具有传统天然纤维所具有的吸湿、柔软、保温和生物相容性等特点，还具有优异的阻燃、抗静电及抗菌特性。因此，将这一新型的海藻纤维与涤纶纤维进行混纺后，可以得到性能独特、穿着舒适的混纺面料，具有很好的市场前景。
但是，传统的棉/涤纶混纺纤维可通过活性染料与分散染料分别上染两种纤维实现混纺面料的染色，而海藻纤维很难使用传统活性染料进行染色。其主要原因在于海藻纤维的结构特点使其非常容易在含有无机或有机钠盐的溶液中发生纤维与溶液之间的离子交换，从而使纤维发生凝胶化，甚至完全溶解于水中。而无机或有机钠盐又是传统染料在染色过程中必须添加的染色助剂，以实现对染料的促染等功能。因此海藻纤维难于采用传统染料进行染色的特点成为其在纺织服装领域无法产业化应用的关键问题。
现有的解决海藻纤维染色的方法基本可以分为以下四类。
第一类为采用原液着色的方法。中国专利CN104264280A公开一种采用色淀染料对海藻纤维原液着色的方法，该方法是将海藻酸钠加入到去离子水中，搅拌使其充分溶解，制备海藻纤维纺丝原液，然后向海藻纤维纺丝原液中加入色淀染料，搅拌混合均匀后，经过滤、脱泡后制得色淀染料着色海藻纤维纺丝液，进一步制备得到色淀染料着色的海藻纤维。王平,等.纺织学报[J],荧光颜料对海藻纤维纺丝液及其膜性能的影响,2015,05:48-53.中报道采用荧光颜料对海藻酸纤维原液进行着色，并研究了其成膜性能。
第二类为纤维改性的方法。中国专利CN101736440A公开一种可染海藻酸盐纤维的制造方法，该方法将水溶性树状大分子化合物添加到海藻酸盐纤维纺丝溶液中，采用湿法纺丝设备与工艺，经凝固、牵伸，水洗和后处理，获得具有良好染色性能的海藻酸盐纤维。
第三类为采用现有直接及活性染料对海藻酸纤维进行染色。中国专利CN101413207A公开一种海藻纤维面料的染整工艺，该专利介绍了直接使用活性染料的传统染色工艺，通过硫酸钠和纯碱的促染和固色作用实现对海藻酸纤维的着色。孔保运,等.海藻纤维活性染料染色工艺[J],印染,2013,08:22-24.中报道研究了采用氯化钙代替传统硫酸钠作为活性染料染色海藻酸纤维的促染剂，对海藻酸纤维进行了染色，避免了钠离子对海藻纤维的破坏。吕芳兵,等.海藻纤维活性染料稀土染色[J],2009,24:11-14.中报道采用硝酸铈代替硫酸钠的方法，采用多类活性染料完成了对海藻酸纤维的染色。中国专利CN103981744A公开一种海藻酸钙纤维的无盐染色工艺，该专利首先采用硫酸铝水溶液对海藻酸钙纤维进行预处理，然后采用直接染料进行无盐染色，最后采用氯化钙水溶液固色处理，对海藻酸钙纤维进行染色。
第四类为采用含有多胺型骨架结构的染料对海藻纤维进行染色。中国专利CN105332291A公开一种海藻酸钙纤维的染色方法，该专利主要利用含有多乙烯多胺骨架结构的染料在一定pH值的染浴中使染料带有阳离子电荷，从而实现染料与带有负电荷的海藻酸钙纤维通过离子键结合的方式发生吸附和固着。孙亮,郭英杰,夏延致,等.多胺型染料用于海藻酸钙纤维染色研究[J],染整技术,2017(6):29-32.与曲园园,孙亮,夏延致,等.新型海藻酸纤维用染料的研究[J],毛纺科技,2017(8):40-43.均在多胺型染料用于海藻酸钙纤维染色研究中报道了采用该类型染料对海藻纤维染色的工艺研究。
但是，上述染色海藻纤维的染料均无法实现对海藻纤维/涤纶纤维混纺织物的连续轧染染色，主要原因在于上述染色海藻纤维的染料均为水溶性染料，对疏水性涤纶纤维几乎没有任何亲和力。基于此，研究海藻纤维/涤纶纤维混纺织物专用的高效染色技术仍然是染整领域的热点和难点。
发明内容
本发明的目的是提供一种上染率高、皂洗牢度高、强力性能好、色泽鲜艳、染色工艺简单的海藻纤维/涤纶纤维混纺织物的轧染染色方法。
本发明所述的海藻纤维/涤纶纤维混纺织物的轧染染色方法是：疏水性多羧酸型染料通过其与涤纶纤维之间形成的分子间作用力上染涤纶纤维；疏水性多羧酸型染料通过金属离子与海藻纤维形成的络合键上染海藻纤维；从而对涤纶纤维和海藻纤维同时上染，最终实现疏水性多羧酸型染料对海藻纤维/涤纶纤维混纺织物的上染。
其中：
所述的疏水性多羧酸型染料的结构式为：
其中：M为碱金属离子；
X为O或NH，直接与芳环发色体基团相连；
D为带有偶氮结构或蒽醌结构且不含有水溶性基团的芳环发色体基团；
n1＝1-100，n2＝1-100，n＝10-550。
本发明所述的海藻纤维/涤纶纤维混纺织物的轧染染色方法，具体步骤是：
将疏水性多羧酸型染料均匀分散在水中，调节pH值后，加入金属盐和染色助剂，得到染液；再将海藻纤维/涤纶纤维混纺织物加入染液中进行二浸二轧，焙烘，皂煮，水洗，晾干。
其中：
金属盐为镉、锌、铬、锡、铜的硫酸盐、盐酸盐、硝酸盐、磷酸盐、醋酸盐、甲酸盐或丁酸盐中的一种，金属盐与海藻纤维/涤纶纤维混纺织物中的海藻纤维的质量比为0.1-20:100。
疏水性多羧酸型染料与海藻纤维/涤纶纤维混纺织物的质量比为1-10:100。
水与海藻纤维/涤纶纤维混纺织物的质量比为2-40:1。
采用pH值为3-6的乙酸/乙酸钠缓冲溶液调节pH值。
染色助剂为渗透剂OT或渗透剂JFC，染色助剂与海藻纤维/涤纶纤维混纺织物的质量比为5-50:100。
焙烘是75-85℃下预烘干3-7min后，再在150-200℃下烘干2-10min。
采用1-4‰的中性皂液进行皂煮，皂煮温度为90-95℃，皂煮时间为10-15min。
本发明的有益效果如下：
本发明通过疏水性多羧酸型染料与涤纶纤维之间形成的分子间作用力，以及疏水性多羧酸型染料通过金属离子与海藻纤维形成络合键，实现疏水性多羧酸型染料对海藻纤维/涤纶纤维混纺织物中的海藻纤维和涤纶纤维同时上染。该疏水性多羧酸型染料与涤纶纤维具有较强的亲和力，可通过轧染着色的方法进入涤纶纤维内部发生吸附，再通过高温热熔染色使其固着在涤纶纤维内部，另一方面，该染料结构中的羧酸基团又可以通过金属络合键实现与海藻纤维的结合，从而实现对海藻纤维的吸附和固着。其原因是金属离子与海藻纤维及多羧酸型染料均会形成金属络合键。相对于现有染料与海藻纤维形成的氢键和离子键，该多羧酸型染料与海藻纤维形成的金属络合键更加稳定、更加牢固。染色过程中加入的金属离子不会造成海藻纤维中原有金属离子的大量损失，再加上染色过程中不使用无机钠盐作为染色助剂，避免了海藻纤维强力的损伤，因而不会对混纺织物的强力性能造成影响。
本发明染色后的混纺织物颜色均匀、色泽鲜艳，完全能够满足海藻纤维/涤纶纤维混纺织物染色加工的要求。此外，本发明的染色工艺还具有连续化、操作简单、方便的特点，且无需改进染色设备，采用传统染色设备进行染色即可，非常适于产业化应用。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明做进一步描述。
实施例1
将1g疏水性多羧酸型染料DY-1分散于50g水中，加入50g的pH值为4.5的乙酸/乙酸钠缓冲溶液，随后加入2g硫酸锌、2g渗透剂JFC，混合均匀得到染液；将20g海藻纤维/涤纶纤维混纺织物加入染液中进行二浸二轧，所述的海藻纤维/涤纶纤维混纺织物中海藻纤维与涤纶纤维的质量比为50:50，浸轧后的海藻纤维/涤纶纤维混纺织物的带液率为100％，再将其于80℃下预烘干5min，之后再于190℃下烘干5min，取出海藻纤维/涤纶纤维混纺织物，先于20℃的冷水中洗涤，再于42℃的温水中洗涤；最后并将其浸泡在4‰的中性皂液中，于95℃下皂煮10min，取出充分水洗，晾干。
疏水性多羧酸型染料DY-1结构式为：
其中：M为钠离子；
n1＝30-40，n2＝30-40，n＝50-70。
实施例2
将1g疏水性多羧酸型染料DY-2分散于60g水中，加入60g的pH值为5.5的乙酸/乙酸钠缓冲溶液，随后加入1g氯化铜、5g渗透剂OT，混合均匀得到染液；将20g海藻纤维/涤纶纤维混纺织物加入染液中进行二浸二轧，所述的海藻纤维/涤纶纤维混纺织物中海藻纤维与涤纶纤维的质量比60:40，浸轧后的海藻纤维/涤纶纤维混纺织物的带液率为100％，再将其于78℃下预烘干7min，之后再于185℃下烘干8min，取出海藻纤维/涤纶纤维混纺织物，先于23℃的冷水中洗涤，再于45℃的温水中洗涤；最后并将其浸泡在4‰的中性皂液中，于92℃下皂煮15min，取出充分水洗，晾干。
疏水性多羧酸型染料DY-2结构式为：
其中：M为钠离子；
n1＝10-20，n2＝40-50，n＝200-250。
实施例3
将1g疏水性多羧酸型染料DY-3分散于100g水中，加入100g的pH值为6.0的乙酸/乙酸钠缓冲溶液，随后加入2g氯化铬、3g渗透剂JFC，混合均匀得到染液；将20g海藻纤维/涤纶纤维混纺织物加入染液中进行二浸二轧，所述的海藻纤维/涤纶纤维混纺织物中海藻纤维与涤纶纤维的质量比70:30，浸轧后的海藻纤维/涤纶纤维混纺织物的带液率为80％，再将其于85℃下预烘干4min，之后再于165℃下烘干9min，取出海藻纤维/涤纶纤维混纺织物，先于25℃的冷水中洗涤，再于46℃的温水中洗涤；最后并将其浸泡在4‰的中性皂液中，于95℃下皂煮14min，取出充分水洗，晾干。
疏水性多羧酸型染料DY-3结构式为：
其中：M为钠离子；
n1＝50-60，n2＝20-30，n＝500-550。
实施例4-8
实施例4-8中，除金属盐分别选用硝酸镉、醋酸锡、甲酸锌、丁酸铜、磷酸锌之外，其余如实施例1。
将实施例1-8得到的染色后的海藻纤维/涤纶纤维混纺织物进行上染率、强力性能、皂洗牢度、K/S值测定，未染色的海藻纤维/涤纶纤维混纺织物进行强力性能测定。强力性能参照GB/T14337-2008进行测定；皂洗牢度参照GB/T3921-2008进行测定；上染率通过分光光度计测试染色前后染液的吸光度值，利用朗伯比尔定率进行计算；K/S值采用美国X-Rite CE2000进行测定。具体测定的数据如表1。
表1数据表
本发明所用染料依据以下文献合成，其合成方法为本领域的常规方法：
(1)徐华,多羧酸及多羧酸酯型大分子染料的合成和应用[D].大连理工大学,2011.
(2)唐炳涛,张淑芬,马威,低聚合度多羧酸染料,CN101891968A[P].2010。

Claims (10)

1.一种海藻纤维/涤纶纤维混纺织物的轧染染色方法，其特征在于：疏水性多羧酸型染料通过其与涤纶纤维之间形成的分子间作用力上染涤纶纤维；疏水性多羧酸型染料通过金属离子与海藻纤维形成的络合键上染海藻纤维；从而对涤纶纤维和海藻纤维同时上染，最终实现疏水性多羧酸型染料对海藻纤维/涤纶纤维混纺织物的上染。
2.根据权利要求1所述的海藻纤维/涤纶纤维混纺织物的轧染染色方法，其特征在于：所述的疏水性多羧酸型染料的结构式为：
其中：M为碱金属离子；
X为O或NH；
D为带有偶氮结构或蒽醌结构且不含有水溶性基团的芳环发色体基团；
n1＝1-100，n2＝1-100，n＝10-550。
3.根据权利要求1所述的海藻纤维/涤纶纤维混纺织物的轧染染色方法，其特征在于：将疏水性多羧酸型染料均匀分散在水中，调节pH值后，加入金属盐和染色助剂，得到染液；再将海藻纤维/涤纶纤维混纺织物加入染液中进行二浸二轧，焙烘，皂煮，水洗，晾干。
4.根据权利要求3所述的海藻纤维/涤纶纤维混纺织物的轧染染色方法，其特征在于：金属盐为镉、锌、铬、锡、铜的硫酸盐、盐酸盐、硝酸盐、磷酸盐、醋酸盐、甲酸盐或丁酸盐中的一种，金属盐与海藻纤维/涤纶纤维混纺织物中的海藻纤维的质量比为0.1-20:100。
5.根据权利要求3所述的海藻纤维/涤纶纤维混纺织物的轧染染色方法，其特征在于：疏水性多羧酸型染料与海藻纤维/涤纶纤维混纺织物的质量比为1-10:100。
6.根据权利要求3所述的海藻纤维/涤纶纤维混纺织物的轧染染色方法，其特征在于：水与海藻纤维/涤纶纤维混纺织物的质量比为2-40:1。
7.根据权利要求3所述的海藻纤维/涤纶纤维混纺织物的轧染染色方法，其特征在于：采用pH值为3-6的乙酸/乙酸钠缓冲溶液调节pH值。
8.根据权利要求3所述的海藻纤维/涤纶纤维混纺织物的轧染染色方法，其特征在于：染色助剂为渗透剂OT或渗透剂JFC，染色助剂与海藻纤维/涤纶纤维混纺织物的质量比为5-50:100。
9.根据权利要求3所述的海藻纤维/涤纶纤维混纺织物的轧染染色方法，其特征在于：焙烘是75-85℃下预烘干3-7min后，再在150-200℃下烘干2-10min。
10.根据权利要求3所述的海藻纤维/涤纶纤维混纺织物的轧染染色方法，其特征在于：采用1-4‰的中性皂液进行皂煮，皂煮温度为90-95℃，皂煮时间为10-15min。
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