CN108385411A - 海藻纤维织物用印花色浆及其制备方法与应用 - 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织物用印花色浆及其制备方法与应用。所述的海藻纤维织物用印花色浆，由以下重量份数的原料制成：以印花色浆总质量100份计，高水溶性多羧酸型染料0.1‑5份、助溶剂2‑5份、印花糊料水溶液20‑40份、固色剂0.1‑5份、pH调节剂0.1‑1份，其余为水。本发明所述的印花浆料中不含有大量的无机盐，降低了印染废水的处理难度，印花色浆制备方法简单易行，易于实现。另外本发明所采用的印花工艺为常规印花工艺流程，所需设备简单，无需对原有印花设备进行改造。

Description

海藻纤维织物用印花色浆及其制备方法与应用
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织物用印花色浆及其制备方法与应用。
背景技术
海藻纤维是一种新型的可生物降解的合成纤维，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备而成。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，因而具有广泛的产业化应用前景。
海藻纤维自1944年发明以来，虽然在国内外有很多的研究和产业开发，但其主要用途仍然集中于非纺织服装领域的医用敷料、口罩等产品，无法用于纺织服装领域，主要原因在于该类型纤维难于进行染整加工处理。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。因此海藻纤维一直无法采用传统染料结构进行染色，无法产业化应用。为了加快实现海藻纤维在服装领域的产业化应用，努力突破海藻纤维染色加工这一瓶颈已成为研究的热点和难点。
现有的海藻纤维的染色方法基本可以分为四类，即原液着色、纤维改性、采用现有的活性染料对海藻酸纤维进行直接染色、采用含有多胺型骨架结构的染料对海藻纤维进行染色。
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。
织物的印花相比于染色更加复杂，不仅需要合适的染料，还需要添加各种助剂配制专门的色浆。因此，海藻纤维织物的印花工艺也一直没有发展起来，迄今未见任何相关文献和专利报道。
发明内容
本发明的目的是提供一种亲和力高、色泽鲜艳、不易发生渗析的海藻纤维织物用印花色浆；本发明同时提供其制备方法与应用。
本发明所述的海藻纤维织物用印花色浆，由以下重量份数的原料制成：以印花色浆总质量100份计，高水溶性多羧酸型染料0.1-5份、助溶剂2-5份、印花糊料水溶液20-40份、固色剂0.1-5份、pH调节剂0.1-1份，其余为水。
其中：
所述的高水溶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2-4个磺酸基团的偶氮结构或蒽醌结构的芳环发色体基团；
n1＝1-100，n2＝1-100，n＝1-500。
所述的助溶剂为尿素。
所述的印花糊料水溶液为海藻酸钠水溶液、羧甲基纤维素水溶液或羧甲基淀粉水溶液。
所述的印花糊料水溶液的浓度为1-15wt.％。
所述的固色剂为钙、镁、铜或镉离子的EDTA络合物。
所述的pH调节剂为1wt.％氨水或1wt.％盐酸溶液。
本发明所述的海藻纤维织物用印花色浆的制备方法：在印花糊料水溶液中加入助溶剂，混合均匀，得到A溶液；将高水溶性多羧酸型染料溶解于水中，加入pH调节剂调节pH值至5.5-7.5，再加入固色剂，搅拌均匀，得到B溶液；将A溶液与B溶液混合、打浆、均化，得到印花色浆。
本发明所述的海藻纤维织物用印花色浆的应用：用于海藻纤维织物的平网印花，步骤如下：将海藻纤维织物依次进行印花、焙烘、汽蒸、水洗、皂洗、烘干。
其中：
焙烘温度为80-90℃，焙烘时间为3-5min；汽蒸温度为110-120℃，汽蒸时间为20-30min；
采用1-5‰的皂洗剂进行皂洗，皂洗温度为90-95℃，皂洗时间为5-10min。
本发明的有益效果如下：
本发明印花色浆中所采用的染料为高水溶性多羧酸型染料，其结构非常适宜于海藻纤维织物印花浆料的需要，具体如下：
(1)染料分子中含有大量的羧基基团，可以与钙、镁、铜、镉等金属离子形成络合键，而海藻纤维同样可以与这些金属离子发生络合形成络合键，因此可以通过在印花色浆中加入金属盐类作为固色剂，实现以金属离子与染料和海藻纤维形成的络合键为“纽带”，从而使染料与海藻纤维发生键合，提高了染料的上染率和色牢度，赋予织物鲜艳的色彩，并且不会改变织物本身的柔软、舒适的手感；
(2)印花色浆中染料需要具有较高的水溶性才能使其溶解在印花糊料和少量水所形成的浆料中，而高水溶性多羧酸型染料分子结构中含有大量的水溶性羧基基团，且所接枝的发色母体含有2-4个水溶性的磺酸基团，使得染料的溶解性大大提高，降低了水用量，有效防止印花色浆发生渗析的问题，完全能够满足印花色浆对于染料水溶性的要求；且印花浆料中不含有大量的无机盐等，降低了印染废水的处理难度；
(3)印花色浆制备方法简单易行，易于实现；所采用的印花工艺为常规印花工艺流程，所需设备简单，无需对原有印花设备进行改造。
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
所述的海藻纤维织物用印花色浆，由以下重量份数的原料制成：
所述的高水溶性多羧酸型染料DY-1结构式为：
其中：n1＝20-30，n2＝20-30，n＝200-250。
所述的海藻纤维织物用印花色浆的制备方法如下：
在5wt.％海藻酸钠水溶液中加入尿素，混合均匀，得到A溶液；将高水溶性多羧酸型染料DY-1溶解于水中，加入1wt.％氨水溶液调节pH值至6.5，再加入EDTA钙盐，搅拌均匀，得到B溶液；将A溶液与B溶液混合、打浆、均化，得到印花色浆。
所述的印花色浆应用于海藻纤维织物的平网印花：将海藻纤维织物采用印花色浆进行印花，之后将海藻纤维织物于85℃焙烘4min、再于115℃汽蒸25min、然后经5℃冷水、85℃热水、5℃冷水洗涤，最后采用5‰的皂洗剂于95℃下皂洗10min，烘干。
实施例2
将实施例1中的高水溶性多羧酸型染料DY-1改为高水溶性多羧酸型染料DY-2，其余步骤与实施例1相同。
所述的高水溶性多羧酸型染料DY-2结构式为：
其中：n1＝40-50，n2＝40-50，n＝100-130。
实施例3
将实施例1中的高水溶性多羧酸型染料DY-1改为高水溶性多羧酸型染料DY-3，其余步骤与实施例1相同。
所述的高水溶性多羧酸型染料DY-3结构式为：
其中：n1＝40-50，n2＝60-70，n＝80-100。
实施例4
将实施例1中的高水溶性多羧酸型染料DY-1改为高水溶性多羧酸型染料DY-4，其余步骤与实施例1相同。
所述的高水溶性多羧酸型染料DY-4结构式为：
其中：n1＝10-20，n2＝40-50，n＝300-350。
实施例5
所述的海藻纤维织物用印花色浆，由以下重量份数的原料制成：
所述的印花色浆的制备与应用同实施例1。
实施例6
所述的海藻纤维织物用印花色浆，由以下重量份数的原料制成：
所述的印花色浆的制备与应用同实施例1。
实施例7
所述的海藻纤维织物用印花色浆，由以下重量份数的原料制成：
所述的海藻纤维织物用印花色浆的制备方法如下：
在10wt.％羧甲基纤维素水溶液中加入尿素，混合均匀，得到A溶液；将高水溶性多羧酸型染料DY-1溶解于水中，加入1wt.％盐酸溶液调节pH值至5.5，再加入EDTA铜盐，搅拌均匀，得到B溶液；将A溶液与B溶液混合、打浆、均化，得到印花色浆。
所述的印花色浆应用于海藻纤维织物的平网印花：将海藻纤维织物采用印花色浆进行印花，之后将海藻纤维织物于80℃焙烘5min、再于110℃汽蒸30min、然后经8℃冷水、85℃热水、8℃冷水洗涤，最后采用4‰的皂洗剂于90℃下皂洗8min，烘干。
实施例8
所述的海藻纤维织物用印花色浆，由以下重量份数的原料制成：
所述的海藻纤维织物用印花色浆的制备方法如下：
在15wt.％羧甲基淀粉水溶液中加入尿素，混合均匀，得到A溶液；将高水溶性多羧酸型染料DY-1溶解于水中，加入1wt.％氨水溶液调节pH值至7.5，再加入EDTA镉盐，搅拌均匀，得到B溶液；将A溶液与B溶液混合、打浆、均化，得到印花色浆。
所述的印花色浆应用于海藻纤维织物的平网印花：将海藻纤维织物采用印花色浆进行印花，之后将海藻纤维织物于90℃焙烘3min、再于120℃汽蒸20min、然后经8℃冷水、85℃热水、8℃冷水洗涤，最后采用2‰的皂洗剂于94℃下皂洗5min，烘干。
将实施例1-8印花后的海藻纤维织物进行K/S值、水洗色牢度和湿摩擦牢度测定，K/S 值采用美国X-Rite CE2000进行测定，水洗色牢度参照GB/T12490-2007进行测定，湿摩擦牢度参照GB/3920-2008进行测定，具体测定的数据如表1。
表1数据表
实施例 K/S 水洗牢度 湿摩擦牢度
1 9.8 3-4 4
2 11.2 4 4
3 13.4 4 4
4 12.1 3-4 4
5 11.0 3 3-4
6 12.3 3-4 4
7 11.8 4 3-4
8 12.5 3-4 4
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.
(3)张行荣,聚马来酸型和羟甲基型大分子染料的设计合成及应用[D].大连理工大学, 2011。

Claims (10)

1.一种海藻纤维织物用印花色浆，其特征在于由以下重量份数的原料制成：以印花色浆总质量100份计，高水溶性多羧酸型染料0.1-5份、助溶剂2-5份、印花糊料水溶液20-40份、固色剂0.1-5份、pH调节剂0.1-1份，其余为水。
2.根据权利要求1所述的海藻纤维织物用印花色浆，其特征在于：所述的高水溶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2-4个磺酸基团的偶氮结构或蒽醌结构的芳环发色体基团；
n1＝1-100，n2＝1-100，n＝1-500。
3.根据权利要求1所述的海藻纤维织物用印花色浆，其特征在于：所述的助溶剂为尿素。
4.根据权利要求1所述的海藻纤维织物用印花色浆，其特征在于：所述的印花糊料水溶液为海藻酸钠水溶液、羧甲基纤维素水溶液或羧甲基淀粉水溶液。
5.根据权利要求1或4所述的海藻纤维织物用印花色浆，其特征在于：所述的印花糊料水溶液的浓度为1-15wt.％。
6.根据权利要求1所述的海藻纤维织物用印花色浆，其特征在于：所述的固色剂为钙、镁、铜或镉离子的EDTA络合物。
7.根据权利要求1所述的海藻纤维织物用印花色浆，其特征在于：所述的pH调节剂为1wt.％氨水或1wt.％盐酸溶液。
8.一种权利要求1-7任一所述的海藻纤维织物用印花色浆的制备方法，其特征在于：在印花糊料水溶液中加入助溶剂，混合均匀，得到A溶液；将高水溶性多羧酸型染料溶解于水中，加入pH调节剂调节pH值至5.5-7.5，再加入固色剂，搅拌均匀，得到B溶液；将A溶液与B溶液混合、打浆、均化，得到印花色浆。
9.一种权利要求1-7任一所述的海藻纤维织物用印花色浆的应用，其特征在于：用于海藻纤维织物的平网印花，步骤如下：将海藻纤维织物依次进行印花、焙烘、汽蒸、水洗、皂洗、烘干。
10.根据权利要求9所述的海藻纤维织物用印花色浆的应用，其特征在于：焙烘温度为80-90℃，焙烘时间为3-5min；汽蒸温度为110-120℃，汽蒸时间为20-30min；采用1-5‰的皂洗剂进行皂洗，皂洗温度为90-95℃，皂洗时间为5-10min。
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