CN108779602A - 清除纺织品染料的改良方法 - Google Patents
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Abstract
一种从经染色的聚酯织物移除过量染料的方法，包括：添加一弱有机酸溶液于一染色容器中的织物，提高该容器中的温度到至少80℃，使该弱有机酸可与织物反应至少6分钟，并移除全部的液体。
Description
技术领域
本发明涉及一种从经染色的聚酯织物移除过量染料的方法。特别涉及使用诸如抗坏血酸或柠檬酸的弱有机酸而移除过量染料。
背景技术
商业级的纺织品或织物染色通常包括了将织物浸入一含有合适染料溶液的染浴中，直到通过染料吸收到织物上达到所期望的色泽。由于存在有许多可以改变染料吸收效率的变量，传统上会添加比所需量更多的染料到染浴中以通过时间控制染色的程度或深度。此方法的结果是需要进一步的步骤以在染色完成之后从织物上除去过量的未固定染料。在不除去过量染料的情况下，可能发生诸如染料从成品流出或转移的问题。此外，其可能导致加工厂的下游污染。
聚酯织物的染色不是特别容易，因为组成聚合物的纤维性质使其具极度疏水性。此外，纤维不会被有机溶剂溶解或降解。为了实现聚酯织物的有效染色，必须在专门的设备中使用专门的染料及严峻的条件。
聚酯织物通常使用分散性染料来染色。分散性染料是不具任何离子特性的现成染料，因此其在环境条件下是不溶解的或仅难溶于水。这类染料在染色过程中是通过将其分散在高温(例如80℃至100℃)的酸化水中来利用，或者在高温高压下(例如105℃至140℃且1.1至3.6巴(bar))的酸化水中。这类条件导致染料扩散到经塑化的聚酯纤维中以在该聚合物基质中形成分子分散作用。
分散剂及化学剂载体常被使用在聚酯织物的染色之中。需要分散剂来使大部分的难溶分散性染料于整个染浴药液中保持在均匀状态。这类分散剂一般为强力的表面活性剂，诸如烷基磺酸盐及烷芳基磺酸盐。化学剂载体为经设计使纤维膨胀并帮助促进分散性染料扩散到织物内的物质。典型的可用化学剂载体是以乙二醇醚为基底。
一旦在织物上达到足够的色度，即需移除过量的染料。由于使用分散性染料的聚酯织物的染色为一种扩散过程，因此有一定堆积量的染料吸附到织物表面上而没有扩散到其主体内。如此堆积的染料对于织物会有更不稳固的附着性而导致成品布料的问题，例如破坏织物的色泽。其亦可能影响到染料的洗濯及耐摩擦度。
移除过量染料以消除这些问题的过程是称为还原洗净。还原洗净通常在高温与高pH下使用强还原剂来移除过量的染料。于存有氢氧化钠的情况下在还原洗净中最常使用的药剂为二硫亚磺酸钠。此药剂具有若干缺点，尤其是其反应性导致处理上的复杂度。其在非碱性环境下是不稳定的且会发生分解情形，甚至导致自燃。使用二硫亚磺酸钠的另一个缺点为其是做为一种可作用于残存在织物中的任何残留表面活性剂的磺化剂。这可导致任何残留的表面活性剂变得持续存在。使用这类含硫化合物也遭受到的缺点为：由于化合物不容易生物降解，来自过程中的废水在其可以返回到水道之前是需要全面性的处理。
美国第6730132号专利案揭露了一种还原洗净聚酯纺织品的方法，其包括将一后处理组合物加入酸性染色药液或清洗浴中，所述后处理组合物包括二亚硫酸盐/酸受体或亚磺酸盐，且可选择性地混合磺酸盐。
本发明现已发现可通过将一弱有机酸或其盐类(诸如抗坏血酸或柠檬酸，或其盐类)做为还原清洗剂添加到经染色的聚酯织物，较佳地在移除染色药液之后，加热一段时间且接着移除液体，可在不需使用含硫化合物的情况下而容易将过量的染料从经染色的聚酯织物上移除。
发明内容
根据本发明其提供一种从经染色的聚酯织物移除过量染料的方法，包括：添加一弱有机酸或其盐类的溶液于一染色容器中的织物，提高该容器中的温度且使该弱有机酸或其盐类保持与该织物接触一段时间，随后移除全部的液体。
具体实施方式
该弱有机酸为含有至少4个碳原子的布氏酸(acid)，且其具有的pKa或pKa1值为至少1，且较佳地其pKa或pKa1值为小于5。较佳的pKa或pKa1范围是自3至4.5。所述pKa1值是指多质子酸的第一个解离质子。这类酸的实例包含抗坏血酸、柠檬酸、辛酸、己二酸、丁二酸、马来酸及丁酸。较佳的实例为抗坏血酸或柠檬酸。亦可使用该弱有机酸的盐类。所述盐类的实例包含具有单价阳离子者，诸如碱金属盐。较佳的盐类为钠盐或钾盐。抗坏血酸或其盐类是最佳的。可使用一或多种弱有机酸及/或其盐类。
在下面的讨论中，除非另有所指，关于「弱有机酸」或其实例的引用亦包含了其盐类。
该容器中的温度较佳地是提高到自60℃至100℃范围内的值，最佳地为自75℃至80℃，或至少80℃。
该弱有机酸较佳地是保持与织物接触至少6分钟以使其与经染色的织物反应。较佳地，所述接触时间是最多60分钟。
较佳地该染色药液于添加该弱有机酸之前是从该染色容器移除。或者，若一已经被染色的聚酯织物展现出低染色牢度，可使用本发明的方法重新处理经染色的织物以便补救问题。在这情况下是可将干的经染色织物装入染浴或适宜的容器之内，且添加水及适量的弱有机酸于其内。
若(例如)该染色药液在添加有机酸之前尚未移除，则以每公升80克至120克的速率添加该有机酸。或者，若该染色药液在添加有机酸之前已被移除，则以每公升2克至50克、较佳地每公升2克至10克、最佳地每公升5克的速率来使用该有机酸。
在移除全部的液体之后，该聚酯织物是较佳地在室温下以水清洗，之后经脱水干燥。
于一实施例中，一弱有机酸或其仍保有酸性的盐类是做为还原清洗剂使用。与先前所用的利用二硫亚磺酸钠的还原洗净方法相比，本发明是具有不需要在染色阶段改变pH的优点，且其通常在低pH以及还原洗净阶段下进行。
然而，若经染色的聚酯织物随后会进行处理(例如使其具防水性)，在还原洗净处理之后是接着使用一弱有机酸，使pH提高到pH 9与pH 12之间。这可通过以每公升1.4克至1.7克的速率添加碱性氢氧化物(诸如氢氧化钠、氢氧化钾或氢氧化铵)而实现。
根据本发明的第二态样，其提供一种弱有机酸从经染色的聚酯织物移除过量染料的用途，其中一弱有机酸溶液被添加至一染色容器中的织物，该容器中的温度是提高到至少80℃，使该弱有机酸可与织物反应至少6分钟。随后移除全部的液体。
本发明的方法的优点为其避免了使用含硫化合物(诸如二硫亚磺酸钠)的需求，而含硫化合物是做为可作用于残存在织物中的残留表面活性剂的磺化剂，进而使表面活性剂更具持续性。此持续性会在随后的纺织品最后加工过程中造成问题，诸如对聚酯织物施加防水处理。
在还原洗净过程中使用弱有机酸的其他优点为此过程运作较安全，环境污染较低且运作更便宜。
本发明将通过参照以下实施例的方式而进一步描述。
实施例1
于一适宜的染色容器中，通过随后添加以下成分并同时连续搅拌的情况下而将染浴制备成之后的组成物：
水(40℃，经去离子的)–5公升
载体(DOWANOL EPh,Dow Chemicals公司)–50克(10克/公升)
分散剂(PEL-200,BASF Chemicals公司)–50克(10克/公升)
染料(Permasil Red F3BS 150％,Standard Colors公司)–150克(30克/公升)
在添加染料之后，染浴温度是以约1℃/分钟的速率慢慢提高到95℃。于此温度点下该染浴的pH是利用添加25克(5克/公升)的醋酸(80％工业级)而调整到4.0与5.0之间。
500克的未经染色的聚酯微细纤维织物样本(重量份为215g/m2)是被加入到染浴之中。在连续搅拌的情况下，该染浴是加热至沸腾并维持在一稳定温度下90分钟的时间。于此期间，若需要时是可通过以每15分钟5克的速率添加更多的醋酸来维持染料浴的pH。
于90分钟之后，可在排出染色容器的液体内容物之前将染浴冷却至温度60℃。该织物接着在染色容器中以Tergitol 15-S-7单独清洗三次(在60℃下以10克/5公升去离子水的量清洗两分钟)的方式洗濯。
接着以水再填充该染色容器(在60℃下以5公升的去离子水填充)，并添加氢氧化钠(20克，4克/公升)。该染色容器内容物的温度是接着提高到80℃并依指定顺序加入以下各物：
分散剂(PEL-200,BASF Chemicals公司)–20克(4克/公升)
去水柠檬酸三钠(Jungbunzlaur公司)–50克(10克/公升)
该染色容器内容物的温度是再维持在80℃下20分钟。接着排出该染色容器的液体内容物。接着使用五次单独充装的水清洗织物(在20℃下以5公升的去离子水清洗两分钟)。在最后一次的清洗中，染料的pH是利用添加醋酸(80％工业级)而降低到6.0与7.0之间。接着排出染色容器的液体内容物，使经染色的织物恢复原状并经空气干燥。
最终织物的颜色牢固度是使用美国纺织化学师与印染师协会(AATCC)的测试方法8-2013而对湿的与干的两种样本进行评估。该等结果是针对AATCC的色彩迁移标度进行评价。这两种样本是记录为第4.5级，表示有可接受的少量染料转移自测试织物。
实施例2
一批表现出不可接受的低染色牢度的50公斤经染色的黑色聚酯微细纤维织物(织物重量份为150g/m2)是经重新处理以补救问题。
该织物是装入立信工业(Fong’s)的Minitec3-1T高温染色机内。该机器的处理缸是依指定顺序充装以下成分：
水(20℃，经去离子的)–150公升
氢氧化钠–400克
抗坏血酸–750克
一旦该处理缸的内容物已完全溶解，该处理缸的内容物是被充装到染色回路内。在充装之后，启动机器喷射泵送系统以使织物捆束能够循环。机器内容物的温度是使用内置加热器提高到90℃。织物的循环是持续60分钟的时间。于此时间之后停止该机器喷射泵送系统并排空该机器的液体。接着通过从该处理缸添加200公升的水(20℃，经去离子的)而重新充装该机器，之后该织物是以该喷射泵送系统循环10分钟。机器内容物的pH接着通过通过该处理缸添加醋酸(80％工业级，一般为24克/公升的量)而调整到7.0。接着排出该机器的液体内容物并通过该处理缸移除织物。
在空气干燥48小时之后，最终织物的颜色牢固度是使用美国纺织化学师与印染师协会(AATCC)的测试方法8-2013(针于摩擦脱色的颜色牢固度：AATCC摩擦脱色评估仪方法)而对湿的与干的两种样本进行评估。该等结果是针对AATCC的色彩迁移标度进行评价。这两种样本是记录为第5级，表示没有可侦测到的染料转移自样本。
Claims (15)
1.一种从经染色的聚酯织物移除过量染料的方法，包括：
(a)添加一弱有机酸或其盐类的溶液于一染色容器中的织物；
(b)提高该容器中的温度；
(c)使该弱有机酸或其盐类保持与该织物接触一段时间；以及
(d)移除全部的液体。
2.如权利要求1所述的方法，其包括于步骤(a)之前从该染色容器移除染色药液的额外步骤。
3.如权利要求1或2所述的方法，其中于步骤(c)中所述弱有机酸或其盐类是保持与该织物接触至少6分钟，及/或最多60分钟。
4.如权利要求1至3中的任一权利要求所述的方法，其中于步骤(b)中所述容器中的温度是提高到60℃至100℃范围内的值。
5.如权利要求1至4中的任一权利要求所述的方法，其中所述弱有机酸是选自具有至少4个碳原子且pKa或pKa1值为至少1的弱有机酸。
6.如权利要求5所述的方法，其中所述弱有机酸或其盐类是选自抗坏血酸、柠檬酸、辛酸、己二酸、丁二酸、马来酸、丁酸及其盐类中的一或多者。
7.如权利要求6所述的方法，其中所述弱有机酸是为抗坏血酸或柠檬酸或其盐类。
8.如权利要求7所述的方法，其中所述弱有机酸是为抗坏血酸。
9.如权利要求1至7中的任一权利要求所述的方法，其中所述弱有机酸的盐类是选自碱金属盐，且较佳地选自钠盐或钾盐。
10.如权利要求1至9中的任一权利要求所述的方法，其包括于移除全部的液体之后在室温下以水清洗该织物的额外步骤。
11.如权利要求1至10中的任一权利要求所述的方法，其包括于添加该弱有机酸或其盐类之后将pH提高至pH 9与pH 12之间的额外步骤。
12.如权利要求11所述的方法，其中是使用一碱性氢氧化物而提高pH，所述碱性氢氧化物较佳地是选自氢氧化钠、氢氧化钾或氢氧化铵。
13.如权利要求1所述的方法，其中所述弱有机酸或其盐类是以每公升80克至120克的速率添加。
14.如权利要求2所述的方法，其中所述弱有机酸或其盐类是以每公升2克至50克、较佳地以每公升2克至10克、最佳地以每公升5克的速率添加。
15.一种弱有机酸从经染色的聚酯织物移除染料的用途。
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