CN108797154A - 一种纤维素纤维纺纱线的零排放染色加工方法 - Google Patents

一种纤维素纤维纺纱线的零排放染色加工方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种纤维素纤维纺纱线的零排放染色加工方法，具体步骤包括：纤维素纤维的零排放染色处理及纺纱，零排放染色处理包括还原染料电化学还原溶解、还原染料浓度标准曲线制作、待染制品电化学还原染色、染料追加及电化学还原续染、零排放洗涤。本发明无需对纤维素纤维进行改性即可实现染色过程的零排放，使用本发明所述方法在满足纤维素纤维染色深度与色牢度的同时，还可实现染色后残液不排放的续缸回用，使得染色后无洗涤污水排放，实现了纺织品染色过程的清洁化生产，且操作简单，成本低。

Description

一种纤维素纤维纺纱线的零排放染色加工方法
技术领域
本发明属于纺织化学技术领域，尤其涉及一种纤维素纤维纺纱线的零排放染色加工方法。
背景技术
纤维素纤维又称为人造纤维，主要包括粘胶纤维、醋酸纤维、铜氨纤维等，是利用棉短绒、木材、竹子、甘蔗渣、芦苇等天然物质，通过一定的工艺处理方法对其纤维素分子重塑而得。
纤维素纤维染色，对棉、麻、粘胶和铜铵纤维纺织物染色的工艺过程。棉麻纤维纺织物在染色前需充分去除纤维素共生物，铜铵或粘胶纤维的纺织物染色时应尽量减少张力和摩擦，防止变形或产生茸毛而影响染制品的质量。纤维素纤维染色使用的染料主要有直接染料、活性染料、不溶性偶氮染料、暂溶性还原染料、还原染料和硫化染料等。
公开号为CN104480751A的专利文献公开了一种纤维素纤维的无盐低碱染色方法，包括纤维素纤维改性处理、水洗处理、染色以及后处理步骤，其需要对纤维素纤维进行改性处理后才能进行染色，且水洗后会产生大量废水。公开号为CN104358159A的专利文献公开了一种纤维素纤维的无盐低碱循环染色工艺，包括纤维素纤维改性处理、水洗处理以及循环染色步骤，其同样需要对纤维素纤维进行改性处理后才能进行染色，且其残液的循环利用是建立在对纤维素纤维改性的基础之上，目的实现相对较为复杂和困难，同时其染色结束后的洗涤会排放出大量的废水。
综上，现有的色纺纱是先将纤维染成有色纤维，然后将不同颜色的纤维采取多种混合纺纱方法，呈现出的色彩自然、时尚，色调柔和、温暖，织成的面料具有朦胧的立体效果。但是色纺纱线在纤维染色阶段需要对纤维素纤维进行改性，且染色和染色后洗涤时会产生大量的废水，不仅造成染料助剂的浪费，而且操作复杂，实现较为困难，成本较高，破坏环境，增加污水处理的成本。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种纤维素纤维纺纱线的零排放染色加工方法，无需对纤维素纤维进行改性即可实现染色过程的废水零排放。使用本发明所述方法在满足纤维素纤维染色深度与色牢度的同时，还可实现染色后残液不排放的续缸回用，使得染色后无洗涤污水排放，实现了纺织品染色过程的清洁化生产，且操作简单，成本低。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种纤维素纤维纺纱线的零排放染色加工方法，具体步骤如下：
S1纤维素纤维的零排放染色处理：根据颜色要求，采取还原染料将纤维素纤维染成所需的颜色，获得染色纤维素纤维；
S2纺纱：将步骤S1的染色纤维素纤维按一定比例与本色或其他有色纤维纺成纱线。
作为进一步的优选实施方案，步骤S1中所述零排放染色处理包括如下步骤：
(1)对不同量的还原染料在电化学阴极液中进行电化学还原溶解，以获得不同浓度的还原染液；
(2)吸取步骤(1)中所述还原染液分别加入到保险粉溶液中，然后在隔绝空气的无氧条件下分别测定染液的吸光度，建立染液吸光度—还原染液隐色体钠盐浓度间的标准曲线；
(3)按步骤(1)所述的方法获得适当浓度的原始还原染液，并以此原始还原染液对待染制品进行染色；
(4)吸取染色后的残液并加入到保险粉溶液中，然后在隔绝空气的无氧条件下分别测定染液的吸光度，依照步骤(2)中获取的标准曲线计算残液中隐色体钠盐的浓度；
(5)根据步骤(4)中计算的染料浓度，并结合待染制品的染色深度计算所需追加的染料量，按计算所得的染料量向残液中加入染料，还原溶解30min后获得残液染液，以此残液染液对新的待染制品进行续缸染色；
(6)重复步骤(4)和步骤(5)，以对待染制品进行循环续缸染色；
(7)经染色后的染色制品分别依次进行高温水洗、中温水洗和常温水洗；其中，从染色机中排出的常温废水，通过电磁阀控制经管道进入中温供水箱，在中温供水箱中加热成下一缸染色洗涤用的中温水，并进入相应染色机以对下一批染色纤维进行中温水洗；从染色机中排出的中温废水，通过电磁阀控制经管道进入高温供水箱，在高温供水箱中加热成下一缸染色洗涤用的高温水，并进入相应染色机以对下一缸染色纤维进行高温水洗；从染色机中排出的高温废水，通过电磁阀控制经管道进入染液分离器，在染液分离器中进行蒸发浓缩，蒸发得到的水蒸汽在冷凝装置中凝结为不含染料的冷凝水，分离出的冷凝水进入常温供水箱，作为下一缸染色洗涤用的常温水，并进入相应染色机以对下一缸的染色纤维进行常温水洗，染液在分离器内蒸发后成浓缩液，进入染缸染浴中。
作为进一步的优选实施方案，步骤(1)中的电化学阴极液中，还原染料的浓度为0.01～10g/L、无机铁盐的浓度为5～100g/L、三乙醇胺的浓度为15～30g/L，NaOH的浓度为2～50g/L。
作为进一步的优选实施方案，步骤(1)中电化学阴极液的体系温度为20～60℃，电化学还原时的电流密度为20～2000A/m2，还原时间10～60min。
作为进一步的优选实施方案，步骤(2)及步骤(4)所述保险粉溶液浓度相同，均为2～200g/L。
作为进一步的优选实施方案，步骤(3)及步骤(5)中染色时的染色条件相同，均为浴比1:5～100，染色时间30～120min。
作为进一步的优选实施方案，所述纤维素纤维为粘胶纤维长丝、粘胶纤维短纤、莫代尔、天丝、棉纤维，或前述纤维素纤维制成的纱线、织物。
本发明的积极效果：本发明与传统的染色工艺相比具有以下优点：
(1)染料消耗量降低，且无需对纤维素纤维进行改性处理。利用染料的标准曲线制作，可以直接测出染液中残留的染料量，残液不用排放，残留染液可续缸使用，减少了传统染色法中的染料消耗，且操作简单。
(2)染色生产排放减少。染色残液的续用减少生产中的水资源消耗，降低了染色过程的排放量，减轻了环境污染，实现了纺织品清洁生产加工。
(3)染色过程废水零排放。染色后残液续缸使用，洗涤废水循环利用，整个染色过程没有废水的排放，实现了纺织品生产过程的零排放。
具体实施方式
下面结合对本发明的优选实施例进行详细说明。
实施例1
本发明优选实施例1提供一种纤维素纤维纺纱线(纯棉50S/2黄色色纺纱线)的零排放染色加工方法，具体步骤如下：
S1纤维素纤维的零排放染色处理：根据颜色要求，采取还原染料在散纤维染色机内将棉散纤维染成所需的颜色，获得染色棉纤维；
S2纺纱：将50％(重量含量)的本色棉纤维与50％的黄色棉纤维进行拼混纺纱，经混棉、粗纱、细纱、络筒等工序纺制成50S/2纱线。
其中，步骤S1中所述零排放染色处理包括如下步骤：
(1)将不同量的还原黄分别在电化学阴极液中进行电化学还原溶解，以获得不同浓度的还原染液；所述电化学阴极液中，还原黄的浓度为0.05～0.5g/L、Fe2(SO4)3的浓度为5g/L、三乙醇胺(TEA)的浓度为20g/L，NaOH的浓度为30g/L；温度50℃，电流密度200A/m2，还原时间30min；。
(2)吸取步骤(1)中所述还原染液分别加入到浓度为10g/L的保险粉溶液中，然后在隔绝空气的无氧条件下分别测定染液的吸光度，建立染液吸光度—染料浓度(还原染液隐色体钠盐浓度)间的标准曲线：y＝34.22x+0.3185，其中y代表染料浓度，x为吸光度；
(3)按步骤(1)所述的方法获得染料浓度为0.3g/L的原始还原黄染液，并以此原始还原黄染液对空白样棉纤维进行染色，其中浴比1:15，染色时间60min；染后试样经透风氧化；
(4)吸取一定量步骤(3)染色后的残液并加入到浓度为10g/L的保险粉溶液中，然后在隔绝空气的无氧条件下测定染液的吸光度，依照步骤(2)中获取的标准曲线计算残液中隐色体钠盐的浓度；
(5)根据步骤(4)中计算的染料浓度，并棉纤维的染色深度(本实施例中与原染色深度相同)计算所需追加的还原黄染料量，按计算所得的染料量向残液中加入还原黄，还原溶解30min后重新获得染料浓度为0.3g/L的残液染液，以此残液染液对新的空白样棉纤维进行续缸染色；染后试样经透风氧化；
(7)经步骤(3)染色后的染色试样依次进行90℃高温水洗15min、60℃中温水洗10min和常温水洗5min，最后烘干，获得试样1a；
经步骤(5)染色后的染色试样依次进行90℃高温水洗15min、60℃中温水洗10min和常温水洗5min，最后烘干，获得试样1b；
其中，从染色机中排出的常温废水，通过电磁阀控制经管道进入中温供水箱，在中温供水箱中加热成下一缸染色洗涤用的中温水，并进入相应染色机以对下一批染色后棉纤维线进行中温水洗；从染色机中排出的中温废水，通过电磁阀控制经管道进入高温供水箱，在高温供水箱中加热成下一缸染色洗涤用的高温水，并进入相应染色机以对下一缸染色后棉纤维进行高温水洗；从染色机中排出的高温废水，通过电磁阀控制经管道进入染液分离器，在染液分离器中进行蒸发浓缩，蒸发得到的水蒸汽在冷凝装置中凝结为不含染料的冷凝水，分离出的冷凝水进入常温供水箱，作为下一缸染色洗涤用的常温水，并进入相应染色机以对下一缸的染色后棉纤维进行常温水洗，染液在分离器内蒸发后成浓缩液，进入染缸染浴中。
经上述工艺处理后，测得试样1a的染色深度K/S为3.336，水洗牢度5级；试样1b的染色深度K/S为3.259，水洗牢度5级。试样1b与试样1a的牢度等级相同，且染色深度仅相差0.077。
实施例2
本发明优选实施例2提供一种再生纤维素纤维32S/1蓝色纱线的零排放染色加工方法，具体步骤如下：
S1纤维素纤维的零排放染色处理：根据颜色要求，采取还原染料在纤维条染色机内将再生纤维素纤维条染成所需的颜色，获得染色再生纤维素纤维条；
S2纺纱：将45％(重量含量)的本色再生纤维素纤维条与50％的黄色再生纤维素纤维条进行拼混纺纱，经混棉、粗纱、细纱、络筒等工序纺制成32S/1纱线。
其中，步骤S1中所述零排放染色处理包括如下步骤：
(1)将不同量的还原蓝分别在电化学阴极液中进行电化学还原溶解，以获得不同浓度的还原染液；所述电化学阴极液中，还原蓝的浓度为0.05～0.5g/L、Fe2(SO4)3的浓度为5g/L、三乙醇胺(TEA)的浓度为20g/L，NaOH的浓度为30g/L；温度50℃，电流密度200A/m2，还原时间30min；。
(2)吸取步骤(1)中所述还原染液分别加入到浓度为10g/L的保险粉溶液中，然后在隔绝空气的无氧条件下分别测定染液的吸光度，建立染液吸光度—染料浓度(还原染液隐色体钠盐浓度)间的标准曲线：y＝22.773x+0.3437，其中y代表染料浓度，x为吸光度；
(3)按步骤(1)所述的方法获得染料浓度为0.5g/L的原始还原蓝染液，并以此原始还原蓝染液对空白样纤维素纤维条进行染色，其中浴比1:15，染色时间60min；染后试样经透风氧化；
(4)吸取一定量步骤(3)染色后的残液并加入到浓度为10g/L的保险粉溶液中，然后在隔绝空气的无氧条件下测定染液的吸光度，依照步骤(2)中获取的标准曲线计算残液中隐色体钠盐的浓度；
(5)根据步骤(4)中计算的染料浓度，并结合染色深度计算所需追加的还原蓝染料量，按计算所得的染料量向残液中加入还原蓝，还原溶解30min后重新获得染料浓度为0.5g/L的残液染液，以此残液染液对新的空白样纤维素纤维条进行续缸染色；染后试样经透风氧化；
(7)经步骤(3)染色后的染色试样依次进行90℃高温水洗20min、60℃中温水洗20min和常温水洗10min，最后烘干，获得试样2a；
经步骤(5)染色后的染色试样依次进行90℃高温水洗20min、60℃中温水洗20min和常温水洗10min，最后烘干，获得试样2b；
其中，从染色机中排出的常温废水，通过电磁阀控制经管道进入中温供水箱，在中温供水箱中加热成下一缸染色洗涤用的中温水，并进入相应染色机以对下一批染色后纤维条线进行中温水洗；从染色机中排出的中温废水，通过电磁阀控制经管道进入高温供水箱，在高温供水箱中加热成下一缸染色洗涤用的高温水，并进入相应染色机以对下一缸染色后纤维条进行高温水洗；从染色机中排出的高温废水，通过电磁阀控制经管道进入染液分离器，在染液分离器中进行蒸发浓缩，蒸发得到的水蒸汽在冷凝装置中凝结为不含染料的冷凝水，分离出的冷凝水进入常温供水箱，作为下一缸染色洗涤用的常温水，并进入相应染色机以对下一缸的染色后纤维条进行常温水洗，染液在分离器内蒸发后成浓缩液，进入染缸染浴中；
经上述工艺处理后，测得试样2a的染色深度K/S为10.516，水洗牢度4级；试样2b的染色深度K/S为10.466，水洗牢度4级。试样2b与试样2a的牢度等级相同，且染色深度仅相差0.05。
以上所述的仅为本发明的优选实施例，所应理解的是，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的思想和原则之内所做的任何修改、等同替换等等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种纤维素纤维纺纱线的零排放染色加工方法，其特征在于，具体步骤如下：
S1纤维素纤维的零排放染色处理：根据颜色要求，采取还原染料将纤维素纤维染成所需的颜色，获得染色纤维素纤维；
S2纺纱：将步骤S1的染色纤维素纤维按一定比例与本色或其他有色纤维纺成纱线。
2.根据权利要求1所述的一种纤维素纤维纺纱线的零排放染色加工方法，其特征在于，步骤S1中所述零排放染色处理包括如下步骤：
(1)对不同量的还原染料在电化学阴极液中进行电化学还原溶解，以获得不同浓度的还原染液；
(2)吸取步骤(1)中所述还原染液分别加入到保险粉溶液中，然后在隔绝空气的无氧条件下分别测定染液的吸光度，建立染液吸光度—还原染液隐色体钠盐浓度间的标准曲线；
(3)按步骤(1)所述的方法获得适当浓度的原始还原染液，并以此原始还原染液对待染制品进行染色；
(4)吸取染色后的残液并加入到保险粉溶液中，然后在隔绝空气的无氧条件下分别测定染液的吸光度，依照步骤(2)中获取的标准曲线计算残液中隐色体钠盐的浓度；
(5)根据步骤(4)中计算的染料浓度，并结合待染制品的染色深度计算所需追加的染料量，按计算所得的染料量向残液中加入染料，还原溶解30min后获得残液染液，以此残液染液对新的待染制品进行续缸染色；
(6)重复步骤(4)和步骤(5)，以对待染制品进行循环续缸染色；
(7)经染色后的染色制品分别依次进行高温水洗、中温水洗和常温水洗；其中，从染色机中排出的常温废水，通过电磁阀控制经管道进入中温供水箱，在中温供水箱中加热成下一缸染色洗涤用的中温水，并进入相应染色机以对下一批染色纤维进行中温水洗；从染色机中排出的中温废水，通过电磁阀控制经管道进入高温供水箱，在高温供水箱中加热成下一缸染色洗涤用的高温水，并进入相应染色机以对下一缸染色纤维进行高温水洗；从染色机中排出的高温废水，通过电磁阀控制经管道进入染液分离器，在染液分离器中进行蒸发浓缩，蒸发得到的水蒸汽在冷凝装置中凝结为不含染料的冷凝水，分离出的冷凝水进入常温供水箱，作为下一缸染色洗涤用的常温水，并进入相应染色机以对下一缸的染色纤维进行常温水洗，染液在分离器内蒸发后成浓缩液，进入染缸染浴中。
3.根据权利要求2所述的一种纤维素纤维纺纱线的零排放染色加工方法，其特征在于：步骤(1)中的电化学阴极液中，还原染料的浓度为0.01～10g/L、无机铁盐的浓度为5～100g/L、三乙醇胺的浓度为15～30g/L，NaOH的浓度为2～50g/L。
4.根据权利要求2所述的一种纤维素纤维纺纱线的零排放染色加工方法，其特征在于：步骤(1)中电化学阴极液的体系温度为20～60℃，电化学还原时的电流密度为20～2000A/m2，还原时间10～60min。
5.根据权利要求2所述的一种纤维素纤维纺纱线的零排放染色加工方法，其特征在于：步骤(2)及步骤(4)所述保险粉溶液浓度相同，均为2～200g/L。
6.根据权利要求2所述的一种纤维素纤维纺纱线的零排放染色加工方法，其特征在于：步骤(3)及步骤(5)中染色时的染色条件相同，均为浴比1:5～100，染色时间30～120min。
7.根据权利要求1-6中任一权利要求所述的一种纤维素纤维纺纱线的零排放染色加工方法，其特征在于：所述纤维素纤维为粘胶纤维长丝、粘胶纤维短纤、莫代尔、天丝、棉纤维，或前述纤维素纤维制成的纱线、织物。
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