CN109023994A - 一种提高活性染料溶剂染色匀染性的染色方法 - Google Patents

一种提高活性染料溶剂染色匀染性的染色方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种提高活性染料溶剂染色匀染性的染色方法。该方法包括：将散纤维、纱线、面料或成衣置于碱性物质的水溶液中进行充分溶胀，烘干；将上述烘干后的散纤维、纱线、面料或成衣和活性染料的良溶剂混合，形成混合体系；对所述混合体系进行升温，在升温之前或升温的过程中向所述混合体系中加入活性染料的不良溶剂，升温至60‑80℃，保温5‑20min，然后开始降温，降温到30‑50℃，然后再升温，重复升温‑保温‑降温循环2‑5次，然后升温到最终染色温度后进行保温；染色完成后的散纤维、纱线、面料或成衣中和水洗烘干，完成染色。本发明的新工艺为沉淀的染料提供了移动的机会，重复升温‑保温‑降温循环多次，可以使得染色物各处获得的染料均一化，从而达到匀染目的。

Description

一种提高活性染料溶剂染色匀染性的染色方法
技术领域
本发明涉及一种活性染料溶剂染色的染色方法，特别涉及一种提高活性染料溶剂染色匀染性的染色方法，属于纺织染整技术领域。
背景技术
目前反应性纤维的染色大多采用活性染料，染色过程中由于活性基团在水介质中的水解，不仅导致大量活性染料的浪费，而且在染色过程中需要消耗大量的水以及排放大量难以处理的高色度污水，这是活性染料一直以来存在的难以克服的瓶颈。
为了能避免活性染料的水解反应，提高活性染料的利用率，科学家们在很早就已经注意并研究了活性染料在非水介质中的染色。采用非水介质染色的优势在于活性染料在染色过程中不会发生水解，有望能提高活性染料与纤维的反应程度。但同时，采用非水介质染色也一直存在着较多问题，主要包括活性染料在非水介质中的溶解性、纤维在非水介质中的溶胀能力、固色碱剂在非水介质中的溶解度、以及染色的匀染性、透染性等。尽管活性染料在非水介质中染色存在着诸多难点，但现阶段用水成本逐渐升高，以及人们对环境保护越来越重视，活性染料非水介质染色以其良好的应用前景也越来越受到关注。
上世纪80年代印度纺织工艺研究所采用二甲基甲酰胺溶解活性染料C.I.活性红12，在升温至80℃过程中分批加入三氯乙烯并保温1h，染料几乎完全上染，固色率为84％。上述方法虽提供了一个较好的溶剂染色思路，但固色率比传统染色方法相比优势不大，染色后仍需要大量的水进行高温皂洗去除浮色，工业应用前景不大，因此未得到进一步发展。
溶剂反胶束染色法是近年出现的一种新型的非水溶剂染色工艺，该法是将纤维或织物置于增溶了高浓度的染料水溶液的反胶束体系中染色，染色所用水量与传统水浴染色相比大大减少，不失为一种新型的节水染色工艺。但反胶束染色工艺存在以下几个问题：1、体系内表面活性剂以及助表面活性剂的用量较大，大量的表面活性剂以及助剂的用量导致染色过程中布样上吸附大量的表面活性剂以及助剂，同样会造成后处理困难、皂洗废水COD值偏高、环境污染以及一定的资源浪费。2、由于溶剂体系中分散的高浓度染料水溶液对纤维的亲和力高，因此染料上染速度快，不易控制，易染花。3、染色时棉纤维首先需浸轧一定浓度的碳酸钠水溶液，并以一定的待液率入染，体系中存在的水同样会导致染料的水解，因此，其固色率较低。
为了克服反胶束体系染色弊端，广东溢达纺织有限公司与浙江理工大学合作开发了有机溶剂悬浮体系来实现活性染料的染色。该染色工艺将活性染料以及一定量的分散剂通过球磨分散于有机溶剂体系内，在一定染色条件下实现对棉纤维的上染。该染色工艺中采用的分散剂仅为染料用量的0.15倍，且染料的上染率可达到近100％，充分体现了非水溶剂染色的优势，但同样由于溶剂体系中分散的染料颗粒对棉纤维的亲和力高，因此上染速度快，易染花，同样，体系中存在的水会导致染料的水解，染料利用率低。
为了更高的染料固色率，广东溢达纺织有限公司开发了良溶剂/不良溶剂染色体系，可以获得超高的染料利用率，但该染剂体系染色的染料上染过程和水介质完全不同，升温后染料析出直接沉淀到纤维上，然后发生固色反应，没有染料吸附-解吸的移染过程，容易导致色花不匀。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种提高活性染料溶剂染色匀染性的新工艺，该工艺可以使得染料沉淀-溶解过程反复发生，类似染料吸附-解吸的过程，可以使得染色物各处染料均一化，最终得到染色均匀的成品。
为达到上述目的，本发明提供了一种提高活性染料溶剂染色匀染性的染色方法，其包括以下步骤：
第一步：将散纤维、纱线、面料或成衣置于碱性物质的水溶液中进行充分溶胀至其带液率为30-200％，然后烘干；
第二步：将上述烘干后的散纤维、纱线、面料或成衣和活性染料的良溶剂混合，形成混合体系；对所述混合体系进行升温，在升温之前或升温的过程中向所述混合体系中加入活性染料的不良溶剂，升温至60-80℃，保温5-20min，然后开始降温，降温到30-50℃，然后再升温，重复该升温-保温-降温循环2-5次，然后升温到最终染色温度后进行保温，其中，所述活性染料的良溶剂和所述活性染料的不良溶剂的体积之比为1：(3-30)，所述活性染料的良溶剂的体积与所述散纤维、纱线、面料或成衣的质量之比为(0.8-10)mL：1g；
第三步：将染色完成后的散纤维、纱线、面料或成衣中和水洗烘干，完成染色。
在上述方法中，优选地，散纤维、纱线、面料或成衣的材质包括纤维素纤维、蛋白质纤维、具有反应基团的合成纤维中的一种或几种的组合。其中，所述纤维素纤维优选包括棉纤维、麻纤维、粘胶纤维等中的一种或几种的组合；所述蛋白质纤维优选包括羊毛和/或蚕丝等，但不限于此；所述反应基团优选包括氨基、羟基和巯基等中的一种或几种的组合；所述具有反应基团的合成纤维优选包括尼龙，但不限于此。
在上述方法中，所采用的活性染料可以为本领域常规活性染料或者非特殊要求的活性染料，可以根据染色深度的需要而控制活性染料的用量。并且，所采用的活性染料的良溶剂和/或活性染料的不良溶剂均可以回收利用。
在上述方法中，优选地，所述活性染料的良溶剂为能溶解活性染料但不与活性染料发生化学反应的非水溶剂。所述活性染料的良溶剂可以为极性溶剂，优选包括N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、离子液体和醇醚溶剂等中的一种或几种的组合。
在上述方法中，优选地，所述活性染料的不良溶剂为不能溶解活性染料且不与活性染料发生化学反应的非水溶剂。该活性染料的不良溶剂优选包括烷烃、含氯烃类、烯烃、芳烃、酮类溶剂、硅烷类溶剂、酯类溶剂和醚类溶剂等中的一种或几种的组合。更优选地，所述活性染料的不良溶剂包括C6-C8的正构烷烃、C6-C8的异构烷烃、四氯乙烯、丙酮、四氢呋喃和十甲基环五硅氧烷等中的一种或几种的组合。
在上述方法中，优选地，升温一般为程序升温，升温速率一般为1-5℃/min，根据染料的溶解和扩散性能控制升温速率，经连续升温直至最高染色温度，为了避免部分染料吸附或者上染过快，造成染色不均匀，可以在到达最高温度前实施程序升温，例如在60℃以后，每提高10-15℃保温10-30min。
在上述方法中，优选地，染色温度为80-150℃(优选90-130℃)，保温时间为1-3h。
本发明还提供了一种染色的散纤维或纺织品，其是通过上述提高活性染料溶剂染色匀染性的染色方法进行染色得到的。上述纺织品优选包括纱线、面料或成衣等。
本发明提供的染色新工艺提出了比较独特的染色温度曲线，该染色新工艺具以下
有益效果：
采用良溶剂/不良溶剂体系染色，在升温到一定温度后，良溶剂和不良溶剂混溶，染料无法溶解于该混溶状态的溶剂中，从溶剂中沉淀到纤维上，由于单位质量的染色物周围染液体积并不完全相同，因此单位质量的染色物所承受的沉淀的染料量不同，也就是说染色物不同部位染料含量不同，且沉淀的染料不溶于已经混溶的溶剂，染料在染色物上无法移动，那么染料和纤维固色反应完成后容易看起来色花不匀。而本发明的新工艺为沉淀的染料提供了移动的机会，升温后良溶剂/不良溶剂混溶染料沉淀到染色物上，保温一小段时间小部分染料反应，然后降温使得混溶良溶剂/不良溶剂重新变得不混溶，良溶剂重新溶解沉淀且未反应的染料，然后再升温染料沉淀，由于染色浴中染液和染色物都是无序运动的，第二次染料沉淀时染色物各部位获得的染料含量和第一次不同，重复该升温-保温-降温循环多次，可以使得染色物各处获得的染料均一化，从而达到匀染目的。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现对本发明的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。
实施例1
本实施例提供了一种提高活性染料溶剂染色匀染性的染色方法，其包括以下步骤：
将10g纯棉针织布浸渍于浓度为10g/L的碳酸钠水溶液中95℃溶胀15min，然后两浸两轧，控制带液率为100％，在60℃下烘10min；
将经过碳酸钠水溶液预处理的针织布放于染杯中，加入0.3g的(3％o.m.f)Avitera Red SE染料、40mL的二甲基亚砜，35℃入染，缓慢升温到60℃，在升温过程中缓慢加入150mL的四氯乙烯，然后保温10min，再降温到40℃，然后重复“升温到60℃-保温10min-降温到40℃”这一流程3次之后，升温至98℃保温2h；升温速度均为1℃/min，降温速度均为3℃/min。
取出经染色的针织布样烘干并回收溶剂，布样用浓度为1g/L的醋酸溶液常温水洗10min，浴比为1：10，然后98℃高温皂洗一次，浴比1：10，然后再按浴比1：10常温水洗两次，脱水烘干。
对比例1
本对比例提供了一种染色方法，其包括以下步骤：
将10g纯棉针织布浸渍于浓度为10g/L的碳酸钠水溶液中95℃溶胀15min，然后两浸两轧，控制带液率为100％，在60℃下烘10min；
将经过碳酸钠水溶液预处理的针织布放于染杯中，加入0.3g的(3％o.m.f)Avitera Red SE染料，40mL的二甲基亚砜，35℃入染，缓慢升温到60℃，在升温过程中缓慢加入150mL的四氯乙烯，然后保温10min，再升温至98℃保温2h；升温速度均为1℃/min。
取出经染色的针织布样烘干并回收溶剂，布样用浓度为1g/L的醋酸溶液常温水洗10min，浴比为1：10，然后98℃高温皂洗一次，浴比1：10，然后再按浴比1：10常温水洗两次，脱水烘干。
对实施例1和对比例1染色的针织布样进行两组平行测试：一组测试上染率和固色率；另一组以布样任何一个部位为标准，用Datacolor 650测试仪测试任意测试8个位置的色差，列出最大色差△E值。测试结果如表1所示。
表1
实施例2
本实施例提供了一种提高活性染料溶剂染色匀染性的染色方法，其包括以下步骤：
将10g棉/麻(60％棉+40％麻)混纺针织布浸渍于浓度为10g/L的碳酸钠水溶液中95℃溶胀15min，然后两浸两轧，控制带液率为100％，在60℃下烘10min；
将经过碳酸钠水溶液预处理的针织布放于染杯中，加入0.3g的(3％o.m.f)Novacron Super Black G染料，30mL的N,N-二甲基乙酰胺，35℃入染，缓慢升温到70℃，在升温过程中缓慢加入300mL的正庚烷，然后保温10min，再降温到30℃，然后再升温，升温到70℃-保温10min-降温到30℃，重复该流程4次后，升温至98℃保温2h；升温速度均为1℃/min，降温速度均为3℃/min。
取出经染色的针织布样烘干并回收溶剂，布样用浓度为1g/L的醋酸溶液常温水洗10min，浴比为1：10，然后98℃高温皂洗一次，浴比1：10，然后再按浴比1：10常温水洗两次，脱水烘干。
对比例2
本对比例提供了一种染色方法，其包括以下步骤：
将10g棉/麻(60％棉+40％麻)混纺针织布浸渍于浓度为10g/L的碳酸钠水溶液中95℃溶胀15min，然后两浸两轧，控制带液率为100％，在60℃下烘10min；
将经过碳酸钠水溶液预处理的针织布放于染杯中，加入0.3g的(3％o.m.f)Novacron Super Black G染料，30mL的N,N-二甲基乙酰胺，35℃入染，缓慢升温到70℃，在升温过程中缓慢加入300mL的正庚烷，然后保温10min，再升温至98℃保温2h；升温速度均为1℃/min。
取出经染色的针织布样烘干并回收溶剂，布样用浓度为1g/L的醋酸溶液常温水洗10min，浴比为1：10，然后98℃高温皂洗一次，浴比1：10，然后再按浴比1：10常温水洗两次，脱水烘干。
对实施例2和对比例2染色的针织布样进行两组平行测试：一组测试上染率和固色率；另一组以布样任何一个部位为标准，用Datacolor 650测试仪测试任意测试8个位置的色差，列出最大色差△E值。测试结果如表2所示。
表2
实施例3
本实施例提供了一种提高活性染料溶剂染色匀染性的染色方法，其包括以下步骤：
将10g棉/尼龙(70％棉+30％尼龙)混纺针织布浸渍于浓度为10g/L的碳酸钠水溶液中95℃溶胀15min，然后两浸两轧，控制带液率为100％，在60℃下烘10min；
将经过碳酸钠水溶液预处理的针织布放于染杯中，加入0.3g的(3％o.m.f)Novacron Super Black G染料，30mL的N,N-二甲基乙酰胺，35℃入染，缓慢升温到80℃，在升温过程中缓慢加入300mL的正己烷，然后保温10min，再降温到50℃，然后再升温，升温到80℃-保温10min-降温到50℃，重复该流程5次后，升温至98℃保温2h；升温速度均为1℃/min，降温速度均为3℃/min。
取出经染色的针织布样烘干并回收溶剂，布样用浓度为1g/L的醋酸溶液常温水洗10min，浴比为1：10，然后98℃高温皂洗一次，浴比1：10，然后再按浴比1：10常温水洗两次，脱水烘干。
对比例3
本对比例提供了一种染色方法，其包括以下步骤：
将10g棉/尼龙(70％棉+30％尼龙)混纺针织布浸渍于浓度为10g/L的碳酸钠水溶液中95℃溶胀15min，然后两浸两轧，控制带液率为100％，在60℃下烘10min；
将经过碳酸钠水溶液预处理的针织布放于染杯中，加入0.3g的(3％o.m.f)Novacron Super Black G染料，30mL的N,N-二甲基乙酰胺，35℃入染，缓慢升温到80℃，在升温过程中缓慢加入300mL的正己烷，然后保温10min，再升温至98℃保温2h；升温速度均为1℃/min。
取出经染色的针织布样烘干并回收溶剂，布样用浓度为1g/L的醋酸溶液常温水洗10min，浴比为1：10，然后98℃高温皂洗一次，浴比1：10，然后再按浴比1：10常温水洗两次，脱水烘干。
对实施例3和对比例3染色的针织布样进行两组平行测试：一组测试上染率和固色率；另一组以布样任何一个部位为标准，用Datacolor 650测试仪测试任意测试8个位置的色差，列出最大色差△E值。测试结果如表3所示。
表3
通过实施例1-3以及对比例1-3的对比可知，由实施例1-3提供的染色方法进行染色得到的产品具有良好的性能，匀染性好，没有出现染花或固色时反沾染花，最大色差△E都小于1，而对比例不进行升降温循环直接升温染色的，最大色差△E都超过了1，说明本发明的升降温循环方案能够明显提升匀染性。

Claims (10)

1.一种提高活性染料溶剂染色匀染性的染色方法，其包括以下步骤：
第一步：将散纤维、纱线、面料或成衣置于碱性物质的水溶液中进行充分溶胀至其带液率为30-200％，然后烘干；
第二步：将上述烘干后的散纤维、纱线、面料或成衣和活性染料的良溶剂混合，形成混合体系；对所述混合体系进行升温，在升温之前或升温的过程中向所述混合体系中加入活性染料的不良溶剂，升温至60-80℃，保温5-20min，然后开始降温，降温到30-50℃，然后再升温，重复该升温-保温-降温循环2-5次，然后升温到最终染色温度后进行保温，其中，所述活性染料的良溶剂和所述活性染料的不良溶剂的体积之比为1：(3-30)，所述活性染料的良溶剂的体积与所述散纤维、纱线、面料或成衣的质量之比为(0.8-10)mL：1g；
第三步：将染色完成后的散纤维、纱线、面料或成衣中和水洗烘干，完成染色。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述散纤维、纱线、面料或成衣的材质包括纤维素纤维、蛋白质纤维、具有反应基团的合成纤维中的一种或几种的组合；
优选地，所述纤维素纤维包括棉纤维、麻纤维、粘胶纤维中的一种或几种的组合；
优选地，所述蛋白质纤维包括羊毛和/或蚕丝；
优选地，所述反应基团包括氨基、羟基和巯基中的一种或几种的组合；
优选地，所述具有反应基团的合成纤维包括尼龙。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述活性染料的良溶剂为能溶解活性染料但不与活性染料发生化学反应的非水溶剂。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述活性染料的良溶剂为极性溶剂，优选包括N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、离子液体和醇醚溶剂中的一种或几种的组合。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述活性染料的不良溶剂为不能溶解活性染料且不与活性染料发生化学反应的非水溶剂。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述活性染料的不良溶剂包括烷烃、含氯烃类、烯烃、芳烃、酮类溶剂、硅烷类溶剂、酯类溶剂和醚类溶剂中的一种或几种的组合。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述活性染料的不良溶剂包括C6-C8的正构烷烃、C6-C8的异构烷烃、四氯乙烯、丙酮、四氢呋喃和十甲基环五硅氧烷中的一种或几种的组合。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述升温采取程序升温的方式，升温速率为1-5℃/min，温度达到60℃以后，每提高10-15℃保温10-30min。
9.根据权利要求1或8所述的方法，其中，所述染色温度为80-150℃，所述保温时间为1-3h；
优选地，所述染色温度为90-130℃。
10.一种染色的散纤维或纺织品，其是通过权利要求1-9任一项所述的提高活性染料溶剂染色匀染性的染色方法进行染色得到的；
优选地，所述纺织品包括纱线、面料或成衣。
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