CN109183448B - 一种锦棉织物的染色工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种锦棉织物的染色工艺，其特征在于，采用中性染料和活性染料对锦棉织物进行一浴一步法染色，其中：染色工艺处方：中性染料0.1‑8%owf；M型活性染料0.1‑8%owf；硫酸钠40‑80g/L；酸碱稳定剂2‑4g/L；浴比为5‑30：1；染色工艺步骤：室温下依次在染缸中注入酸碱稳定剂、染液、2/10～4/10硫酸钠，调节pH值至10，以1‑1.5℃/min的速率升温至95℃，加入剩余部分的硫酸钠，保温45‑60min，后进行皂洗；本发明通过pH值调节、染料筛选等，对锦棉织物进行中性染料/活性染料一浴一步法染色具有显著的效果。
Description
技术领域：
本发明公开了一种染色工艺，具体是一种锦棉织物的染色工艺。
背景技术：
锦棉交织针织物吸湿透气性好，回弹性优异，高强耐磨，服用性能良好，深受广大消费者的青睐。锦棉交织针织物染色，目前主要有一浴法工艺、一浴两步法工艺和二浴法工艺：
一浴法工艺一般采用酸性或中性/直接染料染色，由于直接染料湿牢度较低，色牢度性能往往会不符合一般产品要求。也有采用酸性染料一浴一步染色，如在CN201710986326X公开的一种锦棉混纺织物酸性染料一浴一步染色的制备方法中，该工艺需要在染色前，对棉纤维进行阳离子改性处理，增加了一道工艺，也增加了成本，且改性结果会影响染色效果，使染色性能存在不确定性；CN201611236581.4公开的一种锦棉织物的活性染料一浴染色方法中，该方法中采用的活性染料是稀土络合微胶囊化活性染料，不是常规易取的活性染料，需要对活性染料进行微胶囊化加工。CN200910156680.5公开的锦棉织物中温型活性染料温度调控法一浴同色性染色方法，该方法需要根据颜色深浅进行温度调控，由于染色温度对锦纶染色深度影响敏感，实际生产中温度调控要求高，稍有差异就会产生色差。
现在工厂一般采用酸性或中性/活性染料二浴法，此工艺存在生产成本较高、加工周期长、能耗高、废水量大等问题。近年来，随着低盐、低碱活性染料加工技术的日趋完善，采用酸性或中性/活性染料一浴二步法染色已成为研究的方向。与传统的二浴法工艺相比，该染色工艺流程较短、染色废水排放和能耗均有较大幅度降低，而产品各项染色牢度较高。如CN2014100361796公开的锦棉织物短流程染色方法,采用活性染料，酸性上染、碱性固色的一浴二步法，染色性、同色性都具有较好的效果。也有人采用中性染料/热固性活性染料一浴法对锦棉织物进行染色，采用中性介质、100-110℃条件下进行染色，但是此工艺需要中性条件下固色的活性染料，该活性染料成本高，很少被工厂采用。
目前，尚未有采用中性染料和活性染料对锦棉织物进行一浴一步法染色工艺公开的报道。
发明内容：
本发明主要通过探寻锦棉织物染色工艺中，PH值、助剂、染色温度与染料之间关系及影响，进而提供一种采用中性染料和活性染料对锦棉织物进行一浴一步法染色的工艺。该工艺具有条件容易控制，操作方便，染料常规易取的特点，锦棉两组分相互沾色较轻，便于套色，并能达到中性/活性两浴法的染色效果，而其工艺流程比传统的酸性或中性/活性一浴两步法和两浴法更短。
本发明采取的技术方案如下：
一种锦棉织物的染色工艺，其特征在于，采用中性染料和活性染料对锦棉织物进行一浴一步法染色，其中：
染色工艺处方：
中性染料 0.1-8%（owf）
M型活性染料 0.1-8%（owf）
硫酸钠 40-80g/L
酸碱稳定剂 2-4g/L（调pH为10）
浴比为 5-30：1
进一步地：
硫酸钠的用量需要根据中性染料、活性染料浓度进行调节，染料浓度低，盐的用量也低。染料浓度为0.1-1%（owf），硫酸钠用量为40-50g/L；染料浓度为1-2%（owf），硫酸钠用量为50-60g/L；染料浓度大于2%（owf），硫酸钠用量为60-80g/L。
染色工艺步骤：
室温下依次在染缸中注入稳定剂、染液、2/10～4/10硫酸钠，调节pH值至10，以1-1.5℃/min的速率升温至95℃，加入剩余部分的盐，保温45-60min，后进行皂洗。皂洗的工艺处方为皂洗剂1-2g/L，温度90-95℃，时间10-15min。
本发明工艺中的中性染料选用约克夏亚洲太平洋有限公司生产的纽曲兰S-CF系列酸性染料或者德司达染料公司生产的Isolan NHF-S系列酸性染料，活性染料选用M型活性染料。
所述酸碱稳定剂优选为氢氧化钠和硼砂、碳酸氢钠和碳酸钠混合的酸碱缓冲剂。
本发明通过酸碱稳定剂的使用、染料的筛选，开发了一种采用中性染料和活性染料对锦棉织物进行一浴一步法染色工艺，与传统活性染料一浴法工艺相比，具有更好的上染率和固色率，与传统一浴两步法或两浴法相比，流程更短，其流程更短，能耗与成本更低，而产品的色深度基本达到传统的二浴法水平。
本发明的工作原理如下：
1、染料的选择
众所周知，锦纶与棉纤维的化学与物理结构不同，所以具有不同的染色性能。锦纶一般采用弱酸性、中性染料染色，染料与纤维之间主要通过分子间力、氢键相结合，染色介质一般为弱酸性（pH为4-6）或中性（pH为6-7），染色温度一般为95℃。而棉纤维一般采用活性染料染色，不仅色泽鲜艳，色牢度也较为优异，但是需要在中性条件上染、碱性条件（pH为10-11）反应固色，最终以共价键与纤维结合，染色温度因活性染料种类而异，有低温（40℃）、中温（60-75℃）、高温（90-95℃）以及中高温（70-90℃）型等，而考虑到锦纶组分需要95℃高温染色，一般采用中高温或高温型活性染料为宜。
针对锦纶、棉两种纤维染色介质存在矛盾的情况，申请人系统研究各种染料（酸性染料、中性染料、活性染料）对锦纶织物的影响，并进一步系统研究了pH、盐对弱酸性、中性两类染料的影响的同时，同时也研究了pH值对HE、FL、M三类活性染料染色的影响，通过在弱酸性与弱碱性之间找到一个平衡点，使两类染料都能有较好的上染。通过对染色机理和实验统计，最终选择中性染料与M型活性染料适用于锦纶织物的一浴一步法染色。
2、关于pH值
申请人通过研究发现，活性染料染色时需要加入的盐，会对弱酸性、中性染料在锦纶组分上的着色起到一定的促染作用，从而可以弥补pH值升高引起的得色率下降。而适当提高染色温度，提高了活性染料的反应速率，可以弥补某些活性染料因pH值下降引起的固色率下降。因此，关键在于，如何找到一个平衡点（最佳pH值），使两类染料都能有较好的上染（锦纶着色和棉纤维的着色）。
申请人经进一步实验，分析了pH、盐对中性染料和M型活性染料的染色影响，本发明找到了一个平衡点（最佳pH值为10），并自行配制了便于运输与实际生产加工时添加与使用的酸碱稳定剂，同时分别选出了适用的中性染料与活性染料品种，最后获得锦棉织物中性/活性一浴一步法的短流程染色工艺，使两类染料都能有较好的上染。
本发明的有益效果如下：
1、本发明采用中性染料与M型活性染料对锦棉织物进行一浴一步法染色工艺，上述工艺，目前尚未有文献报道。
锦棉织物一浴一步法染色工艺中，锦棉两种纤维的染料选择与应用，有很多方案。本项目经过筛选选择中性染料与M型活性染料在一浴法一步法染色工艺中应用尚未有文献报道。
2、本发明通过染料的选择、pH值、染色温度的控制，使得中性和活性染料分别对锦纶和棉纤维均有很好的上染。
本发明的一浴一步法中，确定了将染色介质pH值调至10这个平衡点，并配合使用一定量的盐，使锦纶与棉两组分得到较好上染，达到与两浴两步法相近的色深度，这是本发明的一个关键创新点。
3、另外，本发明还具有加工时间短的特点，95℃下保温45min，在中性和活性染料混合一浴一步法染色中尚未有人报道。
以下结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。
附图说明：
图1 pH对各类活性染料棉组分上染的影响；
图2 pH对各类活性染料棉组分上染的影响；
图3 pH对各类活性染料棉组分上染的影响；
图4 pH值对弱酸性染料锦纶组分上染的影响；
图5 pH值对中性染料锦纶组分上染的影响；
图6 盐对酸性红10B锦纶组分上染的影响；
图7 盐对中性染料锦纶组分上染的影响（a）pH=9；
图8 盐对中性染料锦纶组分上染的影响（b）pH=10；
图9为本发明的染色工艺曲线图；
图10为传统两浴法染色工艺曲线图；
图11为传统两浴法染色工艺曲线图；
图12为本发明与传统工艺活性染料棉组分上的色深值K/S比较；
图13为本发明与传统工艺中性染料锦纶组分上的色深值K/S比较。
具体实施方式：
基本实施例：
工艺处方：
中性染料 2%（owf，对锦纶组分重）
M型活性染料 2%（owf，对棉组分重）
硫酸钠 60g/L
酸碱稳定剂 2g/L
浴比为 30：1
工艺步骤：
室温下依次在染缸中注入稳定剂、染液、2/10～4/10硫酸钠，以1-1.5℃/min的速率升温至95℃，加入剩余部分的盐，保温45-60min，后进行皂洗。皂洗的工艺处方为皂洗剂1-2g/L，温度90-95℃，时间10-15min。
基于本发明的工艺处方和工艺条件，调整不同的染料、pH值、盐等，并分别测试其对锦棉织物上染的影响。
1、pH对棉组分活性染料上染的影响
采用各类缓冲试剂，变化溶液的pH值，在同样的工艺条件下，即染料浓度2%owf、硫酸钠60g/L（4/10量在染色前加入，剩余6/10量升温至95℃时加入），从室温开始以1℃/min升温至95℃，保温45min后皂洗。分别对HE、FL、M三类9只活性染料染样进行表观色深值K/S值的测定，结果见图1-图3。
从图1-图3可以发现，随着pH值升高，每类活性染料的表观色深值均有明显升高，但是升至10后，FL、M这两类活性染料的K/S值反而有所下降，而HE型活性染料还是呈明显上升。因此，对于FL、M这两类活性染料而言，在95℃条件下、pH值调至10时，其得色率为最高。
因此，从上述数据可知，FL、M这两类活性染料适合在95℃、弱碱性条件（pH为10）下染色。
2、pH对锦纶组分弱酸性、中性染料上染的影响
采用各类缓冲试剂，变化溶液的pH值，在同样的工艺条件下，即染料浓度2%owf，从室温开始以1℃/min升温至95℃，保温45min后皂洗。分别对四只弱酸性染料（红10B、黄RXL、艳兰G、湖蓝GB等）和3只中性染料（纽曲兰系列）染样进行表观色深值K/S值的测定，结果见图4-图5。
从图4-图5发现，随着pH值升高，无论是弱酸性还是中性染料，其表观色深值均有明显下降。因此，在不加任何添加剂的情况下，弱酸性或中性染料在弱碱性条件下上染锦纶组分，得色会很浅。
3、盐对锦纶组分弱酸性、中性染料上染的影响
采用缓冲试剂调节至规定的pH值，增加盐的用量，染料浓度均为2%owf，从室温开始以1℃/min升温至95℃，保温45min后皂洗。分别对弱酸性染料红10B和3只中性染料（纽曲兰系列）染样进行表观色深值K/S值的测定，结果分别见图6-图8。
从图6-图8可以发现，在pH值为8、9、10等弱碱性条件下，盐的用量增加，无论是弱酸性或中性染料，其得色会明显增加。这是因为，在弱碱性条件下，锦纶带负电荷，盐对阴电荷染料会起到促染作用。
比较图6-图8可以发现，对于弱酸性染料而言，pH为8时，盐增加至50g/L时其K/S值已经能达到弱酸性pH为6时的K/S值，pH为9时，当盐的用量增加至80g/L，也未能达到弱酸性条件下的得色深度。所以，对于弱酸性染料而言，在弱碱性条件下（pH为9-10）染色，即使有相当量的盐添加，锦纶组分的得色会低于常规弱酸性染色，不适合与活性染料同浴染色。
比较图6-图8可以发现，三只中性染料即纽曲兰红S-FC、纽曲兰黄S-FC、纽曲兰蓝S-FC，无论在pH为9或10，当盐的用量增加至50g/L时，其K/S值均基本达到或超过在弱酸性pH为6时的K/S值。说明对于中性染料而言，只要有一定量的盐存在，在在弱碱性条件下（pH为9-10）染色，其得色量能够达到或超过常规弱酸性或中性浴的染色，适合与活性染料同浴染色。
4、新工艺中活性染料对锦纶沾色情况
对锦纶、棉双组分混合样（w/w为1:1），只加入活性染料2%、盐60g/L、pH为10，从室温开始以1℃/min升温至95℃，保温45min后皂洗。分别对FL、M型六只活性染料的锦纶染样进行表观色深值K/S值的测定，结果分别见表1。
表1 不同活性染料对锦纶的沾色情况
| 纤维 | 红FL-R | 黄FL-4R | 蓝FL-Rn | 红M-8B | 黄M-3RE | 蓝M-8B |
| 棉 | 5.90 | 9.14 | 6.06 | 6.13 | 7.02 | 11.45 |
| 锦纶 | 1.95 | 1.35 | 1.32 | 1.37 | 0.46 | 0.21 |
从上表发现，FL型、M型这两类活性染料对锦纶沾色相对较轻，相比较而言，FL型活性染料对锦纶组分的沾色较重，锦纶组分的K/S值分别都大于1.0，而M型活性染料对锦纶沾色相对较轻，尤其是黄M-3RE、蓝M-8B这两只染料对锦纶沾色几乎没有沾色。因此，最后选用M型活性染料进行中性染料的同浴一步法染色。
5.工艺对比
（1）新工艺
工艺处方：
中性染料 2%（owf，对锦纶组分重）
M型活性染料 2%（owf，对棉组分重）
硫酸钠 60g/L
酸碱稳定剂 2g/L
浴比为 30：1
工艺曲线：如图9所示。
（2）传统的两浴法工艺
工艺处方一：
M型活性染料 2%（owf，对棉组分重）
硫酸钠 60g/L
碳酸钠 20g/L
浴比为 30：1。
工艺处方二：
中性染料 2%（owf，对锦纶组分重）
缓冲溶液（调pH值） 6
浴比为 30：1。
工艺曲线：如图10、图11所示。
（3）染色色深度对比：
采用本发明工艺，与传统两浴法工艺，对棉、锦纶进行上染，检测其上染效果如图12、图13所示。
结合图12、图13可以看出，新工艺中M型活性染料与纽曲兰系列中性染料分别对棉、锦纶两组分的上染，其表观色深值K/S值基本达到或超过传统两浴法的染色。因此，本发明在系统研究基础上，通过pH值调节、染料筛选等，对锦棉织物进行中性染料/活性染料一浴一步法染色具有显著的效果，这一新工艺具有工艺流程短、操作方便、废水少、能耗低等优点，产业化前景广阔。
Claims (6)
1.一种锦棉织物的染色工艺，其特征在于，采用中性染料和活性染料对锦棉织物进行一浴一步法染色，其中：
染色工艺处方：
中性染料 0.1-8% owf
M型活性染料 0.1-8% owf
硫酸钠 40-80g/L
酸碱稳定剂 2-4g/L
浴比为 5-30：1
染色工艺步骤：
室温下依次在染缸中注入酸碱稳定剂、染液、2/10～4/10硫酸钠，调节pH值至10，以1-1.5℃/min的速率升温至95℃，加入剩余部分的硫酸钠，保温45-60min，后进行皂洗；皂洗的工艺处方为皂洗剂1-2g/L，温度90-95℃，时间10-15min。
2.根据权利要求1所述的一种锦棉织物的染色工艺，其特征在于：硫酸钠的用量根据中性染料、活性染料浓度进行调节，染料浓度为0.1-1% owf，硫酸钠用量为40-50g/L；染料浓度为1-2% owf，硫酸钠用量为50-60g/L；染料浓度大于2% owf，硫酸钠用量为60-80g/L。
3.根据权利要求1所述的一种锦棉织物的染色工艺，其特征在于：所述的中性染料选用约克夏亚洲太平洋有限公司生产的纽曲兰S-CF系列酸性染料，或者德司达染料公司生产的Isolan NHF-S系列酸性染料。
4.根据权利要求1所述的一种锦棉织物的染色工艺，其特征在于：活性染料选用红M-8B、黄M-3RE、蓝M-8B型活性染料。
5.根据权利要求1所述的一种锦棉织物的染色工艺，其特征在于：采用缓冲试剂调节溶液的pH值至10，染料浓度2% owf，硫酸钠60g/L、其中硫酸钠4/10量在染色前加入，剩余6/10量升温至95℃时加入，从室温开始以1℃/min升温至95℃，保温45min后皂洗。
6.根据权利要求1所述的一种锦棉织物的染色工艺，其特征在于：所述酸碱稳定剂为氢氧化钠和硼砂、碳酸氢钠和碳酸钠混合的酸碱缓冲剂。
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