CN110004738B - Pla/phbv共混丝/粘胶交织物一浴法染色工艺 - Google Patents

Pla/phbv共混丝/粘胶交织物一浴法染色工艺 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种PLA/PHBV共混丝/粘胶交织物一浴法染色工艺，将经过退浆除油处理的交织物置于含有分散染料和活性染料的染液中，通过添加载体进行低温染色，然后对交织物进行清洗。本发明的优点和有益效果是1、采用环保型载体，可使分散活性染料染色温度降低到80℃，避免高温对PLA/PHBV共混丝的损伤；2、选用耐碱性分散染料和活性低碱染料，实现了分散活性一浴法染色，既可不影响分散染料的上染和色光，也不影响活性染料的固色；3、确定了PLA/PHBV共混丝/粘胶交织物染色用的染料和助剂，提供了一种分散活性染料一浴法染色工艺，具有得色均匀、水洗牢度、摩擦牢度良好的特点，同时可节约能源、降低生产成本、减少对纤维的损伤，并可减少污水的排放量。

Description

PLA/PHBV共混丝/粘胶交织物一浴法染色工艺
技术领域
本发明涉及一种织物的染色工艺，尤其是涉及PLA/PHBV共混丝/粘胶交织物利用分散/活性染料一浴法染色工艺。
背景技术
传统合成聚酯纤维生产来源于石油，其资源不可再生，加之废弃物很难生物降解。随着人们环保意识的不断加强，可降解的生物基聚酯纤维PLA/PHBV混纺纤维逐步发展起来，两者都属于可降解纤维。但是其较差的耐热性和耐碱性能使得其经过(纺织、染色、熨烫等)处理后，纤维的机械性能和手感等受到较大的影响，因此开发了PLA/PHBV共混丝/粘胶交织物，来改善其手感和机械性能。PLA/PHBV共混丝采用分散染料来染色，粘胶用活性染料来染色；传统的分散染料染色是在高温和弱酸条件下进行的，活性染料要在较强碱性条件下才能固色。所以常采用两浴法进行染色。其染色过程为：先分散染料染PLA/PHBV→碱还原清洗→水洗、中和→活性染料染粘胶→水洗、中和→皂洗→水洗。整个染色工艺耗时长，生产效率低，水电汽消耗大，污水排放量大，同时由于高温湿态和碱性加工时间长，易使纤维强力降低，影响织物的手感(特别是PLA/PHBV共混丝)，产品的质量和企业经济效益下降。因此有必要开发PLA/PHBV共混丝/粘胶交织物的一浴法染色工艺，而目前对于PLA/PHBV共混丝/粘胶交织物一浴染色方面的研究不多，这使得本项研究具有一定的必要性。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种针对PLA/PHBV共混丝/粘胶交织物一浴法染色工艺，具有得色均匀、水洗牢度、摩擦牢度高的特点，同时能节约能源、降低生产成本和对纤维强力的损伤，并减少了污水的排放。
本发明的技术方案是提供一种PLA/PHBV共混丝/粘胶交织物一浴法染色工艺，步骤包括：
(1)将PLA/PHBV共混丝/粘胶交织物退浆除油处理；
(2)取对交织物中PLA/PHBV共混丝成分重0.5％-1％(o.m.f)的分散染料和对交织物中粘胶成分重0.5％-1％(o.m.f)的活性染料，加入环保型载体配成染液，其中环保型载体在染液中的浓度为0.4-0.6g/L，将步骤(1)处理后的交织物放入浴比为1:20-30的染液中进行染色：首先以2-4℃/min升温至60℃-65℃，加入无水硫酸钠使其在染液中的浓度为40-60g/L，继续以1-2℃/min升温至80℃-85℃，染色10min后，再加入无水碳酸钠固色，无水碳酸钠在染液中浓度为0.5-1g/L，继续保温染色20-30min，再以3-5℃/min降温至50℃-60℃取出交织物；
(3)将步骤(2)处理后的交织物进行清洗，清洗液中涤棉染色一浴清洗剂浓度为2-4g/L，浴比1:20-30，在75℃-80℃的条件下处理10-20min。
(4)将步骤(3)处理后的交织物加入清水中水洗，去除布面上的助剂和染料浮色，然后置于75℃-80℃的温度下进行烘干。
进一步地，步骤(1)中交织物精练去油过程为在pH＝8-9的溶液中加入精练去油剂使其浓度为2g/L，在80℃-85℃的条件下退浆去油处理20-30min；
进一步地，步骤(2)中固色用无水碳酸钠分2至3次加入染液中或者配制成溶液后随着染色进程逐步注入染液中。
进一步地，分散染料为耐碱型ADD系列染料，优选为3支染料，分别为分散大红ADD、分散橙ADD、分散蓝ADD三原色染料，上述3个染料由浙江闰土染料有限公司提供；
进一步地，活性染料为低碱型系列染料，优选为3支染料，分别为活性红DH-2G、活性黄DH-NR、活性蓝DH-BB三原色染料，该系列染料由佛山市宇丰染料有限公司提供。
进一步地，PLA/PHBV共混丝/粘胶交织物中粘胶含量(质量百分比)在30-50wt％；PLA/PHBV共混丝中，PHBV的含量(质量百分比)在10-30wt％。应当指出的是，上述一浴法染色工艺为适用于PLA/PHBV共混丝/粘胶交织物，而这一成分比例下，配合上述一浴法染色最为适宜。
本发明的优点和有益效果：
1、本发明采用环保型载体，可使分散活性染料染色温度降低到80℃，可避免高温对PLA/PHBV共混丝的损伤；
2、本发明选用耐碱性分散染料和活性低碱染料，实现了PLA/PHBV共混丝/粘胶交织物分散/活性一浴法染色，既可不影响分散染料的上染和色光，也不影响活性染料的固色；
3、本发明确定了PLA/PHBV共混丝/粘胶交织物染色用的染料和助剂，提供了一种分散/活性染料一浴法染色工艺，具有得色均匀、水洗牢度、摩擦牢度良好的特点，同时可节约能源、降低生产成本、减少对纤维的损伤，并可减少污水的排放量。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步说明。
PLA/PHBV混纺纤维为生物可降解的纤维，在环保要求日益严峻的当下具有可观的应用前景。目前针对PLA/PHBV混纺丝染色已经有所研究，例如将PLA/PHBV混纺丝置于去离子水润湿、清洗后采用分散染料分段温度控制进行染色。本发明所处理的对象为PLA/PHBV共混丝/粘胶交织物，其与上述PLA/PHBV混纺丝不同，PLA/PHBV混纺丝为纺织用长丝或短丝，是织物面料的加工原料，其纤维清楚分明、纤维之间不存在影响并且在控制混纺丝中PHBV的含量后其特性基本接近PLA特性，染色所考虑的因素相对单一。而本发明为PLA/PHBV共混丝/粘胶交织物，即由性质不同的经纬纱交织而成，且纱线之间存在相互叠压，特别是PLA/PHBV纤维与粘胶因性质不同而带来的染色条件不同，更何况需要采用一浴法进行染色，其本身存在很大困难，例如分散染料染色时，一般情况下要加入冰醋酸、在高温的条件下进行染色；活性染料要在较强碱性条件下、中温进行固色，两者的染色温度和pH值存在着矛盾。为更好地解决这一矛盾，本发明采用耐碱型ADD系列的分散染料染PLA/PHBV纤维，可以在弱碱条件下进行染色，并且加入环保型载体，可降低其染色温度，以便不影响活性染料的上染；普通活性染料是在中温60℃的条件下，需要加入较多的碱剂进行固色，加入的碱剂越多，就会影响分散染料的上染，本发明选用高温低碱DH系列活性染料染粘胶，其优势在于以染料用量为1％来计算，常规染料要加入15g/L的无水碳酸钠在60℃进行固色；本发明的DH型活性染料在80℃，加入0.5-1.0g/L的无水碳酸钠进行固色，无水碳酸钠用量为常规染料染色的1/15，即不影响分散染料的上染，又可以减轻废水处理的负担，同时也可以减少对PLA/PHBV共混丝的碱性损伤。
此外采用分散染料染色时，由于PLA/PHBV纤维间的空隙小不利于分散染料移动并附着在纤维上实现染色，因此通过添加环保型载体例如环保型染色载体JYK POW、环保载体BIP、环保载体SML等，使纤维膨化达到增加纤维孔隙的目的，有利于染料上染，而由于PLA/PHBV纤维不耐高温，因此无法通过提高温度的方法来增加纤维空隙，而通过添加环保型载体就可以满足降低染色温度的要求。可见本发明中分散活性染料一浴法染色时，如何选择染料和降低分散染料的染色温度是非常关键的。采用耐碱性分散染料和低碱固色的活性染料，可实现分散活性染料一浴法染色；无水碳酸钠用量只有0.5-1g/L，可避免PLA/PHBV纤维强碱性受损；采用加入环保型载体的方法，使分散染料染PLA/PHBV的温度降到80℃，避免了PLA/PHBV纤维热损伤，而且不影响活性染料的固色，并通过控制升温和降温速率，以实现均匀染色的效果。
本发明在染色过程中选择在60-65℃时加入无水硫酸钠的目的是为了更好地促使染料吸附到纤维上。具体来说本发明所采用的分散染料和活性染料在室温到60-65℃的这段温度范围内，利用染料本身对纤维的亲和力，使部分染料均匀吸附到纤维上，然后在60-65℃时加入硫酸钠，利用其钠离子来降低纤维表面的负电荷，从而降低了纤维对染料的排斥力，使部分染料进一步吸附到纤维上，同时在这一温度加入无水硫酸钠，可以使染料尽快吸附到织物上，而不影响后续无水碳酸钠的固色进程，最大限度节约染色时间。
本发明在对交织物染色前首先将其进行退浆除油处理而非简单用水清洗，其原因是织物面料由经纬纱相互叠压交织而成，并且织造时为了防止纤维断头和保护其强力，对纱线进行了上浆处理，浆料在水中是不容易去除的；再者，纺丝生产时添加了润滑剂，其为疏水性物质，不溶于水，只利用水不能很好的将其去除。因此在前处理过程中通过退浆除油处理，最好使用碱剂加去油剂将其去除，去油剂可以选用HK-1032B去油精练剂、HK-117除油剂、HK-115乳化除油剂等。可以看到本发明之所以采用步骤(1)进行前处理，这是因为在纺丝过程中添加了润滑剂，织造时进行了上浆处理，织物运输储存过程中沾污，所以要进行退浆和除油处理。
步骤(3)清洗的目的是为了洗净浮色，增加色牢度。涤棉染色一浴清洗剂浓度2-4g/L，这样的成分和浓度，可以保证能有效去除纤维上未固着的分散染料和活性染料，从而使得清洗更加干净。可选用的涤棉染色一浴清洗剂有涤棉染色一浴清洗剂Span-one、涤棉染色一浴清洗剂ZETESAL NPC等。
以下具体实施方式中，PLA/PHBV共混丝/粘胶交织物中粘胶含量(质量百分比)为40wt％，PLA/PHBV共混丝(包括PLA/PHBV混纺织物)中，PHBV的含量(质量百分比)为20wt％。
实施例1
PLA/PHBV混纺织物分散染料染色工艺
Figure BDA0001999439350000041
Figure BDA0001999439350000051
PLA/PHBV混纺织物分散染料不加载体染色对比实施例1，工艺中载体用量为0g/L，染色温度为100℃，其他工艺与实施例1相同
表1 本实施例染色结果
Figure BDA0001999439350000052
K/S值表示染色织物的得色深度，同一波长下，K/S值越大，织物得色越深，说明采用此组染料在上述工艺条件下染色时，相同浓度的染料用量，在同一温度染色时，加入载体比不加载体的染色深度要深；在80℃加载体比100℃不加载体染色时织物得色要深，说明载体能降低染色温度，并能提高得色量。由上表1的检测数据可知，加入载体的低温染色的效果优于对比例。
实施例2
分散活性染料染PLA/PHBV共混丝/粘胶交织物浅色工艺
Figure BDA0001999439350000053
皂洗工艺：
涤棉一浴清洗剂 2g/L
浴比 1:30
温度 80℃
时间 10min
PLA/PHBV共混丝/粘胶织物分散活性两浴法染色对比实施例2
PLA/PHBV共混丝/粘胶交织物 3g(3组)
第一浴分散染料染PLA/PHBV工艺：
Figure BDA0001999439350000061
还原清洗工艺：
保险粉 0.5g/L
无水碳酸钠 0.5g/L
温度 80℃
时间 10min
浴比 1:30
第二浴活性染料染粘胶工艺：
Figure BDA0001999439350000062
皂洗工艺：
中性洗涤剂 1g/L
温度 80℃
时间 10min
浴比 1:30
表2 本实施例染色结果
Figure BDA0001999439350000071
K/S值表示染色织物的得色深度，同一波长下，K/S值越大，织物得色越深，说明采用此染料在上述工艺条件下染色，分散活性一浴法染色时比两浴法染色得色深度和牢度相差不大，但是强力损伤明显减小，并且可以节省一半的时间。上表2的检测数据可知，一浴法染色的效果优于对比例的两浴法。
实施例3
分散活性染料染PLA/PHBV共混丝/粘胶交织物中色工艺
Figure BDA0001999439350000072
后处理工艺：
涤棉一浴清洗剂 4g/L
温度 80℃
时间 20min
浴比 1:30
PLA/PHBV共混丝/粘胶织物分散活性染料两浴法染色对比实施例3
PLA/PHBV共混丝/粘胶交织物 3g(3组)
第一浴分散染料染PLA/PHBV:
Figure BDA0001999439350000081
还原清洗工艺：
保险粉 1g/L
无水碳酸钠 1g/L
温度 80℃
时间 20min
浴比 1:30
第二浴活性染料染粘胶：
Figure BDA0001999439350000082
皂洗工艺：
中性洗涤剂 2g/L
温度 80℃
时间 20min
浴比 1:30
表3 本实施例染色结果
Figure BDA0001999439350000091
K/S值表示染色织物的得色深度，同一波长下，K/S值越大，织物得色越深，说明采用此染料在上述工艺条件下染色时，分散活性一浴法染色时比两浴法染色得色深度和牢度相差不大，但是强力损伤明显减小，同时可以节省一半的时间。由上表3的检测数据可知，一浴法染色织物的强力优于对比例，牢度和得色深度相差不大。
本发明实施例涉及到的材料、试剂和实验设备，如无特别说明，均为符合纺织物加工处理领域的市售产品。
以上所述，仅为本发明的优选实施例，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的核心技术的前提下，还可以做出改进和润饰，这些改进和润饰也应属于本发明的专利保护范围。与本发明的权利要求书相当的含义和范围内的任何改变，都应认为是包括在权利要求书的范围内。

Claims (6)

1.PLA/PHBV共混丝/粘胶交织物一浴法染色工艺，其特征在于，步骤包括：
(1)将PLA/PHBV共混丝/粘胶交织物退浆除油处理；
(2)取对交织物中PLA/PHBV共混丝成分重0.5％-1％的分散染料和对交织物中粘胶成分重0.5％-1％的活性染料，加入环保型载体配成染液，其中环保型载体在染液中的浓度为0.4-0.6g/L，将步骤(1)处理后的交织物放入浴比为1:20-30染液中进行染色：首先以2-4℃/min升温至60℃-65℃，加入无水硫酸钠使其在染液中的浓度为40-60g/L，继续以1-2℃/min升温至80℃-85℃，染色10min后，再加入无水碳酸钠固色，无水碳酸钠在染液中浓度为0.5-1g/L，继续保温染色20-30min，再以3-5℃/min降温至50℃-60℃取出交织物；
(3)将步骤(2)处理后的交织物进行清洗，清洗液中涤棉染色一浴清洗剂浓度为2-4g/L，浴比1:20-30，在75℃-80℃的条件下处理10-20min；
(4)将步骤(3)处理后的交织物加入清水中水洗，去除布面上的助剂和染料浮色，然后置于75℃-80℃的温度下进行烘干。
2.如权利要求1所述的PLA/PHBV共混丝/粘胶交织物一浴法染色工艺，其特征在于，所述步骤(1)中交织物退浆除油过程为在pH＝8-9的溶液中加入精练去油剂使其浓度为2g/L，在80℃-85℃的条件下退浆除油处理20-30min。
3.如权利要求1所述的PLA/PHBV共混丝/粘胶交织物一浴法染色工艺，其特征在于，所述步骤(2)中用无水碳酸钠固色时，分2至3次加入染液中或者配制成溶液后随染色进程注入染液中。
4.如权利要求1所述的PLA/PHBV共混丝/粘胶交织物一浴法染色工艺，其特征在于，所述分散染料为耐碱型ADD系列的3支染料，分别为分散大红ADD、分散橙ADD、分散蓝ADD三原色染料。
5.如权利要求1所述的PLA/PHBV共混丝/粘胶交织物一浴法染色工艺，其特征在于，所述活性染料为低碱型系列的3支染料，分别为活性红DH-2G、活性黄DH-NR、活性蓝DH-BB三原色染料。
6.如权利要求1所述的PLA/PHBV共混丝/粘胶交织物一浴法染色工艺，其特征在于，PLA/PHBV共混丝/粘胶交织物中粘胶含量在30-50wt％；PLA/PHBV共混丝中，PHBV的含量在10-30wt％。
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