CN110130125A - 一种提高亚麻短纤维染色性能的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种提高亚麻短纤维染色性能的方法，该方法以亚麻短纤维为原料，经过渗透剂JFC溶液浸渍、阳离子改性处理、温水洗、过氧乙酸中和、温水洗、活性染料染色、冷水洗、皂煮、冷水洗、脱水、烘干加工而成。其优点是阳离子改性处理使短麻纤维带正电荷增加对阴离子染料的吸附，上染百分率提高10.3~11.8%。阳离子改性处理后采用过氧乙酸中和碱，可以去除部分木质素、果胶、色素等杂质，增加柔软性和延伸性，改善短纤维的分裂度和可纺性，染色后干湿摩擦牢度均提高0.5~1级，比常规短麻纤维的染色工艺更环保，加工和应用性能提升。生产出的精梳短麻高支纱在物理指标和纱线的外观品质上满足针织物的要求，与线密度相同的长麻不相上下。

Description

一种提高亚麻短纤维染色性能的方法
技术领域
本发明涉及一种提高亚麻短纤维染色性能的方法，属于纺织技术领域。
背景技术
亚麻纤维来源于亚麻植物，是自然界最宝贵的生态资源之一，也是一种可再生的绿色环保纤维。亚麻纤维吸湿和透气性好，使得它成为自由呼吸的纺织品。由于具有抗菌的保健功能，作为针织内衣会更舒适和健康。亚麻短纤维是亚麻原料厂制取打成麻时的下脚料，价格较长麻低。短麻中木质素、果胶等伴生物含量较高，刚性强，分裂度低，纤维间的抱合力小,使其可纺性差。又由于短麻纤维的结晶度和取向度高, 且纤维上有断纹和横节，致使染色时染料的上染百分率低，染透性和染深性较差, 难以染出鲜艳的颜色, 限制了短麻纤维的使用范围和推广。
阳离子改性剂3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵（CHPTAC）本身不与短麻纤维反应，在碱性条件下转化为2,3-环氧丙基三甲基氯化铵（EPTAC），然后EPTAC与短麻纤维素上的羟基反应，使短麻纤维阳离子化，即短麻纤维带正电荷, 在染色时通过库仑引力的作用增加对阴离子染料的吸附，提高染料的上染能力。染色后干湿摩擦牢度高，后续纺纱过程中无沾色，生产出的精梳短麻高支纱在物理指标和外观品质上满足针织物的要求，与线密度相同的长麻不相上下。
阳离子改性处理不使用对短纤维强度损伤较大的强碱，对柔软度和延伸性没有不良影响，保证成纱质量。此外，短麻散纤维结构疏松，比粗纱更容易染色，活性染料的利用率进一步提高，使得短麻整体加工工艺更顺畅。据调查，采用此加工方法，由亚麻短纤维制成针织内衣用纱目前国内外资料未见报道。
发明内容
一种提高亚麻短纤维染色性能的方法，以亚麻短纤维为原料，经过渗透剂JFC溶液浸渍、阳离子改性处理、温水洗、过氧乙酸中和、温水洗、活性染料染色、冷水洗、皂煮、冷水洗、脱水、烘干处理。
具体工艺流程如下：
本发明的原料亚麻短纤维是亚麻原料厂制取打成麻时的下脚料。首先对其进行预处理，预处理的条件是过氧乙酸用量5.0g/L，硅酸钠用量 2.5g/L，温度60℃，时间50 min，浴比 1:30；然后对亚麻短纤维进行煮练处理，煮练的条件是碳酸钠用量9.5g/L，硅酸钠用量3.5g/L，温度90℃，时间45min，浴比 1:30。处理后水洗、烘干备用。
（1）渗透剂JFC溶液浸渍：JFC 1.5～2.0 g/L，温度40～50℃，时间35～40min，浴比1:30；
渗透剂JFC能够降低溶液的表面张力，使亚麻短纤维润湿和溶胀，有利于后续处理中阳离子改性剂CHPTAC向纤维内扩散和渗透，满足改性要求；
（2）阳离子改性处理：3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵（CHPTAC） 15～17%，碳酸钠6～8%，浴比 1:30，温度60～70℃，时间40～50min；
阳离子改性剂3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵（CHPTAC）本身不与短麻纤维反应，在碱性条件下转化为2,3-环氧丙基三甲基氯化铵（EPTAC），然后EPTAC与短麻纤维素上的羟基反应，使短麻纤维阳离子化，即短麻纤维带正电荷, 在染色时通过库仑引力的作用增加对阴离子染料的吸附，提高染料的上染能力；
（3）温水洗：温度40～50℃，洗去未固着和水解的阳离子试剂；
（4）过氧乙酸中和：过氧乙酸 1.5～2.0 g/L，温度70～80℃，时间35～45 min，浴比 1:30；
过氧乙酸中和碱剂碳酸钠，同时兼有漂白作用。其具有氧化性，可以去除部分亚麻短纤维中的果胶，并且能氧化木质素，生成二羧酸和内酯，降低短麻纤维中木质素的含量。过氧乙酸自身分解产物是醋酸、过氧化氢和氧气，对环境污染很小。中和处理后的亚麻短纤维比较柔软，白度好，分裂度增大，可纺性得到改善。此外，去除部分杂质后，染色性能也同时得到进一步提高；
（5）温水洗：温度40～50℃，洗去果胶、木质素等杂质和相应试剂；
（6）活性染料染色：K型活性染料0.8～1.0%，60℃入染，加入氯化钠8.0～10.0g/L，以1℃/min升温至80～90℃，加入碳酸钠3.0～5.0g/L，保温50～55min，浴比 1:30；
阳离子化处理可以提高短麻染色性能，主要是依靠吸引和固着更多活性染料分子来实现。活性染料的固着可以通过染料活性基与短麻纤维素上羟基之间形成的共价键，也可以是带负电荷的染料和阳离子改性后带正电荷短麻之间的离子键。由于染浴废液中染料、氯化钠和碳酸钠浓度低，且不使用对短纤维强度损伤较大的强碱，比常规染色污水处理负担小。此外，染色温度相应也降低5～10℃，染色工艺可操作性强，相对更绿色环保；
（7）冷水洗：20～30℃；
（8）皂煮：皂片2.0g/L，温度95℃，时间7min，浴比 1:30；
（9）冷水洗：20～30℃；
（10）脱水：3～5分钟；
（11）烘干：100～105℃至恒重。
本发明的有益效果是通过阳离子改性处理使亚麻短纤维带正电荷, 在染色时通过库仑引力的作用增加对阴离子染料的吸附，提高染料的上染能力。阳离子改性处理后采用过氧乙酸中和碱，同时过氧乙酸兼有氧化剂的作用，可以部分的去除木质素、果胶、色素等杂质，增加柔软性和延伸性，改善短纤维的分裂度和可纺性。由于染料和阳离子化短纤维之间的离子吸引力，也减少了盐和碱的用量。阳离子化提高染色性能，主要是通过吸引和固着更多活性染料分子来实现。活性染料的固着可以通过染料活性基与短麻纤维素上羟基之间形成的共价键，也可以是带负电荷的染料和阳离子改性后带正电荷短麻之间的离子键。因此，上染百分率提高10.3~11.8%，降低了染色废水色度，减轻污水处理负担，比常规短麻纤维的染色工艺更环保。
此外，短麻散纤维结构疏松，比粗纱更容易染色，可操作性提升，使得短麻整体加工工艺更顺畅。纺纱过程中无沾色，生产出的精梳短麻高支纱在物理指标和纱线的外观品质上均满足针织物的要求，与线密度相同的长麻不相上下。所加工的亚麻短纤维分裂度1743～1839Nm，平均长度51～63mm，断裂强度4.51～4.81cN·tex-1，伸长率6.41～7.02%，过氧乙酸中和后白度62.1～65.8%。染色后干摩擦牢度可达到5级，湿摩擦牢度可达到4级，均提高0.5～1级，综合加工和应用性能提升。
具体实施方式
实施例1
以亚麻短纤维为原料，具体工艺流程如下：
（1）渗透剂JFC溶液浸渍：JFC 1.5 g/L，温度50℃，时间40min，浴比 1:30；
（2）阳离子改性处理：CHPTAC 15%，碳酸钠6%，浴比 1:30，温度65℃，时间50min；
（3）温水洗：温度40～50℃；
（4）过氧乙酸中和：过氧乙酸 1.5 g/L，温度70℃，时间40 min，浴比 1:30；
（5）温水洗：温度40～50℃；
（6）活性染料染色：K型活性染料0.8%，60℃入染，加入氯化钠8.0g/L，以1℃/min升温至90℃，加入碳酸钠3.0g/L，保温50min，浴比 1:30；
（7）冷水洗：20～30℃；
（8）皂煮：皂片2.0g/L，温度95℃，时间7min，浴比 1:30；
（9）冷水洗：20～30℃；
（10）脱水：3～5分钟；
（11）烘干：100～105℃至恒重。
实施例2
以亚麻短纤维为原料，具体工艺流程如下：
（1）渗透剂JFC溶液浸渍：JFC 1.8 g/L，温度50℃，时间35min，浴比 1:30；
（2）阳离子改性处理：CHPTAC 16%，碳酸钠6%，浴比 1:30，温度60℃，时间50min；
（3）温水洗：温度40～50℃；
（4）过氧乙酸中和：过氧乙酸 1.6 g/L，温度70℃，时间45 min，浴比 1:30；
（5）温水洗：温度40～50℃；
（6）活性染料染色：K型活性染料0.8%，60℃入染，加入氯化钠10.0g/L，以1℃/min升温至85℃，加入碳酸钠4.0g/L，保温50min，浴比 1:30；
（7）冷水洗：20～30℃；
（8）皂煮：皂片2.0g/L，温度95℃，时间7min，浴比 1:30；
（9）冷水洗：20～30℃；
（10）脱水：3～5分钟；
（11）烘干：100～105℃至恒重。
实施例3
以亚麻短纤维为原料，具体工艺流程如下：
（1）渗透剂JFC溶液浸渍：JFC 2.0 g/L，温度40℃，时间40min，浴比 1:30；
（2）阳离子改性处理：CHPTAC 17%，碳酸钠7%，浴比 1:30，温度65℃，时间45min；
（3）温水洗：温度40～50℃；
（4）过氧乙酸中和：过氧乙酸 1.8 g/L，温度75℃，时间45 min，浴比 1:30；
（5）温水洗：温度40～50℃；
（6）活性染料染色：K型活性染料0.9%，60℃入染，加入氯化钠8.5g/L，以1℃/min升温至85℃，加入碳酸钠5.0g/L，保温55min，浴比 1:30；
（7）冷水洗：20～30℃；
（8）皂煮：皂片2.0g/L，温度95℃，时间7min，浴比 1:30；
（9）冷水洗：20～30℃；
（10）脱水：3～5分钟；
（11）烘干：100～105℃至恒重。
实施例4
以亚麻短纤维为原料，具体工艺流程如下：
（1）渗透剂JFC溶液浸渍：JFC 2.0 g/L，温度50℃，时间35min，浴比 1:30；
（2）阳离子改性处理：CHPTAC 17%，碳酸钠8%，浴比 1:30，温度70℃，时间40min；
（3）温水洗：温度40～50℃；
（4）过氧乙酸中和：过氧乙酸 1.8 g/L，温度70℃，时间45 min，浴比 1:30；
（5）温水洗：温度40～50℃；
（6）活性染料染色：K型活性染料1.0%，60℃入染，加入氯化钠9.0g/L，以1℃/min升温至90℃，加入碳酸钠3.0g/L，保温55min，浴比 1:30；
（7）冷水洗：20～30℃；
（8）皂煮：皂片2.0g/L，温度95℃，时间7min，浴比 1:30；
（9）冷水洗：20～30℃；
（10）脱水：3～5分钟；
（11）烘干：100～105℃至恒重。
实施例5
以亚麻短纤维为原料，具体工艺流程如下：
（1）渗透剂JFC溶液浸渍：JFC 1.8 g/L，温度45℃，时间40min，浴比 1:30；
（2）阳离子改性处理：CHPTAC 15%，碳酸钠7%，浴比 1:30，温度65℃，时间45min；
（3）温水洗：温度40～50℃；
（4）过氧乙酸中和：过氧乙酸 1.9 g/L，温度70℃，时间45 min，浴比 1:30；
（5）温水洗：温度40～50℃；
（6）活性染料染色：K型活性染料1.0%，60℃入染，加入氯化钠10.0g/L，以1℃/min升温至90℃，加入碳酸钠5.0g/L，保温50min，浴比 1:30；
（7）冷水洗：20～30℃；
（8）皂煮：皂片2.0g/L，温度95℃，时间7min，浴比 1:30；
（9）冷水洗：20～30℃；
（10）脱水：3～5分钟；
（11）烘干：100～105℃至恒重。
实施例6
以亚麻短纤维为原料，具体工艺流程如下：
（1）渗透剂JFC溶液浸渍：JFC 1.6 g/L，温度50℃，时间35min，浴比 1:30；
（2）阳离子改性处理：CHPTAC 16%，碳酸钠8%，浴比 1:30，温度60℃，时间50min；
（3）温水洗：温度40～50℃；
（4）过氧乙酸中和：过氧乙酸 2.0 g/L，温度75℃，时间40 min，浴比 1:30；
（5）温水洗：温度40～50℃；
（6）活性染料染色：K型活性染料0.9%，60℃入染，加入氯化钠9.5g/L，以1℃/min升温至88℃，加入碳酸钠4.5g/L，保温50min，浴比 1:30；
（7）冷水洗：20～30℃；
（8）皂煮：皂片2.0g/L，温度95℃，时间7min，浴比 1:30；
（9）冷水洗：20～30℃；
（10）脱水：3～5分钟；
（11）烘干：100～105℃至恒重。
实施例7
以亚麻短纤维为原料，具体工艺流程如下：
（1）渗透剂JFC溶液浸渍：JFC 1.5 g/L，温度50℃，时间40min，浴比 1:30；
（2）阳离子改性处理：CHPTAC 16%，碳酸钠6%，浴比 1:30，温度60℃，时间50min；
（3）温水洗：温度40～50℃；
（4）过氧乙酸中和：过氧乙酸 1.9 g/L，温度70℃，时间45 min，浴比 1:30；
（5）温水洗：温度40～50℃；
（6）活性染料染色：K型活性染料1.0%，60℃入染，加入氯化钠10.0g/L，以1℃/min升温至85℃，加入碳酸钠3.0g/L，保温55min，浴比 1:30；
（7）冷水洗：20～30℃；
（8）皂煮：皂片2.0g/L，温度95℃，时间7min，浴比 1:30；
（9）冷水洗：20～30℃；
（10）脱水：3～5分钟；
（11）烘干：100～105℃至恒重。
主要性能指标数据请见表1与表2：
表1 过氧乙酸对亚麻短纤维性能指标的影响
注：各项性能指标均取5次的平均值
表2 阳离子改性剂CHPTAC对亚麻短纤维染色性能的影响
注：各项性能指标均取5次的平均值。

Claims (1)

1.一种提高亚麻短纤维染色性能的方法，其特征在于：以亚麻短纤维为原料，经过渗透剂JFC溶液浸渍、阳离子改性处理、温水洗、过氧乙酸中和、温水洗、活性染料染色、冷水洗、皂煮、冷水洗、脱水、烘干加工而成，具体工艺流程如下：
（1）渗透剂JFC溶液浸渍：JFC 1.5～2.0 g/L，温度40～50℃，时间35～40min，浴比 1:30；
（2）阳离子改性处理：CHPTAC 15～17%，碳酸钠6～8%，浴比 1:30，温度60～70℃，时间40～50min；
（3）温水洗：温度40～50℃；
（4）过氧乙酸中和：过氧乙酸 1.5～2.0 g/L，温度70～80℃，时间35～45 min，浴比 1:30；
（5）温水洗：温度40～50℃；
（6）活性染料染色：K型活性染料0.8～1.0%，60℃入染，加入氯化钠8.0～10.0g/L，以1℃/min升温至80～90℃，加入碳酸钠3.0～5.0g/L，保温50～55min，浴比 1:30；
（7）冷水洗：20～30℃；
（8）皂煮：皂片2.0g/L，温度95℃，时间7min，浴比 1:30；
（9）冷水洗：20～30℃；
（10）脱水：3～5分钟；
（11）烘干：100～105℃至恒重。
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