CN110230219B - 无水活性染料印花色浆及印花工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种印花工艺，包括无水活性染料印花色浆的配置、印花、烘干以及后处理。无水活性染料印花色浆的配置包括：S1，取预定量的二甲基甲酰胺，将预定量的聚氨酯加入至二甲基甲酰胺中；S2，取预定量的S1配制的聚氨酯溶液，将预定量的活性染料及预定量的卤代烃加入至聚氨酯溶液中，继续搅拌10～30min，得到无水活性染料印花色浆。该无水活性染料印花色浆由以下组分组成：35～47.5wt％的二甲基甲酰胺、2.5～15wt％的聚氨酯、0.5～1.5wt％的活性染料、37.5～62.5wt％的卤代烃。如此，在卤代烃/DMF/聚氨酯的色浆体系中，活性染料分子被快速推动吸引向纤维后会立即被纤维吸附，得到的印花纺织品边界清晰，且印花纺织品的色牢度高；本发明的无水活性染料印花色浆成分简单，配制过程简单。

Description

无水活性染料印花色浆及印花工艺

技术领域

本发明涉及纺织染整技术领域，尤其涉及一种无水活性染料印花色浆及使用该无水活性染料印花色浆对纺织品进行印花的印花工艺。

背景技术

由于活性染料具有色谱齐全，湿牢度好，并且印花织物手感柔软等优点，是棉织物印花用的主要染料。但是，传统活性染料存在浪费严重、消耗大量的水以及排放大量难以处理的高色度无水的问题。为了能避免活性染料的水解反应，提高活性染料的利用率，科学家们一直在研究活性染料在非水介质中的染色。

《染色家协会会志》中公开了名称为“活性染料染棉的溶剂染色”一文，该文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％。该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。

CN201710039610.6中公开了一种纤维素制品的活性染料快速无盐染色方法。该染色方法采用将活性染料配制成为四氯化碳、乙醇和水的混合染液对浸渍于其中的纤维素制品进行快速无盐染色，能够提高纤维素制品采用活性染料间歇式浸染时的生产效率，缩短染色时间。但是，该方法中活性染料的固色率较低，得到的印花纺织品的色牢度级别较低。

CN201310441190.6中公开了一种活性染料对未煮漂棉纺织品进行无盐染色的方法。该方法提供一种采用高比例醇类有机溶剂和少量水混合而成的预溶胀液对未煮漂棉纺织品进行预溶胀，并用高比例醇类有机溶剂和水与染料混合而成的染液对经预溶胀处理后的未煮漂棉纺织品进行无盐染色的方法。但是，该方法需要使用渗透剂、匀染剂等助剂，导致染色过程中布样上吸附大量助剂，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，且活性染料的固色率较低，得到的印花纺织品的色牢度级别较低。

有鉴于此，有必要设计一种改进的无水活性染料印花色浆及使用该无水活性染料印花色浆对纺织品进行印花的印花工艺，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够快速印花、印花产品图案清晰、改善印花纺织品的色牢度的无水活性染料印花色浆及使用该无水活性染料印花色浆对纺织品进行印花的印花工艺。

为实现上述发明目的，本发明提供了一种无水活性染料印花色浆，以重量百分比计，所述无水活性染料印花色浆由以下组分组成：35～47.5wt％的二甲基甲酰胺、2.5～15wt％的聚氨酯、0.5～1.5wt％的活性染料、37.5～62.5wt％的卤代烃；所述卤代烃为四氯化碳或四氯乙烯中的一种。

为实现上述发明目的，本发明还提供了一种印花工艺，利用前述技术方案所述的无水活性染料印花色浆对纺织品印花；所述印花工艺包括无水活性染料印花色浆的配置、印花、烘干以及后处理；所述无水活性染料印花色浆的配置包括如下步骤：

S1，取预定量的二甲基甲酰胺，在搅拌的状态下，将预定量的聚氨酯加入至二甲基甲酰胺中；

S2，取预定量的S1配制的聚氨酯溶液，在搅拌的状态下，将预定量的活性染料及预定量的卤代烃加入至聚氨酯溶液中，继续搅拌10～30min，得到所述无水活性染料印花色浆。

作为本发明的进一步改进，所述聚氨酯溶液的质量分数为5％～30％。

作为本发明的进一步改进，所述无水活性染料印花色浆的浓度为1～10g/L。

作为本发明的进一步改进，在S2步骤中，所述活性染料为一氯均三嗪型活性染料、二氯均三嗪型活性染料、乙烯砜型活性染料、一氯均三嗪和乙烯砜复合型活性染料、双一氯均三嗪型活性染料中的一种。

作为本发明的进一步改进，所述印花工艺还包括使用Na₂CO₃对待印花的纺织品进行碱处理。

作为本发明的进一步改进，所述碱处理包括如下步骤：

S31，配制碱液；将Na₂CO₃和水混合，搅拌均匀配制成碱液；其中，碱液的浴比为1:10～1:30，Na₂CO₃的浓度为5～30g/L；

S32，纺织品碱液处理；将待印花的纺织品置于步骤S31配制的碱液中浸渍5～30min，浸渍温度为50～70℃，处理后纺织品的带液率为50～100％；

S33，对纺织品进行烘干备用。

作为本发明的进一步改进，所述纺织品包括但不限于为棉织物或棉型混纺织物。

本发明的有益效果是：

(1)提高活性染料固色率；本发明中活性染料在卤代烃/二甲基甲酰胺(DMF)/聚氨酯的三元体系中，基于活性染料溶于DMF，而不溶于聚氨酯及卤代烃有机溶剂，而DMF与卤代烃互溶，在无水活性染料印花色浆中，活性染料溶解在少量的DMF中，而大量的卤代烃及聚氨酯充当填充剂起陪伴的作用，此时活性染料的相对浓度较同样浴比的传统水体系色浆要高出很多(如，浴比为1:15的卤代烃/聚氨酯/DMF染液，DMF的含量比例为5％，当染1g纤维，染料用量为10％owf时，染料相对其中DMF成分的相对浓度约为133g/L；而当此体系换为活性染料的水溶液时，染料在水中的相对浓度约为6.7g/L，可见，在同样的染料用量下，染料相对于DMF的相对浓度差别却很大)，由染色热力学可知，反应物系的浓度越高，反应速率越快，染料浓度梯度差是染料上染纤维的推动力，从活性染料相对于DMF的浓度而言，活性染料在卤代烃/聚氨酯/DMF体系的色浆中可以快速上染纤维；另外，DMF和卤代烃的表面张力较低(以四氯化碳为例，在20℃时，水的表面张力约为72.75×10^-3N/m，DMF的表面张力约为25.75×10^-3N/m，四氯化碳的表面张力约为29.49×10^-3N/m)，并且DMF和卤代烃都具有极强的渗透性，基于DMF与卤代烃混溶的桥梁作用，卤代烃/二甲基甲酰胺(DMF)/聚氨酯携带着染料分子，使染料分子能够快速渗透上染纤维，从而实现快速印花。

(2)提高印花纺织品的色牢度(包括水洗牢度和摩擦牢度)；DMF的极性较低，约为6.4，而卤代烃为非极性分子，由卤代烃/DMF/聚氨酯体系形成的活性染料染液，在染色过程中，由于非极性的卤代烃分子对极性染料分子的推动作用，使得染色熵为正值，即染色过程可以自发地进行。

(3)活性染料对棉纤维的渗透性增强；DMF和卤代烃的介电常数较低，以四氯化碳为例，DMF和四氯化碳的介电常数分别约为24.5和2.24，而水的介电常数约为78.5，四氯化碳/DMF/聚氨酯体系的色浆中含有高比例的四氯化碳和DMF，它们能够显著降低无水活性染料印花色浆的Zata电位。由于活性染料和纤维都带有负电荷，染料上染纤维时由于电荷斥力作用难以上染，而无水活性染料印花色浆Zata电位的降低能够减弱活性染料粒子与纤维相结合的电荷斥力作用、降低由于库仑斥力作用而产生的能阻，加快了活性染料上染纤维的染色速率，增大了活性染料粒子与纤维发生结合的量，提高了染料上染纤维的竭染率和吸附密度。即，活性染料在四氯化碳/DMF/聚氨酯体系中可以快速上染纤维，而不需要额外加入中性盐进行促染。

(4)无需用水，大大降低了水的用量；

(5)无需用盐，染色工艺简单。

如此，在卤代烃/DMF/聚氨酯的染液体系中，活性染料分子受两个作用的影响，一为浓度梯度增大和电荷斥力作用减小而产生的吸引力；二为非极性-极性作用产生的推动力，所以活性染料分子在这两个作用下被快速推动吸引向纤维后会立即被纤维吸附，且印花纺织品的色牢度高。

附图说明

图1为本发明实施例1-5皂洗前的样品图。

图2为本发明实施例6皂洗前后的样品图。

图3为对比例1与本发明实施例1及实施例6的样品图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。

在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与本发明的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。

另外，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

本发明提供了一种无水活性染料印花色浆，以重量百分比计，该无水活性染料印花色浆由以下组分组成：35～47.5wt％的二甲基甲酰胺(DMF)、2.5～15wt％的聚氨酯(PU)、0.5～1.5wt％的活性染料、37.5～62.5wt％的卤代烃。

其中，卤代烃可以为四氯化碳或四氯乙烯(C2Cl4)中的一种。

在S2步骤中，活性染料可以为一氯均三嗪型活性染料、二氯均三嗪型活性染料、乙烯砜型活性染料、一氯均三嗪和乙烯砜复合型活性染料、双一氯均三嗪型活性染料中的一种。

请参阅图1至图3所示，本发明还提供了一种印花工艺，包括无水活性染料印花色浆的配置、印花、烘干以及后处理。其中，无水活性染料印花色浆的配置包括如下步骤：

S1，取预定量的二甲基甲酰胺，在搅拌的状态下，将预定量的聚氨酯加入至二甲基甲酰胺中；

S2，取预定量的S1配制的聚氨酯溶液，在搅拌的状态下，将预定量的活性染料及预定量的卤代烃加入至聚氨酯溶液中，继续搅拌10～30min，得到无水活性染料印花色浆。

优选地，该方法还包括使用Na₂CO₃对待印花的纺织品进行碱处理。具体来讲，碱处理包括如下步骤：

S31，配制碱液；将Na₂CO₃和水混合，搅拌均匀配制成碱液；其中，碱液的浴比为1:10～1:30，Na₂CO₃的浓度为5～30g/L；

S32，纺织品碱液处理；将待印花的纺织品置于步骤S31配制的碱液中浸渍5～30min，浸渍温度为50～70℃，处理后纺织品的带液率为50～100％；

S33，对纺织品进行烘干备用。

下面结合实施例1-6及对比例1对本发明的印花工艺进行说明：

实施例1

S1，取一定量的二甲基甲酰胺，在搅拌的状态下，将一定量的聚氨酯加入至二甲基甲酰胺中，聚氨酯的重量百分比为30wt％；

S2，取50g重量百分比为30wt％的聚氨酯溶液，在搅拌的状态下，将1g活性蓝222加入至聚氨酯溶液中，再取50g四氯乙烯加入至聚氨酯溶液中，继续搅拌30min后，配制成染料浓度为10g/L的C₂Cl₄-DMF-PU体系(50:50)的印花色浆，即得到无水活性染料印花色浆；

S3，使用步骤S2得到的无水活性染料印花色浆对待印花的纺织品进行印花；

S4，取出纺织品进行烘干处理；

S5，对烘干后的纺织品依次进行皂洗和水洗。

实施例2-5

实施例2-5提供了印花工艺，与实施例1相比，不同之处在于，改变步骤S1中聚氨酯的重量百分比，除上述区别外，其他操作均相同，在此不再赘述；具体参数如下表所示。

请参阅图1所示，从左到右依次为实施例2-5及实施例1在步骤S4烘干处理后得到的样品图。从图中可知：随着聚氨酯(PU)的重量百分比的增大，得到的印花图案(图中的五角星)的边界越来越清晰。需要说明的是，当PU的含量高于30wt％时，PU溶液由于黏度太大而无法配制。

实施例6

实施例6提供了印花工艺，与实施例1相比，不同之处在于，在步骤S3中，预先采用Na₂CO₃碱液(纯水体系)对待印花的纺织品进行了碱处理，具体操作如下：

S1，取一定量的二甲基甲酰胺，在搅拌的状态下，将一定量的聚氨酯加入至二甲基甲酰胺中，聚氨酯的重量百分比为30wt％；

S2，取50g重量百分比为30wt％的聚氨酯溶液，在搅拌的状态下，将1g活性蓝222加入至聚氨酯溶液中，再取50g四氯乙烯加入至聚氨酯溶液中，继续搅拌30min后，配制成染料浓度为10g/L的C₂Cl₄-DMF-PU体系(50:50)的印花色浆，即得到无水活性染料印花色浆；

S3`，将Na₂CO₃和水混合，搅拌均匀配制成碱液；其中，碱液的浴比为1:20，Na₂CO₃的浓度为15g/L；然后，将待印花的纺织品置于配制的碱液中浸渍10min，浸渍温度为60℃，处理后纺织品的带液率为50～100％；对纺织品进行烘干备用；使用步骤S2得到的无水活性染料印花色浆对经过Na₂CO₃碱处理的纺织品进行筛网印花；

S4，取出纺织品进行烘干处理；

S5，对烘干后的纺织品依次进行皂洗和水洗。

请参阅图2所示，图中a、b附图分别为皂洗前后，纺织品的印花效果。从图可知：皂洗后纺织品的印花图案几乎没有掉色，说明经过Na₂CO₃预碱法处理的印花图案具有良好的皂洗牢度。

需要说明的是，步骤S1中的聚氨酯的重量百分比也可以为5wt％、10wt％、15wt％、20wt％或25wt％。

对比例1

对比例1提供了一种印花工艺，与实施例1相比，不同之处在于，在步骤S3中，预先采用NaOH碱液(无水乙醇体系)对待印花的纺织品进行了碱处理，具体操作如下：

S1，取一定量的二甲基甲酰胺，在搅拌的状态下，将一定量的聚氨酯加入至二甲基甲酰胺中，聚氨酯的重量百分比为30wt％；

S2，取50g重量百分比为30wt％的聚氨酯溶液，在搅拌的状态下，将1g活性蓝222加入至聚氨酯溶液中，再取50g四氯乙烯加入至聚氨酯溶液中，继续搅拌30min后，配制成染料浓度为10g/L的C₂Cl₄-DMF-PU体系(50:50)的印花色浆，即得到无水活性染料印花色浆；

S3``，将NaOH和无水乙醇混合，搅拌均匀配制成碱液；其中，碱液的浴比为1:20，NaOH的浓度为2g/L；然后，将待印花的纺织品置于配制的碱液中浸渍10min，浸渍温度为60℃，处理后纺织品的带液率为50～100％；对纺织品进行烘干备用；使用步骤S2得到的无水活性染料印花色浆对经过NaOH碱处理的纺织品进行筛网印花；

S4，取出纺织品进行烘干处理；

S5，对烘干后的纺织品依次进行皂洗和水洗。

请参阅图3所示，图中a为实施例6中纺织品皂洗前的样品图(Na₂CO₃碱处理)，c为本对比例1(NaOH碱处理)步骤S4后(未皂洗)纺织品的样品图，e为实施例1步骤S4后(未皂洗)纺织品的样品图。从图可知：采用本发明的C₂Cl₄-DMF-PU体系(50:50)的无水活性染料印花色浆直接对纺织品印花的图案边界清晰(图e)，印花效果好；进一步的，采用Na₂CO₃对纺织品进行碱处理后再进行印花的图案边界清晰；而采用NaOH对纺织品进行碱处理后再进行印花的图案边界，由于NaOH属于强碱使得活性染料发生水解而产生泳移，导致图案变得模糊。

本发明的实施例1至实施例6与对比例1及采用纯水常规印花工艺的实验结果比较如下表：

根据上表数据可知，与对比例1和常规印花工艺相比，本发明的印花方法可以显著改善活性染料在印花工艺中的固色率，从而一定程度上提高活性染料印花纺织品的水洗牢度和干摩擦牢度。

需要说明的是，上述实施例1-6及对比例1中的纺织品可以为棉织物、棉型混纺织物，也可以为其它纤维素纤维及其制品以及适用于活性染料染色的织物，如麻织物、丝织物和毛织物等。

综上所述，本发明的二甲基甲酰胺(DMF)、聚氨酯(PU)、活性染料、四氯乙烯(C₂Cl₄)组成的C₂Cl₄-DMF-PU体系的印花色浆，成分简单，配制过程简单应用范围广；使用该无水活性染料印花色浆的印花工艺过程简单，在印花过程中，在卤代烃/DMF/聚氨酯的染液体系中，活性染料分子在两个作用的影响下：一为浓度梯度增大和电荷斥力作用减小而产生的吸引力；二为非极性-极性作用产生的推动力，在这两个作用下，活性染料分子被快速推动吸引向纤维后会立即被纤维吸附，缩短了染色时间，且印花纺织品具有良好的水洗牢度和摩擦牢度。特别的，使用Na₂CO₃预碱处理后的纺织品的印花图案皂洗后印花图案几乎没有掉色，具有良好的皂洗牢度。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种无水活性染料印花色浆，其特征在于：以重量百分比计，所述无水活性染料印花色浆由以下组分组成：35～47.5wt％的二甲基甲酰胺、2.5～15wt％的聚氨酯、0.5～1.5wt％的活性染料、37.5～62.5wt％的卤代烃；所述卤代烃为四氯化碳或四氯乙烯中的一种。

2.一种印花工艺，其特征在于：利用权利要求1所述的无水活性染料印花色浆对纺织品印花，所述印花工艺包括无水活性染料印花色浆的配置、印花、烘干以及后处理；所述无水活性染料印花色浆的配置包括如下步骤：

S1，取预定量的二甲基甲酰胺，在搅拌的状态下，将预定量的聚氨酯加入至二甲基甲酰胺中；

S2，取预定量的S1配制的聚氨酯溶液，在搅拌的状态下，将预定量的活性染料及预定量的卤代烃加入至聚氨酯溶液中，继续搅拌10～30min，得到所述无水活性染料印花色浆。

3.根据权利要求2所述的印花工艺，其特征在于：所述聚氨酯溶液的质量分数为5％～30％。

4.根据权利要求2所述的印花工艺，其特征在于：所述无水活性染料印花色浆的浓度为1～10g/L。

5.根据权利要求2所述的印花工艺，其特征在于：在S2步骤中，所述活性染料为一氯均三嗪型活性染料、二氯均三嗪型活性染料、乙烯砜型活性染料、一氯均三嗪和乙烯砜复合型活性染料、双一氯均三嗪型活性染料中的一种。

6.根据权利要求2所述的印花工艺，其特征在于：所述印花工艺还包括使用Na₂CO₃对待印花的纺织品进行碱处理。

7.根据权利要求6所述的印花工艺，其特征在于：所述碱处理包括如下步骤：

S31，配制碱液；将Na₂CO₃和水混合，搅拌均匀配制成碱液；其中，碱液的浴比为1:10～1:30，Na₂CO₃的浓度为5～30g/L；

S32，纺织品碱液处理；将待印花的纺织品置于步骤S31配制的碱液中浸渍5～30min，浸渍温度为50～70℃，处理后纺织品的带液率为50～100％；

S33，对纺织品进行烘干备用。

8.根据权利要求2所述的印花工艺，其特征在于：所述纺织品包括但不限于为棉织物或棉型混纺织物。

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