CN110344262A - 一种涤纶织物染色与防水整理同浴一步加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种涤纶织物染色与防水整理同浴一步加工方法，包括室温入染，将涤纶待染物浸入工作液中，逐步升温至工作温度后保温，使染色和防水整理同时进行，接着降温完成染色和防水功能整理，对织物依次进行还原清洗、酸中和、水洗、焙烘，即可。本发明突破常规的染色和后整理分步加工的方法，缩短了染整加工流程，节约生产成本，减少污水排放，具有良好的生产高效性和环境友好性，良好的经济效益和社会效益，对节能减排、实现清洁染整和生态纺织品发展具有重要意义。

Description

一种涤纶织物染色与防水整理同浴一步加工方法
技术领域
本发明属于纺织面料染整领域，特别涉及一种涤纶织物染色与防水整理同浴一步加工方法。
背景技术
功能性纺织品日益受到人们的极大关注和青睐，其中防水/疏水纺织品以其优异独特的性能广泛用于运动休闲面料、户外防护服、帐篷、雨伞布等领域。涤纶具有高断裂强度和弹性模量及良好的洗可穿性能，因此成为合成纤维中发展速度最快、应用面最广的品种之一，但采用传统的工艺赋予涤纶制品防水功能，需要在染色后进行防水/疏水整理加工。目前，工业生产过程中染色与防水/疏水整理是两个独立的工序，同时为了达到好的防水效果，进行防水/疏水整理前又要求染色后出缸的面料进行充分的水洗，导致助剂、水电等用量的增加和资源浪费。
随着节能减排、绿色环保要求的提高，国内外染整工作者对节水、节能、低污染排放的短流程染整工艺进行了一系列研究，然而，主要局限于纺织品的前处理或染色短流程加工，如专利CN102839533A公开了一种用于纺织品的短流程前处理练白剂及其制备方法，专利CN103669011A公开了一种复合型练染一浴酶及染色方法，而有关功能整理与染色一浴一步短流程的研究鲜有报导，目前仅曹机良等人(印染助剂，2018，32：47～51)报道了分散荧光染料与紫外吸收剂HLF用于涤纶织物染色与抗紫外线一浴法加工，曹机良等人(染整技术，2017，39：21～26)还采用分散染料、活性染料和紫外线吸收剂HLF对涤棉织物进行一浴一步染色和抗紫外线整理，以简化原有的两步法生产工艺，提高生产效益。况敏(染整技术，2016，38：45～46)利用天然植物染料黄连、黄芩和姜黄本身的抗菌性对羊毛织物进行染色，一步达到了染色和抗菌功能的目的，工艺流程短，废水排放减少，能量消耗降低，但天然染料颜色与功能种类具有局限性。目前未见到关于涤纶分散染料染色与防水功能整理一浴一步法加工的报道。
发明内容
本发明所要解决的技术问题一是针对现有技术中具有防水功能的涤纶需经染色过程和防水整理两浴两步加工，其流程长、效率低、能耗高、排污多等问题，提供了一种涤纶染色与防水整理一浴一步加工的方法，缩短加工周期，节能降耗，节约水资源，提高了设备利用率及工人生产效率，同时染色牢度满足要求，防水效果耐洗性好。
本发明所要解决的技术问题二是因面料原因及杂质污损原因造成面料防水性能差的问题，针对高支高密、克重低带液率低的薄型面料等难做防水的面料以及纺丝油剂去除不净、前处理精练不充分、染色后水洗不净不充分等严重影响防水效果的面料，本发明可以在上述类型的面料上取得良好的防水效果，普遍优于后整理方法。
本发明所要解决的技术问题三是改善防水整理后面料糙硬手感，解决传统加工后整理过程中防水整理和柔软剂互相影响的难题。普通防水整理在面料表面形成纳米级覆盖膜，影响手感，本发明的固着原理，由于防水剂丙烯酸酯聚合物部分与涤纶非结晶区的结合，减弱了丙烯酸酯在涤纶表面的成膜率，从而期望对手感进行改善，同时在本发明过程中应用防水染色一浴加工时，如果工作液中加入柔软剂，可以得到防水效果好手感柔软的面料解决了后整理过程中防水和柔软不能并用的难题。
本发明提供了一种涤纶织物染色与防水整理同浴一步加工方法，包括：
室温入染，将涤纶待染物浸入工作液中，浴比为1:5～50，以1～3℃/min升温速率升温至70～90℃，保温1～15min；接着再以0.5～1℃/min升温速率升温至120～145℃的工作温度，保温30～60min，使染色和防水整理同时进行；然后再在20～30min内降至60～40℃，依次进行还原清洗、酸中和、水洗、焙烘，即可；其中，工作液的组成为：分散染料0.1～10％o.w.f，匀染剂0～10g/L，分散剂0～10g/L，浴中柔软剂0～10g/L，非离子防水剂0.01～100g/L。
所述涤纶待染物为经过前处理的涤纶散纤维、涤纶纱线或涤纶织物等所有采用分散染料以高温高压方式染色的涤纶纺织品。特别的，本发明的方法对在染色的同时制备防水纱线工艺同样适用，防水纱线的制备目前以功能整理的方式实现，而且染色和防水两个工艺都是将纱线装在纱笼上，然后在染缸内进行。采用发明的方法，无须再分两步法分别在同一染缸内进行染色处理之后进行防水加工，采用一步法即可完成染色、防水双重目的，大大节约能源浪费，提高生产效率。
所述非离子防水剂为非离子含氟丙烯酸酯类防水剂或非离子无氟防水剂，以增加工作液的稳定性。以溶剂为介质的涤纶染色工艺，同样可以选用溶剂型防水剂与染色同浴加工。
所述工作液通过缓冲溶液调节pH至4.5～6.5。
所述缓冲溶液为醋酸-醋酸钠、甲酸-甲酸钠、、碳酸-碳酸钠中的一种。
所述还原清洗采用的还原清洗液由1～10g/L保险粉和1～10g/L纯碱组成。
所述还原清洗的工艺参数为：浴比1:5～50，70～95℃还原清洗10～20min。
所述酸中和采用0.1～0.5％冰醋酸中和。
所述焙烘温度为130～200℃，焙烘时间为30～90s。
由于涤纶是结晶型和非结晶型两者混合的高分子化合物，染色时涤纶在高温高压条件下，无定型区高分子链段的运动加剧，增加了微隙，防水剂主链分子能扩散到纤维无定型区，发生交联反应并和涤纶纤维发生分子间结合，提高了防水剂的固着，因此与传统的防水后整理配方相比，本发明中的工作液中无须添加交联剂就能获得很好的耐洗效果。
有益效果
(1)本发明突破常规的染色和后整理分步加工的方法，缩短了染整加工流程，节约生产成本，减少污水排放，具有良好的生产高效性和环境友好性，良好的经济效益和社会效益，对节能减排、实现清洁染整和生态纺织品发展具有重要意义。
(2)本发明节约功能整理助剂，防水剂用量更低，防水效果更好，无需使用交联剂便能获得很好的耐洗性能。
(3)本发明彻底杜绝防水功能整理中存在的问题：
A.防水功能整理加工过程中，由于长时间的连续生产，容易造成防水剂聚合物破乳，产生粘辊，继续加工会造成不可修补的布面污损、防水斑等问题，产生疵布。
B.后整理防水加工过程中出现的部分面料及水洗不充分的面料防水性能差、防水剂加工稳定性和加工持续性差等问题。与染色同浴加工后，不再进行单独进行防水功能整理，因此避免了上述实际生产问题的产生，提高合格品率。
附图说明
图1-图5分别为经实施例1-5加工后的织物的水滴接触角。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1
染色防水同浴加工在Rapid红外染色机(台湾瑞比)上进行。面料选择密度为300T、纱支50D、克重为68g/m2的涤纶春亚纺面料4g。
室温入染，将涤纶待染物浸入工作液中，浴比为1:40，工作液由以下组分组成：龙盛公司分散蓝2BLN1％o.w.f，鲁道夫环保涤纶非离子匀染剂Rucogal ERQ 1g/L，大金公司非离子防水剂TG-5671浓度为0.5g/L，加入醋酸-醋酸钠缓冲溶液调节pH至5，以3℃/min升温速率升温至90℃，保温10min后接着再以1℃/min升温速率升温至130℃的工作温度，并在130℃保温45min，使染色和防水整理同时进行，保温结束后20min降温至60℃，完成染色和防水功能整理，对织物进行一道水洗后出缸进行还原清洗，工艺为还原清洗，酸中和、水洗、焙烘。还原清洗液由3g/L纯碱，2g/L保险粉组成，浴比为1:30，温度为90℃，时间20min，酸洗采用0.1％的冰醋酸中和水洗。水洗完后面料需高温170℃60s焙烘定型等该涤纶面料成品，随后进行防水、色牢度、色差等测试评价。水滴接触角测试结果如图1所示。
实施例2
染色防水同浴加工在Rapid红外染色机(台湾瑞比)上进行。面料选择密度为300T、纱支50D、克重为68g/m2的涤纶春亚纺面料4g。
室温入染，将涤纶待染物浸入工作液中，浴比为1:40，工作液由以下组分组成：龙盛公司分散蓝2BLN 1％o.w.f，鲁道夫环保涤纶非离子匀染剂Rucogal ERQ 1g/L，德美非离子柔软剂CGF-343 10g/L，大金公司非离子防水剂TG-5671浓度为20g/L，加入醋酸-醋酸钠缓冲溶液调节pH至5，以3℃/min升温速率升温至90℃，保温10min后接着再以1℃/min升温速率升温至130℃的工作温度，并在130℃保温45min，使染色和防水整理同时进行，保温结束后20min降温至60℃，完成染色和防水功能整理，对织物进行一道水洗后出缸进行还原清洗，工艺为还原清洗，酸中和、水洗、焙烘。还原清洗液由3g/L纯碱，2g/L保险粉组成，浴比为1:30，温度为90℃，时间20min，酸洗采用0.1％的冰醋酸中和水洗。水洗完后面料需高温170℃，60s焙烘定型等该涤纶面料成品，随后进行防水、色牢度、色差等测试评价。水滴接触角测试结果如图2所示。
实施例3
染色防水同浴加工在Rapid红外染色机(台湾瑞比)上进行。面料选择密度为190T、纱支63D、克重为54g/m2的涤塔夫面料4g。
室温入染，将涤纶待染物浸入工作液中，浴比为1:30，工作液由以下组分组成：龙盛公司分散黄ACE 1％o.w.f，拓纳高效能非离子分散匀染剂LEVEGAL HTN03 2g/L，旭硝子防水剂AG-E081浓度为10g/L，加入醋酸-醋酸钠缓冲溶液调节pH至4.5，以2℃/min升温速率升温至90℃，保温15min后接着再以1℃/min升温速率升温至135℃的工作温度，并在135℃保温40min，使染色和防水整理同时进行，保温结束后20min降温至40℃，完成染色和防水功能整理，对织物进行一道水洗后出缸进行还原清洗，工艺为还原清洗，酸中和、水洗、焙烘。还原清洗液由1g/L纯碱，雅运皂洗剂雅可赛TBS 2g/L组成，浴比为1:30，温度为90℃，时间20min，酸洗采用0.1％的冰醋酸中和水洗。水洗完后面料需高温170℃，60s焙烘定型等该涤纶面料成品，随后进行防水、色牢度、色差等测试评价。水滴接触角测试结果如图3所示。
实施例4
染色防水同浴加工在Rapid红外染色机(台湾瑞比)上进行。面料选择75D斜纹全捻仿记忆、克重为120g/m2的涤纶梭织面料4g。
室温入染，将涤纶待染物浸入工作液中，浴比为1:20，工作液由以下组分组成：龙盛分散大红S-R 2％o.w.f，拓纳高效能非离子分散匀染剂LEVEGAL HTN03 2g/L，上海芮远非离子防水剂8014浓度为20g/L，柔软剂德美CGF343 10g/L加入醋酸-醋酸钠缓冲溶液调节pH至5，以3℃/min升温速率升温至90℃，保温10min后接着再以1℃/min升温速率升温至125℃的工作温度，并在125℃保温50min，使染色和防水整理同时进行，保温结束后20min降温至60℃，完成染色和防水功能整理，对织物进行一道水洗后出缸进行还原清洗，工艺为还原清洗，酸中和、水洗、焙烘。还原清洗液由3g/L纯碱，2g/L保险粉组成，浴比为1:30，温度为90℃，酸洗采用0.1％的冰醋酸中和水洗。水洗完后面料需高温160℃，60s焙烘定型等该涤纶面料成品，随后进行防水、色牢度、色差等测试评价。水滴接触角测试结果如图4所示。
实施例5
染色防水同浴加工在Rapid红外染色机(台湾瑞比)上进行。面料选择75D经编针织全涤鸟眼布4g，克重为150g/m2。
室温入染，将涤纶待染物浸入工作液中，浴比为1:20，工作液由以下组分组成：龙盛分散翠兰S-GL 1％o.w.f，鲁道夫环保涤纶非离子匀染剂Rucogal ERQ 1g/L，大金无氟防水剂XF-5003浓度为10g/L，加入甲酸-甲酸钠缓冲溶液调节pH至5，以3℃/min升温速率升温至90℃，保温10min后接着再以1℃/min升温速率升温至120℃的工作温度，并在120℃保温40min，使染色和防水整理同时进行，保温结束后30min降温至40℃，完成染色和防水功能整理，对织物进行一道水洗后出缸进行还原清洗，工艺为还原清洗，酸中和、水洗、焙烘。还原清洗液由2g/L纯碱，1g/L保险粉组成，浴比为1:30，温度为70℃，时间20min，酸洗采用0.1％的冰醋酸中和水洗。水洗完后面料需高温170℃，60s焙烘定型等该涤纶面料成品，随后进行防水、色牢度、色差等测试评价。水滴接触角测试结果如图5所示。
实施例6
在Rapid红外染色机(台湾瑞比)上模拟纱线染色防水同浴加工。纱线选择50S双股全涤纱线2g。
室温入染，将涤纶纱浸入工作液中，浴比为1:30，工作液由以下组分组成：龙盛分散大红S-R 2％o.w.f，拓纳高效能非离子分散匀染剂LEVEGAL HTN03 1-4g/L，旭硝子防水剂AG-E081浓度为10g/L，加入醋酸-醋酸钠缓冲溶液调节pH至5，以3℃/min升温速率升温至90℃，保温10min后接着再以1℃/min升温速率升温至130℃的工作温度，并在130℃保温45min，使染色和防水整理同时进行，保温结束后20min降温至60℃，完成染色和防水功能整理，对织物进行一道水洗后出缸进行还原清洗，工艺为还原清洗，酸中和、水洗、焙烘。还原清洗液由3g/L纯碱，2g/L保险粉组成，浴比为1:20，温度为70℃，时间10min，酸洗采用0.1％的冰醋酸中和水洗。水洗完后面料需高温170℃，60s焙烘定型等该涤纶面料成品。
为了进一步说明本发明的可行性，应用实施案例中还做了对照实施案例：分别是染色条件相同，只是未加防水整理剂和染色后的面料进行防水功能整理，并将分别对染色织物表面K/S值，色差(染色同浴整理织物、相同染色条件下不加整理剂染色织物的色差)、干摩擦牢度、湿摩擦牢度和皂洗牢度等相关测试结果进行展示对比，同时将本发明中的应用实例面料的防水与普通染色加工工艺的面料再进行防水整理后进行防水对比。
测试标准：
K/S值：采用计算机测色配色仪Datacolor650对涤纶织物表面K/S值进行测定，将织物折叠三次至布面不透光后再进行测试，测试四个不同的部位后取平均值。
色差：在Datacolor650上测试面料的色差，比较防水剂同浴对染料的影响。
皂洗牢度：按照《GB/T3921-2008纺织品色牢度试验耐皂洗色牢度》进行测试。取4cm宽的标准多纤维衬布，再剪与衬布同样大小的试样，用针线将两者缝合在一起，用皂片5g/L，无水碳酸钠2g/L，浴比1:50的皂液在60℃*30min的条件下处理，皂洗结束取出衬布，用自来水冲洗干净，自然晾干，用色卡评定多纤维衬布的沾色情况。评定沾色用灰色样卡：GB/T251-2008。
摩擦色牢度：按照《GB/T3920-2008纺织品色牢度试验耐摩擦色牢度》测试方法，在摩擦色度仪上对染色同浴整理织物、相同染色条件下不加整理剂染色织物进行摩擦色牢度的测试实验。评定沾色用灰色样卡：GB/T251-2008。
防水性能：按照《GB/T 4745-2012纺织品防水性能的检测和评价沾水法》使用喷淋设备进行测试，然后对照沾水等级图进行评级。
耐洗性评价：按照《GB-T 8629-2017纺织品试验用家庭洗涤和干燥程序》6B程序进行洗涤，洗完烘干，然后测试防水性能。
表1防水染色同浴织物、相同染色条件下不加整理剂染色织物间色差、K/S值、色牢度测试项目比较
防水染色同浴加工与只染色工艺相比，面料染色后存在一定色差，但ΔE都在1以内，可以通过改进调整染色配方消除该色差。同时防水剂对染色织物的表面K/S值和色牢度影响都很小，可以正常使用。
表2防水染色同浴织物防水性、耐洗性能及接触角
表3对照面料使用应用实例中的防水剂进行防水整理后防水性能及接触角
通过表2和表3的防水数据对照可以看出防水染色同浴加工的涤纶面料，能做到使用更少的防水剂达到更好的防水性能，柔软剂对防水的影响也能消除，同时不需加入交联剂便能做到耐水洗。
由于没有标准表明纱线防水的测试方法，因此采用自行设计的测试方法比较实例六的纱线和按实例六同样的工艺染色但工作液中不加防水剂的纱线比较防水性能。比较方法是取一定重量的纱线，用重物将其压入27±2℃的纯水中，维持2小时后取出甩干，并再次称量纱线重量，通过纱线的增重判断防水效果。
表4纱线防水性能比较
纱线 原重量/g 甩干后重量/g 增重/g
实施例6 0.65 0.68 0.03
对照纱线 0.49 0.63 0.14
从增重结果可以看出，实施例6加工的纱线具有明显的防水性能。
由以上实施例和测试结果可以看出采用染色和防水整理一浴法工艺对涤纶织物染色效果较好，不仅具有满意的染色牢度，同时具有优异的防水性能。

Claims (9)

1.一种涤纶织物染色与防水整理同浴一步加工方法，包括：
室温入染，将涤纶待染物浸入工作液中，浴比为1:5～50，以1～3℃/min升温速率升温至70～90℃，保温1～15min；接着再以0.5～1℃/min升温速率升温至120～145℃的工作温度，保温30～60min，使染色和防水整理同时进行；然后再在20～30min内降至60～40℃，依次进行还原清洗、酸中和、水洗、焙烘，即可；其中，工作液的组成为：分散染料0.1～10％o.w.f，匀染剂0～10g/L，分散剂0～10g/L，浴中柔软剂0～10g/L，非离子防水剂0.01～100g/L。
2.根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于：所述涤纶待染物为经过前处理的涤纶散纤维、涤纶纱线或涤纶织物。
3.根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于：所述非离子防水剂为非离子含氟丙烯酸酯类防水剂或非离子无氟防水剂。
4.根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于：所述工作液通过缓冲溶液调节pH至4.5～6.5。
5.根据权利要求4所述的加工方法，其特征在于：所述缓冲溶液为醋酸-醋酸钠、甲酸-甲酸钠、、碳酸-碳酸钠中的一种。
6.根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于：所述还原清洗采用的还原清洗液由1～10g/L保险粉和1～10g/L纯碱组成。
7.根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于：所述还原清洗的工艺参数为：浴比1:5～50，70～95℃还原清洗10～20min。
8.根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于：所述酸中和采用0.1～0.5％冰醋酸中和。
9.根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于：所述焙烘温度为130～200℃，焙烘时间为30～120s。
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