CN110804878A

CN110804878A - 一种用于纤维纺织物的低温染色工艺

Info

Publication number: CN110804878A
Application number: CN201911255233.5A
Authority: CN
Inventors: 邵帅
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2019-12-10
Filing date: 2019-12-10
Publication date: 2020-02-18

Abstract

本发明公开了一种用于纤维纺织物的低温染色工艺，具体方法如下：1）将被染纺织物加入到软水中，加热保温后再加入氢氧化钠溶液，继续加热保温处理，然后排液，用软水冲洗后制得预处理的被染纺织物；2）将磁性染料粉、均染剂、分散剂、柔顺剂，混合后加入到染缸中，再加入蒸馏水，振荡分散后制得染液，然后将经过预处理的被染纺织物加入到染液中，将染缸放入脉冲磁场装置中，在脉冲磁场作用下进行染色；3）将经过处理的纺织物取出后用清洗液和蒸馏水依次进行清洗，然后经脱水、烘干后即可。本发明采用将传统染色工艺与脉冲磁场相结合的方法对纺织物进行染色，从而在低温下就可以使纺织物的染色牢固度高、染色均匀、染色稳定性好。

Description

一种用于纤维纺织物的低温染色工艺

技术领域

本发明属于纺织品染色技术领域，具体涉及一种用于纤维纺织物的低温染色工艺。

背景技术

随着社会的发展，人们对舒适度、外观的美观要求越来越高，传统的纺织品功能单一，织物原有的性能已经不能满足现代生活的需求。随着纺织科技的不断发展，纺织面料正由经济实用向结构轻薄化、风格潮流化、使用功能化以及健康环保化发展，因此对于染色工艺的要求越来越高。传统的染色工艺大多分为高温染色以及低温染色法，其中高温染色法具有染色牢度高，染色均匀的特点，但是由于在染色过程中需要高温高压蒸汽，染色机承受高温高压具有一定的危险性，而且高温染色能耗高，对环境污染严重，并且对于羊毛纤维的纺织物，高温长时间的沸染容易对羊毛纤维的品质造成不良影响，因此高温染色法具有一定的局限性以及高污染、高能耗的缺点；而传统的低温染色法虽然具有能耗低，污染小的优点，并且不会对纺织物纤维造成破坏，但是低温染色容易造成染色不均，染色牢固度低，从而使得纺织物染色后的效果较差。因此，如何对现有的低温染色工艺进行改进，进一步提高低温下染料的色牢度，提高染色效果，是亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种用于纤维纺织物的低温染色工艺。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种用于纤维纺织物的低温染色工艺，具体方法如下：

1）将被染纺织物加入到软水中，水浴比为1:30-40，加热至40-50℃，保温15-30min，然后加入浓度为0.3-0.8%的氢氧化钠溶液，升温至75-95℃，保温处理1-3h，然后排液，用软水冲洗5-10min，制得预处理的被染纺织物；

2）取磁性染料粉30-40份、均染剂3-5份、分散剂3-6份、柔顺剂5-10份，混合后加入到染缸中，再加入蒸馏水60-80份，在300-500W超声波下振荡分散15-25min，制得染液，然后按照水浴比为1:45-60，将经过预处理的被染纺织物加入到染液中，然后将染缸放入脉冲磁场装置中，在脉冲磁场作用下进行染色；

3）将经过处理的纺织物取出后用清洗液和蒸馏水依次进行清洗，然后经脱水、烘干后即可。

优选地，一种用于纤维纺织物的低温染色工艺，其中步骤1）中，所述氢氧化钠溶液的用量占软水的体积比为1-3%。

优选地，一种用于纤维纺织物的低温染色工艺，步骤2）中，所述均染剂为脂肪醇聚氧乙烯醚或烷基酚聚氧乙烯醚中任意一种；所述分散剂选自纤维素磺酸钠盐、低磺化度的木质素磺酸盐、苄基萘磺酸与甲醛的缩合物中的任意一种；所述柔顺剂为酯基季铵盐。

优选地，一种用于纤维纺织物的低温染色工艺，其中步骤2）中，所述脉冲磁场装置是由磁体线圈、染缸以及耐火砖组成，其中磁体线圈缠绕在带有石棉包裹的薄壁不锈钢圆筒周围，染缸放置在不锈钢圆筒中间，并且底部铺设一层耐火砖。

优选地，一种用于纤维纺织物的低温染色工艺，其中步骤2）中，所述脉冲磁场下的染色工艺的具体方法为：首先按照3-5℃/min的升温速度将染液加热至60-70℃，开启脉冲磁场，设置脉冲电压为200-300V，放电频率为5-10Hz，保温10-20min，然后将放电频率调节为15-20Hz，再以1-2℃/min的升温速度加热至75-80℃，保温25-35min，然后停止加热，关闭脉冲磁场，自然冷却至室温，然后再次开启脉冲磁场，设置脉冲电压为150-200V，放电频率为10-15Hz，再以2-3℃/min的升温速度加热至70-75℃，保温30-40min，然后调节放电频率为5-10Hz，继续保温15-30min，然后停止加热，自然冷却至室温，再将脉冲磁场关闭即可。

优选地，一种用于纤维纺织物的低温染色工艺，其中步骤2）中，所述磁性染料粉的制备方法如下：

1）取纳米二氧化硅5-10份，加入到30-40份浓度为2-5mol/L的氢氧化钠溶液中，在200-300W超声波下振荡分散10-20min，制得纳米二氧化硅分散液；

2）取三氯化铁2-3份、二氯化铁1-1.5份，加入到40-60份体积比为1:1的乙醇/水的混合溶液中，加热至60-80℃，在转速为150-200r/min下搅拌混合20-30min，然后加入浓度为0.3-0.5mol/L的氢氧化钠溶液调节pH为11-13，备用；

3）在氮气保护下，取十二烷基硫酸钠5-8份，加入到2）中的溶液中，搅拌溶解后再加入纳米二氧化硅分散液，混合后加热至70-90℃，在转速为50-80r/min下搅拌反应2-3h，冷却至室温后用乙醇和蒸馏水洗涤至中性，置于60-70℃烘箱中干燥10-15h，然后移至煅烧炉中加热至500-800℃，烧结3-5h，粉碎研磨后过纳米级筛网，制得磁性羟基二氧化硅；

4)取染料4-6份，加入到80-130份蒸馏水中，搅拌溶解后制得染料溶液，然后加入磁性羟基二氧化硅，控制反应温度为60-80℃，加入0.3-0.5mol/L的氢氧化钠溶液调节pH为10-12，在转速为30-60r/min下搅拌反应3-4h，反应结束后冷却至室温，用冰醋酸和蒸馏水交替洗涤至中性，置于50-60℃烘箱中干燥至恒重，即可制得磁性染料粉。

优选地，一种用于纤维纺织物的低温染色工艺，其中步骤3）中，所述清洗剂是由烷基苯磺酸钠5-10%、三聚磷酸钠6-12%、脂肪醇聚氧乙烯醚2-3%、烷基醇酰胺1-2%、二甲苯磺酸钾30-40%，余量为蒸馏水组成。

本发明相比现有技术具有以下优点：

1.本发明提供的低温染色工艺，采用将传统染色工艺与脉冲磁场相结合的方法对纺织物进行染色，从而在低温下就可以使纺织物的染色牢固度高、染色均匀、染色稳定性好。首先，将纺织物进行预处理，通过在软水中对纺织物进行加热处理，可以促进纺织物纤维的软化，然后在低浓度氢氧化钠溶液中进行碱处理，钠盐的存在可以大大的促进染料在纤维上的附着和结合，而且经过碱处理，可以使得纺织物纤维分子间的部分氢键被打开，从而为染料分子与纤维分子间的结合提供更多的机会；其次，在染色加热过程中施加脉冲磁场，通过不断改变脉冲磁场的强度，使得染液内部产生强烈的振荡，从而加速磁性染料粒子的运动，可以有效的避免染液中磁性染料粒子发生团聚，并且强烈的振荡加速了染料粒子间的碰撞，从而促进染料粒子的细化以及均匀化，有利于提高染色的均匀性，而且剧烈的振荡可以降低纤维分子间排列的紧密度，增大纤维分子间空隙，从而提高染料的渗透率，同时在脉冲磁场中，细化后的磁性染料粒子在洛伦兹力的作用下不断的附着在纺织物的纤维表面，磁性染料粒子中的羟基与纤维分子中的羟基通过氢键结合在一起，并且磁性染料粒子之间也可以通过羟基间的氢键作用结合在一起，从而使得磁性染料粒子相互聚集在纺织物纤维表面形成长条状聚集体，随着染料粒子的不断聚集，纤维分子表面的长条状聚集体不断生长连接在一起，从而将纤维分子连接起来，不仅可以提高染料的色牢度，而且还可以很好的降低纤维强力的损失；在染料的冷却过程中，在脉冲磁场作用下可以使染料粒子之间孔隙缺陷得到改善，提高染料粒子间的致密度，从而在纺织物纤维表面形成致密稳定的染料层；再次，通过清洗剂和蒸馏水的清洗，可以去除纺织物中色牢度较低的染料粒子，从而提高纺织物的染色效果。

2.本申请中，对染料进行改性，将染料粒子包覆在磁性二氧化硅微粒表面，从而使得改性后的染料粒子在脉冲磁场的作用下可以更好地与纺织物纤维结合在一起，从而提高纺织物的染色效果。首先，将十二烷基硫酸钠加入到乙醇/水溶液中，再加入二氯化铁和三氯化铁进行搅拌反应，以二氯化铁和三氯化铁作为前驱体，以氢氧化钠为沉淀剂，通过共沉淀方法制得纳米四氧化三铁；然后以十二烷基硫酸钠作为阴离子模板，在碱性环境下，OH-会被二氧化硅颗粒吸附，使得二氧化硅颗粒表面带负电荷，从而形成带有羟基的二氧化硅，然后再经原位复合法，使得带有羟基的二氧化硅颗粒在四氧化三铁微球表面包覆，从而形成以四氧化三铁为核，二氧化硅为壳的磁性羟基二氧化硅；再经原位复合法，使得染料粒子在磁性羟基二氧化硅表面包覆，即可制得磁性染料粉。

具体实施方式

下面结合具体实施方法对本发明做进一步的说明。

实施例1

一种用于纤维纺织物的低温染色工艺，具体方法如下：

1）将被染纺织物加入到软水中，水浴比为1:30，加热至40℃，保温30min，然后加入浓度为0.3%的氢氧化钠溶液，升温至75℃，保温处理3h，然后排液，用软水冲洗5min，制得预处理的被染纺织物；

2）取磁性染料粉30份、均染剂3份、分散剂3份、柔顺剂5份，混合后加入到染缸中，再加入蒸馏水60份，在300W超声波下振荡分散25min，制得染液，然后按照水浴比为1:45，将经过预处理的被染纺织物加入到染液中，然后将染缸放入脉冲磁场装置中，在脉冲磁场作用下进行染色；

作为优选，其中步骤1）中，所述氢氧化钠溶液的用量占软水的体积比为1%。

作为优选，步骤2）中，所述均染剂为脂肪醇聚氧乙烯醚或烷基酚聚氧乙烯醚中任意一种；所述分散剂选自纤维素磺酸钠盐、低磺化度的木质素磺酸盐、苄基萘磺酸与甲醛的缩合物中的任意一种；所述柔顺剂为酯基季铵盐。

作为优选，其中步骤2）中，所述脉冲磁场装置是由磁体线圈、染缸以及耐火砖组成，其中磁体线圈缠绕在带有石棉包裹的薄壁不锈钢圆筒周围，染缸放置在不锈钢圆筒中间，并且底部铺设一层耐火砖。

作为优选，其中步骤2）中，所述脉冲磁场下的染色工艺的具体方法为：首先按照3℃/min的升温速度将染液加热至60℃，开启脉冲磁场，设置脉冲电压为200V，放电频率为5Hz，保温20min，然后将放电频率调节为15Hz，再以1℃/min的升温速度加热至75℃，保温35min，然后停止加热，关闭脉冲磁场，自然冷却至室温，然后再次开启脉冲磁场，设置脉冲电压为150V，放电频率为10Hz，再以2℃/min的升温速度加热至70℃，保温40min，然后调节放电频率为5Hz，继续保温30min，然后停止加热，自然冷却至室温，再将脉冲磁场关闭即可。

作为优选，其中步骤2）中，所述磁性染料粉的制备方法如下：

1）取纳米二氧化硅5份，加入到30份浓度为2mol/L的氢氧化钠溶液中，在200W超声波下振荡分散20min，制得纳米二氧化硅分散液；

2）取三氯化铁2份、二氯化铁1份，加入到40份体积比为1:1的乙醇/水的混合溶液中，加热至60℃，在转速为150r/min下搅拌混合30min，然后加入浓度为0.3mol/L的氢氧化钠溶液调节pH为11，备用；

3）在氮气保护下，取十二烷基硫酸钠5份，加入到2）中的溶液中，搅拌溶解后再加入纳米二氧化硅分散液，混合后加热至70℃，在转速为50r/min下搅拌反应3h，冷却至室温后用乙醇和蒸馏水洗涤至中性，置于60℃烘箱中干燥15h，然后移至煅烧炉中加热至500℃，烧结5h，粉碎研磨后过纳米级筛网，制得磁性羟基二氧化硅；

4)取染料4份，加入到80份蒸馏水中，搅拌溶解后制得染料溶液，然后加入磁性羟基二氧化硅，控制反应温度为60℃，加入0.3mol/L的氢氧化钠溶液调节pH为10，在转速为30r/min下搅拌反应4h，反应结束后冷却至室温，用冰醋酸和蒸馏水交替洗涤至中性，置于50℃烘箱中干燥至恒重，即可制得磁性染料粉。

作为优选，其中步骤3）中，所述清洗剂是由烷基苯磺酸钠5%、三聚磷酸钠6%、脂肪醇聚氧乙烯醚2%、烷基醇酰胺1%、二甲苯磺酸钾30%，余量为蒸馏水组成。

实施例2

一种用于纤维纺织物的低温染色工艺，具体方法如下：

1）将被染纺织物加入到软水中，水浴比为1:35，加热至45℃，保温20min，然后加入浓度为0.5%的氢氧化钠溶液，升温至80℃，保温处理2h，然后排液，用软水冲洗7min，制得预处理的被染纺织物；

2）取磁性染料粉35份、均染剂4份、分散剂5份、柔顺剂7份，混合后加入到染缸中，再加入蒸馏水70份，在400W超声波下振荡分散20min，制得染液，然后按照水浴比为1:50，将经过预处理的被染纺织物加入到染液中，然后将染缸放入脉冲磁场装置中，在脉冲磁场作用下进行染色；

作为优选，其中步骤1）中，所述氢氧化钠溶液的用量占软水的体积比为2%。

作为优选，其中步骤2）中，所述脉冲磁场下的染色工艺的具体方法为：首先按照4℃/min的升温速度将染液加热至65℃，开启脉冲磁场，设置脉冲电压为250V，放电频率为8Hz，保温15min，然后将放电频率调节为18Hz，再以1℃/min的升温速度加热至78℃，保温30min，然后停止加热，关闭脉冲磁场，自然冷却至室温，然后再次开启脉冲磁场，设置脉冲电压为170V，放电频率为12Hz，再以2℃/min的升温速度加热至72℃，保温35min，然后调节放电频率为8Hz，继续保温25min，然后停止加热，自然冷却至室温，再将脉冲磁场关闭即可。

1）取纳米二氧化硅7份，加入到35份浓度为3mol/L的氢氧化钠溶液中，在250W超声波下振荡分散15min，制得纳米二氧化硅分散液；

2）取三氯化铁2.5份、二氯化铁1.3份，加入到50份体积比为1:1的乙醇/水的混合溶液中，加热至70℃，在转速为175r/min下搅拌混合25min，然后加入浓度为0.4mol/L的氢氧化钠溶液调节pH为12，备用；

3）在氮气保护下，取十二烷基硫酸钠7份，加入到2）中的溶液中，搅拌溶解后再加入纳米二氧化硅分散液，混合后加热至80℃，在转速为70r/min下搅拌反应2.5h，冷却至室温后用乙醇和蒸馏水洗涤至中性，置于65℃烘箱中干燥13h，然后移至煅烧炉中加热至650℃，烧结4h，粉碎研磨后过纳米级筛网，制得磁性羟基二氧化硅；

4)取染料5份，加入到110份蒸馏水中，搅拌溶解后制得染料溶液，然后加入磁性羟基二氧化硅，控制反应温度为70℃，加入0.4mol/L的氢氧化钠溶液调节pH为11，在转速为45r/min下搅拌反应3.5h，反应结束后冷却至室温，用冰醋酸和蒸馏水交替洗涤至中性，置于55℃烘箱中干燥至恒重，即可制得磁性染料粉。

作为优选，其中步骤3）中，所述清洗剂是由烷基苯磺酸钠7%、三聚磷酸钠10%、脂肪醇聚氧乙烯醚2.5%、烷基醇酰胺1.5%、二甲苯磺酸钾35%，余量为蒸馏水组成。

实施例3

一种用于纤维纺织物的低温染色工艺，具体方法如下：

1）将被染纺织物加入到软水中，水浴比为1:40，加热至50℃，保温15min，然后加入浓度为0.8%的氢氧化钠溶液，升温至95℃，保温处理1h，然后排液，用软水冲洗10min，制得预处理的被染纺织物；

2）取磁性染料粉40份、均染剂5份、分散剂6份、柔顺剂10份，混合后加入到染缸中，再加入蒸馏水80份，在500W超声波下振荡分散15min，制得染液，然后按照水浴比为1:60，将经过预处理的被染纺织物加入到染液中，然后将染缸放入脉冲磁场装置中，在脉冲磁场作用下进行染色；

作为优选，其中步骤1）中，所述氢氧化钠溶液的用量占软水的体积比为3%。

作为优选，其中步骤2）中，所述脉冲磁场下的染色工艺的具体方法为：首先按照5℃/min的升温速度将染液加热至70℃，开启脉冲磁场，设置脉冲电压为300V，放电频率为10Hz，保温10min，然后将放电频率调节为20Hz，再以2℃/min的升温速度加热至80℃，保温25min，然后停止加热，关闭脉冲磁场，自然冷却至室温，然后再次开启脉冲磁场，设置脉冲电压为200V，放电频率为15Hz，再以3℃/min的升温速度加热至75℃，保温30min，然后调节放电频率为10Hz，继续保温15min，然后停止加热，自然冷却至室温，再将脉冲磁场关闭即可。

1）取纳米二氧化硅10份，加入到40份浓度为5mol/L的氢氧化钠溶液中，在300W超声波下振荡分散10min，制得纳米二氧化硅分散液；

2）取三氯化铁3份、二氯化铁1.5份，加入到60份体积比为1:1的乙醇/水的混合溶液中，加热至80℃，在转速为200r/min下搅拌混合20min，然后加入浓度为0.5mol/L的氢氧化钠溶液调节pH为13，备用；

3）在氮气保护下，取十二烷基硫酸钠8份，加入到2）中的溶液中，搅拌溶解后再加入纳米二氧化硅分散液，混合后加热至90℃，在转速为80r/min下搅拌反应2h，冷却至室温后用乙醇和蒸馏水洗涤至中性，置于70℃烘箱中干燥10h，然后移至煅烧炉中加热至800℃，烧结3h，粉碎研磨后过纳米级筛网，制得磁性羟基二氧化硅；

4)取染料6份，加入到130份蒸馏水中，搅拌溶解后制得染料溶液，然后加入磁性羟基二氧化硅，控制反应温度为80℃，加入0.5mol/L的氢氧化钠溶液调节pH为12，在转速为60r/min下搅拌反应3h，反应结束后冷却至室温，用冰醋酸和蒸馏水交替洗涤至中性，置于60℃烘箱中干燥至恒重，即可制得磁性染料粉。

作为优选，其中步骤3）中，所述清洗剂是由烷基苯磺酸钠10%、三聚磷酸钠12%、脂肪醇聚氧乙烯醚3%、烷基醇酰胺2%、二甲苯磺酸钾40%，余量为蒸馏水组成。

对比例1：去除步骤1）中的氢氧化钠溶液，其余与实施例1相同。

对比例2：去除步骤2）中的脉冲磁场处理，其余与实施例1相同。

对比例3：步骤2）中的脉冲磁场强度不变化，采用脉冲电压为300V，放电频率为10Hz的恒定脉冲磁场进行处理，其余与实施例1相同。

对比例4：步骤2）中，第二次停止加热后立即关闭脉冲磁场，其余与实施例1相同。

试验例：

1.上染率测定：分别使用实施例1-3和对比例1-4提供的方法对羊毛纺织物进行染色，然后用残液法在722S型分光光度计上测定，染色前后染液的吸光度，按下列公式计算：上染率（%）=（1-A/A₀）×100%，式中：A₀为染色前染液的吸光度；A为染色后染色残液的吸光度。

2.色牢度测定：分别使用实施例1-3和对比例1-4提供的方法对羊毛纺织物进行染色，然后按照GB/T3920-2008《纺织品色牢度试验耐摩擦色牢度》、GB/T3921-2008《纺织品色牢度试验奶皂洗色牢度》测定羊毛纺织物的色牢度。

3.纤维强力损失率测定：分别使用实施例1-3和对比例1-4提供的方法对羊毛纺织物进行染色，然后按照GB/T3923-1997《纺织品织物拉伸性能第1部分：断裂强力和断裂伸长的测定条件法》，使用HD 026G电子织物强力仪进行测定，按下列公式计算：染色后强力损失率（%）=（S1-S2）/S1×100%，式中：S1为染色前的织物强力，S2为染色后的织物强力。

试验项目1-3的测定结果如下表所示：

从上表可以看出，本发明提供的低温染色方法可以使纺织物的染色牢固度高、上染率高、染色稳定性好，而且可以很好的减少染色造成的纤维强力的损失。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变换或替换，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims

1.一种用于纤维纺织物的低温染色工艺，其特征在于，具体方法如下：

2.如权利要求1所述的一种用于纤维纺织物的低温染色工艺，其特征在于，步骤1）中，所述氢氧化钠溶液的用量占软水的体积比为1-3%。

3.如权利要求1所述的一种用于纤维纺织物的低温染色工艺，其特征在于，步骤2）中，所述均染剂为脂肪醇聚氧乙烯醚或烷基酚聚氧乙烯醚中任意一种；所述分散剂选自纤维素磺酸钠盐、低磺化度的木质素磺酸盐、苄基萘磺酸与甲醛的缩合物中的任意一种；所述柔顺剂为酯基季铵盐。

4.如权利要求1所述的一种用于纤维纺织物的低温染色工艺，其特征在于，步骤2）中，所述脉冲磁场装置是由磁体线圈、染缸以及耐火砖组成，其中磁体线圈缠绕在带有石棉包裹的薄壁不锈钢圆筒周围，染缸放置在不锈钢圆筒中间，并且底部铺设一层耐火砖。

5.如权利要求1所述的一种用于纤维纺织物的低温染色工艺，其特征在于，步骤2）中，所述脉冲磁场下的染色工艺的具体方法为：首先按照3-5℃/min的升温速度将染液加热至60-70℃，开启脉冲磁场，设置脉冲电压为200-300V，放电频率为5-10Hz，保温10-20min，然后将放电频率调节为15-20Hz，再以1-2℃/min的升温速度加热至75-80℃，保温25-35min，然后停止加热，关闭脉冲磁场，自然冷却至室温，然后再次开启脉冲磁场，设置脉冲电压为150-200V，放电频率为10-15Hz，再以2-3℃/min的升温速度加热至70-75℃，保温30-40min，然后调节放电频率为5-10Hz，继续保温15-30min，然后停止加热，自然冷却至室温，再将脉冲磁场关闭即可。

6.如权利要求1所述的一种用于纤维纺织物的低温染色工艺，其特征在于，步骤2）中，所述磁性染料粉的制备方法如下：

7.如权利要求1所述的一种用于纤维纺织物的低温染色工艺，其特征在于，步骤3）中，所述清洗剂是由烷基苯磺酸钠5-10%、三聚磷酸钠6-12%、脂肪醇聚氧乙烯醚2-3%、烷基醇酰胺1-2%、二甲苯磺酸钾30-40%，余量为蒸馏水组成。