CN113897796A - 一种棉锦织物活性染料湿蒸染色工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明属于织物染色技术领域，尤其是一种棉锦织物活性染料湿蒸染色工艺，包括如下步骤：(1)、坯布准备；(2)、浸轧活性染料染液；(3)、汽蒸；(4)、烘干；(5)、浸轧固色液；(6)、汽蒸；(7)、水洗。通过对染料使用的筛选、控制初始染液的pH、两部分的汽蒸时间来保证得到整体颜色好且两纤维同色性高的织物，使用价格更低的活性染料可以减少成本，而且只使用活性染料，缩短染色的时间，放弃堆置，实现短流程连续化生产。
Description
技术领域
本发明属于织物染色技术领域，尤其是一种棉锦织物活性染料湿蒸染色工艺。
背景技术
目前市场上流行的织物很多是化纤和纤维素纤维的混纺、交织物。该织物会集合两种纤维的优势，在日常生活中应用占比甚至超过了单纤维。近些年棉/锦织物是市场上较流行的一款高附加值的面料，它有抗静电、高强度、闪烁光泽等性能。织物的染色问题是目前多组分纤维在日常生活中更广泛应用的绊脚石。尤其是近年来，国家对于纺织行业的污水排放、能源消耗有了更高的要求。然而多组分纤维在染色方面难度本身就大于单纤维织物，所以助剂的使用更多，因此加大了后期水处理的难度。
目前浸染、轧染两种方法都在使用。在浸染中，使用活性和中性染料，两种染料在各自合适的条件下对不同纤维进行固色，染色过程中需要在染浴中加入大量助剂和控制升温速度、调整加料的顺序。轧染工艺中，最初使用酸性染料上染双纤维，为了提升棉织物的上色效果，借鉴浸染的染色方法，使用双染料，多次浸轧固色液；随后，为了简化工艺，节省劳动力，现在工厂多使用浸轧后堆置染色方法。轧染的突破使棉锦织物染色可以实现连续化生产，为优化染色效果，工艺不断地改进到目前的堆置。但是该工艺需要大量的时间和占地面积。也就是说，浸染：无法连续化生产。浸染染色时，布放在染缸中，在使用两种染料染色的情况下，更换染液或是更换染缸都是较为麻烦的操作。更换下来的染液需要做污水处理，不仅浪费资源还会增加污水处理难度。轧染：轧染的优势在于可以实现连续化生产。在使用酸性染料染色的情况下，棉织物的上色效果较差。参考浸染改进轧染工艺后，染色仍需两种染料；为简化工艺所使用的堆置染色法，变向延长了染色所需要的时间。
目前市场上使用的轧染以活性染料加酸性染料双染料染色为主。同时使用两种染料在染液配置上就会存在差异。第一种为两种染液分别浸轧，该工艺流程最长，工艺最复杂，固色过程中需要浸轧不同类别的固色液，资源消耗严重；在第一步的基础上进行改进，目前常用的方法为，活性、酸性染料同浴，同样需要浸轧两次固色液，双染料的使用和多次浸轧固色液导致资源的浪费、大量的污染物、复杂的工艺。为了进一步减少资源的使用，更加简单的连续化生产方式需要被开发。
发明内容
针对上述现有技术的不足，提供了一种棉锦织物活性染料湿蒸染色工艺，通过对染料使用的筛选、控制初始染液的pH、两部分的汽蒸时间来保证得到整体颜色好且两纤维同色性高的织物，其可减少染色成本，而且只使用活性染料，缩短染色的时间，放弃堆置，实现短流程连续化生产。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是，一种棉锦织物活性染料湿蒸染色工艺，包括如下步骤：
(1)坯布准备；
(2)浸轧活性染料染液，织物的轧余率控制在60％左右；
(3)汽蒸，织物无需烘干，直接在饱和蒸汽内汽蒸，在饱和蒸汽的状态下，汽蒸0.5-3min；
(4)烘干，汽蒸完成后需要将织物烘干，烘干温度为100℃；
(5)浸轧固色液，所述固色液为碱性固色液；
(6)、汽蒸；汽蒸1-6min；
(7)、水洗，包括冷水洗、热水洗、皂煮、热水洗、冷水洗。
上述的棉锦织物活性染料湿蒸染色工艺，所述步骤(2)中，先将染料溶于去离子水，待染料完全溶解后用酸调节染液pH值至3-5。
上述的棉锦织物活性染料湿蒸染色工艺，所述步骤(2)中，对染料进行筛选，对于分子量小、疏水性强的染料，染液的酸性可调节为弱酸；分子量大、亲水性强的染料在强酸的条件下染色。
上述的棉锦织物活性染料湿蒸染色工艺，所述步骤(5)中，固色液配方为氢氧化钠或碳酸钠和200g/L的元明粉，浓度分别为5-7g/L或10-20g/L，根据不同染料类型确定，汽蒸时间为1-3min。
上述的棉锦织物活性染料湿蒸染色工艺，所述活性染料包括一氯均三嗪基活性染料，乙烯砜基、双一氯均三嗪基、一氯均三嗪基加乙烯砜基活性染料，双乙烯砜基活性染料。
上述的棉锦织物活性染料湿蒸染色工艺，对一氯均三嗪基活性染料碱剂选用氢氧化钠，浓度为5-7g/L，汽蒸时间为3min。
上述的棉锦织物活性染料湿蒸染色工艺，对乙烯砜基、双一氯均三嗪基、一氯均三嗪基加乙烯砜基活性染料，碱剂选用碳酸钠，浓度为20g/L，汽蒸时间为3min。
上述的棉锦织物活性染料湿蒸染色工艺，对双乙烯砜基活性染料碱剂选用碳酸钠，浓度在5-10g/L，汽蒸时间2min。
本发明棉锦织物活性染料湿蒸染色工艺的有益效果是，和酸性染料相比，活性染料是在酸性染料的基础上发展而来，只是多了活性基团的存在。因此，当我们将染液调节至酸性后，活性染料和酸性染料相比仅是可电离的基团数量变少(这同样也是活性染料染锦纶存在限制的地方，染料和纤维的亲和力不够)。因此，为了增加锦纶和活性染料之间的亲和力。提高染液酸性，一方面使锦纶纤维的吸附能力变强，锦纶纤维表面会在强酸作用下更加容易吸附染料阴离子；另外，在强酸条件下汽蒸也会加剧酰胺键大分子链段运动，这样染料在汽蒸时就更容易进入纤维内部。通过对染料使用的筛选、控制初始染液的pH、两部分的汽蒸时间来保证得到整体颜色好且两纤维同色性高的织物。
在染料选择方面使用了最为常用的活性染料，且只使用这一种染料。目前市场上使用的酸性染料价格都高于活性染料。所以开发了一种使用活性染料的连续化轧染工艺，首先在原料的使用上就已经可以节省大量的开支。
助剂上的使用较少，相比于传统的浸轧染液烘干在进行汽蒸固色(该方法需要在染液中加入防泳移剂，以保证染料在纤维上随水的转移)，直接汽蒸取代了防泳移剂的功能，不仅减少的助剂的使用，同时为生产缩短了流程，减少器械设备。
活性染料为水溶性较好的染料，所以其随水运动的趋势明显。防泳移剂的作用在于使溶液的粘度增加，尽可能的抑制在烘干和汽蒸过程中水分子在织物表面运动，从而带着染料进行转移的现象(在单组织物中，染料转移可能会导致匀染性较差，但在棉锦双组份织物中，因为两纤维亲疏水性的差异，水分转移的现象就会更加明显)。
传统流程中，浸轧完染液需要将织物烘干。在烘干过程中，因为周围环境较为干燥外加温度较高，水的转移速度加快，在多组分织物中，纤维的亲水性决定水分转移的方向(纤维亲水性越强，向其转移的水分就越多)，正如之前提到的活性染料的水溶性好，水分的转移会带动染料一起转移。抛弃烘干直接采用汽蒸，织物在饱和蒸汽内，织物整体的水分含量相差不多，这就使已在织物上的水分转移速度降低。从而达到防泳移剂的作用。
本发明染液也可直接调成酸性，汽蒸固色。这样减少了重新浸轧酸性固色液，减少了盐和水的使用。
本发明可以根据不同的染料，随意更改染液的酸性、汽蒸的时间、碱剂的选择，保证棉、锦两纤维的同色性。
附图说明
图1为实施例5中，锦纶K/S随酸性强弱的变化趋势图；
图2为实施例5中，织物K/S随碳酸钠浓度的变化趋势图；
图3为实施例6中，锦纶K/S随酸性改性的变化趋势图；
图4为实施例6中，织物K/S值随染料改变的变化趋势图；
图5实施例6中，为不同染料浓度两纤维K/S值图；
图6为实施例7中，不同pH值条件下锦纶颜色随汽蒸时间变化趋势图；
图7为实施例7中，织物K/S值随烧碱用量变化趋势图；
图8为实施例7中，汽蒸时间对织物K/S影响趋势图；
图9为本发明的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明做详细说明。
实施例1
(1)坯布准备；
(2)浸轧活性染料染液，织物的轧余率控制在60％左右；
(3)汽蒸，织物无需烘干，直接在饱和蒸汽内汽蒸，在饱和蒸汽的状态下，汽蒸0.5-3min；
(4)烘干，汽蒸完成后需要将织物烘干，烘干温度为100℃；
(5)浸轧固色液，所述固色液为碱性固色液；
(6)、汽蒸；汽蒸1-6min；
(7)、水洗，包括冷水洗、热水洗、皂煮、热水洗、冷水洗。
所述步骤(2)中，染液使用冰醋酸调节pH值，先将染料溶于去离子水，待染料完全溶解后使用冰醋酸调节至酸性，将染液的pH值调节至3-5。
所述步骤(2)中，对染料的筛选，对于分子量小、疏水性强的染料，染液的酸性可调节为弱酸；分子量大、亲水性强的染料在强酸的条件下染色。
所述步骤(5)中，固色液配方为氢氧化钠或碳酸钠和200g/L的元明粉，浓度分别为5-7g/L或10-20g/L，根据不同染料类型确定，汽蒸时间为1-3min。
实施例2
本实施例与实施例1相同部分，不再赘述，其不同之处在于：所述活性染料为一氯均三嗪基活性染料，碱剂选用氢氧化钠，浓度在5-7g/L，汽蒸时间在3min。
实施例3
本实施例与实施例1相同部分，不再赘述，其不同之处在于：所述活性染料为乙烯砜基、双一氯均三嗪、一氯均三嗪加乙烯砜基活性染料，碱剂选用碳酸钠，浓度在20g/L，汽蒸时间为3min。
实施例4
本实施例与实施例1相同部分，不再赘述，其不同之处在于：所述活性染料为双乙烯砜活性染料，碱剂选用碳酸钠，浓度在5-10g/L，汽蒸时间2min。
实施例5
本实施例与实施例1相同部分，不再赘述，其不同之处在于：
所述的浸轧活性染料染液为酸性染液，染液pH值在4.8左右。
所述的浸轧活性染料染料浓度不同，依次为5、10、15、20、25、30、35、40g/L。
所述的第一步汽蒸，汽蒸时间根据染料浓度的不同采用不同的汽蒸时间。染料浓度5-25g/L时，第一步最佳汽蒸时间为1min；染料浓度25-35g/L时，第一步最佳汽蒸时间为2min；染料浓度为40g/L时，第一步最佳汽蒸时间为0.5min。第二步汽蒸时间维持在1-4min即可保证两纤维有较好的同色性。
所述浸轧固色液，固色液中加入碱剂为碳酸钠，浓度在20g/L。
所述的棉锦织物，棉纤维占60％，锦纶纤维占40％。31S*100D，130g/m2。
从图1、2可以发现纤维颜色随不同条件的改变趋势。pH在4.8左右，碳酸钠浓度在20g/L时，纤维的颜色参数增长率达到最高。
表1：不同染色浓度下两纤维的同色性
如上表所示，根据不同染料浓度调整汽蒸时间，保证两纤维的色差。色差公式根据CIELAB计算公式计算。两纤维同色性评级标准不同于标准色差，标准色差适用于同种纤维，计算出的色差数值在0-1之间表明两种织物同色性好。用于两种不同纤维时，色差值在3.5-5之间，均可代表两纤维有一定的同色性。
表2.不同染料浓度下织物的各种牢度
水洗牢度和摩擦牢度根据ISO 105-C10:2007、GB/T 3920-2008两者进行操作。沾色一共分为1-5级，1代表沾色严重，5代表沾色最浅。水洗和摩擦牢度同样分成1-5级，1级代表牢度最差，5级代表牢度最好。各牢度等级表明，棉锦织物活性染料连续化轧染染色成品可满足日常生活使用。
实施例6
本实施例与实施例1相同部分，不再赘述，其不同之处在于：
所述的浸轧活性染料染液为酸性染液，染液pH值在5左右。
所述的浸轧活性染料染料浓度不同，依次为5、10、20、30、40g/L。
所述的第一步汽蒸，汽蒸时间根据染料浓度的不同采用不同的汽蒸时间。活性黄15第一步汽蒸时间3min，第二步汽蒸时间控制在5min。
所述浸轧固色液，固色液中加入碱剂为碳酸钠，浓度在20g/L。
所述的棉锦织物，棉纤维占60％，锦纶纤维占40％。31S*100D，130g/m2。
从图3、4可以发现活性黄15染料同样对锦纶纤维的上色效果较好，随着染料浓度的增加，该工艺染深色也不存在问题。
表3.不同染料浓度两纤维的色差
纤维不同，导致色光上存在较大差异，在相同的K/S值情况下，两纤维在Datacolor测试的情况下a、b值会产生较大偏差，从织物来看，两纤维同色性较好。
表4.不同染料浓度下织物的各种牢度
棉锦织物活性染料连续化轧染在活性黄15上同样可以染出较好的织物。
实施例7
本实施例与实施例1相同部分，不再赘述，其不同之处在于：
一种棉锦织物活性染料湿蒸染色工艺，依次包括以下程序：坯布准备→浸轧活性染料染液→汽蒸→烘干→浸轧固色液→汽蒸→水洗。
所述的浸轧活性染料染液为酸性染液，染液pH值在3左右。
所述的浸轧活性染料染液，轧余率保持在60％左右。
所述的浸轧活性染料染料浓度不同，依次为5、10、20、30、40g/L。
所述的第一步汽蒸，汽蒸时间根据染料浓度的不同采用不同的汽蒸时间。活性红218第一步汽蒸时间3min，第二步汽蒸时间控制在6min。
所述烘干步骤，烘干温度在100℃，时间为1min。
所述浸轧固色液，固色液中加入碱剂为氢氧化钠，浓度在5-7g/L。
所述的棉锦织物，棉纤维占60％，锦纶纤维占40％。31S*100D，130g/m2。
染色结果如图6所示。
表5.不同染料浓度两纤维色差
表6.不同染料浓度下织物的颜色牢度
活性红218染料同样适用于该染色工艺，两纤维的同色性可以根据工艺调整。
当然，上述说明并非对本发明的限制，本发明也并不局限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种棉锦织物活性染料湿蒸染色工艺，其特征在于，包括如下步骤：
(1)坯布准备；
(2)浸轧活性染料染液，织物的轧余率控制在60％左右；
(3)汽蒸，织物无需烘干，直接在饱和蒸汽内汽蒸，在饱和蒸汽的状态下，汽蒸0.5-3min；
(4)烘干，汽蒸完成后需要将织物烘干，烘干温度为100℃；
(5)浸轧固色液，所述固色液为碱性固色液；
(6)、汽蒸；汽蒸1-6min；
(7)、水洗，包括冷水洗、热水洗、皂煮、热水洗、冷水洗。
2.根据权利要求1所述的棉锦织物活性染料湿蒸染色工艺，其特征是，所述步骤(2)中，先将染料溶于去离子水，待染料完全溶解后用酸调节染液pH值至3-5。
3.根据权利要求2所述的棉锦织物活性染料湿蒸染色工艺，其特征是，所述步骤(2)中，对染料进行筛选，对于分子量小、疏水性强的染料，染液的酸性可调节为弱酸；分子量大、亲水性强的染料在强酸的条件下染色。
4.根据权利要求3所述的棉锦织物活性染料湿蒸染色工艺，其特征是，所述步骤(5)中，固色液配方为氢氧化钠或碳酸钠和200g/L的元明粉，浓度分别为5-7g/L或10-20g/L，根据不同染料类型确定，汽蒸时间为1-3min。
5.根据权利要求4所述的棉锦织物活性染料湿蒸染色工艺，其特征是，所述活性染料包括一氯均三嗪基活性染料，乙烯砜基、双一氯均三嗪基、一氯均三嗪基加乙烯砜基活性染料，双乙烯砜基活性染料。
6.根据权利要求5所述的棉锦织物活性染料湿蒸染色工艺，其特征是，对一氯均三嗪基活性染料碱剂选用氢氧化钠，浓度为5-7g/L，汽蒸时间为3min。
7.根据权利要求5所述的棉锦织物活性染料湿蒸染色工艺，其特征是，对乙烯砜基、双一氯均三嗪基、一氯均三嗪基加乙烯砜基活性染料，碱剂选用碳酸钠，浓度为20g/L，汽蒸时间为3min。
8.根据权利要求5所述的棉锦织物活性染料湿蒸染色工艺，其特征是，对双乙烯砜基活性染料碱剂选用碳酸钠，浓度在5-10g/L，汽蒸时间2min。
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