CN114149694B - 一种黑色染料组合物及其应用和染色方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及纺织染料领域，具体公开了一种黑色染料组合物及其应用和染色方法。黑色染料组合物包括一种或多种通式（Ⅰ）表示的化合物、一种或多种通式（Ⅱ）表示的化合物、一种或多种通式（Ⅲ）表示的化合物、一种或多种通式（Ⅳ）表示的化合物以及一种或多种通式（Ⅴ）表示的化合物；通式（Ⅰ）；通式（Ⅱ）；通式（Ⅲ）；通式（Ⅳ）；通式（Ⅴ）；上述黑色染料组合物在涤棉混纺织物染色中应用。本申请的黑色染料组合物具有良好的染色性能和各项染色牢度，并且可在一浴工艺下同时上染涤棉两种材料，简化了染色工序，提高了染色效率。
Description
技术领域
本申请涉及纺织染料领域，更具体地说，它涉及一种黑色染料组合物及其应用和染色方法。
背景技术
混纺、交织织物是目前流行的服装面料，其具备两种纤维的优良性能。例如涤棉织物，既突出了涤纶的风格，又有棉织物的长处，在干、湿情况下弹性和耐磨性都较好，尺寸稳定，缩水率小，具有挺拔、不易皱折、易洗、快干的特点。
在实际生产中，涤棉混纺织物染色时，为保证染色质量，长期以来采用的是所谓二活法的染色工艺，即先在高温(130℃左右)用分散染料染涤纶纤维，还原清洗后，再在常温(100℃以下)用活性染料染棉纤维，该工艺虽然能获得较好的染色效果，但是工序复杂，生产效率低。因此，采用一浴法染色是当今印染界关注的热点之一。
一浴法染色，即在同一个染浴中用两步法的方式对涤棉织物进行染色，该染色方法工序简单，生产效率高，大大降低了水、电、气的消耗，减少了污水排放量，符合环保及节能降耗的要求。但是，在采用一浴法对涤棉进行染色时，受涤棉染色先后顺序的影响，容易出现染色效果和染色牢度不佳的缺陷，从而限制了一浴法的使用。因此，提供一种可用于一浴法对涤棉混纺织物进行染色，并具有良好的染色性能和染色牢度的纺织染料具有十分重要意义。
发明内容
为了提高一浴法染色对涤棉混纺织物的染色效果及各项染色牢度，本申请提供一种黑色染料组合物及其应用和染色方法。
第一方面，本申请提供一种黑色染料组合物，采用如下的技术方案：
一种黑色染料组合物，包括一种或多种通式(Ⅰ)表示的化合物、一种或多种通式(Ⅱ)表示的化合物、一种或多种通式(Ⅲ)表示的化合物、一种或多种通式(Ⅳ)表示的化合物以及一种或多种通式(Ⅴ)表示的化合物；
其中，M为碱金属阳离子或氢原子；
通式(Ⅰ)中：
R1和R2各自独立地选自-CH2CH＝CH2、-CH3、-CH2CH2OH、-CH2CH2CN、-CH2CH2OCH3；通式(Ⅱ)中：
R3和R4各自独立地选自-H、-CH2CH2CN、-CH2CH3、-CH2CH2OCOCH3、-CH2CH2OH、-CH2Ph、-CH2CH2Ph、-CH2CH2OCOPh、Ph；
通式(Ⅲ)中：
R5和R6各自独立地选自-H、-OH、-NH2、-OCH3；
通式(Ⅳ)中：
R7和R8各自独立地选自-H、-OH、-NH2、-OCH3；
通式(Ⅴ)中：
R9、R10、R11和R12各自独立地选自-H、-OH、-NH2、-OCH3、-CH3、-CH2CH3。
通过采用上述技术方案，含有通式(Ⅰ)表示的一种或多种化合物、通式(Ⅱ)表示的一种或多种化合物、通式(Ⅲ)表示的一种或多种化合物、通式(Ⅳ)表示的一种或多种化合物和通式(Ⅴ)表示的一种或多种化合物的染料组合物具有十分优异的染色性能及各项牢度，与单独使用上述任一染料化合物相比，该染料组合物的染色提升性、泡水色牢度、耐光色牢度、耐皂洗色牢度、耐水洗色牢度、耐汗渍色牢度、耐氯化水色牢度、耐摩擦色牢度均具有较为明显的改善和提升，且具有更好的pH宽容性，各通式表示的化合物之间具有协同增效作用，可满足当前涤棉混纺织物印染的需求，具有广阔的应用前景。
优选的，所述黑色染料组合物中，按重量比计算，通式(Ⅰ)表示的化合物：通式(Ⅱ)表示的化合物：通式(Ⅲ)表示的化合物：通式(Ⅳ)表示的化合物：通式(Ⅴ)表示的化合物＝(10～25):(10～25):(30～40):(30～40):(1～5)。
通过采用上述技术方案，在使用时，可根据需要调整上述通式(Ⅰ)～(Ⅴ)所表示化合物的重量比，以实现对染料不同颜色深度和亮度的调节，进一步提高了染料组合物的适用范围，提高了染料组合物的实际使用价值。
优选的，通式(Ⅲ)中，-SO2CH2CH2OSO3M基团位于苯环上-N＝N-基团的邻位、间位或对位。
优选的，通式(Ⅲ)、通式(Ⅳ)、通式(Ⅴ)中，-SO3M基团位于苯环上-N＝N-基团的邻位或间位。
优选的，通式(Ⅰ)表示的化合物包括式(Ⅰ-1)、式(Ⅰ-2)、式(Ⅰ-3)和式(Ⅰ-4)的化合物；
优选的，通式(Ⅱ)表示的化合物包括式(Ⅱ-1)、式(Ⅱ-2)、式(Ⅱ-3)、式(Ⅱ-4)、式(Ⅱ-5)、式(Ⅱ-6)、式(Ⅱ-7)和式(Ⅱ-8)的化合物；
优选的，通式(Ⅲ)表示的化合物包括式(Ⅲ-1)、式(Ⅲ-2)、式(Ⅲ-3)、式(Ⅲ-4)、式(Ⅲ-5)和式(Ⅲ-6)的化合物；
优选的，通式(Ⅳ)表示的化合物包括式(Ⅳ-1)、式(Ⅳ-2)、式(Ⅳ-3)、式(Ⅳ-4)和式(Ⅳ-5)的化合物；
优选的，通式(Ⅴ)表示的化合物包括式(Ⅴ-1)、式(Ⅴ-2)、式(Ⅴ-3)和式(Ⅴ-4)的化合物；
第二方面，本申请提供一种黑色染料组合物的应用，采用如下的技术方案：
上述的黑色染料组合物在涤棉混纺织物染色中的应用。
通过采用上述技术方案，本申请的黑色染料组合物可以通过本领域已知的多种方法应用于涤棉混纺织物并固定到纤维上，例如可以采用轧染、浸染、印花等方法着色。
优选的，上述的黑色染料组合物与染色助剂共混得到可采用一浴法入染涤棉混纺织物的染浴组合物。
染色助剂的种类可以是本领域的常规选择，例如，包括电解质盐、pH调节剂、分散剂和匀染剂中的一种或多种，并且，染色助剂的用量也可按实际需要选择，没有特别的限定，但一般不超过染浴组合物总重量的15％。
其中，电解质盐可选为硫酸钠、氯化钠、氯化钾等其他电解质盐，电解质盐的使用量一般为染浴组合物总重量的0～8％，更优选为2～5％；pH调节剂可选为磷酸二氢钠、磷酸氢二钠、硼酸钠、乙酸钠等其他酸性pH调节剂，pH调节剂的使用量一般为染浴组合物总重量的0～5％，更优选为0.5～2％；分散剂和匀染剂也均为染色工艺和染料制剂中的常规选择，另外当染色助剂为液体形式存在时，还需要加入本领域常规使用的助溶剂。
使用上述染浴组合物入染涤棉混纺织物的方法包括如下步骤：
S1，在25～40℃的温度下将涤棉混纺织物浸入上述染浴组合物，保温1～10min；
S2，按每分钟0.5～3℃的速率升温至70～90℃染色，并保温15～30min；
S3，按每分钟0.5～3℃的速率升温至100～130℃染色，并保温1～60min；
S4，将步骤S4染色后的涤棉混纺织物进行第一次水洗，然后皂洗，再进行第二次水洗。
其中，步骤S4中，水洗和皂洗的条件可按实际需要选择，没有特别的限定，例如第一次水洗温度为常温，即25℃，水洗10min；皂洗过程的皂洗剂可选为Argacel SW-PA，含量3g/L，浴比1:20，皂洗温度为98℃，皂洗15min；第二次水洗温度为25℃，水洗10min。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1.本申请采用的通式(Ⅰ)～(Ⅴ)所表示的化合物之间具有较明显的协同促进作用，可提高染料组合物的染色效果，可有效提高染料组合物的泡水色牢度、耐光色牢度、耐皂洗色牢度、耐水洗色牢度、耐汗渍色牢度、耐氯化水色牢度和耐摩擦色牢度；
2.本申请的黑色染料组合物适合于染色纤维素纤维、聚酯纤维、聚酰胺纤维、蛋白质纤维及其混纺、交织的各种纺织材料；
3.本申请的黑色染料组合物可应用于一浴法染色中，采用一浴两步的方式对涤棉混纺织物进行着色，工序简单，染色效率高，还有利于节能环保；
4.本申请的黑色染料组合物具有良好的染色性能和各项染色牢度，可满足当前印染需求，具有广阔的应用前景。
附图说明
图1是本申请性能检测中染浴组合物染色方法的工艺流程图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本申请作进一步详细说明。
本申请的各实施例中所用的原料，均为市售。
实施例：黑色染料组合物
按黑色染料组合物的总重量为10kg计算，本实施例中黑色染料组合物1-10的各组分及重量百分含量如表1所示，并通过机械研磨方式混合获得。
对比例：参比染料
按参比染料的总重量为10kg计算，对比例中参比染料1-7的各组分及重量百分含量如表1所示，并通过机械研磨方式混合获得。
表1
性能检测
试验1：提升力测试
提供分别按黑色染料组合物1-10或参比染料1-7用量1％、2％、3％、4％、6％o.w.f的染浴组合物。参照图1，将涤棉针织布在25℃入染，浴比1:10，保温10min；后以每分钟2℃的速率升温至90℃，并保温15min；然后再以每分钟2℃的速率升温至130℃，并保温30min；使用25℃水水洗，排水后加入Argacel SW-PA，加入量为3g/L，浴比1:20，在98℃下皂洗15min，排液后再次使用25℃水水洗。用Datacolor测色仪测试染色后的涤棉针织布的表观深度K/S值并记录，测试结果如表2所示。
表2
通过表2数据可知，本申请的黑色染料组合物1-10相比于参比染料1-7而言，在1％、2％、3％、4％、6％o.w.f下均具有更高的K/S值。由此表明了，黑色染料组合物相比于参比染料具有更好的染色深度，染料组合物的提升性良好。
试验2：泡水牢度测试
配制两杯温度分别为70℃和90℃的洗衣粉溶液，其中洗衣粉溶液由汰渍洗衣粉(柠檬香型净白去渍洗衣粉)溶于水获得，汰渍洗衣粉的含量为2g/L。提供分别按黑色染料组合物1-10或参比染料1-7用量4％o.w.f的染浴组合物，并按照试验1中的染色方法对涤棉混纺织物进行染色，染色后，分别裁取3cm×5cm大小的涤棉染色织物作为测试样品，放入上述洗衣粉溶液中，自然降温10min，期间搅拌2次，将泡水残液与未处理溶液的色度对比，依据AATCC灰色样卡进行评级并记录，可评1-5级，可取半级，测试结果如表3所示。
表3
通过表3数据可知，黑色染料组合物1-10在70℃的泡水牢度可达4级或4-5级，在90℃下的泡水牢度也可达4级及以上。而对于参比染料1-7，在70℃下的泡水牢度除参比染料7可达4级外，其余均仅有3-4级，在90℃下的泡水牢度除参比染料7可达3-4级外，其他均为2-3级或3级。由此表明了，本申请的黑色染料组合物具有十分优异的泡水牢度。
试验3：耐光色牢度测试
提供分别按黑色染料组合物1-10或参比染料1-7用量4％o.w.f的染浴组合物，并按照试验1中的染色方法对涤棉针织布进行染色，染色后，将涤棉针织布定型，按GB/T8427-2019中规定的方法测定耐光色牢度，测试结果如表4所示。
表4
通过表4数据可知，黑色染料组合物1-10的耐光色牢度均可达5-6级，而参比染料1-7的耐光色牢度相较于黑色染料组合物而言均有所下降，除参比染料5和参比染料7的耐光色牢度可达5级外，其他均仅有4-5级。由此表明了，本申请的黑色染料组合物具有良好的耐光色牢度。
试验4：耐皂洗色牢度测试
提供分别按黑色染料组合物1-10或参比染料1-7用量4％o.w.f的染浴组合物，并按照试验1中的染色方法对涤棉针织布进行染色，染色后，将涤棉针织布定型，按GB/T3921-2008中规定的方法测定染料60℃下的耐皂洗色牢度，测试结果如表5所示。
表5
通过表5数据可知，本申请实施例中的黑色染料组合物1-10在60℃耐皂洗色牢度均可达4级或4-5级，而相比之下，对比例中的参比染料1-7的60℃耐皂洗色牢度均有不同程度的下降。由此表明了，本申请的黑色染料组合物具有更好的耐皂洗色牢度。
试验5：耐水色牢度测试
提供分别按黑色染料组合物1-10或参比染料1-7用量4％o.w.f的染浴组合物，并按照试验1中的染色方法对涤棉针织布进行染色，染色后，将涤棉针织布定型，按ISO 105-E01中规定的方法测定耐水色牢度，测试结果如表6所示。
表6
通过表6数据可知，本申请实施例中的黑色染料组合物1-10的耐水色牢度均可达4-5级，而相比之下，对比例中的参比染料1-7的耐水色牢度均有不同程度的降低。由此表明了，本申请的黑色染料组合物具有良好的耐水色牢度。
试验6：耐汗渍色牢度测试
提供分别按黑色染料组合物1-10或参比染料1-7用量4％o.w.f的染浴组合物，并按照试验1中的染色方法对涤棉针织布进行染色，染色后，将涤棉针织布定型，按ISO 105-E04中规定的方法测定耐汗渍色牢度，测试结果如表7所示。
表7
通过表7数据可知，本申请中的黑色染料组合物1-10的耐酸性汗渍等级均可达4级或4-5级，耐碱性汗渍等级也均可达4级或4-5级，相比之下，参比染料1-7的耐酸性汗渍和耐碱性汗渍等级均有较为明显的降低，由此表明了，本申请的黑色染料组合物具有十分优异的耐汗渍色牢度。
试验7：耐氯化水色牢度测试
提供分别按黑色染料组合物1-10或参比染料1-7用量4％o.w.f的染浴组合物，并按照试验1中的染色方法对涤棉针织布进行染色，染色后，将涤棉针织布定型，按ISO 105-E03中规定的方法对耐氯化水色牢度进行测定，测试结果如表8所示。
表8
通过表8数据可知，本申请中的黑色染料组合物1-10在20ppm氯水条件下色牢度均可达4-5级，在50ppm氯水条件下色牢度仍可达4级，相比之下，参比染料在20ppm氯水条件下的色牢度仅有参比染料5、6、7可达4级，其他均仅有3-4级，在50ppm氯水条件下的色牢度仅有参比染料7位4级，其他均低于4级，参比染料1甚至低至3级。由此表明了，本申请的黑色染料组合物具有十分优异的耐氯化水色牢度。
试验8：耐摩擦色牢度测试
提供分别按黑色染料组合物1-10或参比染料1-7用量4％o.w.f的染浴组合物，并按照试验1中的染色方法对涤棉针织布进行染色，染色后，将涤棉针织布定型，按ISO105X12中规定的方法测定耐摩擦色牢度，测试结果如表9所示。
表9
通过表9数据可知，实施例中的黑色染料组合物1-10的耐干摩擦色牢度均可达4-5级，耐湿摩擦色牢度均可达4级，而对于参比染料1-7，无论是耐干摩擦还是耐湿摩擦，其色牢度均有明显降低。由此表明了，本申请的黑色染料组合物具有更优异的耐摩擦色牢度。
试验9：pH宽容性测试
提供pH分别为6.0、6.5、7.0、7.5的染浴组合物(黑色染料组合物或参比染料用量2％o.w.f)，并按照试验1中的染色方法对涤棉针织布进行染色，染色后织物在恒温恒湿条件下用Datacolor测色仪测试其Wgt值并记录，测试结果如表10所示。
表10
通过表10数据可知，相比于对比例中的参比染料1-7而言，实施例中的黑色染料组合物1-10具有更高的Wgt值，表明了黑色染料组合物具有更好的pH宽容性。
综上所述，本申请的黑色染料组合物，具有十分优异的染色性能及各项牢度，与参比染料1-7相比，黑色染料组合物的染色提升性、泡水色牢度、耐光色牢度、耐皂洗色牢度、耐水洗色牢度、耐汗渍色牢度、耐氯化水色牢度、耐摩擦色牢度均具有较为明显的改善和提升，且具有更好的pH宽容性，可满足当前涤棉混纺织物印染的需求，具有广阔的应用前景。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (9)
1.一种黑色染料组合物，其特征在于，包括一种或多种通式(Ⅰ)表示的化合物、一种或多种通式(Ⅱ)表示的化合物、一种或多种通式(Ⅲ)表示的化合物、一种或多种通式(Ⅳ)表示的化合物以及一种或多种通式(Ⅴ)表示的化合物；
其中，M为碱金属阳离子或氢原子；
通式(Ⅰ)中：
R1和R2各自独立地选自-CH2CH＝CH2、-CH3、-CH2CH2OH、-CH2CH2CN、-CH2CH2OCH3；通式(Ⅱ)中：
R3和R4各自独立地选自-H、-CH2CH2CN、-CH2CH3、-CH2CH2OCOCH3、-CH2CH2OH、-CH2Ph、-CH2CH2Ph、-CH2CH2OCOPh、Ph；
通式(Ⅲ)中：
R5和R6各自独立地选自-H、-OH、-NH2、-OCH3；
通式(Ⅳ)中：
R7和R8各自独立地选自-H、-OH、-NH2、-OCH3；
通式(Ⅴ)中：
R9、R10、R11和R12各自独立地选自-H、-OH、-NH2、-OCH3、-CH3、-CH2CH3；
所述黑色染料组合物中，按重量比计算，通式(Ⅰ)表示的化合物：通式(Ⅱ)表示的化合物：通式(Ⅲ)表示的化合物：通式(Ⅳ)表示的化合物：通式(Ⅴ)表示的化合物＝(10～25):(10～25):(30～40):(30～40):(1～5)。
2.根据权利要求1所述的黑色染料组合物，其特征在于，通式(Ⅲ)中，-SO2CH2CH2OSO3M基团位于苯环上-N＝N-基团的邻位、间位或对位，通式(Ⅲ)、通式(Ⅳ)、通式(Ⅴ)中，-SO3M基团位于苯环上-N＝N-基团的邻位或间位。
3.根据权利要求1所述的黑色染料组合物，其特征在于，通式(Ⅰ)表示的化合物包括式(Ⅰ-1)、式(Ⅰ-2)、式(Ⅰ-3)和式(Ⅰ-4)的化合物；
4.根据权利要求1所述的黑色染料组合物，其特征在于，通式(Ⅱ)表示的化合物包括式(Ⅱ-1)、式(Ⅱ-2)、式(Ⅱ-3)、式(Ⅱ-4)、式(Ⅱ-5)、式(Ⅱ-6)、式(Ⅱ-7)和式(Ⅱ-8)的化合物；
5.根据权利要求1所述的黑色染料组合物，其特征在于，通式(Ⅲ)表示的化合物包括式(Ⅲ-1)、式(Ⅲ-2)、式(Ⅲ-3)、式(Ⅲ-4)、式(Ⅲ-5)和式(Ⅲ-6)的化合物；
6.根据权利要求1所述的黑色染料组合物，其特征在于，通式(Ⅳ)表示的化合物包括式(Ⅳ-1)、式(Ⅳ-2)、式(Ⅳ-3)、式(Ⅳ-4)和式(Ⅳ-5)的化合物；
7.根据权利要求1所述的黑色染料组合物，其特征在于，通式(Ⅴ)表示的化合物包括式(Ⅴ-1)、式(Ⅴ-2)、式(Ⅴ-3)和式(Ⅴ-4)的化合物；
8.权利要求1-7任一所述的黑色染料组合物在涤棉混纺织物染色中的应用。
9.权利要求1-7任一所述的黑色染料组合物的染色方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，在25～40℃的温度下将涤棉混纺织物浸入上述黑色染料组合物染浴，保温1～10min；
S2，按每分钟0.5～3℃的速率升温至70～90℃染色，并保温15～30min；
S3，按每分钟0.5～3℃的速率升温至100～130℃染色，并保温1～60min；
S4，将步骤S4染色后的涤棉混纺织物进行第一次水洗，然后皂洗，再进行第二次水洗。
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