CN114855475B - 棉/锦纶/莱赛尔织物活性染料湿短蒸清洁轧染染色工艺 - Google Patents
棉/锦纶/莱赛尔织物活性染料湿短蒸清洁轧染染色工艺 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及纺织染整技术领域，尤其是棉/锦纶/莱赛尔织物活性染料湿短蒸清洁轧染染色工艺，包括如下步骤：(1)、采用M型活性染料制备染液，调节染液pH值为酸性；(2)、浸轧染液：二浸二轧，轧余率71‑93％；(3)、汽蒸；(4)、浸轧碱性固色液：二浸二轧，轧余率20‑28％；(5)、汽蒸；(6)、冷水洗；(7)、热水洗；(8)、皂洗；(9)、热水洗；(10)、冷水洗；(11)、烘干，可以缩短棉/锦纶/莱赛尔三组分织物的染色流程，减少泳移和耗时，减少成本和化学品消耗，节约能耗，减少污染，减少能耗和碳排放，透染性、匀染性较好，得色量和色牢度较高。
Description
技术领域
本发明涉及纺织染整技术领域，尤其是棉/锦纶/莱赛尔织物活性染料湿短蒸清洁轧染染色工艺。
背景技术
莱赛尔：俗称“天丝”，以天然植物纤维为原料，莱赛尔是绿色纤维，莱赛尔纤维兼具天然纤维和合成纤维的多种优良性能，其原料是自然界中取之不尽用之不竭的纤维素，生产过程无化学反应，所用溶剂无毒，废弃物可生物降解，生产工艺简单，既可节约石油资源，又符合环保要求。
棉和莱赛尔纤维都有属于纤维素纤维，锦纶是合成纤维，亲水性差但强度大。
混纺纱：指用两种以上不同种类的纤维混纺而成的单纱。
活性染料：也叫反应性染料，分子中含有化学性活泼的基团，能在水溶液中与棉、毛等纤维反应形成共键的染料。活性染料根据活性基分类可分为一氯均三嗪型(K型)、二氯均三嗪型(X型)、乙烯砜型(KN型)、双活性基型(M型)。
活性基团：分子结构中含有可与纤维中的-OH、-NH2等发生反应的活性基团，染料与纤维形成共价键结合。
轧染：织物浸渍液后受轧辊压力，使染液透入织物并去除余液的染色方法。
pH值：也称氢离子浓度指数、酸碱值，是溶液中氢离子活度的一种标度，也就是通常意义上溶液酸碱程度的衡量标准。
K/S值：是一个常数，k表示色料吸收系数，s表示色料散射系数，这个比值与染色深度c呈线性关系(非直线)，常用来做结果分析的数据值，匀染性。
传统染色工艺常采用分散/活性、分散/直接、酸性/活性等染料两浴法浸染工艺染色，但工艺流程长、废水排放多、经济效益差、能源消耗大、碳排放量和废水排放量高等缺点，不能满足绿色低碳的发展要求。
轧染是活性染料重要的染色方式之一，但通常在轧染工艺中，织物经过浸轧染液后都需要进行中间烘干，以利于后续汽蒸或焙烘固色时提高加工速度和减少染料水解，获得高的固色率和色牢度。但是中间烘干也带来许多问题：首先是消耗能源，湿织物烘干时蒸发水分要消耗大量热能；其次在烘干时染料容易发生泳移，产生色差和降低色牢度，染色重现性也变差；此外，浸轧染液后进行烘干，不但增加了一道加工工序，不便于管理，而且干态织物进行汽蒸时，染料和化学品重新要吸水溶解，干态织物吸湿都会放热产生过热现象，对染料上染和固色均不利。因此，进行湿蒸是长期追求的目标。
活性染料连续轧染有多种工艺，包括轧蒸、轧焙和轧堆工艺等。活性染料对棉、莱赛尔、锦纶三种纤维都能有较高的上染效果。棉和莱赛尔属于纤维素纤维，需要在碱性条件下固色，锦纶属于合成纤维，需要在酸性条件下固色。由于纤维固色条件不同，需两相法染色，传统两相法浸染染色工艺浸轧染液—烘—蒸—烘—浸轧碱性固色液—蒸—冷水洗—热水洗—皂煮—热水洗—冷水洗—烘干，浸轧染液后烘干可以减少织物上染料的水解，但存在泳移，且增长了工序，消耗了大量能源并且锦纶得色量不高。
发明内容
针对上述现有技术存在的不足，提供了棉/锦纶/莱赛尔织物活性染料湿短蒸清洁轧染染色工艺，可以缩短棉/锦纶/莱赛尔三组分织物的染色流程，减少泳移和耗时，减少成本和化学品消耗，节约能耗，减少污染，减少能耗和碳排放，透染性、匀染性较好，得色量和色牢度较高。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是，棉/锦纶/莱赛尔织物活性染料湿短蒸清洁轧染染色工艺，包括如下步骤：
(1)、采用活性染料制备染液，调节染液pH值为酸性；
(2)、浸轧染液：二浸二轧，轧余率71-93％；
(3)、汽蒸；
(4)、浸轧碱性固色液：二浸二轧，轧余率20-28％；
(5)、汽蒸；
(6)、冷水洗；
(7)、热水洗；
(8)、皂洗；
(9)、热水洗；
(10)、冷水洗；
(11)、烘干。
上述的棉/锦纶/莱赛尔织物活性染料湿短蒸清洁轧染染色工艺，所述步骤(1)中，染液为5-25g/L活性染料。
上述的棉/锦纶/莱赛尔织物活性染料湿短蒸清洁轧染染色工艺，其特征是，所述活性染料为一氯均三嗪型(K型)、二氯均三嗪型(X型)、乙烯砜型(KN型)、一氯均三嗪基和乙烯砜基双活性基型(M型)。
上述的棉/锦纶/莱赛尔织物活性染料湿短蒸清洁轧染染色工艺，所述步骤(1)中，采用醋酸或柠檬酸调节染液pH值2.5-6.2。
上述的棉/锦纶/莱赛尔织物活性染料湿短蒸清洁轧染染色工艺，所述步骤(3)、(5)中的汽蒸温度为100-102℃，时间1-8min。
上述的棉/锦纶/莱赛尔织物活性染料湿短蒸清洁轧染染色工艺，所述步骤(4)中，碱性固色液为5-25g/L的纯碱、5-25g/L的烧碱、5-25g/L的硅酸钠、5-25g/L的纯碱和5-25g/L的烧碱复配的碱剂；260-362g/L NaCl或190-200g/L Na2SO4的促染盐。
上述的棉/锦纶/莱赛尔织物活性染料湿短蒸清洁轧染染色工艺，所述步骤(7)、(9)中，热水洗温度为50-60℃，时间1-3min。
上述的棉/锦纶/莱赛尔织物活性染料湿短蒸清洁轧染染色工艺，所述步骤(8)中，浴比为1:50、100-102℃、2-5g/L肥皂液皂洗4-8min。
上述的棉/锦纶/莱赛尔织物活性染料湿短蒸清洁轧染染色工艺，所述步骤(11)中，烘干温度100-103℃，时间2-5min。
本发明棉/锦纶/莱赛尔织物活性染料湿短蒸清洁轧染染色工艺的有益效果是，相较于浸染工艺，活性染料连续轧蒸工艺由于工艺简单、耗水耗能少、生产速度快而应用较为广泛。本发明的布样为棉/锦纶/莱赛尔三组分织物，由于活性染料对三种纤维都有较好的上染效果，在湿短蒸基础上需要考虑不同纤维固色条件不同，由于无法在一浴内完成三组分纤维的上染，故在传统两相法染轧染色工艺流程的基础上缩短染色流程，只汽蒸，省去两步烘干。只用醋酸或柠檬酸调节染液pH值为酸性，浸轧染液后汽蒸使得锦纶固色，棉和莱赛尔在碱性较强时固色，碱性固色液为Na2CO3和NaON复配，助染盐为Na2SO4，不需要其他助剂。
用活性染料轧染的方法比较传统两相法染色工艺、湿蒸染色工艺、湿短蒸染色工艺、预烘-焙烘染色工艺分别对棉/莱赛尔混纺纱线、锦纶纱线、织物的K/S值，得出活性染料湿短蒸轧染工艺可以缩短棉/锦纶/莱赛尔三组分织物的染色流程，减少泳移和耗时，减少成本和化学品消耗，节约能耗，减少污染，减少能耗和碳排放，透染性、匀染性较好，得色量和色牢度较高。
附图说明
图1为活性红195不同初始染浴pH值时，预烘-焙烘轧染染色和传统两相法轧染染色分别对织物、棉/天丝混纺纱、锦纶纱得色深度影响图；
图2为活性红195不同初始染浴pH值时，浸轧染液后汽蒸和烘干先后顺序不同，即传统两相法与湿蒸轧染分别对织物、棉/天丝混纺纱、锦纶纱得色深度影响图；
图3为活性红195不同初始染浴pH值时，湿蒸和湿短蒸轧染工艺分别对织物、棉/天丝混纺纱、锦纶纱得色深度影响图；
图4为不同类型的红色活性染料在初始染浴2.6和4.6时，分别对织物、棉/天丝混纺纱、锦纶纱的K/S值影响图；
图5为不同类型的黄色活性染料在初始染浴2.6和4.6时，分别对织物、棉/天丝混纺纱、锦纶纱的K/S值影响图；
图6为不同类型的蓝色活性染料在初始染浴2.6和4.6时，分别对织物、棉/天丝混纺纱、锦纶纱的K/S值影响图；
图7为本发明的工艺流程图；
图8为传统两相法轧染工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做详细说明。
实施例1
棉/锦纶/莱赛尔织物活性染料湿短蒸清洁轧染染色工艺，包括如下步骤：
(1)、采用活性染料制备染液，调节染液pH值为酸性；
(2)、浸轧染液：二浸二轧，轧余率71％；
(3)、汽蒸；
(4)、浸轧碱性固色液：二浸二轧，轧余率20％；
(5)、汽蒸；
(6)、冷水洗；
(7)、热水洗；
(8)、皂洗；
(9)、热水洗；
(10)、冷水洗；
(11)、烘干。
上述的棉/锦纶/莱赛尔织物活性染料湿短蒸清洁轧染染色工艺，所述步骤(1)中，染液为5g/L活性染料。
上述的棉/锦纶/莱赛尔织物活性染料湿短蒸清洁轧染染色工艺，其特征是，所述活性染料为一氯均三嗪型(K型)、二氯均三嗪型(X型)、乙烯砜型(KN型)、一氯均三嗪基和乙烯砜基双活性基型(M型)。
上述的棉/锦纶/莱赛尔织物活性染料湿短蒸清洁轧染染色工艺，所述步骤(1)中，采用醋酸或柠檬酸调节染液pH值2.5。
上述的棉/锦纶/莱赛尔织物活性染料湿短蒸清洁轧染染色工艺，所述步骤(3)、(5)中的汽蒸温度为100℃，时间1min。
上述的棉/锦纶/莱赛尔织物活性染料湿短蒸清洁轧染染色工艺，所述步骤(4)中，碱性固色液为5g/L的纯碱、5g/L的烧碱、5g/L的硅酸钠、5g/L的纯碱和5g/L的烧碱复配的碱剂；260g/L NaCl或190g/L Na2SO4的促染盐。
上述的棉/锦纶/莱赛尔织物活性染料湿短蒸清洁轧染染色工艺，所述步骤(7)、(9)中，热水洗温度为50℃，时间1min。
上述的棉/锦纶/莱赛尔织物活性染料湿短蒸清洁轧染染色工艺，所述步骤(8)中，浴比为1:50、100℃、2g/L肥皂液皂洗4min。
上述的棉/锦纶/莱赛尔织物活性染料湿短蒸清洁轧染染色工艺，所述步骤(11)中，烘干温度100℃，时间2min。
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：棉/锦纶/莱赛尔织物活性染料湿短蒸清洁轧染染色工艺，包括如下步骤：
(1)、采用活性染料制备染液，调节染液pH值为酸性；
(2)、浸轧染液：二浸二轧，轧余率82％；
(3)、汽蒸；
(4)、浸轧碱性固色液：二浸二轧，轧余率25％；
(5)、汽蒸；
(6)、冷水洗；
(7)、热水洗；
(8)、皂洗；
(9)、热水洗；
(10)、冷水洗；
(11)、烘干。
上述的棉/锦纶/莱赛尔织物活性染料湿短蒸清洁轧染染色工艺，所述步骤(1)中，染液为5-25g/L活性染料。
上述的棉/锦纶/莱赛尔织物活性染料湿短蒸清洁轧染染色工艺，其特征是，所述活性染料为一氯均三嗪型(K型)、二氯均三嗪型(X型)、乙烯砜型(KN型)、一氯均三嗪基和乙烯砜基双活性基型(M型)。
上述的棉/锦纶/莱赛尔织物活性染料湿短蒸清洁轧染染色工艺，所述步骤(1)中，采用醋酸或柠檬酸调节染液pH值4。
上述的棉/锦纶/莱赛尔织物活性染料湿短蒸清洁轧染染色工艺，所述步骤(3)、(5)中的汽蒸温度为101℃，时间4min。
上述的棉/锦纶/莱赛尔织物活性染料湿短蒸清洁轧染染色工艺，所述步骤(4)中，碱性固色液为15g/L的纯碱、15g/L的烧碱、15g/L的硅酸钠、15g/L的纯碱和15g/L的烧碱复配的碱剂；300g/L NaCl或195g/L Na2SO4的促染盐。
上述的棉/锦纶/莱赛尔织物活性染料湿短蒸清洁轧染染色工艺，所述步骤(7)、(9)中，热水洗温度为55℃，时间2min。
上述的棉/锦纶/莱赛尔织物活性染料湿短蒸清洁轧染染色工艺，所述步骤(8)中，浴比为1:50、101℃、4g/L肥皂液皂洗5min。
上述的棉/锦纶/莱赛尔织物活性染料湿短蒸清洁轧染染色工艺，所述步骤(11)中，烘干温度102℃，时间4min。
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：棉/锦纶/莱赛尔织物活性染料湿短蒸清洁轧染染色工艺，包括如下步骤：
(1)、采用活性染料制备染液，调节染液pH值为酸性；
(2)、浸轧染液：二浸二轧，轧余率93％；
(3)、汽蒸；
(4)、浸轧碱性固色液：二浸二轧，轧余率28％；
(5)、汽蒸；
(6)、冷水洗；
(7)、热水洗；
(8)、皂洗；
(9)、热水洗；
(10)、冷水洗；
(11)、烘干。
上述的棉/锦纶/莱赛尔织物活性染料湿短蒸清洁轧染染色工艺，所述步骤(1)中，染液为25g/L活性染料。
上述的棉/锦纶/莱赛尔织物活性染料湿短蒸清洁轧染染色工艺，其特征是，所述活性染料为一氯均三嗪型(K型)、二氯均三嗪型(X型)、乙烯砜型(KN型)、一氯均三嗪基和乙烯砜基双活性基型(M型)。
上述的棉/锦纶/莱赛尔织物活性染料湿短蒸清洁轧染染色工艺，所述步骤(1)中，采用醋酸或柠檬酸调节染液pH值6.2。
上述的棉/锦纶/莱赛尔织物活性染料湿短蒸清洁轧染染色工艺，所述步骤(3)、(5)中的汽蒸温度为102℃，时间8min。
上述的棉/锦纶/莱赛尔织物活性染料湿短蒸清洁轧染染色工艺，所述步骤(4)中，碱性固色液为25g/L的纯碱、25g/L的烧碱、25g/L的硅酸钠、25g/L的纯碱和25g/L的烧碱复配的碱剂；362g/L NaCl或200g/L Na2SO4的促染盐。
上述的棉/锦纶/莱赛尔织物活性染料湿短蒸清洁轧染染色工艺，所述步骤(7)、(9)中，热水洗温度为60℃，时间3min。
上述的棉/锦纶/莱赛尔织物活性染料湿短蒸清洁轧染染色工艺，所述步骤(8)中，浴比为1:50、102℃、5g/L肥皂液皂洗8min。
上述的棉/锦纶/莱赛尔织物活性染料湿短蒸清洁轧染染色工艺，所述步骤(11)中，烘干温度103℃，时间5min。
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：申请人探究了四种工艺流程从而得出一种节能减排的工艺，即湿短蒸染色工艺：浸轧染液—蒸—浸轧碱性固色液—蒸—冷水洗—热水洗—皂煮—热水洗—冷水洗—烘干(省去浸轧染液之后的烘干这一步，直接汽蒸)在减少泳移现象的同时，也能保证得色量，节约能耗和二氧化碳排放。比较四种工艺染色效果，考虑色差和织物的得色量以及能耗和成本得到了工艺排序：湿短蒸＞湿蒸＞传统染色＞预烘-焙烘染色。
烘干-焙烘法轧染：浸轧染液(10g/L活性红195，二浸二轧，轧余率74％左右，pH值3.0、4.0、4.8、5.3、6.2)→烘干(100℃，时间1min)→焙烘(200℃，时间2min)→浸轧碱性固色液(二浸二轧，轧余率92％左右，固色液Na2CO310g/L、NaOH10g/L、Na2SO4200g/L)→汽蒸(100℃，时间2min)→冷水洗→热水洗(50-60℃，1min)→皂洗(浴比为1:50、100℃、2g/L肥皂液皂洗5min)→热水洗(50-60℃，1min)→冷水洗→烘干(100℃，2min)。
传统两相法轧染：浸轧染液(10g/L活性红195，二浸二轧，轧余率74％左右，pH值3.0、4.0、4.8、5.3、6.2)→烘干(100℃，时间：1min)→汽蒸(100℃，时间2min)→浸轧碱性固色液(二浸二轧，轧余率71％左右，固色液Na2CO310g/L、NaOH10g/L、Na2SO4200g/L)→汽蒸(100℃，时间2min)→冷水洗→热水洗(50-60℃，1min)→皂洗(浴比为1:50、100℃、2g/L肥皂液皂洗5min)→热水洗(50-60℃，1min)→冷水洗→烘干(100℃，2min)。
湿蒸轧染：浸轧染液(10g/L活性红195，二浸二轧，轧余率74％左右，pH值3.0、4.0、4.8、5.3、6.2)→汽蒸(100℃，时间2min)→烘干(100℃，时间：1min)→浸轧碱性固色液(二浸二轧，轧余率91％左右，固色液Na2CO310g/L、NaOH10g/L、Na2SO4200g/L)→汽蒸(100℃，时间2min)→冷水洗→热水洗(50-60℃，1min)→皂洗(浴比为1:50、100℃、2g/L肥皂液皂洗5min)→热水洗(50-60℃，1min)→冷水洗→烘干(100℃，2min)。
湿短蒸轧染：浸轧染液(10g/L活性红195，二浸二轧，轧余率74％左右，pH值3.0、4.0、4.8、5.3、6.2)→汽蒸(100℃，时间2min)→浸轧碱性固色液(二浸二轧，轧余率25％左右，固色液Na2CO310g/L、NaOH10g/L、Na2SO4200g/L)→汽蒸(100℃，时间2min)→冷水洗→热水洗(50-60℃，1min)→皂洗(浴比为1:50、100℃、2g/L肥皂液皂洗5min)→热水洗(50-60℃，1min)→冷水洗→烘干(100℃，2min)。
活性红195不同pH值下四种工艺比较
如图1所示，活性红195不同初始染浴pH值时预烘-焙烘轧染染色和传统两相法轧染染色分别对织物、棉/天丝混纺纱、锦纶纱得色深度影响。无汽蒸流程会让锦纶几乎不上染。
如图2所示，先汽蒸比先烘干可以让锦纶得色更深，棉/莱赛尔和锦纶纱线的色差越小。
如图3所示，湿蒸比湿短蒸多了一步烘干流程，得色效果比湿短蒸只是略好一些，证明湿短蒸优于其他三种轧染工艺。
在此种工艺下用不同类型的红黄蓝三原色活性染料染色布样测试K/S值探究染料的染色规律。
在初始染浴pH值在2.6和4.6下，选用湿短蒸轧染工艺流程，用红、黄、蓝三原色的K型活性染料、X型活性染料、KN型活性染料、M型活性染料四种类型的活性染料对织物染色，测试棉/锦纶/莱赛尔织物、棉/莱赛尔混纺纱线、锦纶纱线的K/S值从而探究不同染料类型染色规律。
浸轧染液(10g/L活性红218、活性红23、活性红2、活性红195；活性黄95、活性黄4、活性黄15、活性黄145；活性蓝49、活性蓝4、活性蓝19、活性蓝M-BR，二浸二轧，轧余率74％左右，pH值4.6、2.6)→汽蒸(100℃，时间2min)→浸轧碱性固色液(二浸二轧，轧余率12％，固色液Na2CO310g/L、NaOH10g/L、Na2SO4200g/L)→汽蒸(100℃，时间2min)→冷水洗→热水洗(50-60℃，1min)→皂洗(浴比为1:50、100℃、2g/L肥皂液皂洗5min)→热水洗(50-60℃，1min)→冷水洗→烘干(100℃，2min)。
红、黄、蓝三种颜色的不同类型活性染料对织物得色比较
如图4所示，红218是一氯均三嗪型、红2是二氯均三嗪型、红23是乙烯砜型、红KD-8B和红195都是双活性基型活性染料。
如图5所示，黄15和黄160是乙烯砜型、黄3和黄95是一氯均三嗪型、黄4是二氯均三嗪型、黄145是双活性基型活性染料。
如图6所示，蓝19是乙烯砜型、蓝49是一氯型、蓝4是二氯型、蓝M-BR是双活性基型活性染料。
根据以上附图可以得出活性染料染色效果结论：双活性基型＞乙烯砜型＞一氯型＞二氯型。
比较三种颜色的不同类型活性染料在湿短蒸轧染工艺下织物、棉/莱赛尔混纺纱线、锦纶纱线的K/S值得到了活性染料染色效果规律：M型＞KN型＞K型＞X型。生产实践中可以选用M型活性染料对棉/锦纶/莱赛尔织物进行轧染。
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 (1)
1.棉/锦纶/莱赛尔织物活性染料湿短蒸清洁轧染染色工艺，其特征在于：包括如下步骤：
（1）、采用活性染料制备染液，调节染液pH值为酸性；
（2）、浸轧染液：二浸二轧，轧余率71-93%；
（3）、汽蒸；
（4）、浸轧碱性固色液：二浸二轧，轧余率20-28%；
（5）、汽蒸；
（6）、冷水洗；
（7）、热水洗；
（8）、皂洗；
（9）、热水洗；
（10）、冷水洗；
（11）、烘干；
所述步骤（1）中，染液为5-25 g/L活性染料；采用醋酸或柠檬酸调节染液pH值2.5-6.2；
所述步骤（3）、（5）中的汽蒸温度为100-102 ℃，时间1-8min；
所述步骤（4）中，碱性固色液为5-25 g/L的纯碱、5-25 g/L的烧碱、5-25 g/L的硅酸钠、5-25 g/L的纯碱和5-25 g/L的烧碱复配的碱剂；260-362g/L NaCl或190-200g/L Na2SO4的促染盐；
所述步骤（8）中，浴比为1:50、100-102 ℃、2-5 g/L肥皂液皂洗4-8 min；
所述步骤（7）、（9）中，热水洗温度为50-60 ℃，时间1-3min；
所述步骤（11）中，烘干温度100-103 ℃，时间2-5min；
只汽蒸，省去两步烘干，活性染料湿短蒸轧染工艺可以缩短棉/锦纶/莱赛尔三组分织物的染色流程，减少泳移和耗时，减少成本和化学品消耗；
所述染液为活性红195，先汽蒸比先烘干可以让锦纶得色更深，棉/莱赛尔和锦纶纱线的色差越小。
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