CN114921980B - 一种超临界co2辅助阳离子染料印花的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种超临界CO2辅助阳离子染料印花的方法，属于纺织印染技术领域。本发明以超临界CO2流体为染色介质，以羧甲基纤维素钠糊料、瓜尔胶糊料和海藻酸钠糊料组成的复配糊料与阳离子染料配制的印花色浆，对纺织物进行印花，所得的印花纺织品干、湿摩擦色牢度均为5级；耐水洗色牢度在4级以上，符合国家标准要求，解决了印花织物表观得色量低、色牢度差的问题。

Description

一种超临界CO2辅助阳离子染料印花的方法
技术领域
本发明属于纺织印染技术领域，具体涉及一种超临界CO2辅助阳离子染料印花的方法。
背景技术
间位芳纶是一种开发早、应用广、产量高、发展快的耐高温纤维品种，其总量位居特种纤维第二位。截止目前我国间位芳纶产能已突破万吨，随着纤维产能增加和应用领域的扩展，间位芳纶产品在防护服用领域应用量不断提高，如用于冶炼或炼油防护服、抗静电工作服、军警作训服、运动服和赛车服，通过印染加工获得染色间位芳纶产品的需求显著增加。由于间位芳纶分子间酰胺链形成大量高度定向和强有力氢键，其聚合大分子之间存在强相互作用。特别是其晶体中的氢键排列在两个平面上，形成三维稳定聚集结构，导致了高水平分子间堆积和超常内聚能。然而，在印染加工中，其相应的致密分子结构和高结晶度却阻碍了染料分子进入，使其极难实现染色和印花，上述问题极大的限制了间位芳纶在服装领域的应用。因此，为了使具备优异性能的间位芳纶发挥出更高的应用价值，国内外学者在间位芳纶难印染的问题上做了大量研究。
霍倩等人(霍倩,谭艳君,王红红,等.间位芳纶织物的阳离子染料载体印花[J].印染,2019,45(22):25-28.)将自制的新型载体用于间位芳纶织物阳离子染料印花，在阳离子染料1％、载体2％、N-甲基吡咯烷酮5％、pH值5～6、110℃汽蒸20min后，印花织物颜色鲜艳、轮廓清晰；耐干摩擦色牢度为4级，耐湿摩擦色牢度为3～4级，耐洗色牢度为4级以上。然而，芳纶织物的印花按传统方法难以获得理想的颜色深度，多采用在印花色浆中加载体来提高印花织物的K/S值和色牢度，芳纶印染用载体大多有毒性，或具有强烈的刺激性气味，且染色过程中产生的废水中含有大量的各类助剂、未用尽的染料与载体，引起了严重的环境问题。为解决纺织印染废水问题，研究探索芳纶清洁化印染方法具有重要意义。
超临界CO2流体染色是一种新型环保的染色技术，与水介质染色相比，CO2无毒、不易燃烧、价格低廉，染料和CO2可循环使用，零排放无污染，并具有上染速度快、上染率高的优势，充分体现了清洁化、绿色化、环保化的现代加工理念。研究至今，未见有超临界CO2辅助阳离子染料对芳纶织物印花的相关报道。
发明内容
鉴于此，本发明提供一种超临界CO2辅助阳离子染料印花的方法，通过超临界CO2辅助阳离子染料印花，解决了印花织物表观得色量低、色牢度差的问题。
本发明提供如下技术方案：
本发明提供了一种超临界CO2体系织物印花用复配糊料的制备方法，主要包括以下步骤：
(1)分别配制固含量为2-6％的羧甲基纤维素钠水溶液、瓜尔胶水溶液和海藻酸钠水溶液；
(2)在40-100℃下搅拌直至完全膨化成为半透明均匀、无固体颗粒体系为止，得到羧甲基纤维素钠糊料、瓜尔胶糊料和海藻酸钠糊料；
(3)将步骤(2)制得的羧甲基纤维素钠糊料、瓜尔胶糊料和海藻酸钠糊料按照质量比为(20-80):(80-20)：(0-10)的比例混合，搅拌均匀，静置使糊料充分混合膨化，即得复配糊料。
进一步地，步骤(3)中羧甲基纤维素钠糊料、瓜尔胶糊料和海藻酸钠糊料按照质量比为(50-70):(30-50)：(0-10)的比例混合。
本发明另一方面提供上述制备方法制得的超临界CO2体系织物印花用复配糊料。
本发明还提供一种超临界CO2辅助阳离子染料印花的方法，所述方法为以超临界CO2流体为染色介质，以上述的复配糊料和阳离子染料配制的印花色浆，对纺织物进行印花。
进一步地，所述的阳离子染料为阳离子桃红X-FG染料和阳离子黄5GL染料中的一种或两种的组合。
进一步地，所述纺织物的材质为间位芳纶。
进一步地，所述的方法主要包括以下步骤：
(1)将利用所述的印花色浆印制有图案的纺织物置于超临界CO2流体染色装置内，密闭染色装置；
(2)存储在储罐中的CO2经冷凝器冷凝为液态，经高压泵增压后，在预热器的作用下升温至超临界态，超临界CO2流体流入染色装置内对纺织物进行印花，印花结束后，打开排气阀，待染色装置内气体排空后，取出印花织物。
进一步地，步骤(1)中密闭染色装置后，通入CO2，排出装置内空气。
进一步地，步骤(1)中所述印花色浆中的染料含量为0.5-2.5％。
进一步地，步骤(2)中所述印花的条件为：印花温度为50-200℃，压力为5-30MPa，时间为10-200min。
进一步地，步骤(2)中所述印花的条件为：印花温度为80-180℃，压力为8-24MPa，时间为20-100min。
本发明具有如下有益效果：
本发明首次利用超临界CO2辅助阳离子桃红X-FG、阳离子黄5GL染料印花织物，具有工艺简单、提升力高的清洁环保优势，所得的印花样品，表观得色量是传统方式印花样品的2-3倍；按照GB/T 3920-2008《纺织品色牢度试验耐摩擦色牢度》、GB/T 3921-2008《纺织品色牢度试验耐洗色牢度：试验》评定，印花纺织品干、湿摩擦色牢度均为5级；耐水洗色牢度在4级以上，符合国家标准要求，解决了印花织物表观得色量低、色牢度差的问题。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行详细的说明，但本发明的实施方式不限于此，显而易见地，下面描述中的实施例仅是本发明的部分实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，获得其他的类似的实施例均落入本发明的保护范围。
实施例1
一种用于超临界CO2体系织物印花用复配糊料的制备方法，主要包括以下步骤：
(1)分别在去离子水中均匀地倒入羧甲基纤维素钠和瓜尔胶，配制固含量均为2％的羧甲基纤维素钠水溶液和瓜尔胶水溶液；
(2)在50℃下用磁力搅拌器搅拌40min左右，直至糊料完全膨化成为半透明均匀、无固体颗粒体系为止，得到羧甲基纤维素钠糊料和瓜尔胶糊料；
(3)将步骤(2)制得的羧甲基纤维素钠糊料和瓜尔胶糊料按照40:60的比例混合，搅拌均匀，静置使糊料充分混合膨化，即得复配糊料。
参考上述制备方法制备羧甲基纤维素钠糊料和瓜尔胶糊料按照60:40的比例混合制备的复配糊料。
参考上述制备方法制备羧甲基纤维素钠糊料和瓜尔胶糊料按照50:50的比例混合制备的复配糊料。
实施例2
一种超临界CO2辅助阳离子染料印花的方法，所述方法为：将1％含量的阳离子桃红X-FG染料与实施例1制备的比例为40:60的羧甲基纤维素钠与瓜尔胶的复配糊料搅拌至染料溶解制备印花色浆(染料占色浆的1％)，利用上述色浆印制有图案的间位芳纶织物置于超临界CO2流体染色装置内，于180℃、12MPa的条件下对待染织物进行处理60min，得到色深为12.18红色间位芳纶印花织物，印花织物尖锐性为99％，花纹轮廓清晰；透气率为679.8mm/s；经向弯曲长度3.0cm、纬向弯曲长度2.91cm、经向抗弯刚度3.68N/mm2、纬向抗弯刚度3.40N/mm2；耐摩擦色牢度为5级；耐水洗色牢度为4-5级。
实施例3
一种超临界CO2辅助阳离子染料印花的方法，所述方法为：将1％含量的阳离子黄5GL染料与实施例1制备的比例为60:40的羧甲基纤维素钠与瓜尔胶的复配糊料搅拌至染料溶解制备印花色浆(染料占色浆的1％)，利用上述色浆印制有图案的间位芳纶织物置于超临界CO2流体染色装置内，于140℃、8MPa的条件下对待染织物进行处理40min，得到色深为5.42黄色间位芳纶印花织物，印花织物尖锐性为99％，花纹轮廓清晰；透气率为672.4mm/s；经向弯曲长度2.8cm、纬向弯曲长度3.0cm、经向抗弯刚度3.86N/mm2、纬向抗弯刚度3.60N/mm2；耐摩擦色牢度为5级；耐水洗色牢度为4级。
实施例4
一种超临界CO2辅助阳离子染料印花的方法，所述方法为：将0.5％含量的阳离子桃红X-FG染料与实施例1制备的比例为60:40的羧甲基纤维素钠与瓜尔胶的复配糊料搅拌至染料溶解制备印花色浆(染料占色浆的0.5％)，利用上述色浆印制有图案的间位芳纶织物置于超临界CO2流体染色装置内，于160℃、12MPa的条件下对待染织物进行处理60min，得到色深为6.8红色间位芳纶印花织物，印花织物尖锐性为99％，花纹轮廓清晰；耐摩擦色牢度为5级；耐水洗色牢度为4-5级。
实施例5
一种超临界CO2辅助阳离子染料印花的方法，所述方法为：将0.5％含量的阳离子黄5GL染料与实施例1制备的比例为60:40的羧甲基纤维素钠与瓜尔胶的复配糊料搅拌至染料溶解制备印花色浆(染料占色浆的0.5％)，利用上述色浆印制有图案的间位芳纶织物置于超临界CO2流体染色装置内，于160℃、8MPa的条件下对待染织物进行处理40min，得到色深为4.8黄色间位芳纶印花织物，印花织物尖锐性为99％，花纹轮廓清晰；耐摩擦色牢度为5级；耐水洗色牢度为4级。
实施例6
一种超临界CO2辅助阳离子染料印花的方法，所述方法为：将0.5％含量的阳离子桃红X-FG染料与实施例1制备的比例为50:50的羧甲基纤维素钠与瓜尔胶的复配糊料搅拌至染料溶解制备印花色浆(染料占色浆的0.5％)，利用上述色浆印制有图案的间位芳纶织物置于超临界CO2流体染色装置内，于160℃、12MPa的条件下对待染织物进行处理60min，得到色深为6.19红色间位芳纶印花织物，印花织物尖锐性为99％，花纹轮廓清晰；耐摩擦色牢度为5级；耐水洗色牢度为4-5级。
实施例7
一种超临界CO2辅助阳离子染料印花的方法，所述方法为：将0.5％含量的阳离子桃红X-FG染料与实施例1制备的比例为60:40的羧甲基纤维素钠与瓜尔胶的复配糊料搅拌至染料溶解制备印花色浆(染料占色浆的0.5％)，利用上述色浆印制有图案的间位芳纶织物置于超临界CO2流体染色装置内，于160℃、8MPa的条件下对待染织物进行处理60min，得到色深为5.84红色间位芳纶印花织物，印花织物尖锐性为99％，花纹轮廓清晰；耐摩擦色牢度为5级；耐水洗色牢度为4-5级。
实施例8
一种超临界CO2辅助阳离子染料印花的方法，所述方法为：配制1％含量的阳离子桃红X-FG染料色浆(溶剂为水)，利用上述色浆印制有图案的间位芳纶织物置于超临界CO2流体染色装置内，于180℃、12MPa的条件下对待染织物进行处理60min，得到色深为0.82红色间位芳纶印花织物，印花织物尖锐性为45％；透气率为680.0mm/s；经向弯曲长度3.2cm、纬向弯曲长度3.0cm、经向抗弯刚度3.42N/mm2、纬向抗弯刚度3.30N/mm2；耐摩擦色牢度为1-2级；耐水洗色牢度为1-2级。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (5)

1.一种超临界CO2辅助阳离子染料印花的方法，其特征在于，所述方法为以超临界CO2流体为染色介质，以复配糊料和阳离子染料配制的印花色浆，对纺织物进行印花；
所述的阳离子染料为阳离子桃红X-FG染料和阳离子黄5GL染料中的一种或两种的组合；
所述纺织物的材质为间位芳纶；
所述的复配糊料的制备方法主要包括以下步骤：
(1)分别配制固含量为2-6％的羧甲基纤维素钠水溶液、瓜尔胶水溶液和海藻酸钠水溶液；
(2)在40-100℃下搅拌直至完全膨化成为半透明均匀、无固体颗粒体系为止，得到羧甲基纤维素钠糊料、瓜尔胶糊料和海藻酸钠糊料；
(3)将步骤(2)制得的羧甲基纤维素钠糊料、瓜尔胶糊料和海藻酸钠糊料按照质量比为(20-80):(80-20)：(0-10)的比例混合，搅拌均匀，静置使糊料充分混合膨化，即得复配糊料。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的方法主要包括以下步骤：
(1)将利用所述的印花色浆印制有图案的纺织物置于超临界CO2流体染色装置内，密闭染色装置；
(2)存储在储罐中的CO2经冷凝器冷凝为液态，经高压泵增压后，在预热器的作用下升温至超临界态，超临界CO2流体流入染色装置内对纺织物进行印花，印花结束后，打开排气阀，待染色装置内气体排空后，取出印花织物。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤(1)中密闭染色装置后，通入CO2，排出装置内空气。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤(1)中所述印花色浆中的染料含量为0.5-2.5％。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤(2)中所述印花的条件为：印花温度为50-200℃，压力为5-30MPa，时间为10-200min。
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