CN115710829B - 一种靛蓝牛仔布染色助剂及染色工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及纺织化学技术领域，具体公开一种靛蓝牛仔布染色助剂及染色工艺。所述靛蓝牛仔布染色助剂包括改性助剂和增深助剂，改性助剂包括：长链醇醚磷酸酯5％‑10％，磺酸钠阴离子表面活性剂5％‑9％，余量为水；增深助剂包括：氨基硅油10％‑15％，长链脂肪醇琥珀酸钠盐5％‑8％，长链醇聚氧乙烯醚5％‑10％，余量为水。本发明采用在染色前通过改性助剂对牛仔布进行改性，将染色后的牛仔布浸轧增深助剂的工艺，可有效提高靛蓝对牛仔布的染色深度和染色牢度，减少还原‑氧化的重复次数，缩短了染色时间，且工艺可控性强，染色重复性好，废水排放量少，清洁环保，具有良好的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及纺织化学技术领域，尤其涉及一种靛蓝牛仔布染色助剂及染色工艺。
背景技术
牛仔布具有吸湿透气、美观舒适和耐磨耐穿等诸多优点，牛仔服饰历史悠久的文化内涵使其具有广阔的受众。牛仔布通过与时尚的结合使其经久不衰，始终占据庞大的市场规模。在过去的一个世纪里，蓝色牛仔裤是世界上最普遍、最通用的服装，近年来，蓝色牛仔裤也依然深受广大消费者的喜爱。蓝色牛仔裤一般使用靛蓝染色，这也使得靛蓝染料成为最重要的工业染料之一。
靛蓝染料染色需要先在碱性条件下使用还原剂想起还原为隐色体钠盐，增加其对纤维的亲和力，使其吸附到纤维上，然后再氧化成原来的不溶性染料而固着在纤维上，达到染色着色的目的。由于靛蓝隐色体钠盐与棉纤维间的亲和力低，染料上染率低，需要重复多次还原-氧化的染色工艺才能染成深色。但是，这种多次重复染色的工艺存在染料用量多、水洗次数多、工艺复杂、重现性差等问题，同时，由于水洗次数多，导致出现用水量大、能耗多、废水排放量大等一系列问题。另外，由于靛蓝隐色体极易被氧化，第一次上染后靛蓝隐色体被氧化附着在纤维表面，堵住纤维缝隙，故而导致后续的多次反复上染很难达到纤维的增深效果。因此，开发一种工艺简单、可有效增深的靛蓝牛仔布的染色工艺，对提升牛仔布的品质、减少用水量、减少废水排放量、节能降耗具有十分重要的意义。
发明内容
针对在现有靛蓝牛仔布的染色工艺存在的需要反复多次染色，且依然上染率低，以及用水量量、废水排放量大等的问题，本发明提供一种靛蓝牛仔布染色助剂及染色工艺。
为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案是：
一种靛蓝牛仔布染色助剂，包括改性助剂和增深助剂，其中，所述改性助剂包括：长链醇醚磷酸酯5％-10％，磺酸钠阴离子表面活性剂5％-9％，余量为水；
所述增深助剂包括：氨基硅油10％-15％，长链脂肪醇琥珀酸钠盐5％-8％，长链醇聚氧乙烯醚5％-10％，余量为水。
相对于现有技术，本发明提供的靛蓝牛仔布染色助剂中的改性助剂可在碱性条件下增加纤维润湿性，以及溶液对纤维的渗透效果，同时，还能提高增深助剂与纤维结合的牢度，因此，在染色前通过改性助剂对牛仔布进行改性，可增加靛蓝染料对纤维的渗透效果，以及增深剂与纤维的结合牢度和在纤维表面的成膜性，从而增加靛蓝染料对牛仔布的染色深度和染色牢度；本发明提供的增深助剂，具有明显的增深效果，能有效减少染料用量，在较低染料用量的前提下获得较高的染色K/S值，并能有效提高纺织品的色牢度，同时其原料易得，成本较低，在牛仔布染色领域具有广阔的应用前景。
优选的，所述长链醇醚磷酸酯为月桂醇磷酸酯或异构十三醇磷酸酯中的一种或两种。
优选的，所述磺酸钠阴离子表面活性剂为十二烷基磺酸钠或十二烷基苯磺酸钠中的一种或两种。
优选的长链醇醚磷酸酯和磺酸钠阴离子表面活性剂，可增加靛蓝染料对纤维的润湿性和渗透性，同时，还能增加增深助剂与纤维的结合牢度，并提高增深助剂在纤维表面的成膜性。
优选的，所述长链脂肪醇琥珀酸钠盐为脂肪碳链长8-12的长链脂肪醇琥珀酸钠盐。
示例性的，所述长链脂肪醇琥珀酸钠盐为癸醇琥珀酸单酯磺酸钠盐、十二醇琥珀酸单酯磺酸钠盐等。
优选的，所述长链醇聚氧乙烯醚为辛基酚聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚或十二烷基聚氧乙烯醚中至少一种。
优选的长链脂肪醇琥珀酸钠盐和长链醇聚氧乙烯醚，可提高靛蓝染料的染色深度，降低染料用量，且本发明提供的增深助剂具有良好的成膜性，可在纤维表面形成低折射率的薄膜，从而进一步提高染色后牛仔布的K/S值，减少还原-氧化的重复次数，简化染色工艺，减少废水量的排放。
本发明还提供了靛蓝牛仔布染色工艺，使用阳离子表面活性剂和上述任一项所述的改性助剂依次对牛仔布进行改性，然后将改性牛仔布浸轧靛蓝隐色体溶液，烘干后，浸轧上述任一项所述的增深助剂，得靛蓝牛仔布。
优选的，所述靛蓝牛仔布染色工艺具体包括如下步骤：
步骤一、30℃-60℃条件下，将牛仔布浸入阳离子表面活性剂溶液中，得初级改性牛仔布；
步骤二、将所述初级改性牛仔布浸入所述改性助剂中，得次级改性牛仔布；
步骤三、于惰性气氛保护下，向电解液中加入靛蓝染料，搅拌条件下对靛蓝染料进行电解还原，得靛蓝隐色体溶液；
步骤四、将所述次级改性牛仔布浸轧所述靛蓝隐色体溶液，透风氧化，重复浸轧和透风氧化操作3-6次，水洗，烘干，得染色牛仔布；
步骤五、将所述染色牛仔布浸轧所述增深助剂，焙烘，皂洗，水洗，烘干，得靛蓝牛仔布。
本发明所提供的靛蓝牛仔布染色工艺，首先通过阳离子表面活性剂和改性助剂对牛仔布进行改性，改变牛仔布纤维表面的性质，提高靛蓝隐色体与纤维的润湿性，从而使得靛蓝隐色体更容易上染到纤维上，将染色后的牛仔布浸轧本发明提供的增深助剂，可在纤维表面形成一层低折射率的薄膜，进一步提高染色K/S值，且本发明提供的改性助剂还可提高增深助剂与纤维的结合牢度，因此，在提高增深效果的同时还能有效提高染色牢度，较现有技术明显提高了染色效果，减少了还原-氧化次，缩短了染色时间，减少了废水排放量，具有较高的推广应用价值。
本发明中所述惰性气氛由惰性气体提供，惰性气体可为本领域常规的氮气或氩气等。
优选的，步骤一中，所述阳离子表面活性剂溶液为十二烷基二甲基苄基氯化铵溶液、十八烷基三甲基氯化铵溶液、十二烷基三甲基氯化铵溶液或双十八烷基二甲基氯化铵溶液中至少一种。
优选的，步骤一中，浸入时间为15min-30min。
优选的，步骤一中，所述阳离子表面活性剂溶液的浓度为2g/L-10g/L，所述牛仔布与阳离子表面活性剂溶液的浴比为10:1-20:1。
优选的，步骤二中，浸入时间为15min-45min。
优选的，步骤二中，所述初级牛仔布与改性助剂的浴比为5:1-10:1。
优选的，步骤三中，所述电解液中靛蓝染料的初始浓度为5g/L-10g/L。
优选的，步骤三中，所述电解液包括还原金属盐5g/L-20g/L和还原剂5g/L-20g/L，pH 11-12。
示例性的，所述还原金属盐可为硫酸亚铁、硫酸亚铜、氯化亚铁或硝酸亚铁。所述还原剂可为柠檬酸盐类物质，如柠檬酸钠。
需要说明的是，采用氢氧化钠调节电解液的pH为11-12。
优选的，步骤三中，电解还原的时间为10min-20min，电解电压为3V-10V。
优选的，步骤四中，轧液率为90％-100％。
示例性的，步骤四的具体步骤为：将所述次级改性牛仔布浸轧所述靛蓝隐色体溶液，透风氧化，室温放置5-8min，重复浸轧和透风氧化操作2-4次，用25-35℃温水冲洗3-5min，烘干。
优选的，步骤五中，轧液率为80％-95％。
优选的，步骤五中，所述焙烘的温度为170℃-180℃，焙烘的时间为30s-90s。
示例性的，步骤五中，皂洗液的浓度为3-5g/L。采用皂片配制3-5g/L的皂洗液。皂煮的浴比为1:15-25，皂煮的温度为90-95℃，皂煮时间为15min-20min。
优选的，所述电解体系的阴极和阳极均为金属镍网电极。
优选的染色条件，可提高染色深度和染色均匀度。
本发明还提供一种靛蓝牛仔布，利用上述的靛蓝牛仔布染色工艺制得。
本发明提供的靛蓝牛仔布的染色工艺，可提高靛蓝染料对牛仔布的染色深度和染色牢度，染色K/S值可达20以上，耐皂洗色牢度可达到4级以上，干摩擦牢度可达到4-5级，湿摩擦牢度可达3级，耐日晒牢度可达3级，且染料用量低，减少了重复还原-氧化次数，浸轧2次即可达到与现有浸轧5次相当的染色深度，因此，有效提高了染色效率，降低了染色成本和废水排放量，更加清洁环保，具有良好的应用前景。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
以下实施例和对比例中所用牛仔布的密度为200g/m2，由兰溪金兆纺织有限公司提供。
以下实施例和对比例中K/S的测定采用美国Datacolor 600；耐皂洗牢度的测试标准为GB/T 3921-2008；干摩擦牢度的测试标准为GB/T 3920-2008；湿摩擦牢度的测试标准为GB/T 3920-2008；耐日晒牢度的测试标准为GB/T8426-1998。
实施例1
本发明实施例提供一种靛蓝牛仔布的染色助剂，包括改性助剂和增深助剂，其中，所述改性助剂包括：月桂醇磷酸酯8％，十二烷基苯磺酸钠7％，余量为水；
所述增深助剂包括：氨基硅油13％，癸醇琥珀酸单酯磺酸钠盐6％，十二烷基聚氧乙烯醚8％，余量为水。
利用上述染色助剂对牛仔布进行染色的工艺包括如下步骤：
步骤一、50℃条件下，将牛仔布浸入浓度为6g/L的十二烷基二甲基苄基氯化铵溶液中，浴比为15:1，浸入时间为20min，水洗，烘干，得初级改性牛仔布；
步骤二、室温下，将上述初级改性牛仔布浸入改性助剂中，浴比为8:1，浸入时间为30min，水洗，烘干，得次级改性牛仔布；
步骤三、氮气氛围下，向电解液中加入靛蓝染料，靛蓝染料的初始浓度为8g/L，搅拌条件下，在电压为5V下对靛蓝染料进行电解还原，还原时间为15min，得靛蓝隐色体溶液；
电解液中包括：硫酸亚铁10g/L和柠檬酸钠10g/L，pH 11；电解池的阴阳极均为金属镍网；
步骤四、室温下，将上述次级改性牛仔布浸轧靛蓝隐色体溶液，轧液率为95％，透风氧化，室温放置6min，重复浸轧和透风氧化操作3次，采用30℃温水冲洗4min，烘干，得染色牛仔布；
步骤五、室温下，将上述染色牛仔布浸轧所述增深助剂，轧液率为90％，于175℃焙烘60s，加入4g/L的皂洗液中，浴比1:20，在90℃皂煮15min，自来水冲洗，烘干，得靛蓝牛仔布。
实施例2
本发明实施例提供一种靛蓝牛仔布的染色助剂，包括改性助剂和增深助剂，其中，所述改性助剂包括：异构十三醇磷酸酯5％，十二烷基苯磺酸钠9％，余量为水；
所述增深助剂包括：氨基硅油15％，癸醇琥珀酸单酯磺酸钠盐8％，辛基酚聚氧乙烯醚5％，余量为水。
利用上述染色助剂对牛仔布进行染色的工艺包括如下步骤：
步骤一、60℃条件下，将牛仔布浸入浓度为2g/L的十八烷基三甲基氯化铵溶液，浴比为10:1，浸入时间为15min，水洗，烘干，得初级改性牛仔布；
步骤二、室温下，将上述初级改性牛仔布浸入改性助剂中，浴比为5:1，浸入时间为15min，水洗，烘干，得次级改性牛仔布；
步骤三、氮气氛围下，向电解液中加入靛蓝染料，靛蓝染料的初始浓度为10g/L，搅拌条件下，在电压为10V下对靛蓝染料进行电解还原，还原时间为20min，得靛蓝隐色体溶液；
电解液中包括：硫酸亚铜20g/L和柠檬酸钠5g/L，pH 12；电解池的阴阳极均为金属镍网；
步骤四、室温下，将上述次级改性牛仔布浸轧靛蓝隐色体溶液，，轧液率为100％，透风氧化，室温放置8min，重复浸轧和透风氧化操作4次，采用30℃温水冲洗5min，烘干，得染色牛仔布；
步骤五、室温下，将上述染色牛仔布浸轧所述增深助剂，轧液率为80％，于170℃焙烘90s，加入3g/L的皂洗液中，浴比1:25，在95℃皂煮15min，自来水冲洗，烘干，得靛蓝牛仔布。
实施例3
本发明实施例提供一种靛蓝牛仔布的染色助剂，包括改性助剂和增深助剂，其中，所述改性助剂包括：异构十三醇磷酸酯10％，十二烷基磺酸钠5％，余量为水；
所述增深助剂包括：氨基硅油10％，十二醇琥珀酸单酯磺酸钠盐5％，壬基酚聚氧乙烯醚10％，余量为水。
利用上述染色助剂对牛仔布进行染色的工艺包括如下步骤：
步骤一、30℃条件下，将牛仔布浸入浓度为10g/L的十二烷基三甲基氯化铵溶液中，浴比为20:1，浸入时间为30min，水洗，烘干，得初级改性牛仔布；
步骤二、室温下，将上述初级改性牛仔布浸入改性助剂中，浴比为10:1，浸入时间为45min，水洗，烘干，得次级改性牛仔布；
步骤三、氮气氛围下，向电解液中加入靛蓝染料，靛蓝染料的初始浓度为5g/L，搅拌条件下，在电压为3V下对靛蓝染料进行电解还原，还原时间为10min，得靛蓝隐色体溶液；
电解液中包括：硫酸亚铁5g/L和柠檬酸钠20g/L，pH 11；电解池的阴阳极均为金属镍网；
步骤四、室温下，将上述次级改性牛仔布浸轧靛蓝隐色体溶液，轧液率为90％，透风氧化，室温放置5min，重复浸轧和透风氧化操作2次，采用30℃温水冲洗3min，烘干，得染色牛仔布；
步骤五、室温下，将上述染色牛仔布浸轧所述增深助剂，轧液率为95％，于180℃焙烘30s，加入5g/L的皂洗液中，浴比1:15，在90℃皂煮20min，自来水冲洗，烘干，得靛蓝牛仔布。
对比例1
本对比例提供一种靛蓝牛仔布的染色工艺，具体步骤、工艺参数均与实施例1相同，不同的仅是，不进行牛仔布的改性步骤，具体步骤如下：
步骤一、氮气氛围下，向电解液中加入靛蓝染料，靛蓝染料的初始浓度为8g/L，搅拌条件下，在电压为5V下对靛蓝染料进行电解还原，还原时间为15min，得靛蓝隐色体溶液；
电解液中包括：硫酸亚铁10g/L和柠檬酸钠10g/L，pH 11；电解池的阴阳极均为金属镍网；
步骤二、室温下，将牛仔布浸轧靛蓝隐色体溶液，轧液率为95％，透风氧化，室温放置6min，重复浸轧和透风氧化操作6次，采用30℃温水冲洗4min，烘干，得染色牛仔布；
步骤三、室温下，将上述染色牛仔布浸轧实施例1中所述的增深助剂，轧液率为90％，于175℃焙烘60s，加入4g/L的皂洗液中，浴比1:20，在90℃皂煮15min，自来水冲洗，烘干，得靛蓝牛仔布。
对比例2
本对比例提供一种靛蓝牛仔布的染色工艺，具体步骤、工艺参数均与实施例1相同，不同的仅是，只进行步骤一的阳离子表面活性剂改性，具体步骤如下：
步骤一、50℃条件下，将牛仔布浸入浓度为6g/L的十二烷基二甲基苄基氯化铵溶液中，浴比为15:1，浸入时间为20min，水洗，烘干，得初级改性牛仔布；
步骤二、氮气氛围下，向电解液中加入靛蓝染料，靛蓝染料的初始浓度为8g/L，搅拌条件下，在电压为5V下对靛蓝染料进行电解还原，还原时间为15min，得靛蓝隐色体溶液；
电解液中包括：硫酸亚铁10g/L和柠檬酸钠10g/L，pH 11；电解池的阴阳极均为金属镍网；
步骤三、室温下，将上述次级改性牛仔布浸轧靛蓝隐色体溶液，，轧液率为95％，透风氧化，室温放置6min，重复浸轧和透风氧化操作3次，采用30℃温水冲洗4min，烘干，得染色牛仔布；
步骤四、室温下，将上述染色牛仔布浸轧实施例1中所述增深助剂，轧液率为90％，于175℃焙烘60s，加入4g/L的皂洗液中，浴比1:20，在90℃皂煮15min，自来水冲洗，烘干，得靛蓝牛仔布。
随机实施例1-3中染色得到的靛蓝牛仔布进行染色效果检测，检测结果证明，实施例1-3得到的靛蓝牛仔布的染色K/S值为20.13-20.37，耐皂洗牢度均可达到4级以上，干摩擦牢度可达4-5级，湿摩擦牢度可达1-2级，耐日晒牢度为3级。
对比例1中得到的靛蓝牛仔布的染色K/S值为10.90，耐皂洗牢度3级，干摩擦牢度可达3级，湿摩擦牢度可达1级，耐日晒牢度为2级。
对比例2中对比例1中得到的靛蓝牛仔布的染色K/S值为15.34，耐皂洗牢度3级，干摩擦牢度可达3-4级，湿摩擦牢度可达1级，耐日晒牢度为2-3级。
综上所述，本发明提供的靛蓝牛仔布的染色工艺，可有效提高靛蓝对牛仔布的染色深度和染色牢度，减少还原-氧化的重复次数，缩短了染色时间，且工艺可控性强，染色重复性好，废水排放量少，清洁环保，具有良好的应用前景。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种靛蓝牛仔布染色助剂，其特征在于，包括改性助剂和增深助剂，其中，所述改性助剂包括：长链醇醚磷酸酯5％-10％，磺酸钠阴离子表面活性剂5％-9％，余量为水；
所述增深助剂包括：氨基硅油10％-15％，长链脂肪醇琥珀酸钠盐5％-8％，长链醇聚氧乙烯醚5％-10％，余量为水；
所述长链醇醚磷酸酯为月桂醇磷酸酯或异构十三醇磷酸酯中的一种或两种；所述磺酸钠阴离子表面活性剂为十二烷基磺酸钠或十二烷基苯磺酸钠中的一种或两种；所述长链脂肪醇琥珀酸钠盐为脂肪碳链长8-12的长链脂肪醇琥珀酸钠盐；所述长链醇聚氧乙烯醚为辛基酚聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚或十二烷基聚氧乙烯醚中至少一种。
2.一种靛蓝牛仔布染色工艺，其特征在于，使用阳离子表面活性剂和权利要求1所述的改性助剂依次对牛仔布进行改性，然后将改性牛仔布浸轧靛蓝隐色体溶液，烘干后，浸轧权利要求1所述的增深助剂，得靛蓝牛仔布；所述阳离子表面活性剂溶液为十二烷基二甲基苄基氯化铵溶液、十八烷基三甲基氯化铵溶液、十二烷基三甲基氯化铵溶液或双十八烷基二甲基氯化铵溶液中至少一种。
3.如权利要求2所述的靛蓝牛仔布染色工艺，其特征在于，具体包括如下步骤：
步骤一、30℃-60℃条件下，将牛仔布浸入阳离子表面活性剂溶液中，得初级改性牛仔布；
步骤二、将所述初级改性牛仔布浸入所述改性助剂中，得次级改性牛仔布；
步骤三、于惰性气氛保护下，向电解液中加入靛蓝染料，搅拌条件下对靛蓝染料进行电解还原，得靛蓝隐色体溶液；
步骤四、将所述次级改性牛仔布浸轧所述靛蓝隐色体溶液，透风氧化，重复浸轧和透风氧化操作2-4次，水洗，烘干，得染色牛仔布；
步骤五、将所述染色牛仔布浸轧所述增深助剂，焙烘，皂煮，水洗，烘干，得靛蓝牛仔布。
4.如权利要求3所述的靛蓝牛仔布染色工艺，其特征在于，步骤一中，浸入时间为15min-30min；和/或
步骤一中，所述阳离子表面活性剂溶液的浓度为2g/L-10g/L，所述牛仔布与阳离子表面活性剂溶液的浴比为10:1-20:1。
5.如权利要求3所述的靛蓝牛仔布染色工艺，其特征在于，步骤二中，浸入时间为15min-45min；和/或
步骤二中，所述初级改性牛仔布与改性助剂的浴比为5:1-10:1。
6.如权利要求3所述的靛蓝牛仔布染色工艺，其特征在于，步骤三中，所述电解液中靛蓝染料的初始浓度为5g/L-10g/L；和/或
步骤三中，所述电解液包括还原金属盐5g/L-20g/L和还原剂5g/L-20g/L，pH 11-12；和/或
步骤三中，电解还原的时间为10min-20min，电解电压为3V-10V。
7.如权利要求3所述的靛蓝牛仔布染色工艺，其特征在于，步骤四中，轧液率为90％-100％；和/或
步骤五中，轧液率为80％-95％；和/或
步骤五中，所述焙烘的温度为170℃-180℃，焙烘的时间为30s-90s。
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