CN117005217A - 一种棉织物双面差别化环保染色的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种棉织物双面差别化环保染色的方法，属于双面差别化绿色环保染色领域。采用紫外线光接枝技术，将亲水性单体接枝到织物的单面，实现天然红花染料在室温不加盐条件下对棉织物进行双面差别化环保染色的目的，从而使染色后的棉织物在保持自身性能的同时，双面颜色深浅不同的差别化染色效果，达到“一物多用”的目的，从而拓展了织物的使用领域，增加了织物的使用。
Description
技术领域
本发明属于双面差别化绿色环保染色领域，特别涉及一种棉织物双面差别化环保染色的方法。
背景技术
双面差别化染色织物不仅可获得双面色彩不同的效应,而且还赋予织物两面服用性能不同的特殊性质，是很有开发前途的一类织物。大多数双面差别化染色织物均是混纺织物，利用不同种类纤维染色性能的差异实现。但是，对于纯纺织物很难实现双面差别化染色。
紫外线能量比较低，可以控制接枝反应只在单侧进行，因而适合于制备两侧性能不同的材料。并且紫外线比高能辐射对材料的穿透力差。在室温环境下，各种功能性单体快速地接枝到聚合物的表面，接枝聚合可严格地限定在材料的表面或亚表面进行，不会引起聚合物的显著降解。另外，紫外线辐射的光源及设备成本低,易于连续化操作。双面差别化染色利用紫外光接枝技术，将亲水性单体接枝到棉织物单面，使天然红花染料料能够在室温上染棉织物单面，实现棉织物的双面颜色深浅不同的差别化染色效果，达到“一物两用”或“一物多用”的目的，拓展了纺织品的使用领域，增加了纺织品的使用价值。
发明内容
为了解决纯纺织物很难实现双面差别化染色的问题，本发明提供了一种新型的棉织物双面差别化环保染色方法。采用紫外线光接枝技术，将亲水性单体接枝到棉织物的单面，实现染料在室温不加盐条件下对棉织物进行双面差别化环保染色的目的，从而使染色后的织物在保持自身性能的同时，两面拥有不同的颜色，呈现不同的效果，达到“一物多用”的目的，从而拓展了棉织物的使用领域，增加了织物的使用价值。
本发明提供了一种棉织物双面差别化环保染色的方法，具体操作步骤如下：
(1)将亲水性单体、光敏引发剂按一定浓度溶解于溶剂中，制得均匀溶液；
(2)将棉织物浸渍在步骤(1)所得的溶液中浸泡后，将棉织物放置于压辊上进行挤压；
(3)将步骤(2)挤压后的棉织物在紫外线照射仪器下进行单面照射，所述紫外灯照射能量为2.5～20J/cm2。
(4)将步骤(3)得到的棉织物浸渍在天然红花染料提取液中浸泡进行染色后，即得双面差别化染色后的棉织物。
进一步地，上述技术方案中，所述步骤(1)中溶剂为乙醇；所述光敏引发剂为二苯甲酮，光敏引发剂的质量浓度为2～10％；所述亲水性单体为N-(3-二甲氨基丙基)甲基丙烯酰胺，所述亲水性单体的质量浓度为2～22％。
进一步地，上述技术方案中，所述棉织物为烘干后的棉织物，所述烘干的条件为：温度为40～50℃，时间为20～30min。
进一步地，上述技术方案中，所述溶液与棉织物的质量比为50:1～70:1，所述步骤(2)中浸泡时间为3～5min；所述挤压的轧液率为50～60％。
进一步地，上述技术方案中，所述步骤(3)中紫外线照射能量为2.5、5、7.5、10、12.5、15、17.5、20J/cm2中的一种。
进一步地，上述技术方案中，所述步骤(4)中红花天然染料提取液采用超声波提取法从红花中提取得到的，具体的制备方法为：将红花洗净并干燥，加入溶剂，超声波处理，得到红花天然染液提取液；其中，所使用的提取溶剂为去离子水，红花与溶剂料液比为1：15～1：25，优选为1：20；所述超声波处理的工作频率为30～40KHz，优选为35KHz，温度为常温，提取时间为100～120min。
进一步地，上述技术方案中，所述步骤(5)中染色浴比为1：30～1:80。
进一步地，上述技术方案中，所述步骤(5)中染色浴比为1：30、1:40、1:50、1:60、1:70、1:80中的一种。
进一步地，上述技术方案中，所述步骤(5)中天然红花染料提取液的浸泡时间为30～35min。
本发明还提供了一种上述棉织物双面差别化染色方法得到的双面差别化染色后的棉织物，尤其是在纯纺织物差别化染色中的应用。
本发明通过将亲水性单体接枝到棉织物的单面，利用紫外线能量比较低，可以控制接枝反应只在单面进行的特点，使染色后的棉织物可获得双面色彩深浅不同的效果。
本发明紫外线光接枝的过程将烘干后的棉织物浸渍在含有无水乙醇、N-(3-二甲氨基丙基)甲基丙烯酰胺和二苯甲酮的溶液中，然后以60％的轧液率在压辊上进行挤压，浸轧后的棉织物采用紫外线进行单面照射，紫外线照射能量通过传送带运行速度和圈数进行调节。随后棉织物浸没在含有天然红花染料提取液30min后，对织物进行皂洗和水洗，最后将双面差别化染色后的棉织物烘干。
本发明染色后的棉织物可获得双面色彩深浅不同的效果，并且染料仅固着在棉织物的一面，可以有效防止一面的染料渗透到另一面上，从而既能保证天然红花染料有较高的得色，又能降低天然红花染料的染色温度。
本发明考察紫外线照射能量、单体浓度、光敏引发剂浓度、染色浴比等因素对双面染色深度的影响，从而确定棉织物双面差别化环保染色最佳工艺。
进一步讨论如下最优条件：
(1)改变光敏引发剂的浓度
采用二苯甲酮(BP)为光敏引发剂，在紫外线的照射下，光敏引发剂分子产生的自由基，通过吸附棉纤维分子中的氢，在棉织物表面产生自由基，从而引发单体分子接枝到织物上。最佳的光敏引发剂的浓度是2％。
(2)改变单体浓度
采用N-(3-二甲氨基丙基)甲基丙烯酰胺(DMAPMA)为接枝单体，天然红花染料与接枝在棉织物上的DMAPMA中的第二氨基形成氢键，最佳的单体浓度是16％。
(3)改变紫外线照射能量
随着紫外线能量的增加，接枝反应的效果逐渐增强，织物接枝率和染色深度逐渐增加，在紫外线能量达到12.5J/cm2时效果达到最佳。
(4)改变染色浴比
随着染色浴比的增加，可提高棉织物的匀染程度，最佳染色浴比是1:60。
本发明有益效果：
双面差别化染色织物不仅可获得双面色彩不同的效应，而且还赋予织物两面服用性不同的特殊性质。大多数双面差别化染色织物均是混纺织物，利用不同种类纤维染色性能的差异实现。但是，对于纯纺织物很难实现双面差别化染色。本发明提出一种新型的双面差别化纯纺棉织物环保染色方法，其核心是通过将亲水性单体接枝到棉织物的单面，利用紫外线能量比较低，可以控制接枝反应只在单面进行的特点，使染色后的棉织物可获得双面色彩深浅不同的效果。同时染色在室温不加盐条件下进行，从而减少对环境的消极影响，非常有利于环境保护。
附图说明
图1为实施例1制备的双面差别化染色棉织物。
图2为对比例1制备的双面差别化染色棉织物。
图3为实施例2制备的双面差别化染色棉织物。
图4为实施例3制备的双面差别化染色棉织物。
具体实施方式
下述非限定性实施例可以使本领域的普通技术人员更全面地理解本发明，但不以任何方式限制本发明。
结合如下实施例，对本发明做进一步描述。
用到的主要设备：SK-102-150紫外线照射仪(深圳市三昆科技有限公司)。
以下实施例以及对比例中红花天然染料提取液的制备方法为：将红花洗净并干燥，加入溶剂去离子水，红花与溶剂料液比为1：20，在20℃下超声波处理2h，超声波工作频率为35KHz，提取得到红花天然染料提取液。
实施例1
(1)采用二苯甲酮(BP)为光敏引发剂，N-(3-二甲氨基丙基)甲基丙烯酰胺(DMAPMA)为亲水性单体，将上述原料溶解于无水乙醇中，形成溶液，所述光敏引发剂浓度为2％，单体浓度为9％。
(2)将烘干后的棉织物浸渍在步骤(1)所得的溶液中，溶液与棉织物的质量比为60：1，浸渍5min后，以60％的轧液率在压辊上进行挤压，浸轧后的棉织物在紫外线照射仪器下进行单面照射，紫外线照射能量2.5J/cm2，其中传送带速度为0.05m/s，每圈2.5J/cm2，照射1圈。
(3)将步骤(3)棉织物浸渍在天然红花染料提取液中30min，染色浴比为1：40，对织物进行皂洗和水洗，最后将双面差别化染色的棉织物烘干。
(4)得到的双面差别化染色棉织物如图1所示，棉织物双面染色深度(K/S值)，紫外光照射面K/S值为4.8、非紫外光照射面K/S值为0.9。
对比例1
(1)将预烘干棉织物直接浸渍在天然红花染料提取液中30min，染色浴比为1：40。
(2)得到的染色棉织物如图2所示，棉织物双面染色深度(K/S值)，双面K/S值均为0.4。
实施例2
(1)采用二苯甲酮(BP)为光敏引发剂，N-(3-二甲氨基丙基)甲基丙烯酰胺(DMAPMA)为亲水性单体，将上述原料溶解于无水乙醇中，形成溶液，所述光敏引发剂浓度为2％，单体浓度为16％。
(2)将烘干后的棉织物浸渍在步骤(1)所得的溶液中，溶液与棉织物的质量比为60：1，浸渍5min后，以60％的轧液率在压辊上进行挤压，浸轧后的棉织物在紫外线照射仪器下进行单面照射，紫外线照射能量12.5J/cm2，传送带速度为0.05m/s，每圈2.5J/cm2，照射5圈。
(3)将步骤(3)棉织物浸渍在天然红花染料提取液中30min，染色浴比为1：40，对织物进行皂洗和水洗，最后将双面差别化染色的棉织物烘干。
(4)得到的双面差别化染色棉织物如图3所示，棉织物双面染色深度(K/S值)，紫外光照射面K/S值为10.4、非紫外光照射面K/S值为0.9。
实施例3
(1)采用二苯甲酮(BP)为光敏引发剂，N-(3-二甲氨基丙基)甲基丙烯酰胺(DMAPMA)为亲水性单体，将上述原料溶解于无水乙醇中，形成溶液，所述光敏引发剂浓度为2％，单体浓度为16％。
(2)将烘干后的棉织物浸渍在步骤(1)所得的溶液中，溶液与棉织物的质量比为60：1，浸渍5min后，然后以60％的轧液率在压辊上进行挤压，浸轧后的棉织物在紫外线照射仪器下进行单面照射，紫外线照射能量20J/cm2，传送带速度为0.05m/s，每圈2.5J/cm2，即照射8圈。
(3)将步骤(3)棉织物浸渍在天然红花染料提取液中30min，染色浴比为1：60，对织物进行皂洗和水洗，最后将双面差别化染色的棉织物烘干。
(4)得到的双面差别化染色棉织物如图4所示，棉织物双面染色深度(K/S值)，紫外光照射面K/S值为6.2、非紫外光照射面K/S值为0.7。
Claims (10)
1.一种棉织物双面差别化环保染色的方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将亲水性单体、光敏引发剂溶解于溶剂中，制得溶液；
(2)将棉织物浸渍在步骤(1)所得的溶液中，再将浸渍后的棉织物放置于压辊上进行挤压；
(3)将步骤(2)挤压后的棉织物在紫外线照射仪器下进行单面照射；所述紫外灯照射能量为2.5～20J/cm2；
(4)将步骤(3)得到的棉织物浸渍在天然红花染料提取液中，即得双面差别化染色后的棉织物。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述溶剂为乙醇；所述光敏引发剂为二苯甲酮，光敏引发剂的质量浓度为2～10％；所述亲水性单体为N-(3-二甲氨基丙基)甲基丙烯酰胺，所述亲水性单体的质量浓度为2～22％。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述棉织物为烘干后的棉织物，所述烘干的条件为：温度为40～50℃，时间为20～30min。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述溶液与棉织物的质量比为50:1～70:1，所述浸泡时间为3～5min；所述挤压的轧液率为50～60％。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)，所述紫外线照射能量为2.5、5、7.5、10、12.5、15、17.5、20J/cm2中的一种。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(4)中，所述红花天然染料提取液制备方法为：将红花洗净并干燥，加入溶剂，超声波处理，得到红花天然染液提取液；所述使用的提取溶剂为去离子水，红花与溶剂的料液比为1：15～1：25，所述超声波处理的工作频率为30-40KHz，温度为常温，提取时间为100～120min。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(4)中，所述染色浴比为1：30～80。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤(4)中，所述染色浴比为1：30、1:40、1:50、1:60、1:70、1:80中的一种。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(4)中，所述浸渍的时间为30～35min。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的方法得到的双面差别化染色后的棉织物。
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