CN117248383A - 一种高色牢度棉织物的染色工艺 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及棉织物印染技术领域，更具体地说，它涉及一种高色牢度棉织物的染色工艺。一种高色牢度棉织物的染色工艺，包括如下步骤：对棉织物进行染色、固色、水洗，得到高色牢度棉织物；所述固色步骤中使用的固色剂的原料中包括如下重量份的组分：季铵盐类化合物15‑30份、单宁酸5‑15份、明胶5‑10份。利用本申请染色工艺制得的棉织物，具有上染率高、色牢度高的优点。
Description
技术领域
本申请涉及棉织物印染技术领域，更具体地说，它涉及一种高色牢度棉织物的染色工艺。
背景技术
天然染料来源于植物、昆虫、动物以及微生物等自然资源，是一种可再生、可持续开发的染料。天然染料因具有低毒或无毒、生态相容性好，来源广等特点，在纺织品染色、纺织品功能整理等方面有着广泛的应用。
天然染料大多在蚕丝、羊毛等蛋白纤维上有较高的色牢度，这是因为蛋白质纤维上含有较多的氨基和羧基等反应性较强的基团，氨基在染液中带正电荷，使得带阴电荷的天然染料易于吸附和上染。
棉织物由棉纤维纺织而成，具有穿着舒适、吸湿性好、柔软保暖、易染色、耐洗涤、良好的透气性等诸多优点。棉纤维的主要成分是纤维素，占总重量的90％以上，其中反应基团通常只有羟基，种类单一，反应能力不强，缺乏正电基团，与天然染料的亲和力较小，导致天然染料在棉织物上的色牢度较低，使用天然染料染色的棉织物在日常穿着和洗涤的过程中容易褪色，不能达到较好的服用性能标准。因此，亟需提高天然染料在棉织物上的色牢度。
发明内容
为了解决天然染料在棉织物上的色牢度较低的问题，本申请提供一种高色牢度棉织物的染色工艺。
第一方面，本申请提供一种高色牢度棉织物的染色工艺，采用如下的技术方案：
一种高色牢度棉织物的染色工艺，包括如下步骤：
对棉织物进行染色、固色、水洗，得到高色牢度棉织物；所述固色步骤中使用的固色剂的原料中包括如下重量份的组分：季铵盐类化合物15-30份、单宁酸5-15份、明胶5-10份。
通过采用上述技术方案，采用上述固色剂对棉织物进行固色处理，具有如下作用：单宁酸和明胶上含有多个活性基团，这些活性基团一部分互相交联，在棉织物表面形成具有交联网络结构的保护膜，另一部分活性基团与天然染料上的活性基团键合，季铵盐类化合物上的季铵盐阳离子基团可以与阴离子天然染料形成牢固的离子键，在天然染料和棉织物之间产生“架桥”作用，从而提高了天然染料在棉织物上的色牢度。
优选的，所述季铵盐类化合物的重量份为25-30份。
优选的，所述单宁酸的重量份为10-15份。
优选的，所述季铵盐类化合物为十六烷基烯丙基氯化铵和/或十八烷基烯丙基氯化铵。
优选的，所述季铵盐类化合物为季铵盐类超支化聚合物。
通过采用上述技术方案，季铵盐超支化聚合物上含有较多的支链，支链上含有活性基团，这一部分活性基团能够与单宁酸、明胶上的活性基团交联，另一部分活性基团参与棉织物和天然染料之间的“架桥”作用，从而进一步提升了天然染料在棉织物之间的色牢度。
优选的，所述季铵盐超支化聚合物由端氨基超支化聚合物与端环氧基季铵盐按照质量比为(10-18):1反应制得。
优选的，所述端氨基超支化聚合物与端环氧基季铵盐的质量比为(15-18):1。
优选的，所述固色剂中还包括0.35-0.5份稀土金属盐。
通过采用上述技术方案，稀土金属盐分别与染料和棉织物络合，生成染料、稀土、棉纱三元络合物，提高了棉纱与染料之间的亲和力；第二，单宁酸能够与稀土络合，增强三元络合物的稳定性，降低稀土离子析出的可能性，保证棉纱与染料之间始终保持较高的亲和力；第三，稀土在染色过程中具有类似电解质的性质，起到促染作用，能够提高上染率和色牢度；第四，稀土带正电荷，能够吸引带负电荷的染料，综上，稀土离子与单宁酸、季铵盐类化合物互相配合，共同提升了天然染料在棉织物上的色牢度。
优选的，所述稀土金属盐为氯化镧、氯化铈、氯化钕中的一种或多种。综上所述，本申请具有以下有益效果：
1、本申请采用季铵盐类化合物、单宁酸和明胶复配而成的固色剂对棉织物进行固色处理，具有如下作用：单宁酸和明胶上含有多个活性基团，这些活性基团一部分互相交联，在棉织物表面形成具有交联网络结构的保护膜，另一部分活性基团与天然染料上的活性基团键合，季铵盐类化合物上的季铵盐阳离子基团可以与阴离子天然染料形成牢固的离子键，在天然染料和棉织物之间产生“架桥”作用，从而提高了天然染料在棉织物上的色牢度。
具体实施方式
季铵盐超支化聚合物的制备例
制备例A
季铵盐超支化聚合物，按照以下步骤制得：
S1，取5kg二亚乙基三胺，用冰水浴冷却，滴加10kg丙烯酸甲酯和2kg甲醇，在冰水浴中搅拌1h，升温至18℃，反应2h，再升温至25℃，反应2h，在65℃下减压蒸馏1h，升温至100℃，减压蒸馏1h，升温至125℃，减压反应4h，降温至25℃，得到端氨基超支化聚合物；
S2，取2kgS1中制得的端氨基超支化聚合物与5kg水混合，搅拌，升温至25℃，滴加0.2kg端环氧基季铵盐2,3-环氧丙基三甲基氯化铵，升温至80℃，反应4h，50℃下真空干燥50h，得到季铵盐超支化聚合物。
制备例B
季铵盐超支化聚合物，按照以下步骤制得：
S1，取5kg二亚乙基三胺，用冰水浴冷却，滴加10kg丙烯酸甲酯和2kg甲醇，在冰水浴中搅拌1h，升温至18℃，反应2h，再升温至25℃，反应2h，在65℃下减压蒸馏1h，升温至100℃，减压蒸馏1h，升温至125℃，减压反应4h，降温至25℃，得到端氨基超支化聚合物；S2，取2.08kgS1中制得的端氨基超支化聚合物与5kg水混合，搅拌，升温至25℃，滴加0.12kg端环氧基季铵盐2,3-环氧丙基三甲基氯化铵，升温至80℃，反应4h，50℃下真空干燥50h，得到季铵盐超支化聚合物。
制备例C
季铵盐超支化聚合物，按照以下步骤制得：
S1，取5kg二亚乙基三胺，用冰水浴冷却，滴加10kg丙烯酸甲酯和2kg甲醇，在冰水浴中搅拌1h，升温至18℃，反应2h，再升温至25℃，反应2h，在65℃下减压蒸馏1h，升温至100℃，减压蒸馏1h，升温至125℃，减压反应4h，降温至25℃，得到端氨基超支化聚合物；S2，取2.06kgS1中制得的端氨基超支化聚合物与5kg水混合，搅拌，升温至25℃，滴加0.14kg端环氧基季铵盐2,3-环氧丙基三甲基氯化铵，升温至80℃，反应4h，50℃下真空干燥50h，得到季铵盐超支化聚合物。
实施例
实施例1
一种高色牢度棉织物，按照如下步骤制得：
染色：采用天然染料蓼蓝色素对20kg的棉纱进行染色，天然染料的用量为15％(o.m.f)，浴比为1:20，25℃入染，升温速率为1℃/min，升温至90℃，保温60min，水洗3次，自然晾干，得到染色棉纱；
固色和水洗处理：取75g季铵盐类化合物十六烷基烯丙基氯化铵、单宁酸25g、明胶(型号：9000-70-8)25g混合，得到固色剂，将固色剂加入水中，得到固色液，将染色棉纱投入固色液中，浸泡；固色剂是染色棉纱重量的2％，浴比为1:5，温度为75℃，浸泡时间为15min，干燥后，60℃水洗一遍，15℃水洗一遍，自然晾干，得到高色牢度棉织物。
实施例2
一种高色牢度棉织物，按照如下步骤制得：
染色：采用天然染料蓼蓝色素对20kg的棉纱进行染色，天然染料的用量为15％(o.m.f)，浴比为1:20，25℃入染，升温速率为1℃/min，升温至90℃，保温60min，水洗3次，自然晾干，得到染色棉纱；
固色和水洗处理：取150g季铵盐类化合物十六烷基烯丙基氯化铵、单宁酸75g、明胶50g混合，得到固色剂，将固色剂加入水中，得到固色液，将染色棉纱投入固色液中，浸泡；固色剂是染色棉纱重量的2％，浴比为1:5，温度为75℃，浸泡时间为15min，干燥后，60℃水洗一遍，15℃水洗一遍，自然晾干，得到高色牢度棉织物。
实施例3
一种高色牢度棉织物，按照如下步骤制得：
染色：采用天然染料蓼蓝色素对20kg的棉纱进行染色，天然染料的用量为15％(o.m.f)，浴比为1:20，25℃入染，升温速率为1℃/min，升温至90℃，保温60min，水洗3次，自然晾干，得到染色棉纱；
固色和水洗处理：取125g季铵盐类化合物十六烷基烯丙基氯化铵、单宁酸50g、明胶40g混合，得到固色剂，将固色剂加入水中，得到固色液，将染色棉纱投入固色液中，浸泡；固色剂是染色棉纱重量的2％，浴比为1:5，温度为75℃，浸泡时间为15min，干燥后，60℃水洗一遍，15℃水洗一遍，自然晾干，得到高色牢度棉织物。
实施例4
一种高色牢度棉织物，按照如下步骤制得：
染色：采用天然染料蓼蓝色素对20kg的棉纱进行染色，天然染料的用量为15％(o.m.f)，浴比为1:20，25℃入染，升温速率为1℃/min，升温至90℃，保温60min，水洗3次，自然晾干，得到染色棉纱；
固色和水洗处理：取75g制备例A制得的季铵盐类化合物、单宁酸25g、明胶25g混合，得到固色剂，将固色剂加入水中，得到固色液，将染色棉纱投入固色液中，浸泡；固色剂是染色棉纱重量的2％，浴比为1:5，温度为75℃，浸泡时间为15min，干燥后，60℃水洗一遍，15℃水洗一遍，自然晾干，得到高色牢度棉织物。
实施例5
一种高色牢度棉织物，按照如下步骤制得：
染色：采用天然染料蓼蓝色素对20kg的棉纱进行染色，天然染料的用量为15％(o.m.f)，浴比为1:20，25℃入染，升温速率为1℃/min，升温至90℃，保温60min，水洗3次，自然晾干，得到染色棉纱；
固色和水洗处理：取75g制备例B制得的季铵盐类化合物、单宁酸25g、明胶25g混合，得到固色剂，将固色剂加入水中，得到固色液，将染色棉纱投入固色液中，浸泡；固色剂是染色棉纱重量的2％，浴比为1:5，温度为75℃，浸泡时间为15min，干燥后，60℃水洗一遍，15℃水洗一遍，自然晾干，得到高色牢度棉织物。
实施例6
一种高色牢度棉织物，按照如下步骤制得：
染色：采用天然染料蓼蓝色素对20kg的棉纱进行染色，天然染料的用量为15％(o.m.f)，浴比为1:20，25℃入染，升温速率为1℃/min，升温至90℃，保温60min，水洗3次，自然晾干，得到染色棉纱；
固色和水洗处理：取75g制备例C制得的季铵盐类化合物、单宁酸25g、明胶25g混合，得到固色剂，将固色剂加入水中，得到固色液，将染色棉纱投入固色液中，浸泡；固色剂是染色棉纱重量的2％，浴比为1:5，温度为75℃，浸泡时间为15min，干燥后，60℃水洗一遍，15℃水洗一遍，自然晾干，得到高色牢度棉织物。
实施例7
一种高色牢度棉织物，按照如下步骤制得：
染色：采用天然染料蓼蓝色素对20kg的棉纱进行染色，天然染料的用量为15％(o.m.f)，浴比为1:20，25℃入染，升温速率为1℃/min，升温至90℃，保温60min，水洗3次，自然晾干，得到染色棉纱；
固色和水洗处理：取75g季铵盐类化合物十六烷基烯丙基氯化铵、单宁酸25g、明胶25g、1.75g氯化铈混合，得到固色剂，将固色剂加入水中，得到固色液，将染色棉纱投入固色液中，浸泡；固色剂是染色棉纱重量的2％，浴比为1:5，温度为75℃，浸泡时间为15min，干燥后，60℃水洗一遍，15℃水洗一遍，自然晾干，得到高色牢度棉织物。
实施例8
一种高色牢度棉织物，按照如下步骤制得：
染色：采用天然染料蓼蓝色素对20kg的棉纱进行染色，天然染料的用量为15％(o.m.f)，浴比为1:20，25℃入染，升温速率为1℃/min，升温至90℃，保温60min，水洗3次，自然晾干，得到染色棉纱；
固色和水洗处理：取75g季铵盐类化合物十六烷基烯丙基氯化铵、单宁酸25g、明胶25g、2.5g氯化铈混合，得到固色剂，将固色剂加入水中，得到固色液，将染色棉纱投入固色液中，浸泡；固色剂是染色棉纱重量的2％，浴比为1:5，温度为75℃，浸泡时间为15min，干燥后，60℃水洗一遍，15℃水洗一遍，自然晾干，得到高色牢度棉织物。
对比例
对比例1
一种高色牢度棉织物，按照如下步骤制得：
染色：采用天然染料蓼蓝色素对20kg的棉纱进行染色，天然染料的用量为15％(o.m.f)，浴比为1:20，25℃入染，升温速率为1℃/min，升温至90℃，保温60min，水洗3次，自然晾干，得到染色棉纱；
固色和水洗处理：取单宁酸50g、明胶75g混合，得到固色剂，将固色剂加入水中，得到固色液，将染色棉纱投入固色液中，浸泡；固色剂是染色棉纱重量的2％，浴比为1:5，温度为75℃，浸泡时间为15min，干燥后，60℃水洗一遍，15℃水洗一遍，自然晾干，得到高色牢度棉织物。
对比例2
一种高色牢度棉织物，按照如下步骤制得：
染色：采用天然染料蓼蓝色素对20kg的棉纱进行染色，天然染料的用量为15％(o.m.f)，浴比为1:20，25℃入染，升温速率为1℃/min，升温至90℃，保温60min，水洗3次，自然晾干，得到染色棉纱；
固色和水洗处理：取90g季铵盐类化合物十六烷基烯丙基氯化铵、明胶35g混合，得到固色剂，将固色剂加入水中，得到固色液，将染色棉纱投入固色液中，浸泡；固色剂是染色棉纱重量的2％，浴比为1:5，温度为75℃，浸泡时间为15min，干燥后，60℃水洗一遍，15℃水洗一遍，自然晾干，得到高色牢度棉织物。
对比例3
一种高色牢度棉织物，按照如下步骤制得：
染色：采用天然染料蓼蓝色素对20kg的棉纱进行染色，天然染料的用量为15％(o.m.f)，浴比为1:20，25℃入染，升温速率为1℃/min，升温至90℃，保温60min，水洗3次，自然晾干，得到染色棉纱；
固色和水洗处理：取90g季铵盐类化合物十六烷基烯丙基氯化铵、单宁酸35g混合，得到固色剂，将固色剂加入水中，得到固色液，将染色棉纱投入固色液中，浸泡；固色剂是染色棉纱重量的2％，浴比为1:5，温度为75℃，浸泡时间为15min，干燥后，60℃水洗一遍，15℃水洗一遍，自然晾干，得到高色牢度棉织物。
性能检测试验
检测方法
对实施例1-18和对比例1-3制得的高色牢度棉织物进行颜色深度(K/S值)的测定，K/S值越大表示染料上染率越高，具体方法如下将棉纱折叠两次(四层)，采用DatacolorSF600X电脑测色配色仪在λmax处测定染色织物的K/S值，每个试样测四次取平均值，具体检测结果如下表5所示：
参照GB/T 5713—1997所记载的方法，将实施例1-19和对比例1-4制得的高色牢度棉织物洗涤50次后，参照GB/T 32598-2016，对棉纱洗涤前后的色差ΔE进行测定，以此表征棉纱的耐洗色牢度，ΔE越小表示色牢度越高，具体检测结果如下表1所示：
表1.高色牢度棉织物的性能测试
| 样品 | K/S值 | 洗涤50次的ΔE |
| 实施例2 | 8.4 | 1.26 |
| 实施例2 | 8.4 | 1.12 |
| 实施例3 | 8.7 | 1.18 |
| 实施例4 | 9.8 | 0.99 |
| 实施例5 | 10.2 | 0.96 |
| 实施例6 | 10.4 | 0.93 |
| 实施例7 | 9.6 | 1.04 |
| 实施例8 | 9.4 | 1.08 |
| 对比例1 | 5.9 | 2.56 |
| 对比例2 | 6.2 | 2.74 |
| 对比例3 | 6.7 | 2.64 |
由表1可以看出，本申请实施例制得的高色牢度棉织物的K/S值较高，洗涤50次的ΔE较低，这表明本申请实施例制得的棉织物的上染率较高，色牢度也较高。
结合实施例1和对比例1-3并结合表1可以看出，实施例1制得的高色牢度棉织物的K/S值远高于对比例1-3，洗涤50次的ΔE远低于对比例1-3。这可能是因为：实施例1中采用的固色剂中同时包含季铵盐类化合物、单宁酸和明胶，而对比例1中不含季铵盐类化合物，对比例2中不含单宁酸，对比例3中不含明胶。单宁酸和明胶上含有多个活性基团，这些活性基团一部分互相交联，在棉织物表面形成具有交联网络结构的保护膜，另一部分活性基团与天然染料上的活性基团键合，季铵盐类化合物上的季铵盐阳离子基团可以与阴离子天然染料形成牢固的离子键，在天然染料和棉织物之间产生“架桥”作用，从而提高了天然染料在棉织物上的色牢度。三者在提高天然染料在棉织物上的色牢度方面互相配合，协同增效，缺一不可。
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)
1.一种高色牢度棉织物的染色工艺，其特征在于：包括如下步骤：
对棉织物进行染色、固色、水洗，得到高色牢度棉织物；所述固色步骤中使用的固色剂的原料中包括如下重量份的组分：季铵盐类化合物15-30份、单宁酸5-15份、明胶5-10份。
2.根据权利要求1所述的一种高色牢度棉织物的染色工艺，其特征在于：所述季铵盐类化合物的重量份为25-30份。
3.根据权利要求1所述的一种高色牢度棉织物的染色工艺，其特征在于：所述单宁酸的重量份为10-15份。
4.根据权利要求1所述的一种高色牢度棉织物的染色工艺，其特征在于：所述季铵盐类化合物为十六烷基烯丙基氯化铵和/或十八烷基烯丙基氯化铵。
5.根据权利要求1所述的一种高色牢度棉织物的染色工艺，其特征在于：所述季铵盐类化合物为季铵盐类超支化聚合物。
6.根据权利要求5所述的一种高色牢度棉织物的染色工艺，其特征在于：所述季铵盐超支化聚合物由端氨基超支化聚合物与端环氧基季铵盐按照质量比为（10-18）:1反应制得。
7.根据权利要求6所述的一种高色牢度棉织物的染色工艺，其特征在于：所述端氨基超支化聚合物与端环氧基季铵盐的质量比为（15-18）:1。
8.根据权利要求1所述的一种高色牢度棉织物的染色工艺，其特征在于：所述固色剂中还包括0.35-0.5份稀土金属盐。
9.根据权利要求8所述的一种高色牢度棉织物的染色工艺，其特征在于：所述稀土金属盐为氯化镧、氯化铈、氯化钕中的一种或多种。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311249728.3A CN117248383A (zh) | 2023-09-26 | 2023-09-26 | 一种高色牢度棉织物的染色工艺 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311249728.3A CN117248383A (zh) | 2023-09-26 | 2023-09-26 | 一种高色牢度棉织物的染色工艺 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN117248383A true CN117248383A (zh) | 2023-12-19 |
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ID=89126078
Family Applications (1)
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| CN202311249728.3A Pending CN117248383A (zh) | 2023-09-26 | 2023-09-26 | 一种高色牢度棉织物的染色工艺 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN117248383A (zh) |
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2023
- 2023-09-26 CN CN202311249728.3A patent/CN117248383A/zh active Pending
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