錦棉織物中溫型活性染料溫度調控法一浴同色性染色方法

2023-05-21 14:36:36 1

專利名稱：：錦棉織物中溫型活性染料溫度調控法一浴同色性染色方法
技術領域：
：本發明涉及一種錦棉織物中溫型活性染料溫度調控法一浴同色性染色方法，屬於印染染色
技術領域：
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背景技術：
：錦棉織物既具有棉纖維良好的吸溼透氣性能也包含了錦綸良好彈性、高耐磨性等優點，廣泛用於各類服飾面料，深受廣大消費者喜愛。但是由於錦綸、棉纖維具有不同的結構、不同的染色性能，染色時常給企業帶來套色困難、工藝流程長的問題。目前，多數企業採用中性/活性、弱酸性/活性兩浴法進行染色，此工藝方法具有套色容易的優點，但也存在活性染料沾染錦綸、工藝流程長、能源消耗大、廢水排放多的缺點。錦綸為聚醯胺纖維，其分子主要由三部分組成即疏水性的亞甲基部分、具有親水性的醯胺基橋及鏈端的氨基和羧基。活性染料可與錦綸氨基作用固色而上染。由於氨基含量較少，採用活性染料對錦綸進行染色，普遍認為具有得色量低的特點。但經過大量試驗表明，對活性染料進行合理的篩選，中深色的上染效果仍然可以達到。因此，採用活性染料對錦棉織物進行一浴法同色性染色研究具有可行性，並由於其具有工藝流程短、水洗牢度好的特點，應用前景較為廣闊。目前，採用活性染料對錦棉雙組分織物進行一浴同色性染色時，需要解決以下兩個方面的主要問題一方面是使活性染料分別對錦綸、棉雙組分的上染能力相近，獲得較好的同色性；另一方面使活性染料的利用率達到較高的水平，即儘量使兩組分得色均達到較高水平。但是由於錦綸、棉結構不同，對活性染料呈現出不同的染色性能，各種工藝因素對錦綸、棉雙組分上染影響程度不一，經常會出現同色性效果不理想、工藝條件調控困難的問題。所以工藝條件的調控成為同色性染色的技術關鍵。文獻資料曾經報導，通過染浴pH值調控以達到同色性效果，但往往顧此失彼，綜合效果較差。
發明內容針對上述的錦棉織物活性染料一浴同色性染色方法所存在的問題，本發明的目的是提供一種利用溫度來調控同色性染色方法，首次提出了對於不同濃度的活性染料，採用不同溫度染色的一種錦棉織物中溫型活性染料溫度調控法一浴同色性染色方法。本發明採取的技術方案如下，一種錦棉織物中溫型活性染料溫度調控法一浴同色性染色方法，包括以下步驟按所需染色的錦棉織物重量與20:l的浴比加水，投入織物運轉分鐘後依次投入已化料好的中溫型活性染料、醋酸lml/l、硫酸鈉40-60g/l先加入2/5，然後根據染料濃度升溫，再加入剩餘的3/5硫酸鈉，保溫運行30分鐘，然後加入碳酸鈉25g/1，保溫運行40分鐘，降溫至6(TC後排水衝洗，然後加水至浴比為1:20，加入皂洗劑2g/1，加熱至95t:時，水洗15min，降溫排水再進行問水洗、冷水洗、烘乾。本發明根據不同染料濃度來選擇所對應的溫度，如染料濃度為1%(owf)時則選擇7(TC為佳，具體如表1所示。本發明經過深入系統的研究，旨在掌握其工藝因素對錦綸、棉雙組分上染的影響規律，並在此基礎上，提供一種利用溫度來調控同色性染色方法，首次提出了對於不同濃度的活性染料，採用不同溫度染色的工藝技術。通過提升染色溫度，提高錦綸組分的上染能力，解決了錦綸組分隨染料濃度增加其得色提高能力即提升性不及棉的這一難點，又通過應用一定量的電解質，使棉組分在給定溫度下上染達到較高的水平，從而達到了理想的綜合染色效果。以下結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步的說明。圖1為本發明的工藝路線圖；圖2為不同染料濃度下錦綸、棉活性染料一浴法染色的提升性與同色性的對比圖。圖3為不同載體乳液濃度下活性染料染色的K/S值變化對比圖。具體實施例方式如圖1所示，本發明的錦棉織物中溫型活性染料溫度調控法一浴同色性染色方法，包括以下步驟織物經酸性浴上染，鹼性浴固色。按所需染色的錦棉織物重量與20:1的浴比，經計算注入一定量的水，投入織物運轉5min後依次投入已化料好的中溫型活性染料x^(owf)、醋酸lml/l、2/5硫酸鈉用量(40-60g/l)，然後升溫至所需溫度(按表1所述，不同染料濃度選擇所對應的溫度，如染料濃度為1%(owf)時則選擇7(TC為佳)，再加入剩餘的3/5硫酸鈉，保溫運行30分鐘，然後加入碳酸鈉25g/l，保溫運行40分鐘，降溫至60°C後排水衝洗，然後注水，浴比為1:20，加入皂洗劑2g/l，加熱至95t:時，水洗15min，降溫排水再進行問水洗、冷水洗、烘乾。以下就本發明上述工藝步驟的不同工藝參數選擇及其效果作分別描述。1、溫度的控制溫度的控制與染料濃度關係如表1所示。表1:溫度的控制與染料濃度關係表tableseeoriginaldocumentpage42、染料選擇活性BES紅、活性BES黃、活性BES大紅、活性豔紅M-3B、活性豔紅M-7B、活性深藍M-2R3、染色工藝處方活性染料(中溫型)0<x《4%(o.w.f)硫酸鈉40-60g/l碳酸鈉25g/l冰醋酸lml/1》谷比20:1皂洗工藝處方皂洗劑2g/l浴比20:1實驗結果及分析1、正交設計試驗結果為了系統研究活性染料一浴染色時各種因素對錦綸、棉織物上色的影響，採用正交設計方法，對錦棉混合樣品(50:50質量比投入，棉織物規格為漂白棉府綢，4(TX40s，132X72，120g/m2;錦綸6織物規格70D/24F，克重為130g/m2)按染色溫度從低到高的分段研究，染料為活性BES紅，濃度為2X(owf)，浴比為20:l，染色升溫曲線如上述所示，染色後採用用DatacolorSF-600測配色儀，在D65光源及10°視角下，用CIELab系統對染色織物進行測定，分別獲得錦綸、棉織物的表觀色深值K/S值與色差AE。對於同一織物與同一染料來說，K/S值越大，其表觀顏色越濃，上染越多，反之則越淡，上染少。色差AE的大小來衡量織物錦綸與棉組分之間的同色性，色差越小，同色性越好，反之則越差。結果見表2、表3、表4。表2、正交設計試驗(一)因素硫酸鈉(g/1)碳酸鈉(g/1)pH調節(上染階段〉溫度rc)實驗結果棉K/S值錦綸K/S值1015空白505.610.382020lg/l硫酸銨605.540.553025lml/l醋酸705.239.4443015lg/l硫酸銨709.180.5053020lml/l醋酸508.681.8463025空白6014.750.3076015lml/l醋酸6014.104.2686020空白7015.630.55960251g/l硫酸銨5012.750.33均值15.463.469.631.7112.000.419.010.85均值210.870.889.950.989.160.4611.461.70均值314.161.7110.913.369.345.1810.013.50極差8.702.581.282.382.844.772.452.65表3、正交設計試驗(二)5tableseeoriginaldocumentpage6表4、正交設計試驗(三)tableseeoriginaldocumentpage61.1電解質的影響從上述三表數據發現，電解質對棉織物的上染影響很顯著，隨著電解質濃度的升高，棉織物的K/S值明顯遞增。而對錦綸織物而言，電解質加入降低了其得色。分析其原因，主要是酸性條件下上染時，錦綸吸附了氫質子而顯正電性，陰離子活性染料依靠正負電荷的靜電吸引力吸附在錦綸纖維上，當電解質加入後，電解質電離出陰離子酸根離子與活性染料發生競染，起到緩染作用，降低了活性染料在錦綸纖維上的吸附。1.2上染浴酸鹼度的影響試驗數據表明，無論在什麼溫度下上染，隨著上染浴中酸度的增加，錦綸織物的得色量明顯上升，而且染色溫度越高，增加的幅度越大。而加入硫酸銨，似乎對錦綸的上染影響不大。酸性條件上染，能增加錦綸對活性染料的吸附，並隨著染色溫度的升高，錦綸纖維中無定形區的分子鏈段運動加劇，氫質子對錦綸纖維的可及度提高，吸附量也隨之增加，從而增加對活性染料的吸附。因此，在高溫染色時，酸對錦綸上染的影響顯得更為顯著。從數據發現，與中性浴上染相比，採用弱酸性介質中上染，後用鹼性固色，對活性染料在棉織物的最後得色影響不大。因此，採用活性染料對錦綸、棉雙組分織物進行同浴染色時，宜採用弱酸性浴上染，鹼性浴固色的工藝，使錦綸得到較好的上染，同時不影響棉的得色。1.3純鹼的影響純鹼加入，提供了固色所需的鹼性條件。從表中數據發現，純鹼的濃度從15g/l增加到20g/l，棉織物的K/S值有所增加，但增加的幅度不大，分別為0.32、0.04與0.07。從20g/l增加至25g/l時，K/S值增加較為明顯，分別是0.96、1.41和0.79。對於錦綸織物而言，當純鹼的濃度從15g/l增加到20g/l，其K/S值均有較大的下降；後隨著濃度進一步的增加，至25g/1時，其K/S值又有所增加，超過了15g/l時的值。較高溫度下染色，情況卻有所不同，當純鹼用量增加至25g/l時，K/S值幾乎沒有變化。從理論分析上述現象，上染後純鹼的加入，對錦綸的固色存在兩方面的作用一方面，純鹼加入後使染浴顯鹼性，使錦綸帶負電荷，引起活性染料的解吸，降低了活性染料與錦綸進一步反應固色的機會，從而降低了固色率；另一方面，純鹼用量的增加，增加了染浴的鹼性，有利於提高聚醯胺纖維上氨基的反應能力，從而增加了活性染料在聚醯胺纖維上的固色。當純鹼用量從15g/l增加至20g/1時，前者作用較為明顯，所以出現了K/S值降低的現象；當純鹼用量進一步增加，後者作用顯得較為突出，所以K/S值又有所增加。1.4染色溫度的影響隨著上染固色溫度的升高，對於棉織物而言，K/S值先出現增加的現象，至6(TC後，又開始回落。對於錦綸織物而言，始終是呈上升趨勢，但至85t:後，增加的幅度不大。從活性染料反應機理分析，活性BES紅是屬於中溫型活性染料，其最佳染色溫度是在60-70°C。溫度太低，反應速度不足，固色不夠理想；溫度太高，又因水解速率增加，導致固色率下降。但是對於錦綸而言，聚醯胺纖維屬於熱塑性纖維，隨著染色溫度的增加，染料分子的吸附與固著反應的可及度增加，有利於活性染料的得色量提高。且染料分子分子體積越大，溫度的影響會越大。綜上所述，當棉與錦綸兩種纖維在活性染料同浴染色時，鹽的加入會促使活性染料上染到棉纖維上；而酸性增加或溫度的提升，會有利於活性染料向錦綸組分上染；相對而言，純鹼的影響略顯得小一些，當純鹼用量達到一定高時，均有利於兩組分的染色。因此，需要合理控制好鹽、酸鹼度與染色溫度等這些工藝條件，既要達到較好的同色性，也要使錦綸與棉均得到較好的上色。72、單因子變化試驗為了尋找最佳同色性染色條件，需要在上述正交設計試驗的基礎上，對溫度、鹽這兩個關鍵因素進行單因子變化試驗，試驗剝牛採用弱酸性上染、鹼性固色，即先加入M/1冰醋酸，上染一定時間後加入純鹼25g/1進行固色，升溫工藝曲線、皂洗工藝與1.4所述相同，染料濃度為2%(o.w.f)，分別在70、75、80和85t:這四個鵬下，進行鹽的濃度變化，分別測色得到表5所列的結果。表5、不同溫度下鹽的濃度變化的染色結果對照表tableseeoriginaldocumentpage8從表5中數據可以看出，無論在什麼溫度下染色，鹽的加入均使錦綸組分的得色有所降低，而後隨著鹽的用量增加，錦綸的色澤變化不大。對於棉組分來說，則隨著鹽的用量增加，表觀色澤呈明顯上升趨勢，但達到50g/l後，變化不大。染色溫度為7(TC時，活性染料對錦綸的上染不高，而對棉的上色隨鹽的用量增加呈明顯增加。只有不加鹽時，才顯示較好的同色性，但此時活性染料總利用率不高，兩組分上色均較淡。染色溫度為85t:時，錦綸上色佔優勢，得色較深，而對棉組分而言，即使在鹽的用量較高的情況下，得色仍較低，不及錦綸組分，同色性較差。75t:下染色時，無論硫酸鈉的用量多或少，活性染料在錦綸、棉兩種組分上的分配相對較為均勻。特別當硫酸鈉的用量為10g/l、20g/l時，同色性較好，兩組分得色也較高，其K/S值均大於10。8(TC下染色時，錦綸上色明顯較濃，其K/S值多數超過了15。隨著鹽的用量增加，棉組分的上色也隨之增加，同色性隨之變好，於硫酸鈉用量為50g/l時，兩組分色差最小，同色性最好，此時，棉、錦綸兩組分得色較濃，其K/S值分別為11.35U5.67。所以，從錦綸、棉兩組分的同色性與得色量綜合考慮，當染料濃度為2%時，以8(TC、硫酸鈉60g/l為最佳選擇。3、提升性對同色性的影響隨著染料濃度增加，錦綸、棉兩組分上染增加程度不同，所以會影響同色性效果。採用上述獲得的最佳條件，變化染料濃度，觀察其染色結果，見圖2的不同染料濃度下錦綸、棉活性染料一浴法染色的提升性與同色性的對比圖。從圖2可以發現，隨著染料濃度增加，棉織物K/S值明顯增加，至3X後，雖然其增加幅度變得有所緩和，但上升趨勢仍較為明顯。而對於錦綸組分來說，K/S值總體呈上升趨勢，但是增加幅度不大，低於棉的提升能力。當染料濃度為2%時，錦綸、棉的染色恰好較為相當，同色性表現最好。隨著染料濃度增加，錦綸的上染不及棉，色差值也隨之增大，同色性效果隨之降低。當染料濃度為1%(o.w.f)時，該溫度下錦綸的上染已經超越了棉的上人染，所以同色性也表現較差。由此可見，由於錦綸、棉兩種材料所表現出提升性不同，其染色表觀色值不能隨著染料濃度增加呈同步增加的趨勢，所以，對於不同的染料濃度而言，達到最佳同色性與上色效果的工藝條件是不同的。從上述研究可知，溫度是決定錦綸上色高低的關鍵性因素。所以，可以根據染料濃度的高低，用染色溫度來加以控制調節，使錦綸的上染能力與棉織物相匹配。當採用低的染料濃度時，即產品需要染淡色時，適合在較低的溫度下染色，以免錦綸的上色超越棉織物；採用高的染料濃度進行染色時，即產品需要染濃色時，需要在較高的溫度下染色，以提高錦綸組分的上染能力，彌補錦綸提升性較差性能。當選擇合適的溫度後，又可以通過調節鹽的用量使錦綸、棉兩組分達到較好的同色性。—般情況下，在給定的染料濃度下，儘量採用較高的電解質用量、較高的染色溫度，使錦綸、棉兩組分的上染均達到較高的水平，從而既能使活性染料的禾擁率達到較高又能獲得較好同色性。如3.2所述，對於2%(owf)的染料濃度來說，在其他工藝條件相同的情況下，75t:、10g/1或20g/l硫酸鈉用量與8(TC、50g/1或60g/l硫酸鈉用量均能使錦綸、棉達到較好的同色性，但是後者的染色條件能使錦綸、棉兩組分的得色分別達到較高的水平，所以以後者條件為佳。按照上述規則，對不同濃度選擇不同溫度的染色，並調節鹽的用量，獲得以下優化工藝，見表6:表6、錦棉織物活性染料一浴同色性染色優化工藝tableseeoriginaldocumentpage9注1.其他工藝條件醋酸為lml/l、碳酸鈉為25g/l、浴比為20:1。2.試驗時棉與錦綸分別織成了機織物、針織物，染色時以50:50質量比投入，由於織物組織不同，對光的反射會有所不同，所以色差值相對會偏大。從上表可以看出，隨著染料濃度增加，錦綸、棉的表觀色深值呈上升趨勢，色差AE始終保持較小的水平，已達到理想的染色綜合效果。權利要求一種錦棉織物中溫型活性染料溫度調控法一浴同色性染色方法，包括以下步驟按所需染色的錦棉織物重量與20∶1的浴比加水，投入織物運轉分鐘後依次投入已化料好的中溫型活性染料、醋酸1ml/l、硫酸鈉40-60g/l先加入2/5，然後根據染料濃度升溫，再加入剩餘的3/5硫酸鈉，保溫運行30分鐘，然後加入碳酸鈉25g/l，保溫運行40分鐘，降溫至60℃後排水衝洗，然後加水至浴比為1∶20，加入皂洗劑2g/l，加熱至95℃時，水洗15min，降溫排水再進行問水洗、冷水洗、烘乾。2.根據權利要求1所述的一種錦棉織物中溫型活性染料溫度調控法一浴同色性染色方法，其特徵在於染料濃度為0.5%時，染色溫度為65°C。3.根據權利要求1所述的一種錦棉織物中溫型活性染料溫度調控法一浴同色性染色方法，其特徵在於染料濃度為1%時，染色溫度為70°C。4.根據權利要求1所述的一種錦棉織物中溫型活性染料溫度調控法一浴同色性染色方法，其特徵在於染料濃度為1.5%時，染色溫度為75°C。5.根據權利要求1所述的一種錦棉織物中溫型活性染料溫度調控法一浴同色性染色方法，其特徵在於染料濃度為2%時，染色溫度為80°C。6.根據權利要求1所述的一種錦棉織物中溫型活性染料溫度調控法一浴同色性染色方法，其特徵在於染料濃度為3%時，染色溫度為85°C。7.根據權利要求1所述的一種錦棉織物中溫型活性染料溫度調控法一浴同色性染色方法，其特徵在於染料濃度為4%時，染色溫度為90°C。全文摘要本發明公開了一種錦棉織物中溫型活性染料溫度調控法一浴同色性染色方法，屬於印染染色
技術領域：
。包括以下步驟按所需染色的錦棉織物重量與20∶1的浴比加水，投入織物運轉分鐘後依次投入已化料好的中溫型活性染料、醋酸1ml/l、硫酸鈉40-60g/l先加入2/5，然後根據染料濃度升溫，再加入剩餘的3/5硫酸鈉，保溫運行30分鐘，然後加入碳酸鈉25g/l，保溫運行40分鐘，降溫至60℃後排水衝洗。本發明利用溫度來調控同色性染色方法，首次提出了對於不同濃度的活性染料，採用不同溫度染色的工藝技術。解決了錦綸組分隨染料濃度增加其得色提高能力即提升性不及棉的這一難點。文檔編號D06P3/84GK101781856SQ200910156680公開日2010年7月21日申請日期2009年12月31日優先權日2009年12月31日發明者王海紅,錢紅飛申請人:紹興文理學院