一種活性染料上染絲光棉織物深濃色的方法

2023-08-10 20:50:41 2

專利名稱：一種活性染料上染絲光棉織物深濃色的方法
技術領域：
本發明屬染色領域，特別是涉及一種活性染料上染絲光棉織物深濃色的方法。

背景技術：
棉纖維在經過絲光工藝後，纖維內部結構將發生改變，可使織物光潔度好、色澤鮮豔，穿著滑爽舒適，故深受人們的青睞。目前在棉纖維染色方面最重要、最有潛力的染料是活性染料。活性染料在染色鮮豔度和溼處理牢度方面較好。但由於染料結構簡單，對纖維素纖維的直接性低，再加上活性染料與纖維素纖維的親核反應需在鹼性條件下進行，更致使染料陰離子與纖維素負離子因排斥而不易被染色。國內同行圍繞提高活性染料的利用率做了大量的研究工作。結果表明，單就染料分子結構本身的改造是難以達到很高的利用率的，因為活性基團的水解無法克服。
常用活性染料的反應特點、反應性主要取決於活性基，不同活性基具有不同的反應性。X型(低溫型)反應性最強，穩定性較低，易於水解，上染速率較快，能在室溫和較弱鹼性條件下反應；K型(高溫型)反應性最差，穩定性較高，所需上染溫度較高，必須在較高溫度、較強鹼性條件下才能反應；KN(中溫型)型活性染料的性能和染色條件介於X型和K型之間。
因此，目前還沒有很好解決染料與棉纖維的反應活性，從而改善活性染料上染的深濃色問題。


發明內容
本發明的目的是提供一種活性染料上染絲光棉織物深濃色的方法，通過採用結合環糊精的處理來改進絲光棉織物用中溫型活性染料在低溫固色條件下上染深濃色的染色工藝，從而有效地提高了棉織物的深染性、吸盡率、固色率和K/S值。該方法工藝簡單、染色溫度低、能源消耗少、經濟環保。
本發明的一種活性染料上染絲光棉織物深濃色的方法，包括下列步驟 (1)室溫下加入二環氧化物、弱鹼對棉織物進行預處理後，然後在對棉織物進行絲光時加入0.5％～9％(o.w.f)的環糊精來進行進一步處理； (2)染色工藝 30～40℃下，以20～40∶1的浴比，對處理後的絲光棉織物經染料入染10～20min後，加入40g/L食鹽，10～20min後加入10g/L純鹼固色20～40min後水洗、皂煮，再經水洗和烘乾，並以一般絲光棉織物的染色工藝為對照； (3)測定染料以及染色織物的吸盡率、固色率、K/S值以及色牢度。
所述二環氧化物是二氧化雙環戊二烯、二環氧己環羧酸酯或者二氧化雙環戊二烯乙二醇醚，其與棉纖維的葡萄糖單元的摩爾比為1∶10～1∶75。
所述弱鹼是低濃度的氫氧化鈉，其質量濃度為0.2％～3％。
所述的環糊精是β-環糊精。
所述步驟(1)中的預處理是30～40℃處理20～40min，進一步處理時間是根據絲光時間、鹼濃度和溫度，採用處理20s～60s，在實際中，如將棉紗用280g/L NaOH在無張力下絲光，發現，20s時間就能使紗線收縮率達到最大值，延長時間對增進絲光效果並不顯著；此外，時間與鹼濃度和溫度有關，濃度低時，應適當延長作用時間，一般採用50～60s。
所述步驟(2)中的染料是Huntsman Novacron Red FN-2BL、Huntsman Novacron YellowFN-2R或Huntsman Novacron Blue FN-R，濃度為1％～5％(o.w.f)。
所述步驟(2)中的皂煮是將織物用濃度為1g/L的淨洗劑MA(主要化學組分為2-甲氧基-5-油醯氨苯磺酸鈉，屬陰離子型表面活性劑)和15g/L的無水碳酸鈉在水浴中皂煮15min，皂煮溫度93～95℃，浴比1∶25。
所述步驟(2)中一般絲光棉織物是不經過預處理及加入環糊精處理的普通絲光棉織物，其染色工藝是30～40℃下，以20～40∶1的浴比，一般絲光棉織物經1％～5％(o.w.f)染料入染10～20min後，加入40g/L食鹽10～20min後，以1～2℃/min升溫至60℃後，加入10g/L純鹼固色20～40min，降溫至30～40℃後水洗、皂煮，再經水洗和烘乾，其中的皂煮是將織物用濃度為1g/L的淨洗劑MA和15g/L無水碳酸鈉在水浴中皂煮15min，皂煮溫度93～95℃，浴比1∶25。
本發明利用二環氧化物將環糊精固定在棉織物上，具有很強的分子間結合力。當使用β-環糊精/染料包合物進行染色時，染料以分子形式吸附到纖維表面，染浴中結晶染料量減小，因此可以提高染料的上染量，減少染色廢水中的殘留染料量，提高染料的利用率，減輕染色廢水的處理難度，從生態和經濟方面考慮都是很有利的。
此外，當染料與環糊精形成包合物後，可以增加染料的分散穩定性，減少染斑的形成。環糊精與染料之間形成包合物的主要作用力為疏水力，當外力大於此作用力時，染料分子將會重新釋放出來。因此使用環糊精/染料包合物進行染色時，在染色過程中，隨著染液環境的改變，染料分子被緩慢地釋放出來，從而降低了染料的初始上染速率，有利於勻染。使得染色後織物得深濃色。活性染料由於色澤鮮豔，被廣泛用於纖維素纖維的染色，但是其最大的缺點是在水中的穩定性較差，易於水解。經β-環糊精包合後，可以降低活性染料在水中的水解速率。
另一方面，由於該工藝不是簡單的在染色過程中將環糊精作為添加劑進行染色，而是通過棉纖維、環糊精以及染料的共同錨固作用以改變其染色性能，在降低固色溫度、提高染料利用率的同時對織物色牢度，尤其是耐洗色牢度具有顯著提高。
本發明的有益效果 (1)工藝簡單，通過對絲光前的棉織物進行簡單的預處理，就可以大大提高染料與棉纖維的反應活性，從而改善活性染料上染的深濃色問題； (2)纖維改性後，由於存在某些特殊基團，使得纖維與活性染料的固色速度大大加快，由於改性纖維對陰離子染料發生了庫侖力吸附，既可以加快活性染料固色的速度，又可通過自身催化作用，或者通過質子化後基團的誘導效應，使鄰近的羥基容易電離形成羥基陰離子，從而加快纖維素纖維與活性染料的親核取代反應； (3)固色溫度低，對中溫型染料在低溫40℃固色即可達到深濃色的染色效果； (4)能耗小、經濟環保； (5)與一般未預處理的絲光棉織物染色後比較，經過處理後絲光織物的吸盡率和固色率均有所提高；經過處理後絲光織物的染色K/S值提高一倍多，說明經過處理後絲光織物的顏色比一般(未處理)絲光織物的顏色加深；經過處理後的絲光織物的日曬牢度維持不變，耐摩擦色牢度、耐水色牢度、耐汗漬色牢度均有部分提高，其中耐洗色牢度提高較為顯著，沾色以及變色提高了一級。



圖1是實施例中一般(未處理)絲光織物的染色工藝曲線圖； 圖2是實施例中經過預處理後加入環糊精的絲光棉織物的染色工藝曲線圖； 圖3是實施例1的織物的色差對比樣圖(光源/觀察者D65 10Deg)，a為一般(未處理)絲光織物的顏色圖樣，b為經過預處理後加入環糊精的絲光棉織物顏色圖樣，1-1為Huntsman Novacron Red FN-2BL顏色圖樣，1-2為Huntsman Novacron Yellow FN-2R顏色圖樣，1-3為Huntsman Novacron Blue FN-R顏色圖樣； 圖4是實施例2的色差對比圖樣圖(光源/觀察者D65 10Deg)，a為一般(未處理)絲光織物的顏色圖樣，b為經過預處理後加入環糊精的絲光棉織物顏色圖樣，b為經過預處理後加入環糊精的絲光棉織物顏色圖樣，2-1為Huntsman Novacron Red FN-2BL顏色圖樣，2-2為Huntsman Novacron Yellow FN-2R顏色圖樣，2-3為Huntsman Novacron Blue FN-R顏色圖樣。

具體實施例方式 下面結合具體實施例，進一步闡述本發明。應理解，這些實施例僅用於說明本發明而不用於限制本發明的範圍。此外應理解，在閱讀了本發明講授的內容之後，本領域技術人員可以對本發明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落於本申請所附權利要求書所限定的範圍。
以下實施例的工藝曲線中，食鹽用量為40g/L，純鹼用量為10g/L，皂煮是將織物用濃度為1g/L的淨洗劑MA和15g/L無水碳酸鈉在水浴中皂煮15min，皂煮溫度為94℃，浴比1∶25。
對染料以及染色織物進行相關性能測試的方法如下 ①活性染料吸盡率和固色率的測定 中華人民共和國國家標準GB/T 2391-2003反應染料吸色率和固色率的測定 吸色率的計算 以質量分數(％)表示的吸收色率按式(1)計算 式中 E——吸色率，％； D1——標準染液的光密度值； D2——染色殘液的光密度值； n1——標準染液的稀釋倍數； n2——染色殘液的稀釋倍數。
固色率的計算 以質量分數(％)表示的吸收色率按式(1)計算 式中 E——吸色率，％； D3——標準皂液的光密度值； D4——皂煮殘液的光密度值； n3——標準皂液的稀釋倍數； n4——染色殘液的稀釋倍數。
②K/S值及色差 用電腦測色配色儀(Datacolor 650)測定織物的K/S值以及色差 ③織物耐摩擦色牢度 中華人民共和國國家標準GB/T 3922-1995紡織品耐汗漬色牢度試驗方法 ④織物耐洗色牢度 中華人民共和國國家標準GB/T 3921.1-1997紡織品色牢度試驗耐洗色牢度試驗1 ⑤織物耐汗漬色牢度 中華人民共和國國家標準GB/T 3922-1995紡織品耐汗漬色牢度試驗方法 ⑥織物耐水色牢度 中華人民共和國國家標準GB/T 5713-1997紡織品色牢度試驗耐水色牢度 ⑦織物日曬牢度 中華人民共和國國家標準GB/T 8427-1998紡織品色牢度試驗耐人造光色牢度氙弧 ⑧織物沾色牢度 中華人民共和國國家標準GB 251-1995評定沾色用灰色樣卡 ⑨織物變色牢度 中華人民共和國國家標準GB 250-1995評定變色用灰色樣卡 實施例1 採用二環氧化物(二氧化雙環戊二烯)與棉纖維的葡萄糖單元的物質的量比為1∶50，弱鹼氫氧化鈉的質量濃度為0.2％，其中，二環氧化物和弱鹼的處理是40℃處理30min；β-環糊精的用量為3％(o.w.f)，進行棉織物的絲光處理50s；在染料濃度2％(o.w.f)，浴比40∶1，分別採用工藝曲線(圖1)、(圖2)對一般(未處理)絲光織物和經過預處理後加入環糊精的絲光棉織物進行染色。採用的染料有Huntsman Novacron Red FN-2BL，Huntsman Novacron Yellow FN-2R和Huntsman Novacron Blue FN-R。對染料的上染以及染色織物進行相關性能測試的結果如下 表1-1 活性染料吸盡率和固色率/％
由上表可以看出，經過處理後絲光織物的吸盡率和固色率均有所提高。
表1-2 活性染料的顏色性能
由上表可以看出，經過處理後絲光織物的染色K/S值提高一倍多，顏色加深；L*值下降，明度下降，顏色偏暗；a*、b*值上升，顏色偏紅和黃。
表1-3 處理對織物色差的影響

注以未經預處理的染色棉織物為標樣，標樣採用常規(圖1)的染色工藝。
由上表可以看出，明度差都小於0，說明經過處理後絲光織物的顏色比一般(未處理)絲光織物的顏色加深。 表1-4 處理對織物色牢度的影響
由上表可以看出，經過處理後的絲光織物的日曬牢度維持不變，耐摩擦色牢度、耐水色牢度、耐汗漬色牢度均有部分提高，其中耐洗色牢度提高較為顯著，沾色以及變色提高了一級。 實施例2 採用二環氧化物(二環氧己環羧酸酯)與棉纖維的葡萄糖單元的物質的量比為1∶50，弱鹼氫氧化鈉的質量濃度為0.2％，其中，二環氧化物和弱鹼的處理是35℃處理20min；β-環糊精的用量為3％(o.w.f)，進行棉織物的絲光處理60s；在染料濃度1％(o.w.f)，浴比20∶1，分別採用工藝曲線(圖1)、(圖2)對一般(未處理)絲光織物和經過預處理後加入環糊精的絲光棉織物進行染色。採用的染料有Huntsman Novacron Red FN-2BL，Huntsman Novacron Yellow FN-2R和Huntsman Novacron Blue FN-R。對染料上染以及染色織物進行相關性能測試的結果如下 表2-1 活性染料吸盡率和固色率/％
由上表可以看出，經過處理後絲光織物的吸盡率和固色率均有所提高。
表2-2 活性染料的顏色性能
由上表可以看出，經過處理後絲光織物的染色K/S值提高一倍多，顏色加深；L*值下降，明度下降，顏色偏暗；a*、b*值上升，顏色偏紅和黃。 表2-3 處理對織物色差的影響

注以未經預處理的染色棉織物為標樣，標樣採用常規(圖1)的染色工藝。
由上表可以看出，明度差都小於0，說明經過處理後絲光織物的顏色比一般(未處理)絲光織物的顏色加深。
表2-4 處理對織物色牢度的影響
由上表可以看出，經過處理後絲光織物的日曬牢度、耐摩擦色牢度、耐水色牢度、耐汗漬色牢度均有部分提高，其中耐洗色牢度提高較為顯著，沾色以及變色提高了一級。
權利要求
1.一種活性染料上染絲光棉織物深濃色的方法，包括下列步驟
(1)室溫下加入二環氧化物、弱鹼對棉織物進行預處理後，然後在對棉織物進行絲光時加入0.5％～9％(o.w.f)的環糊精來進行進一步處理；
(2)染色工藝
30～40℃下，以20～40∶1的浴比，對處理後的絲光棉織物經染料入染10～20min後，加入40g/L食鹽，10～20min後加入10g/L純鹼固色20～40min後水洗、皂煮，再經水洗和烘乾，並以一般絲光棉織物的染色工藝為對照；
(3)測定染料以及染色織物的吸盡率、固色率、K/S值以及色牢度。
2.根據權利要求1所述的活性染料上染絲光棉織物深濃色的方法，其特徵在於所述二環氧化物是二氧化雙環戊二烯、二環氧己環羧酸酯或者二氧化雙環戊二烯乙二醇醚，其與棉纖維的葡萄糖單元的摩爾比為1∶10～1∶75。
3.根據權利要求1所述的活性染料上染絲光棉織物深濃色的方法，其特徵在於所述弱鹼是質量濃度為0.2％～3％的氫氧化鈉。
4.根據權利要求1所述的活性染料上染絲光棉織物深濃色的方法，其特徵在於所述的環糊精是β-環糊精。
5.根據權利要求1所述的活性染料上染絲光棉織物深濃色的方法，其特徵在於所述步驟(1)中的預處理是30～40℃處理20～40min，進一步處理時間為20s～60s。
6.根據權利要求1所述的活性染料上染絲光棉織物深濃色的方法，其特徵在於所述步驟(2)中的染料是Huntsman Novacron Red FN-2BL、Huntsman Novacron Yellow FN-2R或Huntsman Novacron Blue FN-R，濃度為1％～5％(o.w.f)。
7.根據權利要求1所述的活性染料上染絲光棉織物深濃色的方法，其特徵在於所述步驟(2)中的皂煮是將織物用濃度為1g/L的淨洗劑MA和15g/L的無水碳酸鈉在水浴中皂煮15min，皂煮溫度93～95℃，浴比1∶25。
8.根據權利要求1所述的活性染料上染絲光棉織物深濃色的方法，其特徵在於所述步驟(2)中一般絲光棉織物是不經過預處理及加入環糊精處理的普通絲光棉織物，其染色工藝是30～40℃下，以20～40∶1的浴比，一般絲光棉織物經1％～5％(o.w.f)染料入染10～20min後，加入40g/L食鹽10～20min後，以1～2℃/min升溫至60℃後，加入10g/L純鹼固色20～40min，降溫至30～40℃後水洗、皂煮，再經水洗和烘乾，其中的皂煮是將織物用濃度為1g/L的淨洗劑MA和15g/L無水碳酸鈉在水浴中皂煮15min，皂煮溫度93～95℃，浴比1∶25。
全文摘要
本發明涉及一種活性染料上染絲光棉織物深濃色的方法，包括1)室溫下加入二環氧化物、弱鹼對棉織物進行預處理，然後在對棉織物進行絲光時加入0.5％～9％(o.w.f)的環糊精來進行進一步處理；2)30～40℃下，以20～40∶1的浴比，對處理後的絲光棉織物經染料入染10～20min後，加入食鹽，10～20min後加入純鹼，20～40min後水洗、皂煮，再經水洗和烘乾，並以一般絲光棉織物的染色工藝為對照；3)測定染料以及染色織物的吸盡率、固色率、K/S值以及色牢度。本發明能有效提高絲光棉織物在低溫固色條件下用中溫型活性染料染色的深染性，具有固色溫度低、能耗小、經濟環保的優點。
文檔編號D06M15/01GK101280526SQ20081003803
公開日2008年10月8日 申請日期2008年5月26日 優先權日2008年5月26日
發明者閻克路, 胡春豔, 劉棟良, 麗 王, 胡少剛 申請人:東華大學