CN104233878B - 一种聚丁二酸丁二醇酯针织物的染整加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种聚丁二酸丁二醇酯针织物的染整加工方法，属于印染行业合成纤维染整技术领域，其特征在于，包括以下步骤：（1）预定型：将PBS坯布通过定型机在80℃-95℃处理20s-50s；（2）除油染色一浴：然后将PBS纤维织物加入工作液中，浴比1：8-30，升温至70℃-90℃，保温30min-90min后排除染液，水洗烘干；（3）后定型：PBS织物在90℃-100℃定型处理20s-60s。本发明提供了PBS针织物从预定型、除油、染色到后定型的染整加工工艺，实现了分散染料PBS低温染色，解决了PBS普通染色上染率低以及还原清洗前后变色的问题，而且染色PBS织物色牢度较高，强力损伤较小，填补了PBS染整加工领域的空白。
Description
技术领域：
本发明涉及一种聚丁二酸丁二醇酯针织物的染整加工方法，属于印染行业合成纤维染整技术领域。
背景技术：
以对苯二甲酸乙二醇酯（PET）为代表的聚酯纤维的大量使用及消费后遗弃，逐渐成为现代社会“白色污染”的重要来源。为应对这个重大问题，开发生物可降解聚酯纤维成为世界范围内的研究热点。其中，聚丁二酸丁二醇酯（PBS）为可完全生物降解纤维。从PBS生产方式看，其合成原料来源既可以是石油资源，也可以通过生物资源发酵得到，实现了原料的多元化和互补化。而且采用生物发酵工艺生产的原料，还可大幅降低原料成本，从而进一步降低PBS成本。与聚乳酸、聚己内酯等可生物降解材料相比，价格相对较低，力学性能优异，是国内外可生物降解材料方面的研发重点。
目前，日本尤尼吉卡公司在PBS纤维成型方面取得专利成果最多，产品主要用于卫生材料、工业原料及无纺布。国内PBS的研究才刚刚起步，尤其纤维级的生产研究还较少，与其配套的染整技术等下游产业的研究更是空白。因此，从长远看，PBS纤维的生产及相应配套染整技术的研发具有极大的市场前景。
虽然PBS纤维同涤纶一样，同属聚酯纤维，理论上可套用涤纶的染整加工方法。但是PBS纤维耐酸不耐碱且熔点低，所以PBS不能用强碱处理，染整加工温度也不能高，因此，涤纶染整加工方法不适用于PBS纤维。并且初步探索实验还发现，PBS纤维分散染料染色还原清洗前后会发生严重的色变，且皂洗牢度很低。
发明内容：
针对上述问题，本发明旨在研究PBS纤维特性，并通过大量的实验研究，对PBS针织物染整加工工艺进行反复改进完善，提供了一种PBS针织物的染整加工方法。使用该方法对PBS进行前处理、染色、定型，可以达到纤维强力损伤小、染色均匀、色光和色牢度等均符合要求的目的。
本发明为实现上述目的，采取的技术方案如下：
一种聚丁二酸丁二醇酯织物的染整加工方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）预定型：
为了提高PBS织物的尺寸稳定性、染色匀染性和重现性，需要对其进行预定型处理，预定型工艺为：将PBS坯布通过定型机在80℃-95℃处理20s-50s。
优选地，定型温度为85-90℃，处理时间20s-30s，加热方式采用上下同时吹风的方式。这是因为：
由于PBS纤维熔点较低，热处理时很容易受到损伤，使强力降低，影响服用性能，因此预定型时温度不能太高，同时又要使其受热均匀，避免局部温度过高对织物造成的损伤，另外，加热时间过长会影响纤维性能，这就要对定型温度、时间及加热方式进行调试。申请人通过大量实验发现：将PBS坯布通过定型机在80℃-95℃时采用上下同时吹风的加热方式处理20s-50s后的效果最好。
（2）除油染色一浴：
工作液由前处理染色多功能助剂1-10g/L、分散染料、水组成，浴比1：8-30，将PBS纤维织物加入工作液中，升温至70℃-90℃，保温30min-90min后排除染液，水洗烘干。
进一步地，排除染液后，进行还原清洗，还原清洗工艺为：保险粉0.2-2g/L、纯碱0.2-2g/L，浴比1：8-30，升温至50℃-70℃还原清洗，保温10min-30min后水洗，50℃-80℃烘干。
本发明的除油染色一浴工艺中，在染浅色时可不用还原清洗。
由于PBS纤维熔点较低，只能在低温下染色，但是市场上没有针对PBS纤维低温染色的专用染料，而涤纶用分散染料染PBS上染率较低，且还原清洗前后变色严重，并且PBS除油不净，染色很容易出现色花。通过大量实验发现，只是简单的通过调整染色工艺根本无法解决上述问题，因此通过市场调研和实验分析、配方调整制备了PBS纤维专用前处理染色多功能助剂，同时优化了PBS除油染色一浴工艺，从而解决了上述问题。具体工艺：工作液中加入前处理染色多功能助剂1-10g/L、分散染料，浴比1：8-30，将PBS纤维织物加入工作液，升温至70℃-90℃，保温30min-90min后排除染液，然后在保险粉0.2-2g/L、纯碱0.2-2g/L，浴比1：8-30，升温至50℃-70℃还原清洗，保温10min-30min后水洗，50℃-80℃烘干。
所述的除油染色一浴工艺中，进一步的优选设置如下：
所述的分散染料优选低温型分散染料，例如分散蓝2BLN、分散黄E-3G、DianixAC-E红、DianixAC-E黄、DianixAC-E蓝的任意一种。
所述的前处理染色多功能助剂，包括按重量百分比的下述组成：
N-烷基邻苯二甲酰亚胺5%-30%
异构醇聚氧乙烯醚5%-30%
马丙共聚物0-30%
丙烯酸均聚物0-30%
脂肪酸甲酯乙氧基化物10%-40%
水余量。
所述的N-烷基邻苯二甲酰亚胺是作为PBS低温染色载体，可以使PBS纤维结构膨化，有利于染料的渗透，并且对任意颜色，得色率都较高。目前市场上的染色载体只有在高温高压下有明显的促染作用，而对于PBS纤维低温染色只对部分分散染料有促染效果，并且绝大多数含有有毒物质-含氯芳香族化合物，研究表明，这些含氯芳香族化合物会影响人的中枢神经***，引起皮肤过敏，并刺激皮肤和粘膜，对人体有潜在的致畸和致癌性。同时含氯芳香族化合物有刺鼻气味，且水洗烘干去除不掉，并且含氯芳香族化合物十分稳定，在自然条件下不易分解，对环境也十分有害。而本发明采用的N-烷基邻苯二甲酰亚胺无味、环保，且不损害染色PBS的日晒等色牢度，更为重要的是可以解决PBS染色还原清洗前后变色的问题。
所述的异构醇聚氧乙烯醚，选自异构十醇聚氧乙烯醚、异构十一醇聚氧乙烯醚、异构十二醇聚氧乙烯醚、异构十三醇聚氧乙烯醚等的一种，优选为异构C12-13醇聚氧乙烯醚，异构醇聚氧乙烯醚有独特的半支链结构，具有非常优异的乳化能力、高渗透性、洗涤去污性，尤其是在低温条件下对PBS织物油剂的乳化性强于市场同类产品。
所述的马丙共聚物和丙烯酸均聚物可市购，如山东鑫泰水处理技术有限公司的MA-AA和PAA、杭州科成化工有限公司的SA和PAA。其既可调节工作液pH值，使PBS分散染料染色时不用另外加入醋酸，同时对自来水中的钙、镁离子具有很强的螯合作用，可将油污颗粒和钙镁不溶物有效分散悬浮在水中，减少其返沾沉积在织物上的几率。
所述的脂肪酸甲酯乙氧基化物，可市购，如喜赫石油化工的脂肪酸甲酯乙氧基化物，其与异构醇聚氧乙烯醚复配使用，具有协同效应，能够使润湿、渗透、乳化、净洗等性能更加优异，彻底去除PBS纤维上的油剂，同时对浮色具有一定的去除作用。
本发明的前处理染色多功能助剂，可实现PBS纤维油剂去除、pH调节缓冲、螯合分散、匀染以及低温下分散染料染色载体的综合功能，而且该助剂凝固点低，冬天不结冻，化料配料容易，同时不含APEO等有毒物质。由于该助剂泡沫较低，水洗容易，可节省大量水资源。而市场上销售的前处理染色助剂多针对涤纶织物，不适用于PBS纤维，尤其是解决PBS纤维分散染料低温染色还原清洗前后变色的问题。
（3）后定型：
后定型工艺处理后，可以有效提高PBS织物的手感、弹性和尺寸稳定性，通过实验确定，后定型工艺参数为：PBS织物在90℃-100℃定型处理20s-60s。
本发明的有益效果如下：
1、本发明的前处理染色多功能助剂不含有害物质，如甲醛、APEO等，具有良好的环保性。而且该助剂实现了PBS针织物除油染色一浴处理，缩短了工艺流程，节水节能减排。
2、本发明采用前处理染色多功能助剂，实现了分散染料PBS低温染色，解决了PBS普通染色上染率低以及还原清洗前后变色的问题，而且染色PBS织物色牢度较高，强力损伤较小。
3、本发明提供了PBS针织物从预定型、除油、染色到后定型的染整加工工艺，填补了PBS染整加工领域的空白。
以下结合具体实施例对本发明作进一步详细描述，但本发明不仅仅局限于以下实施例。
具体实施方式：
实施例1：采用本发明工艺，对50DPBS（DTY）纬平针织物进行染整加工处理。
（1）预定型：
将PBS坯布通过定型机在85℃处理30s，以提高织物的尺寸稳定性、染色的匀染性和重现性。
（2）除油染色一浴：
工作液中，前处理染色多功能助剂2g/L、分散黄E-3G0.3%o.w.f，浴比1：20，将PBS织物加入工作液，升温至75℃，保温45min后水洗，60℃下烘干。
前处理染色多功能助剂组成如下：
N-烷基邻苯二甲酰亚胺20%
异构醇聚氧乙烯醚10%
马丙共聚物10%
脂肪酸甲酯乙氧基化物20%
水50%。
（3）后定型：
将PBS织物在90℃下定型处理20s。
实施例2：采用本发明工艺，对50DPBS（FDY）纬平针织物进行染整加工处理。
（1）预定型：
将PBS坯布通过定型机在90℃处理20s，以提高织物的尺寸稳定性、染色的匀染性和重现性。
（2）除油染色一浴：
工作液中，前处理染色多功能助剂4g/L、分散蓝2BLN1%o.w.f，浴比1：15，将PBS织物加入工作液，升温至80℃，保温90min后排除染液，然后在保险粉1g/L、纯碱1g/L，浴比1：15，升温至70℃还原清洗，保温15min后水洗，70℃烘干。
前处理染色多功能助剂组成如下：
N-烷基邻苯二甲酰亚胺15%
异构醇聚氧乙烯醚10%
马丙共聚物5%
丙烯酸均聚物7%
脂肪酸甲酯乙氧基化物15%
水48%。
（3）后定型：
将PBS织物在95℃定型处理20s。
实施例3：采用本发明工艺，对75DPBS（FDY）纬平针织物进行染整加工处理。
（1）预定型：
将PBS坯布通过定型机在85℃处理30s，以提高织物的尺寸稳定性、染色的匀染性和重现性。
（2）除油染色一浴：
工作液中，前处理染色多功能助剂8g/L、DianixAC-E黄2%o.w.f，浴比1：10，将PBS织物加入工作液，升温至85℃，保温60min后排除染液，然后在保险粉1g/L、纯碱1g/L，浴比1：20，升温至60℃还原清洗，保温20min后水洗，60℃烘干。
前处理染色多功能助剂组成如下：
N-烷基邻苯二甲酰亚胺15%
异构醇聚氧乙烯醚8%
丙烯酸均聚物20%
脂肪酸甲酯乙氧基化物17%
水40%。
（3）后定型：
将PBS织物在90℃下定型处理30s。
检测结果：
将上述实施例染整加工处理的织物，分别进行上染率、顶破强力、色牢度等检测，检测如表1所示。
上染率：将染色残液与原液分别用丙酮稀释至一定倍数，测定其吸光度，根据下式计算上染百分率。E-上染百分率，A0-染色原液稀释m倍后的吸光度值，A1-染色残液与洗液稀释n倍后的吸光度值。
E=（1-nA1/mA0）×100%
顶破强力：按照国标《GB/T19976-2005纺织品顶破强力的测定钢球法》测试。
色牢度：摩擦牢度和皂洗牢度分别按照国标GB/T3920-2008方法C和GB/T3921-2008测试标准测试。
表1、实施例染色结果检测：
由表1可以看出：
1、采用本发明的多功能助剂和染整加工方法，成功实现了聚丁二酸丁二醇酯织物的染整加工，解决了行业内一直存在的PBS纤维低温染色上染率低、还原清洗前后变色的难题，为行业首创。
2、经本发明工艺处理后的产品具有较高的质量水平，由表1可以看出，实施例1-3的上染率达到了99%的水平，且在保证上染率的同时，织物的强力损伤较小，且具有良好的色牢度性能。
Claims (6)
1.一种聚丁二酸丁二醇酯织物的染整加工方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）预定型：
预定型工艺为：将PBS坯布通过定型机在80℃-95℃处理20s-50s；
（2）除油染色一浴：
工作液由前处理染色多功能助剂1-10g/L、分散染料、水组成，浴比1：8-30，将PBS纤维织物加入工作液中，升温至70℃-90℃，保温30min-90min后排除染液，水洗烘干；
步骤（2）的除油染色一浴工艺中，所述的前处理染色多功能助剂，包括按重量百分比的下述组成：
N-烷基邻苯二甲酰亚胺5%-30%
异构醇聚氧乙烯醚5%-30%
马丙共聚物0-30%
丙烯酸均聚物0-30%
脂肪酸甲酯乙氧基化物10%-40%
水余量；
（3）后定型：
后定型工艺为：PBS织物在90℃-100℃定型处理20s-60s。
2.根据权利要求1所述的一种聚丁二酸丁二醇酯织物的染整加工方法，其特征在于：步骤（1）的预定型工艺中，定型温度为85-90℃，处理时间20s-30s，加热方式采用上下同时吹风的方式。
3.根据权利要求1所述的一种聚丁二酸丁二醇酯织物的染整加工方法，其特征在于：步骤（2）的除油染色一浴工艺中，排除染液后，进行还原清洗，还原清洗工艺为：保险粉0.2-2g/L、纯碱0.2-2g/L，浴比1：8-30，升温至50℃-70℃还原清洗，保温10min-30min后水洗，50℃-80℃烘干。
4.根据权利要求1所述的一种聚丁二酸丁二醇酯织物的染整加工方法，其特征在于：步骤（2）的除油染色一浴工艺中，所述的分散染料为低温型分散染料。
5.根据权利要求1所述的一种聚丁二酸丁二醇酯织物的染整加工方法，其特征在于：步骤（2）的除油染色一浴工艺中，所述的分散染料选自分散蓝2BLN、分散黄E-3G、DianixAC-E红、DianixAC-E黄、DianixAC-E蓝的任意一种。
6.根据权利要求1所述的一种聚丁二酸丁二醇酯织物的染整加工方法，其特征在于：所述的异构醇聚氧乙烯醚，选自异构十醇聚氧乙烯醚、异构十一醇聚氧乙烯醚、异构十二醇聚氧乙烯醚、异构十三醇聚氧乙烯醚的一种。
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