CN110863368A - 厚重涤纶毯布的免水洗高色牢度轧染工艺 - Google Patents

厚重涤纶毯布的免水洗高色牢度轧染工艺 Download PDF

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Abstract

本发明提供了厚重涤纶毯布的免水洗高色牢度轧染工艺，包括以下步骤：1)类微胶囊液体染料的制备：将粉体分散染料球磨后，加入分散剂继续球磨，然后再加入聚丁烯粉末和甘油，继续球磨，再加水，得到类微胶囊液体染料；2)配制染色色浆；3)浸轧；4)预烘；5)170～200℃下发色，时间为80s～210s。与现有技术相比，本发明依托液体染料颗粒纳米粒径的高穿透性，实现对涤纶聚合物高分子的深度浸透染色；另外，发明设计的轧染工艺使染色织物K/S值最高，色牢度及颜色鲜艳度优异。

Description

厚重涤纶毯布的免水洗高色牢度轧染工艺
技术领域
本发明属于印染工艺，具体涉及一种厚重涤纶毯布的免水洗高色牢度轧染工艺。
背景技术
涤纶织物具有高强度、耐摩擦、不易变形、快干、低成本等优点，被广泛应用于服装、家纺、装饰用布等领域。其中，厚重涤纶毯布可用于加工地毯、毛毯、毛绒玩具、汽车内饰等产品，近年来市场需求持续旺盛，据统计2018年1～10月我国出口毛毯达到4.65亿条，创汇超32.5亿美元。
原液着色法加工涤纶毯布不具备性价比优势，占比极少，染色是获得有色毯布的重要途径。当前，对涤纶毯布的染色加工通常采用间歇式的高温常压染色、高温高压染色工艺，以及连续式的浸轧+热熔发色、浸轧+汽蒸发色工艺。但，上述染色方法均需要消耗大量的水资源，同时需要多组还原碱洗、水洗工序去除毯布表面浮色以提高染色牢度。水资源的消耗是毯布染色加工的重要成本，同时排放有色废水的处理难度大，费用高。为降低染色加工成本，贯彻实施国家对传统印染行业提出的节能减排要求，针对涤纶毯布开发免水洗染色新工艺具有重要意义。姜志新采用涂料轧染染色工艺实现了涤纶织带的免水洗染色，不仅使涤纶织带获得了良好的色牢度和染色匀染性，同时该工艺还具有节能减排的优势。陈细江采用包覆颜料的水性聚氨酯丙烯酸酯复合乳液对超细涤纶织物进行免水洗染色，所得涤纶织物得色深，且色牢度能够达到4～5级。
尽管已有针对涤纶织物免水洗染色工艺的报道，但上述工艺均以常规轻薄型涤纶织物的染色加工为主，尚未见针对厚重涤纶织物免水洗加工技术的报道，尤其是厚重毯布往往具有蓬松丰满、拉毛起毛等特殊风格，基于粘合成膜的免水洗染色工艺将破坏毯布的原有风格。
液体分散染料又称“纳米分散染料”，是近年来新开发的生态染料品种，染料粒子的三维尺寸均在100nm左右，远小于常规粉体分散染料175μm的粒径，在染色过程中具有更高的渗透分散性能，可高效率进入涤纶纤维大分子的空隙，避免在纤维表面的堆积，为获得免水洗高色度工艺的开发提供了可行性，同时具有色牢度优、生态性等优势。
发明内容
本发明的目的在于提供厚重涤纶毯布的免水洗高色牢度轧染工艺，设计色浆配制、浸轧带液率、热熔发色温度、发色时间等因素，获得最佳的颜色指标和色牢度。
本发明具体技术方案如下：
厚重涤纶毯布的免水洗高色牢度轧染工艺，包括以下步骤：
1)类微胶囊液体染料的制备：将粉体分散染料球磨后，加入分散剂继续球磨，然后再加入聚丁烯粉末和甘油，继续球磨，再加水，得到类微胶囊液体染料；
2)配制染色色浆；
3)浸轧；
4)预烘；
5)焙烘发色。
步骤1)中所述粉体分散染料、分散剂、聚丁烯粉末和甘油的质量比为100:4-6:8-10:1.5-3。此步骤加入聚丁烯具有热稳定性能，防止焙烘发色过程的热迁移问题，提高色牢度；同时聚丁烯与涤纶高分子有较高的融合性能。
所述分散剂NNO为亚甲基双萘磺酸钠，购自无锡惠山德美化工有限公司；
所述聚丁烯粉末，分子量800-1200之间，购自安徽皖维高新材料股份有限公司；
所述甘油购自阿拉丁试剂(上海)有限公司。
步骤1)中所述粉体分散染料为干燥的红4RL滤饼。
步骤1)中所述球磨在800-1200r/min条件下进行，步骤1)三次球磨速度相同。
本发明中球磨加入分散剂作用为提升分散染料的溶解分散性，在球磨过程中，同时起到类溶剂作用，避免后加聚丁烯粉对分散染料的包裹，避免生成大颗粒的分散染料；而且，本发明体系中分散剂用量仅为传统粉体分散染料用量的1/10。聚丁烯粉有成模性，包覆分散染料的微纳颗粒，更为重要的是在焙烘过程中，与涤纶大分子融合，结为一体，又呈现了粘合剂的作用；甘油具有保湿作用，可上染染料在焙烘发色过程的吸湿，助力染料对涤纶大分子的渗透和颜色鲜艳度。
进一步的，步骤1)具体为：将粉体分散染料800-1200r/min条件下球磨20min，加入分散剂继续球磨10min，然后控制在30g/min的加料速度下再加入聚丁烯粉末和甘油，继续球磨30min，得到分散染料，再加水配制，得到类微胶囊液体染料。
优选的，球磨后分散染料在超声波条件下溶于超纯水，配制成质量浓度为50％的类微胶囊液体染料，超声波的作用是有助于最后液体染料的配制，采用的超声条件下300W,2*104HZ,30min。
步骤1)制备的上述方法制备的类微胶囊液体染料，粒径分布在300-820nm之间。
步骤2)中，所述配制染色色浆中，类微胶囊液体染料浓度为5g/L，增稠剂为0.8g/L，渗透剂为0～0.5g/L。优选的渗透剂为0.1g/L。
进一步的，向超纯水中加入步骤1)制备的的类微胶囊液体染料、增稠剂和渗透剂，电动搅拌转速200r/min搅拌5min即得染色色浆。
步骤2)中所述增稠剂为TF-392B，购自传化智联股份有限公司；所述渗透剂为非离子渗透剂DM-1230，购自无锡惠山德美化工有限公司。
步骤3)所述浸轧具体为：采用二浸二轧工艺，压辊压力为0.2-0.4MPa，织物的带液率为60-100％。本发明浸轧的织物为厚重涤纶毯布，织物经剪毛拉毛处理，具有蓬松丰满手感，织物整体的面密度达到735.0g/m2，由绍兴皂树纺织科技有限公司提供；织物实样见图1所示。
步骤4)所述预烘具体为：90℃下热风预烘3min。预烘可防止泳移现象。
步骤5)所述焙烘发色具体为：170～200℃下发色，时间为80s～210s。焙烘发色温度的设置考虑到了聚丁烯与涤纶大分子的相融点，本专利技术中采用聚丁烯材料在170℃上，发生粘合相融，起到提高色牢度的作用。
本发明采用涤纶毯布免水洗轧染工艺的开发可降低污水排放，符合国家对传统印染行业节能减排政策的要求。
本发明不同于传统颜料染色机理中依靠粘合剂物理成膜粘合机制实现免水洗的工作原理。本发明依托液体染料颗粒纳米粒径的高穿透性，实现对涤纶聚合物高分子的深度浸透染色；同时创新了液体染料的成分，制备液体染料具有“类微胶囊”结构，外层为透明的粘合剂组分，内层为染料组分，保证染料颗粒浸透涤纶内部，经焙烘发色后，粘合剂与涤纶分子自成一体，破解了分散了分散染料自身耐热升华温度低的问题；本发明染色涤纶织物实现了免水洗、高色牢度的协同效应。而且，本发明采用液体分散染料对厚重涤纶毯布进行免水洗轧染工艺开发，本发明设计的轧染最优选的工艺具体为：增稠剂0.8g/L，有助于提升染液的稳定性能；渗透剂0.1g/L，185℃下发色150s，以免染色温度过高以及焙烘时间过长均对色泽产生不利影响。上述条件使染色织物K/S值最高，色牢度及颜色鲜艳度最好。
与现有技术相比，本发明无需加入粘合剂依然具有较高的轧染染色牢度，而且不降低染色K/S值，以免影响织物手感。而且，本申请涤纶毯布免水洗轧染工艺，可实现短流程染色，能够达到节能环保的要求。
附图说明
图1为本发明处理的厚重涤纶织物实样；图中(1)为上表面，(2)为下表面，(3)为横截面，厚度为1cm；
图2为本发明制备的类微胶囊型液体染料粒径分布图；
图3为本发明制备类微胶囊型液体染料SEM形貌图；
图4为未加增稠剂和增稠剂0.8g/L染色涤纶毯布实样照片；(a)为未加增稠剂和(b)为增稠剂0.8g/L。
具体实施方式
本发明扎染的为厚重涤纶毯布，织物经剪毛拉毛处理，具有蓬松丰满手感，织物整体的面密度达到735.0g/m2。所使用的增稠剂为TF-392B，购自传化智联股份有限公司；所述渗透剂为非离子渗透剂DM-1230，购自无锡惠山德美化工有限公司。分散剂NNO为亚甲基双萘磺酸钠，购自无锡惠山德美化工有限公司；聚丁烯粉末，分子量800-1200之间，购自安徽皖维高新材料股份有限公司；甘油购自阿拉丁试剂(上海)有限公司。粉体分散染料为干燥的红4RL滤饼。
实施例1
厚重涤纶毯布的免水洗高色牢度轧染工艺，包括以下步骤：
1)类微胶囊液体染料的制备：将干燥的粉体分散染料(红4RL)滤饼100g置于球磨机内，在高速1200r/min条件下球磨20min至细小粉末后，添加6g分散剂NNO持续按照上述速度球磨10min，然后控制在30g/min的加料速度下再加入聚丁烯粉末10g和甘油3g，持续按照上述速度球磨30min后，向球磨后的粉料中加入超纯水，在超声波300W,2*104HZ超声30min条件下助溶，配制浓度为质量浓度50％的类微胶囊液体染料。
上述方法制备的液体染料为类微胶囊型，粒径分布在300-820nm之间。粒径分布如图2所示，SEM形貌图3所示。
2)配制染色色浆：向超纯水中加入步骤1)制备的的类微胶囊液体染料、增稠剂和渗透剂，电动搅拌转速200r/min搅拌5min，得到染色色浆，其中类微胶囊液体染料浓度为5g/L，增稠剂为0.8g/L，渗透剂为0.1g/L；
3)浸轧：采用二浸二轧工艺，压辊压力为0.4MPa，织物的带液率为60％；
4)预烘：90℃下热风预烘3min；
5)焙烘发色：180℃下发色，烘干时间为150s。
上述实施例1的工艺染色的厚重涤纶毯布，得色鲜艳，颜色均匀，无色差；干湿摩擦牢度均高于4级，无黄变现象。表明该工艺条件下，获得了免水洗高色牢度的染色效果。
实施例2
除染色色浆中渗透剂浓度外不同外，其他同实施例1。改变渗透剂浓度分别为0、0.3、0.5g/L，按照与实施例1相同的轧染工艺对涤纶毯布进行浸轧染色，完成毯布染色；对布样正面(即剪毛拉毛处理，具有蓬松丰满手感的一面)进行颜色指标测试，并评价其色牢度，结果如表1所示。
表1不同浓度渗透剂作用毯布的染色性能
Figure BDA0002298806220000051
由表2可知，渗透剂的用量对色浆染色涤纶毯布的匀染性具有明显的影响，且随着渗透剂用量的增加，匀染性逐渐变好，当渗透剂用量为0.1g/L时(实施例1)，匀染性达到最佳；但是增加渗透剂用量，其匀染性逐渐变差。这主要是因为渗透剂浓度升高使胶束的数目增加，导致胶束之间相互碰撞几率增大，聚集的可能性增加，从而造成染色不均匀。进一步由表2可知，本申请0.1g/L渗透剂DM-1230的用量对色浆染色涤纶毯布的K/S值以及干湿摩擦和水洗牢度无明显影响，所以，本申请渗透剂DM-1230的用量能够获得优异的匀染性，且不影响K/S值以及干湿摩擦和水洗牢度，最优选的为渗透剂用量为0.1g/L。
对比例1
除染色色浆中不加入增稠剂外，其他同实施例1。将对比例1的染色色浆进行稳定性能检测，结果如下表2。图4为对比例1和实施例1染色织物实样。
表2增稠剂对染液Zeta及染色织物色牢度的影响
Figure BDA0002298806220000052
一般认为增稠剂有利于轧染染液的稳定，避免了织物的头尾色差；但增稠剂加入也有可能破坏液体分散染料的分散稳定性。但是，本申请设计增稠剂TF-392B浓度为0.8g/L，由表1可知，0.8g/L低浓度增稠剂的加入对色浆的Zeta电位值有影响，加入增稠剂后，染色色浆Zeta电位的绝对值增加了11。Zeta电位越高，分散体系越稳定。说明加入增稠剂有利于提高色浆的稳定性。此外，表1显示出低浓度的增稠剂可以提高染色涤纶毯布的干湿摩擦和水洗牢度。进一步测试了低浓度增稠剂的加入对涤纶毯布染色深度的影响，结果见图4所示。其中，加入增稠剂涤纶毯布的颜色深度明显提高(图4中(a)为未加增稠剂和(b)为增稠剂0.8g/L)，而且，本申请其K/S值相比未加增稠剂的显著增加。显然，本申请0.8g/L增稠剂加入增加了染料分子对织物的吸附，同时提高了色浆稳定性，染色涤纶毯布的K/S值,从而提升了织物染色深度。
对比例2
除染色色浆中加入粘合剂外，其他同实施例1。向实施例1的色浆中分别加入0、0.5、1.0、1.5g/L浓度的粘合剂(使用的粘合剂为无醛粘合剂DM-5128)，各自搅拌均匀后，按照与实施例1相同的方法对涤纶毯布进行浸轧染色，测试染色毯布的颜色指标及其色牢度，结果如表3所示。
表3不同浓度粘合剂作用毯布的染色性能
Figure BDA0002298806220000061
由表3可知，在本申请色浆中加入粘合剂对染色涤纶毯布的色牢度无提升作用，但明显降低了织物的表面颜色深度值。同时，织物手感***，表面绒毛蓬松感丧失。加入粘合剂相比未加粘合剂(实施例1)的染色涤纶毯布其K/S值降低。这可能是因为粘合剂的加入使染液中的染料小分子发生团聚变为染料颗粒聚集体，进而染料颗粒聚集体发生沉降，从而不利于染料对纤维的上染。而粘合剂的加入对本申请色浆的染色均匀性和色牢度(包括干湿摩擦牢度和水洗牢度)并没有起到促进作用。所以，本申请设计的色浆不需要加入粘合剂，依然能够获得优异的K/S值和染色均匀性。
实施例3
除染焙烘温度外，其他同实施例1，改变烘焙发色温度分别为170℃。
实施例4
除染焙烘温度外，其他同实施例1，改变烘焙发色温度分别为200℃。
对比例3
除染焙烘温度外，其他同实施例1，改变烘焙发色温度分别为150℃。
测试实施例1、实施例3和实施例4及对比例3染色毯布的颜色指标和色牢度，其颜色指标和色牢度如表4所示。
表4不同发色温度下涤纶毯布的颜色指标和色牢度
Figure BDA0002298806220000071
发色温度对染色涤纶毯布的K/S具有显著的影响，且随着发色温度的增加，涤纶毯布的K/S值逐渐提高，表明发色温度的增加有助于提升涤纶毯布的颜色深度。表4示出了不同发色温度下涤纶毯布的L，a，b值和色牢度。由表4可知，发色温度的提高使涤纶毯布的L值降低，b值增加；虽然发色温度的提高增加染色涤纶毯布的K/S值，但是过高的发色温度(200℃)会导致涤纶毯布的明度降低，出现泛黄现象。进一步由表4可知，发色温度的增加还有助于干湿摩擦牢度和水洗牢度的提升，且当发色温度为185℃时，色浆染色涤纶毯布的干湿摩擦和水洗牢度达到最佳。综上分析，为保证色浆上染涤纶毯布具有较好的染色效果同时具有较高的色牢度，需要选取合适的发色温度。从节能的角度衡量，确定本实验的免水洗色浆染色工艺的发色温度最优选为185℃。
实施例5
除染焙烘时间外，其他同实施例1，改变烘焙发色时间分别为80s；
实施例6
除染焙烘时间外，其他同实施例1，改变烘焙发色时间分别为210s；
实施例1、实施例5和实施例6不同发色时间色浆染色涤纶毯布的颜色指标和色牢度，结果见表5所示。
表5不同发色时间作用毯布的颜色指标
Figure BDA0002298806220000072
Figure BDA0002298806220000081
发色时间的延长会显著增加色浆染色涤纶毯布的K/S值，表明发色时间的延长也有助于提高色浆上染涤纶毯布的颜色深度。此外，由表5可知，发色时间由80s增加至150s时，色浆染色涤纶织物的L值降低较少，b值不变，表明发色150s后，不会导致色浆染色涤纶织物的明度显著降低和产生出现泛黄。当发色时间增加至210s时，色浆染色涤纶织物的L值降低了11.6，b值增加了2.33，此时染色涤纶毯布明度显著降低，出现明显的泛黄现象。由表5还可得出，随着发色时间的延长，染色织物的干湿摩擦和水洗牢度得到改善。综上所述，在未达到一定时间染色涤纶毯布发色不均匀，而到达一定时间后，随着延长时间，染色织物的表面***深度反而降低，布样伴有泛黄现象产生且色牢度不再提高。本发明中发色时间最优选的为150s。
本发明上述检测方法如下：
色浆稳定性能测试方法：
将待检测的染色色浆稀释500倍，并置于两端带有电极的U型毛细管槽中。采用马尔文Zetasizer Nano ZSP粒度电位仪对色浆的Zeta电位值进行测试，所有测试样品在室温条件下进行，并重复三次。
染色毯布的颜色指标测试：
采用Datacolor 650型电脑测色配色仪在D 65光源、10°视角下测试不同染色毯布样品的K/S、L、a、b值；各布样颜色指标测5次，取平均值。
染色毯布均匀性测试：
测量染色毯布K/S值,各布样数据点不少于5个,按公式(1)计算K/S值标准偏差Sr,依据偏差值判断匀染性,偏差值越小,匀染性越好。
Figure BDA0002298806220000082
式中，
Figure BDA0002298806220000083
为各点K/S平均值，n为测试数据点数。
染色毯布的色牢度测试
参照标准GB/T 3920-2008《纺织品色牢度试验耐摩擦色牢度》和GB/T 3921-2008《纺织品色牢度试验耐洗色牢度》测试染色毯布样品的干、湿摩擦牢度和水洗色牢度，并完成评级。

Claims (10)

1.厚重涤纶毯布的免水洗高色牢度轧染工艺，其特征在于，所述厚重涤纶毯布的免水洗高色牢度轧染工艺包括以下步骤：
1)类微胶囊液体染料的制备：将粉体分散染料球磨后，加入分散剂继续球磨，然后再加入聚丁烯粉末和甘油，继续球磨，再加水，得到类微胶囊液体染料；
2)配制染色色浆；
3)浸轧；
4)预烘；
5)焙烘发色。
2.根据权利要求1所述的厚重涤纶毯布的免水洗高色牢度轧染工艺，其特征在于，步骤1)中所述粉体分散染料、分散剂、聚丁烯粉末和甘油的质量比为100:4-6:8-10:1.5-3。
3.根据权利要求1或2所述的厚重涤纶毯布的免水洗高色牢度轧染工艺，其特征在于，所述聚丁烯粉末，分子量800-1200之间。
4.根据权利要求1所述的厚重涤纶毯布的免水洗高色牢度轧染工艺，其特征在于，步骤1)中所述球磨为800-1200r/min条件下进行。
5.根据权利要求1或4所述的厚重涤纶毯布的免水洗高色牢度轧染工艺，其特征在于，步骤1)具体为：将粉体分散染料800-1200r/min条件下球磨20min，加入分散剂继续球磨10min，然后控制在30g/min的加料速度下再加入聚丁烯粉末和甘油，继续球磨30min，得到分散染料，再加水配制，得到类微胶囊液体染料。
6.根据权利要求1所述的厚重涤纶毯布的免水洗高色牢度轧染工艺，其特征在于，步骤1)制备的上述方法制备的类微胶囊液体染料，粒径分布在300-820nm之间。
7.根据权利要求1所述的厚重涤纶毯布的免水洗高色牢度轧染工艺，其特征在于，步骤2)中，所述配制染色色浆中，增稠剂为0.8g/L。
8.根据权利要求1所述的厚重涤纶毯布的免水洗高色牢度轧染工艺，其特征在于，步骤2)中，所述配制染色色浆中，类微胶囊液体染料浓度为5g/L。
9.根据权利要求1所述的厚重涤纶毯布的免水洗高色牢度轧染工艺，其特征在于，步骤2)中，所述配制染色色浆中，渗透剂为0～0.5g/L。
10.根据权利要求1所述的厚重涤纶毯布的免水洗高色牢度轧染工艺，其特征在于，步骤5)所述焙烘发色具体为：170～200℃下发色，时间为80s～210s。
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