CN111172795A - 一种坯棉织物免前处理的非水染色方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种坯棉织物免前处理的非水染色方法，包括如下步骤：1)将无机碱、渗透剂和水混匀，制得碱溶液；使用碱溶液对坯棉织物进行浸润处理，对浸润处理后的坯棉织物进行烘干处理；2)将活性染料和极性溶剂混匀，制得第一溶液；将助染剂和非极性溶剂混匀，制得第二溶液；将第一溶液和第二溶液混匀，制得染浴；使用染浴对步骤1)得到的烘干处理后的坯棉织物进行染色处理，得到非水染色的坯棉织物。本发明提供的非水染色方法对坯棉织物的非水染色，实现了免前处理过程；染色成品得色均匀色光自然，固色率高达97％以上，且保有了棉织物天然的柔软、滑爽，拒水性和手感显著优于普通前处理后的织物。

Description

一种坯棉织物免前处理的非水染色方法
技术领域
本发明涉及染整技术领域。更具体地，涉及一种坯棉织物免前处理的非水染色方法。
背景技术
中国作为棉纺织品的生产加工大国，每年有数百万吨的棉织物需要前处理、染色等加工。而传统棉织物的各步生产加工中，均需要消耗大量的水资源，尤其是前处理和染色过程，不仅耗水量大，而且产生的污水COD高、色度高，废水处理难度大，是当今困扰印染行业发展的一大难题。
随着水资源的日益紧缺和国内外环保法规、环保意识的逐步加强，减少印染废水产生，发展非水介质染色，成为纺织行业产业转型的一大方向。其中临界二氧化碳染色和非水溶剂染色为非水介质染色的两大方向：临界二氧化碳染色在国内外已有较多研究，但由于对所用染料和所染纤维均有较大局限，以及染色设备运行需要超高压，导致该技术的应用范围无法推广，产业化进程缓慢；非水介质溶剂染色主要是指使用溶剂替代水作为染色介质，在染色过程中避免染料的水解，从而实现染料的高利用率和织物的高固色率。由于染色过程中不使用水，而染色完毕非水溶剂全部回收再利用，所以过程中没有染色废水、废液产生。
现有的极性/非极性二元非水染色工艺流程为：前处理-碱处理-烘干-染浴配制-染色，工艺中纱线需要经过前处理过程，每吨棉织物前处理需要消耗24～40吨水。常规水染前，需要对棉织物进行前处理，去除面纤维表面的棉蜡、油脂、果胶等，以提高棉纤维的亲水性，实现染液的扩散和染料的匀染。
在实现染色过程的无水化后，发展前处理的少水无水技术或开发免前处理的染色工艺，成为非水介质染色的一大难题，其解决方案直接关系到该技术的产业化推广可行性和企业的经济利益。
因此，本发明提供了一种坯棉织物免前处理的非水染色方法，解决免前处理的坯棉织物在非水染色中的相关染色技术问题。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种坯棉织物免前处理的非水染色方法。
为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：
一种坯棉织物免前处理的非水染色方法，包括如下步骤：
1)将无机碱、渗透剂和水混匀，制得碱溶液；使用碱溶液对坯棉织物进行浸润处理，对浸润处理后的坯棉织物进行烘干处理；
2)将活性染料和极性溶剂混匀，制得第一溶液；将助染剂和非极性溶剂混匀，制得第二溶液；将第一溶液和第二溶液混匀，制得染浴；使用染浴对步骤1)得到的烘干处理后的坯棉织物进行染色处理，得到非水染色的坯棉织物。
优选地，步骤1)中所述使用碱溶液对坯棉织物进行浸润处理中的坯棉织物为未经前处理的坯棉织物，具体包括坯棉、坯纱、坯布及其他形式的未经前处理的坯棉织物。
优选地，步骤1)中所述无机碱包括氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾和碳酸氢钠中的一种或几种。
优选地，步骤1)中所述渗透剂包括阴离子类渗透剂、阳离子类渗透剂和非离子类渗透剂中的一种或几种；其中，阴离子类渗透剂例如有仙桥FKS或德美化工DM-1573等，非离子类渗透剂例如有德美化工DM1133或科凯化工EPDC等。
优选地，步骤1)中所述碱溶液中无机碱的浓度为5g/L～50g/L。
优选地，步骤1)中所述碱溶液中渗透剂的浓度为0.1g/L～10g/L。
优选地，步骤1)中所述浸润处理的方式包括浸泡、喷淋、浸轧和泵循环中的一种或几种。
优选地，步骤1)中所述浸润处理的温度为0℃～100℃。
优选地，步骤1)中所述浸润处理后的坯棉织物的带液率为50％～120％。
优选地，步骤1)中所述烘干处理的温度为80℃～100℃，所述烘干处理的时间为1分钟～10分钟。
优选地，步骤2)中所述活性染料的不良溶剂包括烷烃、含氯烃类溶剂、芳烃、酮类溶剂、硅烷类溶剂、酯类溶剂和醚类溶剂中的一种或几种。
优选地，步骤2)中所述活性染料为乙烯砜类活性染料、均三嗪类活性染料或嘧啶类活性染料；其中，乙烯砜类活性染料如亨斯迈SE Red或SE DEEP Blue等，均三嗪类活性染料如住友化学Yellow 3RF等，嘧啶类活性染料如德司达Red E-6BA等。
优选地，步骤2)中所述极性溶剂包括N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、离子液体和醇醚溶剂中的一种或几种。
优选地，步骤2)中所述第一溶液中活性染料的浓度为0.1g/L～50g/L。
优选地，步骤2)中所述助染剂包括高级脂肪酸脂、C8～C18碳链季铵盐和C20～C28直链烷烃中的一种或几种。
优选地，步骤2)中所述非极性溶剂包括碳酸二甲酯、季戊烷、正庚烷、三氯甲烷、氯乙烯、十甲基环五硅氧烷和石油醚中的一种或几种。
优选地，步骤2)中所述第二溶液中助染剂的浓度为0.1g/L～15g/L。
优选地，步骤2)中所述染浴中第一溶液和第二溶液的体积比为1：6～10。
优选地，步骤2)中所述染浴和所述坯棉织物的用量比为5L～50L：1Kg。
优选地，步骤2)中所述染色处理的过程包括以0.1℃/min～5℃/min的升温速率升温至80℃～100℃，保温染色30分钟～120分钟。
优选地，步骤2)中所述染色处理完成后，还包括回收溶剂的步骤。
另外，如无特殊说明，本发明所记载的任何范围包括端值以及端值之间的任何数值以及端值或者端值之间的任意数值所构成的任意子范围。
本发明的有益效果如下：
(1)本发明提供的非水染色方法对坯棉织物的非水染色，实现了免前处理过程；染色成品得色均匀色光自然，固色率高达97％以上，且保有了棉织物天然的柔软、滑爽，拒水性和手感显著优于普通前处理后的织物；
(2)本发明提供的非水染色方法中使用的非水溶剂组合，本身对棉纤维表面的棉蜡、油脂具有较强的穿透能力，所以不需要对染前的坯棉进行去除棉蜡等杂质的前处理；省去了前处理工序，节约了前处理所需要消耗的化学品、水，以及电汽等能源；所使用到的碱液可循环使用，也没有废水产生；
(3)本发明提供的非水染色方法免前处理染色保留了棉纤维上的棉蜡和油脂，其与非水染色的溶剂介质相容性更高，使得溶剂能够携带染料渗入纤维更深层，使得织物得色更均匀，色光更饱满自然；
(4)本发明提供的非水染色方法免前处理染色保留了棉纤维上的棉蜡，可以节省染色完毕的过软和烘干纱线后的络筒上蜡工序；棉纤维自身棉蜡的保存也使得棉织物天然的柔软、爽滑的手感的到保留；相较于现有技术在前处理后过柔软剂所获得的织物表现，其持久度更高，手感更自然；
(5)本发明方法操作步骤简便易行，工艺难度低，过程环保节能，易于产业化推广，具有可观的经济优势。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例对本发明做进一步的说明。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。
本发明中，制备方法如无特殊说明则均为常规方法；所用的原料如无特别说明均可从公开的商业途径获得。
实施例1
本实施例提供了一种坯棉织物免前处理的非水染色方法，包括如下步骤：
1)分别称取15g氢氧化钾、0.5g渗透剂EPDC溶于1L水，搅拌均匀，制得碱溶液；向碱溶液中投入针织坯布50g进行浸润处理，常温浸泡30min后，两浸两轧，控制浸润处理后的针织坯布带液率100％；对浸润处理后的针织坯布于100℃温度下进行烘干处理；
2)使用100mL二甲基甲酰胺作为极性溶剂溶解1.5g活性染料SE Red，制得第一溶液；
制备含0.5g/L高级脂肪酸脂的正辛烷作为第二溶液；
将第一溶液和第二溶液按1：10的体积比混匀制备染浴；
使用染浴对步骤1)得到的烘干处理后的针织坯布进行染色处理，1℃/min升温至80℃，保温染色120分钟，得到非水染色的针织坯布；该非水染色的针织坯布得色均匀，K/S值为24，固色率为98.3％，色差测试结果如表1。
实施例2
本实施例提供了一种坯棉织物免前处理的非水染色方法，包括如下步骤：
1)分别称取60g碳酸钠、0.5g渗透剂FKS溶于1L水，搅拌均匀，制得碱溶液；向碱溶液中投入针织坯布50g进行浸润处理，60℃浸泡30min后，三浸三轧，控制浸润处理后的针织坯布带液率100％；对浸润处理后的针织坯布于100℃温度下进行烘干处理；
2)使用200mL二甲基亚砜作为极性溶剂溶解1.5g活性染料SE DEEP Blue，制得第一溶液；
制备含0.5g/L十二烷基三甲基氯化铵的十甲基环五硅氧烷作为第二溶液；
将第一溶液和第二溶液按1：8的体积比混匀制备染浴；
使用染浴对步骤1)得到的烘干处理后的针织坯布进行染色处理，1℃/min升温至100℃，保温染色45分钟，得到非水染色的针织坯布；该非水染色的针织坯布得色均匀，K/S值为25.8，固色率为97.5％，色差测试结果如表1。
实施例3
本实施例提供了一种坯棉织物免前处理的非水染色方法，包括如下步骤：
1)分别称取100g氢氧化钠、5g渗透剂DM1133溶于12L水，搅拌均匀，制得碱溶液；向碱溶液中投入坯纱3Kg进行浸润处理，40℃染纱机单向外流60min后，离心脱水控制浸润处理后的坯纱带液率60％；对浸润处理后的坯纱于90℃温度下进行烘干处理；
2)使用18L二甲基亚砜作为极性溶剂溶解40g活性染料SE Red，制得第一溶液；
制备含0.5g/L二十六烷的正辛烷作为第二溶液；
将第一溶液和第二溶液按1：8的体积比混匀制备染浴；
使用染浴对步骤1)得到的烘干处理后的坯纱进行染色处理，1℃/min升温至100℃，保温染色60分钟得到非水染色的坯纱；该非水染色的坯纱得色均匀，K/S值为18.3，固色率为97.2％，纱线内外层纱为0.36，色差测试结果如表1。
实施例4
本实施例提供了一种坯棉织物免前处理的非水染色方法，包括如下步骤：
1)分别称取20g氢氧化钠、200g碳酸铵、5g渗透剂FKS溶于10L水，搅拌均匀，制得碱溶液；向碱溶液中投入坯棉2Kg进行浸润处理，70℃染棉机单向外流45min后，离心脱水控制浸润处理后的坯棉带液率60％；对浸润处理后的坯棉于90℃温度下进行烘干处理；
2)使用5L二甲基乙酰胺作为极性溶剂溶解60g活性染料Blue SP-G，制得第一溶液；
制备含0.5g/L二十六烷的四氯乙烯作为第二溶液；
将第一溶液和第二溶液按1：6的体积比混匀制备染浴；
使用染浴对步骤1)得到的烘干处理后的坯棉进行染色处理，1℃/min升温至90℃，保温染色60分钟得到非水染色的坯棉；该非水染色的坯棉得色均匀，K/S值为39.4，固色率为97.3％，色差测试结果如表1。
对比例1
本对比例提供了一种坯棉织物免前处理的非水染色方法，包括如下步骤：
1)分别称取60g碳酸钠、0.5g渗透剂EPDC溶于1L水，搅拌均匀，制得碱溶液；向碱溶液中投入针织坯布50g进行浸润处理，60℃浸泡30min后，三浸三轧，控制浸润处理后的针织坯布带液率100％；对浸润处理后的针织坯布于100℃温度下进行烘干处理；
2)使用500mL纯水溶解1.5g活性染料SE Red和10g元明粉，制得染浴；
向染浴中投入步骤1)得到的烘干处理后的针织坯布，1℃/min升温染色，至60℃分3步加入5g纯碱，持温1h，皂洗得到水介质染色后的针织坯布；水介质染色后的针织坯布表面有明显色花，K/S值为18.92，固色率为71.6％，色差测试结果如表1。
表1色差测试结果
色差测试 对比例1 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4
布面各区域K/S差 3.3 0.72 0.57 0.66 0.92
布面各区域色差 1.40 0.58 0.43 0.48 0.68
以上测试结果说明，本发明的棉织物免前处理非水染色方法，相较水介质在对坯棉织物的匀染、透染性上有明显的优势。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (10)

1.一种坯棉织物免前处理的非水染色方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)将无机碱、渗透剂和水混匀，制得碱溶液；使用碱溶液对坯棉织物进行浸润处理，对浸润处理后的坯棉织物进行烘干处理；
2)将活性染料和极性溶剂混匀，制得第一溶液；将助染剂和非极性溶剂混匀，制得第二溶液；将第一溶液和第二溶液混匀，制得染浴；使用染浴对步骤1)得到的烘干处理后的坯棉织物进行染色处理，得到非水染色的坯棉织物。
2.根据权利要求1所述的坯棉织物免前处理的非水染色方法，其特征在于，步骤1)中所述无机碱包括氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾和碳酸氢钠中的一种或几种；优选地，步骤1)中所述渗透剂包括阴离子类渗透剂、阳离子类渗透剂和非离子类渗透剂中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的坯棉织物免前处理的非水染色方法，其特征在于，步骤1)中所述碱溶液中无机碱的浓度为5g/L～50g/L；步骤1)中所述碱溶液中渗透剂的浓度为0.1g/L～10g/L。
4.根据权利要求1所述的坯棉织物免前处理的非水染色方法，其特征在于，步骤1)中所述浸润处理的方式包括浸泡、喷淋、浸轧和泵循环中的一种或几种；
优选地，步骤1)中所述浸润处理的温度为0℃～100℃；
优选地，步骤1)中所述浸润处理后的坯棉织物的带液率为50％～120％。
5.根据权利要求1所述的坯棉织物免前处理的非水染色方法，其特征在于，步骤1)中所述烘干处理的温度为80℃～100℃，所述烘干处理的时间为1分钟～10分钟。
6.根据权利要求1所述的坯棉织物免前处理的非水染色方法，其特征在于，步骤2)中所述活性染料的不良溶剂包括烷烃、含氯烃类溶剂、芳烃、酮类溶剂、硅烷类溶剂、酯类溶剂和醚类溶剂中的一种或几种；
优选地，步骤2)中所述活性染料为乙烯砜类活性染料、均三嗪类活性染料或嘧啶类活性染料。
7.根据权利要求1所述的坯棉织物免前处理的非水染色方法，其特征在于，步骤2)中所述极性溶剂包括N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、离子液体和醇醚溶剂中的一种或几种；
优选地，步骤2)中所述第一溶液中活性染料的浓度为0.1g/L～50g/L。
8.根据权利要求1所述的坯棉织物免前处理的非水染色方法，其特征在于，步骤2)中所述助染剂包括高级脂肪酸脂、C8～C18碳链季铵盐和C20～C28直链烷烃中的一种或几种；
优选地，步骤2)中所述非极性溶剂包括碳酸二甲酯、季戊烷、正庚烷、三氯甲烷、氯乙烯、十甲基环五硅氧烷和石油醚中的一种或几种；
优选地，步骤2)中所述第二溶液中助染剂的浓度为0.1g/L～15g/L。
9.根据权利要求1所述的坯棉织物免前处理的非水染色方法，其特征在于，步骤2)中所述染浴中第一溶液和第二溶液的体积比为1：6～10；
优选地，步骤2)中所述染浴和所述坯棉织物的用量比为5L～50L：1Kg。
10.根据权利要求1所述的坯棉织物免前处理的非水染色方法，其特征在于，步骤2)中所述染色处理的过程包括以0.1℃/min～5℃/min的升温速率升温至80℃～100℃，保温染色30分钟～120分钟。
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