CN113668262A - 一种抗老化牛仔面料的生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种抗老化牛仔面料的生产工艺，属于纺织品的硫化染料染色技术领域。将待处理纱线置于染液中进行染色处理，所述染液中，碱浓度为50‑240g/L，硫化黑浓度为80‑220g/L，染色温度70‑105℃。将本申请应用于牛仔经纱的染色处理，具有染色工序简单、改善面料抗老化性能等优点。
Description
技术领域
本申请涉及一种抗老化牛仔面料的生产工艺，属于纺织品的硫化染料染色技术领域。
背景技术
黑色面料多以硫化黑染色，然而由于硫化染料分子中存在不稳定的多硫键，硫原子在一定的温湿度条件下会形成硫酸，进而会对牛仔面料中的纤维素纤维产生水解作用，使黑布发脆，降低面料的强力，这一现象俗称老化。
为改善该问题，人们对硫化黑染料进行特殊处理，对硫原子产生抑制作用，如在染色实践中，采用染色水洗、烘干等防脆损工艺，来避免面料染色后的短时间内出现面料的脆损现象。但老化损害会长期积累，最终仍旧会对面料造成实质性损害，使这类面料比其他面料更快达到使用寿命。
为对抗老化，还有一种抗老化的改善办法：在纱线进行硫化黑染色前增加一道高碱丝光处理槽，经过水洗和烘干过程，然后进行硫化黑染色。经过此工艺处理的硫化黑面料，其老化后的强力会有所改善。这种方法的缺陷是染色设备需要增加额外的烘筒装置，增加了设备的复杂性，烘干成本，同时也增加了缠纱机会，进而增加了染色操作的复杂性。
发明内容
有鉴于此，本申请提供一种抗老化牛仔面料的生产工艺，在染色液中直接添加烧碱，高碱处理和染色二合一进行，大大简化了设备，减少成本及操作的复杂性，同时取得一致的效果。
具体地，本申请是通过以下方案实现的：
一种抗老化牛仔面料的生产方法，将待处理纱线置于染液中进行染色处理，所述染液中，碱浓度为50-240g/L，硫化黑浓度为80-220g/L，染色温度70-105℃。
本案在染液中添加高浓度的碱液，
一方面：染液中的高浓度碱液与经纱的棉纤维发生反应，是纤维发生溶胀，最终形成丝光纤维素。而基于丝光理论，经过高碱处理的纱线，其表面的碱纤维素对染料有良好的上染率，使得染料聚集在纱线表面的同时也阻止染料渗透到纱线内部。所以，经过高碱染色的经纱，得色比常规染色的深，而纱线内部却有一部分纤维没有上染。
另一方面：将高碱处理与染色处理在一个染缸中进行，添加物料时可以直接加入相应浓度的碱液与染料，不仅降低了操作复杂程度，还减少了丝光处理槽、烘筒等设备的投入，待染色完毕，可直接转入常规烘干工序进行烘干，减少染色后处理的复杂程度和设备投入。
综上因素，本案高碱染色工艺可以应用于任意的硫化染色浓度。染色浓度的高低取决于面料对颜色深度的要求。在较低的染料浓度时，老化对面料的损害相对较轻，应用高碱工艺在改善抗老化性能方面意义不大；当染料浓度特别高的时候，高碱染色工艺的作用，也不足以弥补面料本身的老化损害，所以这种极高浓度的染色工艺在实践中也应对避免。综合考虑，80-220g/L为适宜范围。
进一步的，作为优选：
所述碱浓度为100-200g/L。在进行染色过程中，我们发现：当碱浓度低于100g/L时，碱与纤维素之间的作用比较弱，不能形成明显的丝光效果，面料的抗老化水平的改善也处于相对较低的程度，如小于5％的水平。随着碱浓度的提升，丝光效果变得更明显，表现的是得色率上升和环染效果的加强。按照丝光理论，当碱浓度达到250g/L时，丝光效果会达到较理想的程度。然而基于纱线染色的实践经验，当碱浓度达到220g/L时，纱线染色操作将十分困难，缠纱、断纱频繁，不利于正常生产。基于此，优选100～200g/L为更合适的工艺范围，并以150-200g/L作为最优选工艺选择。此时的抗老化性能改善程度，可达25％。
所述碱为氢氧化钠水溶液。
所述染色温度为90-95℃。染色过程中温度的控制对上染效果的影响较为关键，而在本案的高碱环境下，染色温度的控制更加重要，温度的高低直接影响染料的上染率和染色牢度。在70-105℃范围内，都可以很好地保持染料活性。但是当温度低于90C时，色牢度会随着温度的降低而变差，而当温度接近100C时，染液会因为煮沸而飞溅，发生操作工人的烫伤事故。因此合适的温度范围选择在90-95℃。
所述染液中还添加有还原剂，还原剂的添加量为0.3g/L-3g/L。更优选的，所述还原剂为二氧化硫脲、D-葡萄糖、D-果糖、D-乳糖中的任一种，将硫化染料还原成隐色体状态，使之能够上染到棉纱上。
所述染液中还添加有丝光渗透剂，丝光渗透剂为无酚丝光渗透剂，含烷基醇硫酸酯钠盐、烷基磺酸钠盐、醇醚类化合物、磷酸酯类化合物、氨基醇类化合物、酰胺类化合物、醇类化合物中的任一两种以上成分，丝光渗透剂的添加量为5g/L-20g/L，牛仔面料的经纱染色是原纱染色，吸湿性较差，烧碱以及染液难以渗透到纱线内部。借助丝光渗透剂，可以让碱液和染液快速渗透，实现对纱线的丝光作用和染色。
具体实施方式
本实施例仅以牛仔面料的上染为关键技术处理工段，其余工序如染色前的去油、染色后的水洗与烘干等则采用常规处理即可。
测试标准：
(1)抗老化性：采用AATCC-26加速法，经过加速老化的面料，其强力与老化前的强力对比，就反映了老化损害程度，即面料的抗老化性能。
(2)色牢度：采用GB/T3921-2008，通过皂洗的方式，观察皂洗前后面料的变色情况，衡量染料的耐洗牢度
对比例：常规硫化染色
作为对比的常规硫化黑染色工艺如下：
硫化黑浓度：100g/L，硫化碱浓度80g/L，渗透剂浓度6g/L。
染色温度90℃，车速22米/分钟。
实施例1：碱浓度对老化性能的影响
在本实施例的染色工序中，以棉涤弹牛仔面料的经纱为处理对象，染液中，硫化黑浓度为100g/L，染色温度90℃，分别试验碱浓度30g/L、60g/L、85g/L、100g/L、120g/L、150g/L、200g/L、220g/L确认碱浓度对上染效果的影响，结果如表1所示。
表1：不同碱浓度对老化性能的影响
从表1可以看出，碱浓度对老化性能和色牢度都有确实的影响。其中影响作为明显的是老化断裂强力和老化撕裂强力两方面。
从表1中，我们可以看出，当碱浓度处于较低水平时，无论是老化断裂强力和撕裂强力都与常规情况接近，但是随着碱浓度的增加，老化强力都随之增加，明显高于常规染色下的老化强力。这是因为在较低的碱浓度条件下，碱对棉纤维的丝光效果不够充分。碱浓度越高时，效果越充分，这是的丝光纤维素含量越高，使得越多的染料分子在纱线的表面与丝光纤维素结合，并进而阻止其它的染料分子进入到纱线内部。纱线内部的纤维由于没有硫化染料分子的附着，不会受到染料的老化因素影响，保持较好的强力。换句话说，碱浓度的增加，使得硫化染料更多地聚集于纱线的表面，而内部不收染料影响的纤维也增加，从而纱线的强力会较好。
当碱浓度低于100g/L时，老化强力与常规老化强力相比，只提高5％左右，但是当碱浓度达到220G/L时，提高程度能够达到20～25％。特别是当碱浓度提升至220g/L以上时，机上运行的纱线会频繁发生缠绕机器的现象，导致染色操作困难，机上断纱情况频繁，使生产难以顺利进行。
在上述实施例1的基础上，我们做平行试验，测试不同硫化黑浓度下的碱浓度是否存在相同趋势，具体如下所实施例1-1、1-2、1-3、1-4、1-5。
实施例1-1
更换硫化黑浓度为80g/L，染色温度90℃，分别试验碱浓度30g/L、60g/L、85g/L、100g/L、120g/L、150g/L、200g/L、220g/L，得到与表1相同的趋势，即碱浓度越高时，对老化性能的改善效果越好。
实施例1-2
更换硫化黑浓度为60g/L，染色温度90℃，分别试验碱浓度30g/L、60g/L、85g/L、100g/L、120g/L、150g/L、200g/L、220g/L得到与表1相同的趋势，即碱浓度越高时，对老化性能的改善效果越好。
实施例1-3
更换硫化黑浓度为120g/L，染色温度90℃，分别试验碱浓度30g/L、60g/L、85g/L、100g/L、120g/L、150g/L、200g/L、220g/L，得到与表1相同的趋势，即即碱浓度越高时，对老化性能的改善效果越好。
实施例1-4
更换硫化黑浓度为100g/L，染色温度85℃，分别试验碱浓度30g/L、60g/L、85g/L、100g/L、120g/L、150g/L、200g/L、220g/L，得到与表1相同的趋势，即碱浓度越高时，对老化性能的改善效果越好。而在色牢度方面，会比90℃时稍有降低。
实施例1-5
更换硫化黑浓度为100g/L，染色温度95℃，分别试验碱浓度30g/L、60g/L、85g/L、100g/L、120g/L、150g/L、200g/L、220g/L得到与表1相同的趋势，即碱浓度越高时，对老化性能的改善效果越好。而在色牢度方面，会比90℃时稍有提高。
对比实施例1与实施例1-1、1-2、1-3、1-4、1-5，我们可以发现：在选定的硫化黑浓度与温度区间内，处理对象相同时，碱浓度对牛仔面料的影响趋势相同。即碱浓度越高时，对老化性能的改善效果越好
实施例2：硫化黑浓度对上染效果的影响
在本实施例的染色工序中，以棉涤弹牛仔面料的经纱为处理对象，染液中，碱浓度为150g/L，染色温度90℃，分别试验硫化黑浓度40g/L、60g/L、80g/L、100g/L、120g/L、150g/L、200g/L、250g/L，确认硫化黑浓度对上染效果的影响，结果如表2所示。
表2：不同硫化黑浓度对老化性能的影响
从表2可以看出，在一定的碱浓度下，硫化黑浓度对老化性能的影响，表现在随着染色浓度的增加，面料的老化强力也低，当染料浓度达到250g/L时，老化强力会低于常规(硫化黑100g/L)工艺下的老化强力。同时在染色色牢度方面，染料浓度增加时，色牢度也会降低。
在另外一个方面，当染料浓度很低，如低于60g/L时，虽然老化强力会很高，但是这时候即便采用常规的染色工艺，老化强力也足以满足面料性能需要。
而在其他方面，硫化黑浓度的变化会影响面料的色牢度。浓度越高，则色牢度越差。
在上述实施例2的基础上，我们做平行试验，测试不同碱浓度下的硫化黑浓度是否存在相同趋势，具体如下所实施例2-1、2-2、2-3、2-4。
实施例2-1
更换碱浓度为200g/L，染色温度90℃，分别试验硫化黑浓度40g/L、60g/L、80g/L、100g/L、120g/L、150g/L、200g/L、250g/L，确认碱浓度对老化性能的影响，得到与表2相同的趋势，即随着染色浓度的增加，面料的老化强力也低。
实施例2-2
更换碱浓度为120g/L，染色温度90℃，分别试验硫化黑浓度40g/L、60g/L、80g/L、100g/L、120g/L、150g/L、200g/L、250g/L，确认碱浓度对老化性能的影响，得到与表2相同的趋势，即随着染色浓度的增加，面料的老化强力也低。
实施例2-3
更换碱浓度为200g/L，染色温度95℃，分别试验硫化黑浓度40g/L、60g/L、80g/L、100g/L、120g/L、150g/L、200g/L、250g/L，确认碱浓度对老化性能的影响，得到与表2相同的趋势，即随着染色浓度的增加，面料的老化强力也低。
实施例2-4
更换碱浓度为120g/L，染色温度95℃，分别试验硫化黑浓度40g/L、60g/L、80g/L、100g/L、120g/L、150g/L、200g/L、250g/L，确认碱浓度对老化性能的影响，得到与表2相同的趋势，即随着染色浓度的增加，面料的老化强力也低。
实施例3：温度对上染效果的影响
在本实施例的染色工序中，以棉涤弹牛仔面料的经纱为处理对象，染液中，碱浓度为150g/L，染色浓度为100g/L，分别实验染色温度为70℃、75℃、80℃、85℃、95℃、98℃确认温度对老化性能的影响，结果如表3所示。
表3：不同温度对老化性能的影响
从表3可以看出，在碱存在的情况下，温度对老化性能也有一定的影响，降低温度会得到更好的老化强力，但是影响程度相对较小。在实践中，温度对染色的影响主要表现在色牢度方面，过低的温度或降低色牢度甚至不上色，所以选择的温度范围在80-95℃。
结论：在染液中加入高浓度的碱，可以改善硫化黑牛仔面料的抗老化性能；碱浓度越高，改善的程度也越大，但是过高的碱浓度会使纱线染色困难；染料浓度本身对老化性能也存在影响，越低的染料浓度其老化性能会越好。至于极低的染料浓度时，由于本身的老化性能足以满足面料的老化性能要求，没有必要采用加碱的措施；温度也是一个影响因素，但是温度对色牢度的影响更大，而对老化性能的影响相对较小。从实践的角度考虑，无必要大范围调整温度控制范围。
上述案例中硫化黑浓度为100g/L时，还可以在染液中加入下述任一种的还原剂：
(1)二氧化硫脲为还原剂，添加量为0.5g/L；
(2)葡萄糖为还原剂，添加量为1.5g/L；
(3)D-果糖为还原剂，添加量为2g/L；
(4)D-乳糖硫化为还原剂，添加量为2.5g/L。
此时，还原剂配合染料，将硫化染料还原成隐色体状态，使之能够上染到棉纱上。
牛仔面料的经纱染色是原纱染色，吸湿性较差，烧碱以及染液难以渗透到纱线内部。故上述案例中当硫化黑浓度为100g/L、硫化碱浓度80g/L时，加入下述任一种的丝光渗透剂进行配合作用：
(1)丝光渗透剂无酚丝光渗透剂+含烷基醇硫酸酯钠盐作为丝光渗透剂，添加量为6+5g/L；
(2)无酚丝光渗透剂+烷基磺酸钠盐作为丝光渗透剂，添加量为6+6g/L；
(3)无酚丝光渗透剂+醇醚类化合物作为丝光渗透剂，添加量为6+5g/L；
(4)无酚丝光渗透剂+醇类化合物作为丝光渗透剂，添加量为6+7g/L；
(5)无酚丝光渗透剂+磷酸酯类化合物作为丝光渗透剂，添加量为6+10g/L；
(6)无酚丝光渗透剂+氨基醇类化合物作为丝光渗透剂，添加量为6+12g/L；
(7)无酚丝光渗透剂+酰胺类化合物作为丝光渗透剂，添加量为6+15g/L。
此时：借助丝光渗透剂，可以让碱液和染液快速渗透，实现对纱线的丝光作用和染色。
Claims (10)
1.一种抗老化牛仔面料的生产工艺，其特征在于：将待处理牛仔经纱置于染液中进行染色处理，所述染液中，碱浓度为50-240g/L，硫化黑浓度为80-220g/L，染色温度70-105℃。
2.根据权利要求1所述的一种抗老化牛仔面料的生产工艺，其特征在于：所述碱浓度为100-200g/L。
3.根据权利要求1所述的一种抗老化牛仔面料的生产工艺，其特征在于：所述碱为氢氧化钠溶液。
4.根据权利要求1所述的一种抗老化牛仔面料的生产工艺，其特征在于：所述硫化黑浓度为80-120g/L。
5.根据权利要求1所述的一种抗老化牛仔面料的生产工艺，其特征在于：所述染色温度为90-95℃。
6.根据权利要求1所述的一种抗老化牛仔面料的生产工艺，其特征在于：所述染液中，碱浓度为150g/L，硫化黑浓度为100g/L，染色温度90℃。
7.根据权利要求1-6任一项所述的一种抗老化牛仔面料的生产工艺，其特征在于：染液中还添加有还原剂，还原剂的添加量为0.3g/L-3 g/L。
8.根据权利要求7所述的一种抗老化牛仔面料的生产工艺，其特征在于：所述还原剂为二氧化硫脲、D-葡萄糖、D-果糖、D-乳糖中的任一种。
9.根据权利要求1-6任一项所述的一种抗老化牛仔面料的生产工艺，其特征在于：染液中还添加有丝光渗透剂，丝光渗透剂的添加量为5g/L-20g/L。
10.根据权利要求9所述的一种抗老化牛仔面料的生产工艺，其特征在于：所述丝光渗透剂为无酚丝光渗透剂、含烷基醇硫酸酯钠盐、烷基磺酸钠盐、醇醚类化合物、磷酸酯类化合物、氨基醇类化合物、酰胺类化合物、醇类化合物中的任一两种或两种以上。
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