CN114045691A - 一种涤棉织物短流程染色方法及其应用 - Google Patents

一种涤棉织物短流程染色方法及其应用 Download PDF

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Abstract

本发明属于纺织技术领域，公开了一种涤棉织物短流程染色方法及其应用。步骤一，调节混合染浴pH；步骤二，涤棉织物浸轧活性/分散混合染液；步骤三，热风烘干；步骤四，高温焙烘固色；步骤五，轧碱汽蒸固色；步骤六，水洗，皂洗，再水洗，烘干得涤棉染色织物。本发明减少了烘干次数，降低了能源消耗。而染料废水量可以减少，且印染污水中没有强还原性的物质，减少了印染污水对生态环境的破坏。该工艺的染料使用的范围广泛，对于国产的K型、KN型、M型活性染料均适用。将染液pH调节至6～7，既保证了染液的稳定性，同时不会影响轧碱过程中对固色液的影响。

Description

一种涤棉织物短流程染色方法及其应用
技术领域
本发明属于纺织技术领域，尤其涉及一种涤棉织物短流程染色方法及其应用。
背景技术
目前，涤棉混纺织物及涤棉交织物在过去的传统染色中常以两浴两步法轧染的方式染色，在酸性条件下分散染料轧染涤，经烘干后焙烘固色，还原清洗及水洗后烘干，再浸轧活性染料，烘干后轧固色液汽蒸固色，再经水洗皂洗后烘干完成涤棉织物的染色。传统的两浴两步的轧染工艺流程长，多次烘干和水洗，耗水量，耗电量大，染料浪费严重，还原清洗中还会产生还原性强的废液。
在涤棉织物短流程的轧染中，不同结构的混合染料也会对涤棉织物的染色产生不同的影响。不同类型的分散染料及活性染料有着不同的染色规律，而以往的涤棉短流程的染色中，对不同类型的分散染料及不同类型的活性染料往往以同种工艺进行染色，进而无法达到染料的最大利用效率，产生更多的染料污水。
中国专利公开号CN 101392462A，公开日期为2009年3月25日，发明创造的名称为涤棉织物分散、活性染料一浴特深染色工艺，该申请案公开了一种涤棉轧染固色的方法，虽然该方法流程短，但是适用染料范围窄，不适用于多种染料染色涤棉织物。
中国专利公开号CN 102409565，公开日期为2012年4月11日，发明创造的名称为涤棉混纺织物分散活性染料一浴一步法工艺，该申请案公开了一种涤棉轧染固色的方法，虽然该方法提出了相比于传统两浴法流程短，耗水量降低，实现干、湿磨牢度能够充分满足客户的要求。但不足之处在于分散/活性染料体系混合的稳定性难以保障，混合染料在强碱下会发生水解和色光变化，在强酸下会发生固色碱的损耗使染料达不到最大利用效率。
通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：
(1)现有技术涤棉染色工艺流程长，烘干次数多，能源消耗高。
(2)现有技术涤棉染色工艺料废水量大，对生态环境的破坏强。
(3)现有技术涤棉染色工艺染液pH调节范围应用领域窄，而且染液的稳定性差，对轧碱过程中对固色液的影响大，使得品质不易保证。
解决以上问题及缺陷的难度为：
涤纶属于疏水性纤维，主要成分为聚对苯二甲酸乙二醇酯，分子排列紧密，故染色涤纶的染料主要是分散染料。分散染料的结构中极性基团很少，难溶于水，为了使分散染料稳定的悬浮在水中，常常加入大量的分散剂。因此分散染料在水中以颗粒的形式存在，而活性染料中含有大量的磺酸基团，水溶性良好，因此活性染料以分子的形式。因此分散染料与活性染料混合后，染液从单一的分散染料悬浮体系以及活性染料的溶液体系变为多相多组分***，因此要想实现一浴两步法的染色，首先要保证混合染液的多相多组分***的稳定性。如果分散染料发生不稳定的聚集时，织物染色就会产生色斑，导致织物染色不匀。
在传统的两浴法中，分散染料的固色方式是以高温焙烘的方式进行，活性染料的固色多以饱和蒸汽压下汽蒸方式固色，分散染料固色过程中为防止涤纶的水解以及为保证分散染料的色光稳定，多在酸性条件下固色。而活性染料中的活性基的活化以及棉纤维中纤维素伯羟基的离子化需要在碱性条件下进行。两种纤维的巨大差异导致的两种染料的固色条件大不相同，因此将两种染料混合为一个染浴，就要求各自的固色条件互不影响。
解决以上问题及缺陷的意义为：传统的涤棉染色方式将涤纶和棉分开染色，在涤棉织物染涤之后进行还原清洗，清洗之后的涤棉织物再用活性染料染棉，在实际生产中还原清洗步骤和浸轧烘干步骤会产生水耗以及能耗，而电力、热力、蒸汽消耗就会产生碳排放。在如今国家将碳达峰、碳中和纳入生态文明建设整体布局中，印染行业是重点转型发展行业，而涤棉两浴法中还原清洗以及多次烘干是产生能源消耗的一大环节，降低涤棉织物在印染中的水资源、能源的消耗将有利于减少碳排放，助力于印染行业绿色生产。
发明内容
为克服相关技术中存在的问题，本发明公开实施例提供了一种涤棉织物短流程染色方法及其应用。
所述技术方案如下：涤棉织物短流程染色方法包括：
步骤一，调节混合染浴pH；
步骤二，涤棉织物浸轧活性/分散混合染液；
步骤三，热风烘干；
步骤四，焙烘固色；
步骤五，轧碱汽蒸固色；
步骤六，水洗，皂洗，再水洗，烘干得涤棉染色织物。
在一实施例中，所述步骤一中，混合染浴pH调节至6～7。高活性的染料(以活性红250为例，在碱性条件下会发生严重水解，其水溶性基团β-乙烯砜硫酸酯将在碱性条件下生成乙烯砜基，进一步在碱性条件下发生水解，会形成不溶于水的沉淀。不仅会降低染料的利用率，产生染料浪费，还会因为活性染料水溶性降低而导致织物染色不匀。因此将染浴调节至pH为6-7时可以保证染浴的稳定性。
在一实施例中，pH调节的酸剂为硫酸、盐酸、醋酸、酒石酸，草酸，苹果酸、柠檬酸、单宁酸、甲酸、乳酸、琥珀酸、咖啡酸、羟基乙酸、水杨酸、苯甲酸中的一种或多种复配。pH调节酸剂主要为挥发性酸以及有机酸中的一种或多种复配酸。有机酸、以及挥发酸通常的熔点沸点较低，在焙烘过程中会挥发，尤其带有强挥发性酸的复配酸，在高温焙烘过程中会挥发掉，因此不影响固色碱。有机酸酸性较弱，因此轧碱过程中对固色液影响很小，一些挥发性酸则不会对固色碱产色影响。一些有机酸带有多碳链，这种长脂肪烃链可以起到一定的防泳移效果。削弱浸轧染液后产生泳移现象，增加染色织物的匀染性。
在一实施例中，所述步骤二中，应用的分散染液采用S型分散染料、SE型分散染料中的一种。
在一实施例中，所述步骤二中，应用的活性染液为K型，KN型，M型活性染料中的一种。应用的活性染料为K型，KN型，M型活性染料。由于焙烘过程中焙烘温度较高，中温型、高温型分散染料的热损失十分小，而低温型的分散染料热损失很大，易在热空气中升华，导致织物得色浅。K型、KN型、M型活性染料带有可以与棉发生化学反应生成稳定的化学键，可以保证足够高的色牢度。而这几种活性染料的反应活性属于活性适中的几种染料，这样既可以保证活性染料在高温焙烘过程的稳定性，固色时间比较短，可以保证汽蒸过程中的固色效率。
在一实施例中，所述步骤三中，100℃下热风烘干1min。
在一实施例中，所述步骤四中，K型染料汽蒸时间为0.5-7min；KN型和M型活性染料汽蒸时间为0.5-5min。
在一实施例中，所述步骤四中，焙烘温度为180-220℃，焙烘时间为15-120s。
在一实施例中，所述步骤五中，固色中碱的种类为NaOH、硅酸钠、碳酸钠、碳酸氢钠中的一种或多种的复配碱；
固色中的盐为NaCl或Na2SO4。
在一实施例中，所述步骤六中，水洗时初水洗温度为80-90℃，水洗时间为5-30min；皂洗时采用标准皂片洗涤，皂片浓度为1-2g/L，皂洗温度为90-100℃，皂洗时间为5-30min；再水洗温度为80-90℃，时间为5-30min。
皂洗时采用标准皂片洗涤，皂片浓度为1-2g/L，皂洗温度为90-100℃，皂洗时间为5-30min；再水洗温度为80-90℃，时间为5-30min。
本发明的另一目的在于提供一种所述涤棉织物短流程染色方法在涤棉交织物(CVC)染色上的应用。
结合上述的所有技术方案，本发明所具备的优点及积极效果为：
传统染色过程：
染涤组分：涤棉织物平幅进布→两辊卧式轧车均匀轧布→烘干(100℃)→高温焙烘→水洗(第一次室温水洗、第二次60℃水洗)→还原清洗3次(95℃)→热水洗2次(80℃)→冷水洗1次(25℃)→烘干(100℃)→染涤样。
染棉组分：染涤样平幅进布→两辊卧式轧车均匀轧布→烘干(100℃)→浸轧固色液→汽蒸(101～103℃)→水洗(第一次室温水洗、第二次60℃温水洗)→热水洗3次(70～80℃)→皂洗3次(95℃)→热水洗3次(85～90℃)→水洗1次(室温)→烘干(100℃)→染色织物。
本发明短流程染色法：
涤棉织物平幅进布→两辊卧式轧车均匀轧布→烘干(100℃)→高温焙烘→浸轧固色液→汽蒸(101～103℃)→水洗(第一次室温水洗、第二次60℃温水洗)→热水洗3次(70～80℃)→皂洗3次(95℃)→热水洗3次(85～90℃)→水洗1次(室温)→烘干(100℃)→染色织物。
传统两浴法染色涤棉织物需要20道工序，一浴两步法轧染涤棉织物需要12道工序，可减少8道工序，其中减少1次平幅进布、1次浸轧工序、2次烘干工序、4次水洗工序。
本发明提供一种短流程的涤棉染色工艺。在该工艺流程中，涤棉织物为混纺织物及交织物，且涤棉织物染色后可以达到与传统工艺几乎相同的染色深度，减少了烘干次数，降低了能源消耗。而染料废水量可以减少，且印染污水中没有强还原性的物质，减少了印染污水对生态环境的破坏。该工艺的染料使用的范围广泛，对于国产的K型、KN型、M型活性染料均适用。将染液pH调节至6～7，既保证了染液的稳定性，同时不会影响轧碱过程中对固色液的影响。
当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明的公开。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。
图1是本发明实施例提供的涤棉织物短流程染色方法流程图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。
如图1所示，本发明实施例提供一种涤棉织物短流程染色方法，其织物包括涤棉混纺织物及涤棉交织物(TC和CVC)。具体对涤棉织物的染色工艺流程包括：
S101，调节混合染浴pH；
S102，涤棉织物浸轧活性/分散混合染液；
S103，热风烘干；
S104，高温焙烘固色；
S105，轧碱汽蒸固色；
S106，水洗，皂洗，再水洗，烘干得涤棉染色织物。
在本发明一优选实施例中，步骤S101中，混合染浴pH调节至6～7，调节pH的酸剂为H2SO4、HCl、柠檬酸、醋酸、单宁酸中的一种；
调节pH的酸剂为醋酸、盐酸、酒石酸，草酸，苹果酸、柠檬酸、单宁酸、甲酸、乳酸、琥珀酸、咖啡酸、羟基乙酸、水杨酸、苯甲酸中的一种或多种复配。
在本发明一优选实施例中，步骤S102中，所用分散染料为高温型的S型分散染料、中温型的SE型分散染料。分散染料根据升华牢度可以分为低温型分散染料、中温型分散染料、高温型分散染料，其熔沸点根据结构不同各不相同。低温型分散染料分子量一般比较小，染料的熔沸点比较低，容易在烘焙过程中升华，不仅降低染料的固色率，还会导致设备的玷污，不易处理，而中温型和高温型分散染料因为熔沸点高，不易升华，故适用于焙烘固色。
在本发明一优选实施例中，步骤S102中，所用活性染料为K型，KN型，M型活性染料。
在本发明一优选实施例中，步骤S103中，100℃下热风烘干1min。
在本发明一优选实施例中，步骤S104中，焙烘温度为180-220℃，焙烘时间为15-120s。
在本发明一优选实施例中，步骤S105中，固色液中碱的种类主要为NaOH、硅酸钠、碳酸钠、碳酸氢钠，盐为250-300g/LNaCl或180-320g/LNa2SO4。
K型染料汽蒸时间为0.5-7min；KN型和M型活性染料汽蒸时间为0.5-5min。
在本发明一优选实施例中，步骤S106中，水洗时初水洗温度为80-90℃，水洗时间为5-30min；
皂洗时采用标准皂片洗涤，皂片浓度为1-2g/L，皂洗温度为90-100℃，皂洗时间为5-30min；再水洗温度为80-90℃，时间为5-30min。
下面结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步描述。
实施例1：高温型分散染料以及K型染料，染浴初始pH使用醋酸为酸剂，NaHCO3或Na2CO3为碱剂调节至6～7，将涤棉织物浸轧混合染液，轧余率约为65％，在100℃下热风烘干1min，于190℃焙烘90s，浸轧固色液，固色液成分为7.5g/LNaOH，250g/LNaCl，碱轧余率约为75％，饱和蒸汽压下汽蒸5min，90℃下水洗10min，2g/L皂片于95℃下皂洗10min，90℃下水洗10min，100℃下热风烘干得涤棉染色成品布。
实施例2：高温型分散染料以及KN型染料，染浴初始pH使用醋酸为酸剂，NaHCO3或Na2CO3为碱剂调节至6～7，将涤棉织物浸轧混合染液，轧余率约为65％，在100℃下热风烘干1min，于190℃焙烘90s，浸轧固色液，固色液成分为40g/LNa2CO3，250g/LNaCl，碱轧余率约为75％，饱和蒸汽压下汽蒸3min，90℃下水洗10min，2g/L皂片于95℃下皂洗10min，90℃下水洗10min，100℃下热风烘干得涤棉染色成品布。
实施例3：高温型分散染料以及M型染料，染浴初始pH使用醋酸为酸剂，NaHCO3或Na2CO3为碱剂调节至6～7，将涤棉织物浸轧混合染液，轧余率约为65％，在100℃下热风烘干1min，于190℃焙烘90s，浸轧固色液，固色液成分为40g/LNa2CO3，250g/LNaCl，碱轧余率约为75％，饱和蒸汽压下汽蒸3min，90℃下水洗10min，2g/L皂片于95℃下皂洗10min，90℃下水洗10min，100℃下热风烘干得涤棉染色成品布。
对比例1：高温型分散染料以及KN型染料，染浴初始pH使用醋酸为酸剂，NaHCO3或Na2CO3为碱剂调节至6～7，将涤棉织物浸轧混合染液，轧余率约为65％，在100℃下热风烘干1min，于190℃焙烘90s，浸轧固色液，固色液成分为20g/LNa2CO3+10ml/L32.7％NaOH，250g/LNaCl，碱轧余率约为75％，饱和蒸汽压下汽蒸3min，90℃下水洗10min，2g/L皂片于95℃下皂洗10min，90℃下水洗10min，100℃下热风烘干得涤棉染色成品布。
与实施例2相比，所用固色碱为工厂常用混合碱。
对比例2：高温型分散染料以及M型染料，染浴初始pH使用醋酸为酸剂，NaHCO3或Na2CO3为碱剂调节至6～7，将涤棉织物浸轧混合染液，轧余率约为65％，在100℃下热风烘干1min，于190℃焙烘90s，浸轧固色液，固色液成分为20g/LNa2CO3+10ml/L32.7％NaOH，250g/LNaCl，碱轧余率约为75％，饱和蒸汽压下汽蒸3min，90℃下水洗10min，2g/L皂片于95℃下皂洗10min，90℃下水洗10min，100℃下热风烘干得涤棉染色成品布。
与实施例3相比，所用固色碱为工厂常用混合碱。
实验例1：采用实施例1、实施例2、实施例3以及传统的两浴法染色的方法对涤棉织物染色，对获得的布料参照GB/T3920-2008，测定各实施例和对比例布料的摩擦牢度，结果如下表1所示。
表1
实施例1 实施例2 实施例3 传统两浴染色
干摩擦牢度 5 5 5 5
湿摩擦牢度 4-5 4-5 4-5 4-5
实验例2：通过对表观颜色深度(K/S)以及相关颜色指标明暗值L、红绿值a、黄蓝值b来评价织物的染深性，L值低于50时视为深色，K/S越大，织物颜色越深。如下表2。
表2
CIE L CIE a CIE b K/S
实施例1 37.4 -0.8 -31.9 8.8
实施例2 35.4 -0.8 -31.2 10.1
实施例3 35.5 -0.7 -31.2 10.0
对比例1 39.6 -3.1 -27.0 6.9
对比例2 39.7 -3.0 -28.1 7.0
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的公开后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由所附的权利要求指出。
应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围应由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种涤棉织物短流程染色方法，其特征在于，所述涤棉织物短流程染色方法包括：
步骤一，调节混合染浴pH；
步骤二，涤棉织物浸轧活性/分散混合染液；
步骤三，热风烘干；
步骤四，焙烘固色；
步骤五，轧碱汽蒸固色；
步骤六，水洗，皂洗，再水洗，烘干得涤棉染色织物。
2.根据权利要求1所述的涤棉织物短流程染色方法，其特征在于，所述步骤一中，混合染浴pH调节至6～7。
3.根据权利要求2所述的涤棉织物短流程染色方法，其特征在于，pH调节的酸剂为硫酸、盐酸、醋酸、酒石酸，草酸，苹果酸、柠檬酸、单宁酸、甲酸、乳酸、琥珀酸、咖啡酸、羟基乙酸、水杨酸、苯甲酸中的一种或多种复配。
4.根据权利要求1所述的涤棉织物短流程染色方法，其特征在于，所述步骤二中，应用的分散染液采用S型分散染料、SE型分散染料中的一种。
5.根据权利要求1所述的涤棉织物短流程染色方法，其特征在于，所述步骤二中，应用的活性染液为K型，KN型，M型活性染料中的一种。
6.根据权利要求5所述的涤棉织物短流程染色方法，其特征在于，所述步骤四中，K型染料汽蒸时间为0.5-7min；KN型和M型活性染料汽蒸时间为0.5-5min。
7.根据权利要求1所述的涤棉织物短流程染色方法，其特征在于，所述步骤四中，焙烘温度为180-220℃，焙烘时间为15-120s。
8.根据权利要求1所述的涤棉织物短流程染色方法，其特征在于，所述步骤五中，固色中碱的种类为NaOH、硅酸钠、碳酸钠、碳酸氢钠中的一种或多种的复配碱；
固色中的盐为NaCl或Na2SO4。
9.根据权利要求1所述的涤棉织物短流程染色方法，其特征在于，所述步骤六中，水洗时初水洗温度为80-90℃，水洗时间为5-30min；
皂洗时采用标准皂片洗涤，皂片浓度为1-2g/L，皂洗温度为90-100℃，皂洗时间为5-30min；再水洗温度为80-90℃，时间为5-30min。
10.一种如权利要求1-9任意一项所述涤棉织物短流程染色方法在涤棉交织物或涤棉混纺织物染色上的应用。
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