專利名稱：紡織品染色及功能整理一體化加工方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種功能有色紡織品制備技術，特別涉及一種紡織品的染色及 功能整理一體化加工技術，屬紡織品后整理技術領域。
背景技術：
全球范圍內(nèi)紡織品貿(mào)易配額的取消對世界紡織品市場構成了很大沖擊，紡 織品市場的競爭也日益激烈，主要包括生態(tài)競爭、能源競爭和成本競爭。傳統(tǒng) 的染色和后整理技術在能源、水資源尤其是生態(tài)方面已經(jīng)不能滿足目前的需求。
在限用和禁用紡織化學品已達25類2000多個品種以及印染廢水排放標準日益苛 刻的嚴峻形式下，紡織領域更是面臨極大的挑戰(zhàn)。
過去長期以來，對天然纖維尤其是纖維素纖維的染色，多使用還原、硫化 或納夫妥染料、活性染料。自歐洲一些國家提出"禁用染料"問題以后，由于 上述四個大類染料中不少屬于禁用品種，而且最常用的活性染料存在染色工藝 流程長、染料利用率低、耗鹽多、污水排放量大、污水COD嚴重超標等生態(tài)問題， 已經(jīng)不能滿足目前節(jié)能、降耗、減排的需求。而涂料染色雖然在一定程度上克 服了上述問題，但是涂料本身與纖維無結合性，需要依靠黏合劑才能附著，導 致染色紡織品手感差、亮度低，耐摩擦性差，尤其是織物上殘存的甲醛問題， 所有這些極大限制了涂料染色的應用，而且涂料染色紡織品一直只停留在低檔 紡織品加工上。因此開發(fā)新型環(huán)保性著色劑以及新型環(huán)保性染色工藝獲得髙品 質(zhì)紡織品是目前印染領域解決染料帶來的生態(tài)問題的關鍵。國內(nèi)主要集中在對 傳統(tǒng)染料以及染色工藝的改進上，無機染料的研究較少，文獻[北京紡織，1998， 1， 49]采用礦物色素對純棉織物進行染色，主要是利用粉碎、研磨的方法獲得 350-400目的有色礦粉，然后利用天然髙分子膠體制成染漿對純棉織物進行染 色，但依然存在摩擦牢度差，染料利用率低、手感不好等問題。國外文獻 [polymer, 1992, 19, p4024]報道了一種在棉織物上沉積Fe (OH) 3的方法，但沉 積條件不適合在紡織品上的應用；文獻[dyes and pigments, 2004, 60, 137]也報道了一種在棉織物上沉積Fe (0H) 3的方法，雖然有所改進，但是處理時間長 達八小時，不適合紡織品的連續(xù)化加工。
隨著人們生活水平的日益提髙，越來越多的消費者在關注紡織品外觀性能 的同時，對紡織品的內(nèi)在功能性表現(xiàn)出了更強烈的追求，因而形形色色的功能 面料如防污易去污、吸濕透氣、抗菌防臭、抗靜電、抗紫外、阻燃、防蛀、遠 紅外、負離于、拒水拒油防污等功能隨著科學技術的不斷發(fā)展而逐漸走到老百 姓的生活中并受到消費者的親睞，功能紡織品面料也大有全面取代普通面料的 趨勢，而功能性后整理也成為了紡織品染整加工中畫龍點睛的一道工序。但是 目前的許多功能整理助劑遇到了"綠色壁壘"，被列入限用和禁用紡織化學品黑 名單，如垸基酚聚氧乙烯醚APEO，拒水拒油防污劑有機氟碳化合物PFOS和PFOA， 鄰苯二甲酸酯類，TEPA、 TRIS、 PBB等含鹵阻燃劑，THDE、 TBI、 BCA等抗菌除臭 劑，新型環(huán)保型功能整理助劑的開發(fā)成為時代的需求。
納米技術的日益成熟和發(fā)展為紡織領域應對"綠色壁壘"提供了新的契機。 目前利用納米技術開發(fā)的主要有抗菌型、抗紫外型、遠紅外型、抗靜電型、阻 燃型等多功能性紡織品。但是長期以來納米技術在紡織領域應用主要在兩個方 面 一是與聚合物切片混合進行熔融紡絲，二是配成納米分散液對織物進行后 整理。無論是熔融紡絲還是后整理都有一個技術問題需要解決，即納米材料本 身的分散問題。該問題極大制約著納米材料本身功能的發(fā)揮以及在紡織領域的 實際應用推廣，此外在后整理中粘合劑的使用極大降低紡織品的手感，同時也 存在甲醛殘留問題，上述問題也是當前納米技術在紡織領域得不到普遍應用的 瓶頸。在織物上原位合成納米粒子賦予織物納米功能引起了人們強烈的興趣， 目前該技術已經(jīng)引起國內(nèi)外的廣泛關注并已有研究報道。如文獻[National Textile Center Annual Report, 2005， C04 — CL06]利用接枝在滌綸纖維表面 的吡咯烷酮可以將納米級的銀顆粒固著在纖維的表面。文獻[Chemistry Physics Letter, 2004, 398]采用Zn0溶膠通過浸涂法或浸-軋-烘處理棉織物，
再將其浸漬在醋酸鋅和三乙醇胺的混合溶液中就可在纖維表面獲得直徑為 5-lOnm，長度為300-500nm的棒狀納米Zn0晶體，獲得良好的防紫外功能。文 獻[Surface Science, 2005, 599]采用Ti02溶膠處理棉織物，再經(jīng)水熱處理可 在纖維表面生成lOnm左右的納米Ti02,賦予織物優(yōu)良的抗菌性能。文獻[Molecule Catalyst A: Chemistry, 2006, 244]采用Ti02—Si02復合溶膠處理， 可在棉纖維表面得到Ti(VSi02晶體。我國采用原位技術獲得納米功能紡織品的 研究報道非常有限，已有的報道也基本上都是采用溶膠或復合溶膠的方法來處 理織物，如文獻[紡織學報，2006, 3, 92]采用溶膠-凝膠法獲得納米Ti02溶膠 用來整理織物，獲得抗紫外線及抗菌性能。文獻[紡織學報，2007, 2, 71]根據(jù) YuranovaT的方法采用Ti02-Si02復合溶膠浸軋棉織物晾干后，通過水熱處理的 方式在棉纖維表面生成了與棉纖維結合牢固的銳鈦礦型納米Ti02，賦予織物良 好的紫外線防護功能。中國發(fā)明專利(CN101270547)公開了一種納米功能紡織 品加工方法，采用一種原位合成方法直接在織物中生成納米材料。
目前，同時進行納米原位染色和功能整理的技術國內(nèi)外未見報道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種加工成本低廉、工藝流程簡單、 本發(fā)明所采用的技術方案是提供一種紡織品染色及功能整理一體化加工 方法，其加工步驟如下
(1) 將一種或幾種可溶性金屬鹽溶解在水中，配制成濃度為0.05 0. 5mol/L的有色溶液；
(2) 將固體石蠟加入到上述有色溶液中，加熱至固體石蠟完全熔化成蠟油 后，在髙速攪拌條件下制成乳液，再在低速攪拌下緩慢加入沉淀劑，沉淀劑為 能提供OH—的堿類或C032—的鹽類試劑，沉淀劑的用量相對有色溶液中金屬離子 化學平衡摩爾濃度過量0. 05 0. 5%;
(3) 在室溫下靜置冷卻至油相完全固化后，去除固化的石蠟，得到透明的 有色乳液；
(4) 將織物置于上述有色乳液體系中迸行浸軋?zhí)幚?，控制帶液率?0
100%;
(5) 浸軋?zhí)幚砗蟮目椢锝?jīng)過低溫預烘和髙溫焙烘處理， 一體化完成對紡織 品的染色和納米功能整理加工。
所述紡織品為棉、麻、真絲、羊毛中的一種或多種混紡纖維。 所述的金屬鹽不包括含有害重金屬及其化合物的金屬鹽類，如鉛、鉻、鈷本發(fā)明選擇能與金屬離子形成晶核的試劑，主要包括能提供OH-的堿類或 CO^的鹽類作為沉淀劑，加入到由石蠟熔化于可溶性金屬鹽水溶液后形成的乳 液中，其作用是陰離子與乳液中的金屬陽離子結合凝成微小的晶核，油水相由 于重力的作用而分層，冷卻后去除固化的石蠟即得透明的有色乳液，該過程中 石蠟發(fā)揮雙重作用， 一是蠟油的成膜作用阻止了新生晶核的團聚和長大，二是 蠟油的低比重使得新生晶核在乳液中因受力平衡而不沉降，保證了有色乳液的 分散穩(wěn)定性，此外，蠟油的低溫固化有利于游離的蠟油徹底地去除，以免乳液 中漂油而影響應用。
本發(fā)明以廉價的無機金屬鹽類為原材料，采用相轉(zhuǎn)移技術與微晶控制技術 相結合，研制成適合真絲染整加工用的髙分散微晶水分散體系，通過對染整工藝 的進一步優(yōu)化，最終實現(xiàn)紡織品髙品質(zhì)微晶染色與功能整理一體化，克服傳統(tǒng) 紡織品染整工藝中的生態(tài)問題以及染色品質(zhì)差、功能單一的質(zhì)量問題。在本發(fā) 明中，金屬鹽不包括含有害重金屬及其化合物的金屬鹽類，如鉛、鉻、鈷等 重金屬，通過選擇不同的金屬鹽種類和用量，可得到不同的顏色和顏色深淺的 紡織品。
與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有一下顯著的優(yōu)點
1. 紡織品的染色與功能整理加工統(tǒng)一于一步處理工藝中，大大減少了工藝 流程。
2. 所用原材料為廉價的無機金屬鹽，避免了有機合成染料和助劑的使用， 極大降低了污水處理的負擔，屬于清潔生產(chǎn)工藝。
3. 本發(fā)明技術可在傳統(tǒng)的染整設備上進行，特別適合工業(yè)化生產(chǎn)。


圖1是本發(fā)明實施例1加工方法制得的具有納米功能紡織品的掃描電鏡
圖2是本發(fā)明實施例l加工方法制得的具有納米功能紡織品對可見光的吸 收曲線圖3是本發(fā)明實施例l加工方法制得的具有納米功能紡織品的紫外線吸收
6曲線圖。
具體實施方式
下面結合實施例和附圖對本發(fā)明作進一步描述
實施例1:
將氯化銅和氯化鋅按摩爾比10: 1溶解在水中，配制成100mL銅離子濃 度為0.3moI/L的溶液，將其加熱到80X:后，再加入固體石蠟直到其完全熔化，在 乳化機中制成乳液，然后，慢慢滴加1.0mol/L的NaOH溶液75ml，滴加完畢 后靜置，在室溫下冷卻直到石蠟固化，取出固化的石蠟即得穩(wěn)定的蘭綠色乳液 體系。將5g棉織物在上述乳液體系中經(jīng)過浸軋?zhí)幚?，控制帶液率?0%,浸 軋?zhí)幚砗蟮目椢镌跓岫ㄐ蜋C中經(jīng)過3min， 80'C預烘和2min， 130'C焙烘處理， 即得到具有抗菌、防紫外功能的綠色紡織品。
參見附圖1,它是按本實施例加工方法制得的具有納米功能紡織品的掃描 電鏡圖(放大兩萬倍)，由掃描電鏡圖象可知，紡織品表面呈現(xiàn)直徑為lOnm左 右的球狀納米材料，且分布均勻，無明顯團聚。
參見附圖2，它是按本實施例加工方法制得的具有納米功能紡織品對可見 光的吸收光譜圖，圖中曲線為紡織品中不同測試點的測試結果。由圖中結果分 析可知，按實施例1所述的納米功能紡織品在可見光647nm具有強吸收性，表 觀顏色深度K/S值為0.803，不同點的測試結果基本一致，說明著色比較均勻。
參見附圖3，它是本實施例加工方法制得的具有納米功能紡織品的紫外吸 收曲線圖。圖中，A為按本實施例提供的織物的紫外吸收光譜曲線，UPF-87.52; B為未經(jīng)處理的原布的紫外吸收光譜曲線，UPF=10.29。由圖可知，經(jīng)本發(fā)明方 法制得的染色及功能整理織物，在紫外線全波段具有良好的屏蔽功能，織物的 紫外線防護指數(shù)UPF達到了 80以上。
實施例2:
將氯化鐵溶解在水中配成100mL濃度為0.3mol/L的溶液，然后將其加熱 到80°C，加入固體石蠟直到其完全熔化，在乳化機中髙速攪拌形成乳液，然后 慢慢滴加50 mL濃度為1.Omol/L的Na2C03溶液，滴加完畢后靜置，在室溫下冷卻直到石蠟固化，取出固化的石蠟即得穩(wěn)定的紅色乳液體系，將5g絲織物在 上述乳液體系中經(jīng)過浸軋?zhí)幚?，控制帶液率?5%,浸軋?zhí)幚砗蟮目椢镌跓岫?型機中經(jīng)過3min, 80X:預烘和2min, 140"C焙烘處理，即得到具有防紫外線、 阻燃功能的橘黃色紡織品，經(jīng)阻燃測試結果顯示織物具有極好的阻燃性。
實施例3:
將硝酸鐵和硝酸鋅按照10: 1摩爾比溶解在水中配成100mL鐵離子濃度 為O.lmol/L的溶液，然后將其加熱到80'C，加入固體石蠟直到其完全熔化，在 乳化機中髙速攪拌形成乳液，然后慢慢滴加70mL濃度為0. 5 mol/L的KOH 溶液，滴加完畢后靜置，在室溫下冷卻直到石蠟固化，取出固化的石蠟即得穩(wěn)定 的紅色乳液體系，將5g人造棉織物在上述乳液體系中經(jīng)過浸軋?zhí)幚?，控制帶?率為100%,浸軋?zhí)幚砗蟮目椢镌跓岫ㄐ蜋C中經(jīng)過3min， 90"預烘和2min， 140 'C焙烘處理，即得到具有防紫外、抗菌、阻燃功能于一體的橘黃色紡織品。
權利要求
1. 一種紡織品染色及功能整理一體化加工方法，其特征在于加工步驟如下(1)將一種或幾種可溶性金屬鹽溶解在水中，配制成濃度為0.05～0.5mol/L的有色溶液；(2)將固體石蠟加入到上述有色溶液中，加熱至固體石蠟完全熔化成蠟油后，在高速攪拌條件下制成乳液，再在低速攪拌下緩慢加入沉淀劑，沉淀劑為能提供OH-的堿類或CO32-的鹽類試劑，沉淀劑的用量相對有色溶液中金屬離子化學平衡摩爾濃度過量0.05～0.5％；(3)在室溫下靜置冷卻至油相完全固化后，去除固化的石蠟，得到透明的有色乳液；(4)將織物置于上述有色乳液體系中進行浸軋?zhí)幚恚刂茙б郝蕿?0～100％；(5)浸軋?zhí)幚砗蟮目椢锝?jīng)過低溫預烘和高溫焙烘處理，一體化完成對紡織品的染色和納米功能整理加工。
2. 根據(jù)權利要求1所述的一種紡織品的染色及功能整理一體化加工方法， 其特征在于所述紡織品為棉、麻、真絲、羊毛中的一種或多種混紡纖維。
3. 根據(jù)權利要求1所屬的紡織品的染色及功能整理一體化加工方法，其特 征在于所述的金屬鹽不包括含有害重金屬及其化合物的金屬鹽類。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種紡織品染色及功能整理一體化加工方法，屬于有色功能紡織品制備領域。它以可溶性無機金屬鹽為主要原料，采用相轉(zhuǎn)移技術與微晶控制技術相結合，制成適合天然纖維染整加工用的有色微晶水分散體系，通過對染整工藝的進一步優(yōu)化，最終實現(xiàn)紡織品的高品質(zhì)微晶染色與功能整理一體化，克服傳統(tǒng)紡織品染整工藝中的生態(tài)問題以及染色品質(zhì)差、功能單一的質(zhì)量問題。本發(fā)明所得有色功能紡織品具有優(yōu)良的色牢度以及多項的附加功能如抗菌、防紫外、阻燃等。該技術由于工藝流程短、設備要求低、不使用有機合成染料和助劑、污水處理負擔輕、而且在染色的同時賦予多種功能，具有極其明顯的經(jīng)濟效益和工業(yè)化推廣價值。
文檔編號D06P1/00GK101509205SQ20091002549
公開日2009年8月19日 申請日期2009年3月5日 優(yōu)先權日2009年3月5日
發(fā)明者吳志翔, 敏 鄭 申請人:蘇州大學