專利名稱：一種純棉織物的染色工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種生態(tài)環(huán)保型的紡織品非水介質(zhì)染色技術(shù)，具體涉及一種棉纖維在活性染料/十甲基環(huán)五硅氧烷懸浮體系中的高固著率無鹽染色工藝。
背景技術(shù)：
目前棉纖維的染色主要是用活性染料在水介質(zhì)中進行，具體的染色工藝如下1、 工藝配方表
試麵獄匕元■糧(s/l) mmm <s/i) 工藝參數(shù) 1 20 j 6020
2、織物染色先在常溫下將染料顆粒(0. 02g)溶解在非離子水中(其浴比為1 :20)制得染料溶液，緩緩升溫到90°C。待溫度到達90°C后，開始計時并將未經(jīng)處理的織物(Ig)加入染液中。IOmin后加入一半元明粉(0. 6g)并不斷攪拌織物使之與織物充分均勻地接觸， 再過IOmin加入剩余的一半元明粉(0. 6g)并不斷攪拌，再經(jīng)過IOmin加入碳酸鈉(0. 4g)。 最后再保溫30min完成染色。傳統(tǒng)水浴工藝流程如圖2所示。3、后處理染色后清洗方法凈洗劑209. 2g/L，浴比為1:50的條件下于95°C皂煮15min，再用溫水沖洗干凈，晾干。上述傳統(tǒng)染色工藝存在以下問題染料利用率較低、電解質(zhì)用量大，因而污水排放量大。當(dāng)前解決上述問題的研究主要集中在非水和少水染色方面，如有機溶劑染色、有機溶劑反相膠束體系染色、離子液體染色、超臨界二氧化碳流體染色等方法。有機溶劑染色利用有機溶劑代替水來染色。早期的溶劑染色，選用的介質(zhì)是氯代烯烴(如全氯乙烯，三氯乙烯等)，采用浴中竭染方法，適用于分散染料，對合成纖維的染色效果較好，溶劑可回收再重復(fù)利用。但由于有機溶劑對親水性纖維溶脹能力差，對堿劑、電解質(zhì)溶解困難，纖維素纖維在有機溶劑中的染色難以實施。而且，溶劑本身的毒性使得生產(chǎn)過程的安全性下降，產(chǎn)生新的生態(tài)和環(huán)境問題，從而未能得到進一步發(fā)展。有機溶劑反相膠束體系染色是以有機溶劑(烴類溶劑)作為連續(xù)相介質(zhì)，加入適當(dāng)?shù)谋砻婊钚詣┬纬蔁崃W(xué)穩(wěn)定的反相膠束，該膠束的內(nèi)核相當(dāng)于一個微小的水池，可以增溶親水性的活性染料，實現(xiàn)對纖維的染色。由于反相膠束中的水屬于束縛態(tài)水，與活性染料反應(yīng)的能力也相對較弱，所以染料水解損失較少；外相的有機溶劑可以回收利用。這樣不僅使耗水量和排放污水量都減少，而且還可以減少染料的水解，提高上染率和固著率，對環(huán)境影響較小。但是，這種工藝因為反膠束增溶能力有限，對染料、堿劑和鹽的溶解及纖維的溶脹要求較高，通常難以染得深濃色澤，而且染色過程仍然離不開有污染有毒性的有機溶劑， 許多技術(shù)問題還有待進一步完善。離子液體就是在室溫(或稍高于室溫的溫度)下呈液態(tài)的離子體系，被廣泛認為是低熔融鹽(熔點一般< 100 °C)通過組合大量的有機陽離子和大量無機陰離子。理論上，離子液體可以成為活性染料染色較好的介質(zhì)，因為它對染料有很強的溶解能力，對纖維也能充分溶脹，本身又不會與活性染料反應(yīng)，不揮發(fā)、熱穩(wěn)定性好、無毒、可以回收重復(fù)利用， 且污水排放很少。但離子液體應(yīng)用于染色還有較多的問題，如離子液體的合成成本過高；其結(jié)構(gòu)和性質(zhì)仍在探索階段；無法完全保證使用的安全性；在反應(yīng)物分離及離子液體回收時仍無法避免常規(guī)溶劑的大量使用等。因此，離子液體真正應(yīng)用于染色還需更多的研究。超臨界 流體染色是近二十多年來一直很熱的研究課題，被認為是應(yīng)用前景廣闊的無水染色技術(shù)，符合染整行業(yè)發(fā)展需要。目前研究較多的超臨界流體是超臨界二氧化碳，因其無毒、不燃燒、對大部分物質(zhì)不反應(yīng)、價廉等優(yōu)點，應(yīng)用最廣泛。超臨界二氧化碳是一種非極性物質(zhì)，對非極性的染料如分散染料有好的溶解能力，并且對疏水性的滌綸等合成纖維有很強的增塑作用，在分散染料對合成纖維的染色中有很好的適應(yīng)性。但是，該法不適用于親水性染料對天然纖維的染色；而且，由于其需要使用很高壓力，存在設(shè)備價格太高、一次性投入過大的不利因素，還面臨高壓設(shè)備安全隱患、專用染料品種不全、設(shè)備的清潔更換困難等問題。因此，迄今仍未實現(xiàn)工業(yè)化。為了解決上述方法對染料的限制、對纖維的限制、對設(shè)備的高要求以及減少對環(huán)境的影響，需要尋找更好的染色介質(zhì)和染色技術(shù)來適應(yīng)生態(tài)染整發(fā)展的需要。

發(fā)明內(nèi)容
針對背景技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明從疏水性的分散染料在極性介質(zhì)水中對疏水性滌綸纖維的染色過程和機理得到啟發(fā)，以逆向思維方式提出了一種活性染料/十甲基環(huán)五硅氧烷懸浮體系對棉纖維的染色工藝。即將活性染料分子聚集體通過特殊方法均勻分散懸浮在十甲基環(huán)五硅氧烷(簡稱D5，下文統(tǒng)一用簡稱)介質(zhì)中，制成活性染料/D5懸浮體系；攜帶有少量堿液的棉織物浸沒于該懸浮體系中，在一定溫度下進行染色。由于活性染料不溶于D5，而對水有很高的親和力，染色開始后很短時間內(nèi)，染料就會舍棄D5趨向織物，吸附、溶解于織物表面的水膜中，并在一定溫度條件下向織物/纖維內(nèi)部滲透；由于織物上預(yù)軋堿的存在，使活性染料在吸附滲透的的同時也發(fā)生與纖維的固著反應(yīng)。本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下一種純棉織物的染色工藝，具體步驟如下
a、取待染色的純棉織物1個質(zhì)量份，
b、將占織物總質(zhì)量的2%_8%的粉狀活性染料在球磨機中研磨2h，然后加入乙醇繼續(xù)研磨lh，乙醇的用量為粉狀活性染料用量的9倍；
C、在b步驟中研磨好的粉狀活性染料與乙醇的混合物中加入織物總質(zhì)量50倍的十甲基環(huán)五硅氧烷，在轉(zhuǎn)速為600r/min的條件下高速剪切5min，配制成粉狀活性染料/十甲基環(huán)五硅氧烷懸浮體系；
d、將a步驟中待染色的純棉織物在0-130g/L堿液中進行預(yù)處理，使之充分溶脹，通過軋車控制織物帶液率為100%-220% ；
e、將d步驟處理過的織物浸入染料/十甲基環(huán)五硅氧烷懸浮體系中，進行常溫染色 40min，然后在15min內(nèi)慢慢升溫至70_110°C，在70_110°C條件下固色10-60min，最后將溫度降至常溫即可完成染色。本發(fā)明的純棉織物的染色工藝，步驟e之后還有步驟f，步驟f的具體過程如下 將e步驟中染色完成的織物用209. 2g/L的凈洗劑，在浴比為1:50的條件下于95°C皂煮15min,再用溫水、冷水沖洗干凈，晾干。 本發(fā)明的純棉織物的染色工藝，優(yōu)選的，步驟b中的粉狀活性染料是二氯均三嗪基的X型、一氯均三嗪基的K型、乙烯砜基的KN型和多活性基德M型中的一種纖維素纖維常用的活性染料。本發(fā)明的純棉織物的染色工藝的懸浮體系染色的基本原理如下
活性染料以微小顆粒狀懸浮在以D5為介質(zhì)的體系中，進入該體系的織物預(yù)先浸軋了一定濃度的堿液，使纖維溶脹，并在堿的作用下形成親核的羥基負離子，這些堿液與D5完全不相溶，不會擴散進入D5相，因此能穩(wěn)定地結(jié)合在纖維上，在織物表面形成薄的水膜；染色時，由于染料顆粒與織物/纖維表面不斷發(fā)生碰撞，而染料又具有十分強烈的舍棄D5趨向極性介質(zhì)和親水性纖維的趨勢，染料很容易從顆粒中釋放，以單分子狀態(tài)溶解于纖維表面的水膜中，當(dāng)水膜中染料濃度不斷提高，在溫度作用下，染料分子向纖維內(nèi)部擴散滲透， 并與纖維上的業(yè)已存在的親核基團反應(yīng)而固著；隨著染色過程的不斷推進，體系中的染料顆粒最終將完全分解，逐漸上染并固著。當(dāng)然要注意染色過程須使染液有良好流動循環(huán)，確保與織物有充分和均勻的接觸。本發(fā)明具有以下有益效果
1.采用活性染料/D5懸浮體系對棉纖維進行染色，不用水作為染色介質(zhì)，節(jié)約了大量的水資源，是一種全新的無水染色技術(shù)，符合生態(tài)染整的發(fā)展方向；
2.D5是具有很高生態(tài)品質(zhì)的全新介質(zhì)，無毒、無嗅，能在大氣和土壤中自動分解，對環(huán)境和人體健康無害，而且容易回收和循環(huán)利用，能確保該染色工藝的“綠色”特性。3.采用D5介質(zhì)染色，就活性染料染色而言，還有特別的優(yōu)點
(1)活性染料在D5體系中對織物有很高親和力，完全不用加鹽就能獲得極高的上染率，有利于解決活性染料上染率低、需要大量電解質(zhì)促染，造成環(huán)境水體嚴重污染的問題；
(2)染色過程中，染料大部分時間不與水接觸，抑制了染料水解；而纖維上少量的水，一部分為惰性的結(jié)合水，自由水含量較低，染料的水解也不易發(fā)生，因此固色率高，有利于解決活性染料利用率低，排污濃度高的問題；
(3)由于染料不易水解，可以通過適當(dāng)提高染色溫度，增加染料及纖維的反應(yīng)能力， 獲得更高的固著率。


圖1是本發(fā)明實施例一的工藝曲線圖； 圖2是傳統(tǒng)水浴染色工藝的工藝流程圖。
具體實施例方式下面以具體實例詳細闡述本發(fā)明。實例一
1、織物染色前處理
將IOg純棉織物用110g/L Na2CO3經(jīng)過充分溶脹后，控制軋液率為180%左右，待染色； 2、活性染料/D5懸浮體系的制備稱取0. 2g活性黛麗棉艷紅K-4BL在球磨機中研磨2h后，加入乙醇1. 8g，研磨Ih后，取出染料和乙醇的混合物，加入500g的D5，高速剪切5min，高速剪切時的轉(zhuǎn)速為600r/min，即成染料/D5懸浮體系，待用； 3、織物染色
取經(jīng)預(yù)處理的純棉織物浸入步驟2中制備好的染料/D5懸浮液染浴中，先在常溫染色 40min，然后在15min內(nèi)慢慢升溫至70_110°C，在70_110°C條件下固色10-60min，最后將溫度降至常溫即完成染色。其工藝曲線如圖1所示?；钚匀玖先旧珜嶒灩に嚺浞?活性染料2%(o.w. f) 織物帶液率 100%_220% 浴比 1:50
4、后處理
染色后清洗方法凈洗劑209 (2g/L)，浴比為1:50的條件下于95°C皂煮15min，再用溫水、冷水沖洗干凈，晾干。染色樣品K/S值與傳統(tǒng)水浴染色對照試樣的K/S值如下表所示 染料/D5懸浮體系染色與相同染料濃度傳統(tǒng)水浴染色結(jié)果對比
權(quán)利要求
1.一種純棉織物的染色工藝，其特征在于具體步驟如下a、取待染色的純棉織物1個質(zhì)量份；b、將占織物總質(zhì)量的2%_8%的粉狀活性染料在球磨機中研磨》1，然后加入乙醇繼續(xù)研磨lh，乙醇的用量為粉狀活性染料用量的9倍；C、在b步驟中研磨好的粉狀活性染料與乙醇的混合物中加入織物總質(zhì)量50倍的十甲基環(huán)五硅氧烷，在轉(zhuǎn)速為600r/min的條件下高速剪切5min，配制成粉狀活性染料/十甲基環(huán)五硅氧烷懸浮體系；d、將a步驟中待染色的純棉織物在0-130g/L堿液中進行預(yù)處理，使之充分溶脹，通過軋車控制織物帶液率為100%-220% ；e、將d步驟處理過的織物浸入染料/十甲基環(huán)五硅氧烷懸浮體系中，進行常溫染色 40min，然后在15min內(nèi)慢慢升溫至70_110°C，在70_110°C條件下固色10-60min，最后將溫度降至常溫即可完成染色。
2.如權(quán)利要求1所述的純棉織物的染色工藝，其特征在于步驟e之后還有步驟f，步驟f的具體過程如下將e步驟中染色完成的織物用209. 2g/L的凈洗劑，在浴比為1:50 的條件下于95°C皂煮15min，再用溫水、冷水沖洗干凈，晾干。
3.如權(quán)利要求1所述的純棉織物的染色工藝，其特征在于步驟b中的粉狀活性染料是二氯均三嗪基的X型、一氯均三嗪基的K型、乙烯砜基的KN型和多活性基德M型中的一種纖維素纖維常用的活性染料。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種純棉織物的染色工藝，具體步驟如下a、取待染色的純棉織物1個質(zhì)量份；b、將占織物總質(zhì)量的2%-8%的粉狀活性染料在球磨機中研磨2h，然后加入9倍于粉狀活性染料量的乙醇繼續(xù)研磨1h；c、加入織物總質(zhì)量50倍的十甲基環(huán)五硅氧烷，在轉(zhuǎn)速為600r/min的條件下高速剪切5min，配制成粉狀活性染料/十甲基環(huán)五硅氧烷懸浮體系；d、待染色的純棉織物在0-130g/L堿液中進行預(yù)處理，使之充分溶脹，通過軋車控制織物帶液率為100%-220%；e、將處理過的織物浸入染料/十甲基環(huán)五硅氧烷懸浮體系中，進行常溫染色40min，然后在15min內(nèi)慢慢升溫至70-110℃，在70-110℃條件下固色10-60min，最后將溫度降至常溫即可完成染色。本發(fā)明具染色固著率高且環(huán)保無污染的優(yōu)點。
文檔編號D06P1/651GK102154849SQ20111008638
公開日2011年8月17日 申請日期2011年4月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月7日
發(fā)明者劉今強, 張云, 張祥, 方雨婷, 査金英, 郭溢鑫, 陳維軍, 黃昊 申請人:浙江理工大學(xué)