CN116122059A - 棉纤维阳离子改性与靛蓝染料还原染色同浴加工工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明属于纺织染色技术领域，具体涉及棉纤维阳离子改性与靛蓝染料还原染色同浴加工工艺。包括以下步骤：(1)阳离子改性及靛蓝染料还原上染工艺：棉纤维打饼后在筒纱染色机内投入阳离子改性剂、氢氧化钠、渗透剂进行阳离子改性；溶液不排水，调整温度后进行染色工艺，加保险粉还原，加入靛蓝染料；(2)氧化固色工艺：溢流清洗后加入双氧水固色；(3)后处理工艺：水洗→皂洗→水洗→柔软处理→烘干。本发明将棉纤维的阳离子改性与靛蓝染料还原染色同浴进行，简化了流程，缩短了染色时间，提高了上染率，减少了染色废水排放，节约成本。
Description
技术领域
本发明属于纺织染色技术领域，具体涉及棉纤维阳离子改性与靛蓝染料还原染色同浴加工工艺。
背景技术
靛蓝染料不溶于水，无法上染纤维，需在还原剂和碱的作用下还原成单离子态的隐色体，之后进行隐色体上染和隐色体氧化完成染色。因此常规靛蓝染色需对纱线、面料等纺织材料进行煮练前处理、改性处理才能进行染色。
专利CN105401463B公开了一种靛蓝染料染棉纤维的工艺，该方法需对棉纤维进行精炼、水洗和脱水等一系列处理，再将棉纤维放入高浓度靛蓝隐色体与D5(十甲基环五硅氧烷)制备的非水染液中进行染色，之后进行氧化处理。
专利CN111893781A公开了一种染色方法，通过高温煮练、高温气蒸等方法对纱线进行前处理；染色后需进行高温氮气处理、三次水洗、两次烘干等一系列繁琐步骤。
专利CN113981720A公开了一种靛蓝染料染色方法，将筒纱进行氧漂前处理使其提高吸湿性和白度，之后通过改性、染色、水洗处理得到靛蓝染色后的筒子纱。
以上技术方案虽然在传统靛蓝染色工艺上有所改进，但有的使用D5等监控物质，并且依然需要对纺织材料进行前处理，其工艺复杂、流程长，产生大量能耗与水耗，不利于环保。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种棉纤维阳离子改性与靛蓝染料还原染色同浴加工工艺，实现不对棉纤维进行前处理，且改性与还原染色能够同浴进行，减少了化学品用量、降低了能耗与水耗。
本发明所述的棉纤维阳离子改性与靛蓝染料还原染色同浴加工工艺，包括以下步骤：
(1)阳离子改性及靛蓝染料还原上染工艺：棉纤维打饼后在筒纱染色机内投入阳离子改性剂、氢氧化钠、渗透剂进行阳离子改性；溶液不排水，调整温度后进行染色工艺，加保险粉还原，10分钟后加入靛蓝染料；
(2)氧化固色工艺：溢流清洗10分钟后加入双氧水固色；
(3)后处理工艺：水洗→皂洗→水洗→柔软处理→烘干。
其中：
步骤(1)所述的棉纤维打饼的密度为0.28-0.35g/cm3。
步骤(1)所述的阳离子改性剂为3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵，阳离子改性剂的用量为10-15g/L，氢氧化钠的用量为10-15g/L，渗透剂的用量为0.5-4g/L。
步骤(1)所述的阳离子改性的温度为60-90℃，时间为30-90分钟。
步骤(1)所述的染色工艺的温度为40-60℃，时间为40-60分钟。
步骤(1)所述的保险粉的用量为4-10g/L，靛蓝染料用量为棉纤维质量的0.5-6％。
步骤(2)所述的氧化固色工艺，温度为40-80℃，时间为10-30分钟，双氧水的用量为1-4g/L。
步骤(3)所述的水洗工艺，温度为30-50℃，时间为10-20分钟。
步骤(3)所述的皂洗工艺，温度80-98℃，时间10-20分钟，皂洗剂的用量为1-4g/L。
步骤(3)所述的柔软处理工艺，处理温度为40-60℃，时间为20-30分钟；醋酸的用量为0.3-0.9g/L；柔软剂用量为棉纤维质量的2％-4％；烘干温度为60-110℃，时间为10-30分钟。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
(1)本发明将棉纤维的阳离子改性与靛蓝染料还原染色同浴进行，简化了流程，缩短了染色时间，提高了上染率，减少了染色废水排放，节约成本。
(2)本发明无需对棉纤维进行前处理，减少了化学品用量，有利于环保；同时减少了纤维损伤。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明做进一步说明，但本发明的保护范围不仅限于此。
实施例中使用的渗透剂WA-M，皂洗剂WO，柔软剂LUA，精炼剂SAE购自淄博鲁瑞精细化工有限公司。
实施例中用到的所有原料除特殊说明外，均为市购。
实施例1
棉纤维阳离子改性与靛蓝染料还原染色同浴加工工艺，包括以下步骤：
(1)阳离子改性及靛蓝染料还原上染工艺：将棉纤维进行打饼，密度为0.30g/cm3，放入筒纱染色机内，加入3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵15g/L，NaOH15g/L，渗透剂WA-M2g/L，80℃保持60分钟。之后不排水降温至45℃，加保险粉6g/L，保持10分钟，加入植物靛蓝染料后在45℃下保持40分钟，靛蓝染料用量为棉纤维质量的4％。
(2)氧化固色工艺：染色完成后使用溢流清洗，10分钟后，加入2g/L双氧水，在60℃下进行15分钟氧化固色。
(3)后处理工艺：对氧化后的棉纤维饼在45℃下水洗15分钟，初步洗去浮色，加入2g/L皂洗剂WO在90℃下保持15分钟，之后进一步水洗以去除浮色。加入醋酸0.6g/L，柔软剂LUA的用量为棉纤维质量的3％，在60℃下保持20分钟，对棉纤维进行柔软处理，便于后续色纺纱生产，烘干温度为60℃，时间为30分钟。
实施例2
棉纤维阳离子改性与靛蓝染料还原染色同浴加工工艺，包括以下步骤：
(1)阳离子改性及靛蓝染料还原上染工艺：将棉纤维进行打饼，密度为0.28g/cm3，放入筒纱染色机内，加入3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵10g/L，NaOH10g/L，渗透剂0.5g/L，60℃保持90分钟。之后不排水降温至45℃，加保险粉4g/L，保持10分钟，加入植物靛蓝染料后在40℃下保持40分钟，靛蓝染料用量为棉纤维质量的0.5％。
(2)氧化固色工艺：染色完成后使用溢流清洗，10分钟后，加入1g/L双氧水，在40℃下进行30分钟氧化固色。
(3)后处理工艺：对氧化后的棉纤维饼在30℃下水洗20分钟，初步洗去浮色，加入1g/L皂洗剂WO在80℃下保持20分钟，之后进一步水洗以去除浮色。加入醋酸0.3g/L，柔软剂LUA的用量为棉纤维质量的2％，在40℃下保持30分钟，对棉纤维进行柔软处理，便于后续色纺纱生产，烘干温度为90℃，时间为20分钟。
实施例3
棉纤维阳离子改性与靛蓝染料还原染色同浴加工工艺，包括以下步骤：
(1)阳离子改性及靛蓝染料还原上染工艺：将棉纤维进行打饼，密度为0.35g/cm3，放入筒纱染色机内，加入3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵12g/L，NaOH12g/L，渗透剂4g/L，90℃保持30分钟。之后不排水降温至45℃，加保险粉10g/L，保持10分钟，加入植物靛蓝染料后在45℃下保持40分钟，靛蓝染料用量为棉纤维质量的6％。
(2)氧化固色工艺：染色完成后使用溢流清洗，10分钟后，加入4g/L双氧水，在80℃下进行10分钟氧化固色。
(3)后处理工艺：对氧化后的棉纤维饼在50℃下水洗10分钟，初步洗去浮色，加入4g/L皂洗剂WO在98℃下保持10分钟，之后进一步水洗以去除浮色。加入醋酸0.9g/L，柔软剂LUA的用量为棉纤维质量的4％，在50℃下保持25分钟，对棉纤维进行柔软处理，便于后续色纺纱生产，烘干温度为110℃，时间为10分钟。
传统靛蓝染色工艺包括以下步骤：
对比例1
(1)前处理：将棉纤维进行打饼，密度为0.30g/cm3，放入筒纱染色机内，加入精炼剂SAE6g/L，NaOH5g/L，双氧水8g/L，100℃保持40分钟，之后排液。90℃下水洗10分钟。之后在50℃下加入中和酸1g/L，酵素0.3g/L进行20分钟酵素洗。
(2)染色过程：入水升温至45℃，加入植物靛蓝染料保持40分钟，靛蓝染料用量为棉纤维质量的4％。
(3)还原处理：氢氧化钠浓度为15g/L，保险粉浓度为6g/L，温度为45℃，保持40分钟，之后不排液，进行溢流水洗，时间为10分钟。
(4)氧化处理：双氧水浓度为2g/L，温度为60℃，保持15分钟。
(5)后处理工艺：对氧化后的棉纤维饼在45℃下水洗15分钟，初步洗去浮色，加入2g/L皂洗剂WO在90℃下保持15分钟，之后进一步水洗以去除浮色。加入醋酸0.6g/L，柔软剂LUA的用量为棉纤维质量的3％，在60℃下保持20分钟，对棉纤维进行柔软处理，便于后续色纺纱生产，烘干温度为60℃，时间为30分钟。
对比例2
(1)前处理：将棉纤维进行打饼，密度为0.28g/cm3，放入筒纱染色机内，加入精炼剂SAE6g/L，NaOH5g/L，双氧水8g/L，100℃保持40分钟，之后排液。90℃下水洗10分钟。之后在50℃下加入中和酸1g/L，酵素0.3g/L进行20分钟酵素洗。
(2)染色过程：入水升温至45℃，加入植物靛蓝染料保持40分钟，靛蓝染料用量为棉纤维质量的0.5％。
(3)还原处理：氢氧化钠浓度为10g/L，保险粉浓度为4g/L，温度为45℃，保持40分钟，之后不排液，进行溢流水洗，时间为10分钟。
(4)氧化处理：双氧水浓度为1g/L，温度为60℃，保持15分钟。
(5)后处理工艺：对氧化后的棉纤维饼在45℃下水洗15分钟，初步洗去浮色，加入2g/L皂洗剂WO在90℃下保持15分钟，之后进一步水洗以去除浮色。加入醋酸0.6g/L，柔软剂LUA的用量为棉纤维质量的3％，在60℃下保持20分钟，对棉纤维进行柔软处理，便于后续色纺纱生产，烘干温度为90℃，时间为20分钟。
对比例3
(1)前处理：将棉纤维进行打饼，密度为0.35g/cm3，放入筒纱染色机内，加入精炼剂SAE6g/L，NaOH5g/L，双氧水8g/L，100℃保持40分钟，之后排液。90℃下水洗10分钟。之后在50℃下加入中和酸1g/L，酵素0.3g/L进行20分钟酵素洗。
(2)染色过程：入水升温至45℃，加入植物靛蓝染料保持40分钟，靛蓝染料用量为棉纤维质量的6％。
(3)还原处理：氢氧化钠浓度为12g/L，保险粉浓度为10g/L，温度为45℃，保持40分钟，之后不排液，进行溢流水洗，时间为10分钟。
(4)氧化处理：双氧水浓度为4g/L，温度为60℃，保持15分钟。
(5)后处理工艺：对氧化后的棉纤维饼在45℃下水洗15分钟，初步洗去浮色，加入2g/L皂洗剂WO在90℃下保持15分钟，之后进一步水洗以去除浮色。加入醋酸0.6g/L，柔软剂LUA的用量为棉纤维质量的3％，在60℃下保持20分钟，对棉纤维进行柔软处理，便于后续色纺纱生产，烘干温度为110℃，时间为10分钟。
采用与本发明实施例相同浓度助剂的传统靛蓝染色工艺的对比例(包括前处理、靛蓝染料、还原染色、氧化、水洗等步骤)对棉纤维进行染色，其得色深度、各项牢度对比如下：
耐干摩擦牢度使用美标AATCC8-2013测试方法测得；
耐湿摩擦牢度使用美标AATCC8-2013测试方法测得；
耐洗色牢度使用美标AATCC61-2013测试方法测得。
由表可知，本发明与传统靛蓝染色工艺得到的棉纤维相比，得色深度(K/S值)明显增加，说明本发明除工艺流程缩短外，靛蓝染料的上染率大幅提升，能够解决传统靛蓝染料高耗能、高污染的行业弊端，且通过纤维染色再做色纺纱，可有效避免筒纱染色所带来的内外差、染色不匀等质量问题。
上面对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式。即使对本发明做出各种变化，倘若这些变化属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则仍落入在本发明的保护范围之中。
Claims (10)
1.一种棉纤维阳离子改性与靛蓝染料还原染色同浴加工工艺，其特征在于，包括以下步骤：
(1)阳离子改性及靛蓝染料还原上染工艺：棉纤维打饼后在筒纱染色机内投入阳离子改性剂、氢氧化钠、渗透剂进行阳离子改性；溶液不排水，调整温度后进行染色工艺，加保险粉还原后，加入靛蓝染料；
(2)氧化固色工艺：溢流清洗后加入双氧水固色；
(3)后处理工艺：水洗→皂洗→水洗→柔软处理→烘干。
2.根据权利要求1所述的棉纤维阳离子改性与靛蓝染料还原染色同浴加工工艺，其特征在于，步骤(1)所述的棉纤维打饼的密度为0.28-0.35g/cm3。
3.根据权利要求1所述的棉纤维阳离子改性与靛蓝染料还原染色同浴加工工艺，其特征在于，步骤(1)所述的阳离子改性剂为3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵，阳离子改性剂的用量为10-15g/L，氢氧化钠的用量为10-15g/L，渗透剂的用量为0.5-4g/L。
4.根据权利要求1所述的棉纤维阳离子改性与靛蓝染料还原染色同浴加工工艺，其特征在于，步骤(1)所述的阳离子改性的温度为60-90℃，时间为30-90分钟。
5.根据权利要求1所述的棉纤维阳离子改性与靛蓝染料还原染色同浴加工工艺，其特征在于，步骤(1)所述的染色工艺的温度为40-60℃，时间为40-60分钟。
6.根据权利要求1所述的棉纤维阳离子改性与靛蓝染料还原染色同浴加工工艺，其特征在于，步骤(1)所述的保险粉的用量为4-10g/L，靛蓝染料用量为棉纤维质量的0.5-6％。
7.根据权利要求1所述的棉纤维阳离子改性与靛蓝染料还原染色同浴加工工艺，其特征在于，步骤(2)所述的氧化固色工艺，温度为40-80℃，时间为10-30分钟，双氧水的用量为1-4g/L。
8.根据权利要求1所述的棉纤维阳离子改性与靛蓝染料还原染色同浴加工工艺，其特征在于，步骤(3)所述的水洗工艺，温度为30-50℃，时间为10-20分钟。
9.根据权利要求1所述的棉纤维阳离子改性与靛蓝染料还原染色同浴加工工艺，其特征在于，步骤(3)所述的皂洗工艺，温度80-98℃，时间10-20分钟，皂洗剂的用量为1-4g/L。
10.根据权利要求1所述的棉纤维阳离子改性与靛蓝染料还原染色同浴加工工艺，其特征在于，步骤(3)所述的柔软处理工艺，处理温度为40-60℃，时间为20-30分钟；醋酸的用量为0.3-0.9g/L；柔软剂用量为棉纤维质量的2％-4％；烘干温度为60-110℃，时间为10-30分钟。
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