一种低温前处理后的筒子纱线染色方法与流程

本发明属于染色助剂领域，特别涉及阳离子淀粉应用于筒子纱线活性染料染色的方法，尤其涉及一种低温前处理后的筒子纱线染色方法。

背景技术：

活性染料染色方便，色谱齐全，色泽鲜艳，均匀性好，价格较低，因此广泛应用于筒子纱线染色。然而，活性染料分子中含有阴离子基团，染色时与筒子纱线表面的负电荷产生斥力作用，存在着上染率和固色率低的问题，往往需要回修和复染。传统染色工艺中，为了克服电荷排斥作用提高上染率，需要加入大量的无机盐，不仅增加了染色成本，排放的污水也会造成严重的环境污染。随着环保问题的进一步严峻，活性染料的无盐和低盐染色技术已成为未来染色工艺的发展趋势。

染色助剂可以实现筒子纱线的无盐或低盐染色，早期的染色助剂大多含有甲醛或在高温下会释放出甲醛，对人体健康造成危害。随后，一些以天然化合物为原料的绿色健康型染色助剂应用而生，如专利cn201610616756.8以壳聚糖为原料，制备一种壳聚糖季铵盐，作为染色助剂应用活性染料绵织物染色，达到较好的染色效果，同时减少了废水中的无机盐，降低染色工艺对环境产生的危害。

淀粉是一种天然的碳水化合生物高分子，由许多α-d-葡萄糖分子以糖苷键的形式结合。其来源广发，价格低廉，可生物降解，分子链上大量的羟基易于化学改性，以淀粉为原料制备的衍生物，在水处理、石油开发及造纸等领域都显示出良好的应用前景。

技术实现要素：

基于以上所述，本发明提供一种低温前处理后的筒子纱线染色方法，要解决的技术问题是：在低温前处理后，提高活性染料染色的上染率，降低染色过程中对无机盐的依赖，同时提高染色后的固色率，提高生产效率。

为达到以上技术效果，一种筒子纱线染色工艺以阳离子淀粉为染色助剂，其工艺过程包括以下步骤：

步骤1：前处理，将筒子纱线放入碱液中，以1~3℃/min的速度升温至50~70℃，处理20~30min；

步骤2：上染，按照一定浴比配置阳离子淀粉溶液，加入前处理后的筒子纱线，常温浸泡10~20min；随后加入染料，浸泡5~25min；

步骤3：固色，上染结束向染液中加入碱剂，随后以1~3℃/min的速度升温至60~90℃，保温30~60min；

步骤4：烘干，取出织物在80~100℃条件下烘干；

步骤5：后处理，将烘干后的织物依次进行皂洗，水洗，去除未反应的染料，最后晾干。

进一步的，所述步骤1中筒子纱线为含棉混纺纱线；碱液为碳酸钠溶液或碳酸氢钠溶液，浓度20~40g/l。

进一步的，所述步骤2中阳离子淀粉是一种带有季铵基的改性淀粉，制备方法为：淀粉加入蒸馏水中，80~90℃糊化20~30min，在水浴中，随后依次加入浓度20~40%naoh溶液和醚化剂，55~75℃反应4~6h；反应结束加入无水乙醇，收集沉淀并用乙醇洗涤，最后烘干，产物即为阳离子淀粉。

进一步的，所述阳离子淀粉制备过程中醚化剂为3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵，淀粉、醚化剂、氢氧化钠、蒸馏水的质量比依次为1:1~2:0.2~0.4:10~20。

进一步的，所述步骤2中的浴比为1:20~50，阳离子淀粉浓度5~20g/l，活性染料0.5~2.5g/l。

进一步的，所述步骤3中的碱剂为碳酸钠或碳酸氢钠，在染液中浓度5~20g/l。

进一步的，所述步骤4中可选的皂洗方法为：配置3g/l的标准皂片和3g碳酸钠的溶液，浴比1：30~50，90~100℃，皂煮10min。

进一步的，所述的上染在上染机构中完成，上染机构包括有壳体，壳体上部设有干染料入料口，干染料入料口上通过杆件连接有振动筛，振动筛的两侧设有若干凸轮，凸轮所在的振动筛外侧设有缓冲板，壳体的内部穿接有搅拌轴，搅拌轴连接搅拌电机，搅拌轴上设有搅拌辊，搅拌辊的外部设有多根搅拌棒，搅拌棒的外端设有下凹的圆弧面，壳体的中部设有湿染料入料口，壳体的底部设有排水口。本发明的振动筛与搅拌集成在一起，使得干染料在过筛后直接送入到壳体中部与湿染料混合，再在搅拌辊上进行搅拌，避免过筛后要通过其它途径再运输到上染机构中进行搅拌，这样能够保证所有染料不会结块，从而保证了在上染时对筒子纱线染色的均匀性。

进一步的，所述的烘干分别在烘干炉与干燥箱内进行；烘干炉包括有炉体，炉体下部设有烘干输送带，输送带包括有平行设置的若干支撑杆，支撑杆上穿接有推送板，相邻推送板之间通过咬合块以及咬合槽拼合，咬合块与咬合槽都为梯形，支撑杆通过摆杆连接传动杆，传动杆连接传动气缸，炉体内设有波浪形排布的加热管，炉体分为二段式，二段热处理炉体之间设有隔板。推送板可以随着传动杆、支撑杆进行摆动，这样推送板向上翘起后，能够定位筒子纱线，使其保持位置的一致性，从而保证了正反面烘干的均匀性。通过二段式的加温，使得筒子纱线在加温时是逐渐加温，使得烘干较为温和。

进一步的，所述的干燥箱包括有箱体，箱体下部设有干燥输送带，干燥输送带的上方设有紫外线灯管。利用干燥箱以及紫外线灯管可以对筒子纱线进行进一步烘干以及杀菌，这样后处理时效果较好。

以上所述，本发明提供一种低温前处理后的筒子纱线染色方法，以带有季铵基的阳离子淀粉为染色助剂，提高活性染料对筒子纱线染色的效果。阳离子淀粉的正电性容易吸附在筒子纱线表面，一方面降低筒子纱线表面的负电荷，提高筒子纱线的润湿性，使活性染料分子更容易被筒子纱线吸收并扩散到纤维内部，从而提高上染率；另一方面阳离子淀粉上的季铵基可以与活性染料形成色淀，起到一定固色的作用，淀粉中未完全反应的羟基也能与纤维和活性染料中的羟基、氨基交联，进一步达到固色的目的。整个染色过程在无盐的条件下进行，达到较好的上染率和固色率，工艺流程简单，绿色环保。

附图说明

附图1是本发明上染机构的一种结构示意图；

附图2是本发明烘干炉的一种结构示意图；

附图3是本发明输送带的一种结构示意图；

附图4是本发明干燥箱一种结构示意图。

图中零部件、部位及编号：壳体1、干染料入料口2、杆件3、振动筛4、凸轮5、缓冲板6、搅拌轴7、搅拌电机8、搅拌辊9、搅拌棒10、圆弧面11、湿染料入料口12、排水口13、炉体14、烘干输送带15、支撑杆16、推送板17、咬合块18、摆杆19、传动杆20、传动气缸21、加热管22、隔板23、箱体24、干燥输送带25、紫外线灯管26。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明做详细的说明。

实施例1，一种低温前处理后的筒子纱线染色方法：

阳离子淀粉制备方法为：三口烧瓶中加入10g玉米淀粉、200g蒸馏水，搅拌，80℃糊化30min；随后，依次滴加浓度40%naoh溶液10ml，3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵10g，升温到55℃，搅拌反应6h；反应结束加入无水乙醇沉淀，过滤，收集沉淀用无水乙醇洗涤数次，50℃真空烘箱中烘干。

筒子纱线染色方法：

步骤1：筒子纱线预处理，将筒子纱线放入40g/l的碳酸钠溶液中，以2℃/min的速度升温至50℃，处理30min；

步骤2：上染，按照1:30的浴比配置10g/l阳离子淀粉溶液，加入预处理后的筒子纱线，常温浸泡20min；随后按照0.5g/l的浓度加入活性染料即国产的活性红x-3b，浸泡25min；

步骤3：固色，上染结束向染液中按照浓度20g/l加入碳酸氢钠，随后以1℃/min的速度升温至80℃，保温40min；

步骤4：烘干，取出筒子纱线在80℃条件下烘干；

步骤5：后处理，将烘干后的筒子纱线用3g/l的标准皂片和3g碳酸钠的溶液，浴比1：30~50，90℃，皂煮10min，随后水洗，去除未反应的染料，最后晾干。

其中上染在上染机构中完成，上染机构如图1，包括有壳体1，壳体上部设有干染料入料口2，干染料入料口上通过杆件3连接有振动筛4，振动筛的两侧设有若干凸轮5，凸轮所在的振动筛外侧设有缓冲板6，壳体的内部穿接有搅拌轴7，搅拌轴连接搅拌电机8，搅拌轴上设有搅拌辊9，搅拌辊的外部设有多根搅拌棒10，搅拌棒的外端设有下凹的圆弧面11，壳体的中部设有湿染料入料口12，壳体的底部设有排水口13。

烘干炉与干燥箱内进行；烘干炉如图2、图3，包括有炉体14，炉体下部设有烘干输送带15，输送带包括有平行设置的若干支撑杆16，支撑杆上穿接有推送板17，相邻推送板之间通过咬合块18以及咬合槽拼合，咬合块与咬合槽都为梯形，支撑杆通过摆杆19连接传动杆20，传动杆连接传动气缸21，炉体内设有波浪形排布的加热管22，炉体分为二段式，二段热处理炉体之间设有隔板23。干燥箱如图4，包括有箱体24，箱体下部设有干燥输送带25，干燥输送带的上方设有紫外线灯管26。

实施例2，一种低温前处理后的筒子纱线染色方法：活性染料为国产的活性黄k-rn，其余同实施例1。

实施例3，一种低温前处理后的筒子纱线染色方法：活性染料为国产的活性蓝x-br，其余同实施例1。

实施例4，一种低温前处理后的筒子纱线染色方法：

阳离子淀粉制备方法为：三口烧瓶中加入10g玉米淀粉、100g蒸馏水，搅拌，90℃糊化30min；随后，依次滴加浓度40%naoh溶液5ml，3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵20g，升温到75℃，搅拌反应4h；反应结束加入无水乙醇沉淀，过滤，收集沉淀用无水乙醇洗涤数次，50℃真空烘箱中烘干。

筒子纱线染色方法：

步骤1：筒子纱线预处理，将筒子纱线放入碱液中，以2℃/min的速度升温至70℃，处理30min；

步骤2：上染，按照1:50浴比配置20g/l阳离子淀粉溶液，加入预处理后的筒子纱线，常温浸泡10min；随后加入染料即国产的活性红x-3b，浸泡25min；

步骤3：固色，上染结束向染液中按照浓度20g/l加入碳酸氢钠，随后以2℃/min的速度升温至90℃，保温60min；

步骤4：烘干，取出织物在80℃条件下烘干；

步骤5：后处理，将烘干后的织物用3g/l的标准皂片和3g碳酸钠的溶液，浴比1：30，95℃，皂煮10min；随后水洗，去除未反应的染料，最后晾干。

其中上染在上染机构中完成，上染机构如图1，包括有壳体1，壳体上部设有干染料入料口2，干染料入料口上通过杆件3连接有振动筛4，振动筛的两侧设有若干凸轮5，凸轮所在的振动筛外侧设有缓冲板6，壳体的内部穿接有搅拌轴7，搅拌轴连接搅拌电机8，搅拌轴上设有搅拌辊9，搅拌辊的外部设有多根搅拌棒10，搅拌棒的外端设有下凹的圆弧面11，壳体的中部设有湿染料入料口12，壳体的底部设有排水口13。

烘干炉与干燥箱内进行；烘干炉如图2、图3，包括有炉体14，炉体下部设有烘干输送带15，输送带包括有平行设置的若干支撑杆16，支撑杆上穿接有推送板17，相邻推送板之间通过咬合块18以及咬合槽拼合，咬合块与咬合槽都为梯形，支撑杆通过摆杆19连接传动杆20，传动杆连接传动气缸21，炉体内设有波浪形排布的加热管22，炉体分为二段式，二段热处理炉体之间设有隔板23。干燥箱如图4，包括有箱体24，箱体下部设有干燥输送带25，干燥输送带的上方设有紫外线灯管26。

实施例5，一种低温前处理后的筒子纱线染色方法：活性染料为国产的活性黄k-rn，其余同实施例4。

实施例6，一种低温前处理后的筒子纱线染色方法：活性染料为国产的活性蓝x-br，其余同实施例4。

对实施例中染色的筒子纱线进行上染率、固色率和染色牢度测定。

（1）根据染料的标准曲线计算出染色前后染料的浓度，通过下式计算上染率：

上染率%=×100%

式中:c0—染前浓度，v0—染前体积，c1—染后残液浓度，v1—染后残夜体积。

（2）根据染料的标准曲线，计算皂洗前后染料的浓度，通过下式计算染料的固色率:

固色率%=×100%

式中:c0—染色前的染液浓度，v0—染色前的染液体积，c1—染色后的残液浓度，v1—染色残液体积。c2—皂洗后残液浓度，v2—皂洗液体积。

（3）耐摩擦牢度按照标准gb/t3920-2008中的检测方案进行检测。

检测结果如下表：

上表数据表明，本发明以自制的阳离子淀粉为助剂，在无盐条件下使活性染料对筒子纱线进行染色，可以达到较好染色效果。

上述实施例进一步对本发明进行了详细的阐述，但本发明不限于上述实施例。对于本行业人员，在不脱离本发明的基本思想情况下，对本发明技术方案所做的任何改动都在本发明的权利要求书所限定的范围内。