本发明涉及一种织物染色工艺，特别是涉及一种织物湿蒸染色工艺，应用于纺织染整技术领域。
背景技术：
活性染料色谱齐全、色泽鲜艳夺目，应用工艺比较简单，可以与棉纤维形成共价键结合，备受关注，同时随着许多存在环境污染和安全等问题的常用染料被禁用或限用，活性染料已成为主要的代用染料，发展尤为迅速，现成为棉织物最重要的一类染料。
目前活性染料的棉织物连续染色主要采用的染色工艺流程为：浸轧染液→烘干→浸轧碱液→汽蒸，即轧烘轧蒸工艺。活性染料能与棉纤维上的羟基发生亲核取代反应或亲核加成反应而形成共价键，因而染色织物有很高的湿处理牢度，但活性染料染色也存在一些问题，特别是活性染料在与棉纤维反应时，存在严重的水解问题，因而活性染料利用率较低、污水排放量大、深色品种色牢度较差和染色用电解质量大等，阻碍了它的扩大应用，是当前亟需解决的难点。
在现有活性染料的染色工艺过程中，染料浪费比较严重，造成了生产成本偏高，使用高效节能环保型工艺近年来已引起广泛关注。国内外在这个领域上已经进行了大量尝试，如，德国hoechst公司与bruckner机械厂联合研制了eco-steam系统，德国monforts公司与zeneca公司联合开发了econtrol工艺，德国babcock纺机公司与德国basf公司研发了babco-therm烘干机，推出了eco-flash新工艺，这些都归属于湿短蒸工艺，特点就在于“短蒸”上，具有固色速率快、染料水解少、固色率高、染料泳移少、染色质量高等优点，但是这些湿蒸染色方法在实施推广时存在问题：主要为进口设备造价高，工艺控制难度大，国产设备有待完善改进。国内也有人在这方面进行了一些尝试，如公开号为cn104532499a的中国专利公开了一种活性染料浸轧湿蒸染色方法，是先对织物浸轧染液后的织物进行真空脱湿，降低织物的带液率，然后在汽蒸固色，但这种方法在实际连续染色时，在操作上存在一定困难。目前活性染料湿蒸固色时染料水解严重问题有待低成本和更有效的的解决方案，成为亟待解决的技术问题。
技术实现要素：
为了解决现有技术问题，本发明的目的在于克服已有技术存在的不足，提供一种活性染料对棉织物采用喷雾湿蒸染色的方法，该方法能够有效减少活性染料在湿织物汽蒸时的水解，提高活性染料的固色率。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种活性染料对棉织物采用喷雾湿蒸染色的方法，该方法步骤如下：
(1)染液喷雾：配制含固色剂的染液，在室温下，通过雾化装置向雾化箱内喷雾，将织物输送到雾化箱内承接色雾滴，将色雾滴施加在织物布面上，通过调节雾化液和压缩空气流量来控制喷雾量；作为本发明优选的技术方案，在染液喷雾过程中，按照喷雾的雾化液质量和织物质量的对比计算，所述喷雾的雾化液的施加量为织物质量的15～80wt.％，喷雾量和雾滴大小可调；在染液喷雾过程中，优选通过调节进行染液喷雾的雾化液和压缩空气流量来控制喷雾量；作为本发明优选的技术方案，在染液喷雾过程中，雾化箱与织物构成只有一个开口的三棱柱体形箱状结构，雾化箱形成底侧面相邻的两个面敞开并且三面封闭的罩盖结构，所述雾化箱的垂直于织物布面并且与织物输送方向平行的剖面形状呈三角形；作为本发明优选的技术方案，在染液喷雾过程中，雾化箱的底面开口能覆盖经过雾化箱下方的织物的布面区域，使所述的抽吸装置抽吸的织物布面的区域为至少覆盖雾化箱所及的布面；
(2)背面抽吸：利用抽吸装置，在雾化箱底部位置处设置抽吸装置，使织物从雾化箱底部开口和抽吸装置顶部抽吸口之间通过，抽吸经过所述步骤(1)染液喷雾处理的织物，使织物正面布面的雾滴消失；作为本发明优选的技术方案，在背面抽吸过程中，抽吸装置顶部抽吸口的宽度能覆盖织物布面的门幅宽度，对织物进行色雾滴染色时没有抽吸不到的布面区域，并使倒形吸风罩上方也不存在无织物布面露空的区域；作为本发明优选的技术方案，沿着织物输送方向，相对于抽吸装置的末端位置，即相对于织物离开雾化箱的边界位置，雾化箱的末端位置靠前，并且抽吸装置的抽吸织物布面至少覆盖雾化箱进行染液喷雾所及的织物布面，即织物在离开抽吸装置的的边界位置之后，然后离开抽吸装置的边界位置；在背面抽吸过程中，优选调节抽吸风强度，使抽吸后织物的带液率为15～35％；
(3)湿蒸固色：将经所述步骤(2)处理的织物输送到汽蒸箱中，在常压饱和蒸汽中汽蒸完成湿蒸固色工艺；在湿蒸固色过程中，优选控制汽蒸温度100～102℃，优选固色时间为1～5min；
(4)后处理：随后将经过所述步骤(3)处理的织物进行水洗和皂洗后处理，再进行干燥，完成染色过程，从而得到采用喷雾湿蒸连续染色织物。作为本发明优选的技术方案，在后处理过程中，将经过步骤(3)处理的织物进行后处理时，采用多级冷水洗和多级热水洗的后续处理方式，步骤为：第一级冷水洗→第一级热水洗→皂洗→第二级热水洗→第二级冷水洗→自然晾干；
其中，在进行第一级热水洗时，用50～60℃热水对织物洗涤不低于3min；在进行皂洗时，浴比为1:50，在不高于90℃下对织物洗涤处理不低于15min；在进行第二级热水洗时，用70～80℃热水对织物洗涤不低于3min。
作为本发明优选的技术方案，通过调整含固色剂和染料的雾化液配方、喷雾量、雾滴大小、抽吸风强度中的任意一种工艺条件或者任意几种工艺条件的组合，能进行织物的单面着色、正反面阴阳着色和正反面同色着色中三种不同的染色工艺的任意一种工艺。
本发明与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点：
1.本发明方法利用喷雾工艺，将含固色剂和染料液体通过喷雾的方式施加到棉织物上的雾化箱内，利用抽吸装置，在雾化箱底部前从棉织物的背面抽吸，将染液和固色剂均匀地施加到棉织物中，通过汽蒸完成染料的固色；织物带液率低至15～35％，避免了热风烘干降低织物带液率时可能出现的染料泳移等问题，克服现有湿短蒸染色技术对染色设备及工艺的苛刻要求；染液均匀地施加到棉织物中，通过雾化箱底部前端的位置，从棉织物背面抽吸染液雾滴，保证染液均匀地施加到织物中；有效减少湿织物中活性染料在汽蒸固色时的水解，提高活性染料的固色率，另外可以避免采用先降低织物带液率，再进行湿蒸固色的传统染色方法；
2.本发明方法能避免高带液率织物进入汽蒸箱引起蒸箱内温度和湿度的较大波动，有利于维持汽蒸固色条件的稳定一致，加快湿织物的升温速率，缩短湿蒸固色时间，减少蒸汽用量；
3.常规染色工艺中，为了克服活性染料上染率低，减少染料在污水中的质量分数，染色时还需加入大量的中性电解质，但是电解质的污染对环境的污染不容忽视，并且很难处理；本发明方法的活性染料染色工艺无需添加电解质，无污染，易处理；
4.本发明方法能通过调整染色工艺，得到不同染色效果的棉织物，并能通过调整含固色剂的染液配方、喷雾量、雾滴大小和抽吸风强度，可以得到单面着色、正反面阴阳色和正反面同色三种不同的染色效果，同时有很高的皂洗牢度和摩擦牢度，满足服用性能的需要；
5.本发明方法本发明方法工艺过程简单，成本低，适合大量制备，易于实现工业化。
具体实施方式
以下结合具体的实施例子对上述方案做进一步说明，本发明的优选实施例详述如下：
实施例一
在本实施例中，各实验组中所用原料，活性染料为德司达(上海)贸易有限公司的市售产品，其余原料均为市售产品。
一种活性染料对棉织物采用喷雾湿蒸染色的方法，具体操作步骤如下：
(1)染液喷雾：配制含固色剂的染液，在室温下，通过雾化装置向雾化箱内喷雾，将织物输送到雾化箱内承接色雾滴，将色雾滴施加在织物布面上，通过调节雾化液和压缩空气流量来控制喷雾量；在染液喷雾过程中，按照喷雾的雾化液质量和织物质量的对比计算，所述喷雾的雾化液的施加量为织物质量的25.85～69.85wt.％，见表1，喷雾量和雾滴大小可调；在染液喷雾过程中，通过调节进行染液喷雾的雾化液和压缩空气流量来控制喷雾量；在染液喷雾过程中，雾化箱与织物构成只有一个开口的三棱柱体形箱状结构，雾化箱形成底侧面相邻的两个面敞开并且三面封闭的罩盖结构，所述雾化箱的垂直于织物布面并且与织物输送方向平行的剖面形状呈三角形；在染液喷雾过程中，雾化箱的底面开口能覆盖经过雾化箱下方的织物的布面区域，使所述的抽吸装置抽吸的织物布面的区域为至少覆盖雾化箱所及的布面；
(2)背面抽吸：利用抽吸装置，在雾化箱底部位置处设置抽吸装置，使织物从雾化箱底部开口和抽吸装置顶部抽吸口之间通过，抽吸经过所述步骤(1)染液喷雾处理的织物，使织物正面布面的雾滴消失；在背面抽吸过程中，抽吸装置顶部抽吸口的宽度能覆盖织物布面的门幅宽度，对织物进行色雾滴染色时没有抽吸不到的布面区域，并使倒形吸风罩上方也不存在无织物布面露空的区域；沿着织物输送方向，相对于抽吸装置的末端位置，即相对于织物离开雾化箱的边界位置，雾化箱的末端位置靠前，并且抽吸装置的抽吸织物布面至少覆盖雾化箱进行染液喷雾所及的织物布面，即织物在离开抽吸装置的的边界位置之后，然后离开抽吸装置的边界位置；在背面抽吸过程中，调节抽吸风强度，使抽吸后织物的带液率为22.12～30.41％，参见表1；
(3)湿蒸固色：将经所述步骤(2)处理的织物输送到汽蒸箱中，在常压饱和蒸汽中汽蒸中进行湿蒸固色工艺；在湿蒸固色过程中，控制汽蒸温度100～102℃，固色时间为1～4min，参见表1；
(4)后处理：随后将经过所述步骤(3)处理的织物进行水洗和皂洗后处理，再进行干燥，完成染色过程，从而得到采用喷雾湿蒸连续染色织物。在后处理过程中，将经过步骤(3)处理的织物进行后处理时，采用多级冷水洗和多级热水洗的后续处理方式，步骤为：第一级冷水洗→第一级热水洗→皂洗→第二级热水洗→第二级冷水洗→自然晾干；
其中，在进行第一级热水洗时，用50～60℃热水对织物洗涤3min；在进行皂洗时，采用标准皂片3g/l，浴比为1:50，在90℃下对织物洗涤处理15min；在进行第二级热水洗时，用70～80℃热水对织物洗涤3min。
实施例一的各实验组的染色工艺：喷雾→背面抽吸→湿蒸固色。
按照表1所述的染化料用量配制染液，并对棉织物进行相应的喷雾、抽吸和湿蒸固色。所用织物为经过前处理煮漂后的平纹棉织物。
表1.实施例一的各实验组的染液组成和染色工艺条件信息表
染色后织物的固色率测定参照《gb/t27592-2011反应染料轧染固色率的测定》进行，皂洗牢度和摩擦牢度的检测以徐穆卿《印染试化验》一文、及国标gb/t3920-2008、gb/t3921.1～5-2008和gb/t8424.1～3-2001规定的方法进行。在本实施例进行皂洗牢度测试时，白布贴合缝纫在需要测试染色棉织物的一面。
本发明实施例的实验结果如表2所示。
表2.实施例一的各实验组的染色织物的染色效果、固色率和染色牢度数据表
由上表测试结果可以看出：采用棉织物活性染料喷雾湿蒸的染色工艺，活性染料的固色率达高，均高于90％，高于常规的染色工艺中的染料固色率。染色棉织物的正面和反面的皂洗牢度测试表明，原样变色和白布沾色均高于3～4级；染色棉织物的正面和反面的摩擦牢度测试结果表明，干摩和湿摩也均不低于3～4级，说明染色棉织物的正面和反面的染色牢度满足服用要求。此外，还可根据需要调控染色工艺，得到正反面不同颜色深度的染色棉织物。
本实施例中织物与档板构成有一个开口的雾化箱，将含固色剂的染液通过雾化装置向雾化箱内喷雾，在在雾化箱底部位置的织物背面进行抽吸。织物通过雾化箱后，在常压饱和蒸汽中汽蒸固色，随后进行水洗和皂洗后处理，完成染色过程。采用本实施例方法对棉织物进行活性染料喷雾湿蒸染色，可以避免高带液率织物进入蒸箱引起汽蒸固色条件出现的较大波动，提高织物升温速率，缩短固色时间，减少织物上的染料在湿热、碱性环境中的水解，有利于提高活性染料的固色率，还可以通过调整喷雾和抽吸方式、染液配比，得到具有不同染色效果的棉织物。
本实施例方法利用喷雾工艺，将含固色剂和染料液体通过喷雾的方式施加到棉织物上的雾化箱内，利用抽吸装置，在雾化箱底部前从棉织物的背面抽吸，将染液和固色剂均匀地施加到棉织物中，通过汽蒸完成染料的固色；织物带液率低至22.12％，避免了热风烘干降低织物带液率时可能出现的染料泳移等问题，克服现有湿短蒸染色技术对染色设备及工艺的苛刻要求；染液均匀地施加到棉织物中，通过雾化箱底部前端的位置，从棉织物背面抽吸染液雾滴，保证染液均匀地施加到织物中；有效减少湿织物中活性染料在汽蒸固色时的水解，提高活性染料的固色率，另外可以避免采用先降低织物带液率，再进行湿蒸固色的传统染色方法；本实施例方法能避免高带液率织物进入汽蒸箱引起蒸箱内温度和湿度的较大波动，有利于维持汽蒸固色条件的稳定一致，加快湿织物的升温速率，缩短湿蒸固色时间，减少蒸汽用量；
在常规染色工艺中，为了克服活性染料上染率低，减少染料在污水中的质量分数，染色时还需加入大量的中性电解质，但是电解质的污染对环境的污染不容忽视，并且很难处理；本实施例方法的活性染料染色工艺无需添加电解质，无污染，易处理；本实施例方法本发明方法工艺过程简单，成本低，适合大量制备，易于实现工业化。
实施例二
本实施例与实施例一基本相同，特别之处在于：
在本实施例中，通过调整含固色剂和染料的雾化液配方、喷雾量、雾滴大小、抽吸风强度中的任意一种工艺条件或者任意几种工艺条件的组合，能进行织物的单面着色、正反面阴阳着色和正反面同色着色中三种不同的染色工艺的任意一种工艺。本实施例方法能通过调整染色工艺，得到不同染色效果的棉织物，并能通过调整含固色剂的染液配方、喷雾量、雾滴大小和抽吸风强度，可以得到单面着色、正反面阴阳色和正反面同色三种不同的染色效果，同时有很高的皂洗牢度和摩擦牢度，满足服用性能的需要。采用本实施例活性染料湿蒸的染色工艺进行染色，汽蒸前织物的带液率低至15～35％，适用于活性染料上染棉织物，避免高带液率织物进入蒸箱引起汽蒸固色条件出现的较大波动，提高活性染料的固色率，还能通过调节本实施例装置和染色工艺得到不同染色效果的棉织物。
上面对本发明实施例进行了说明，但本发明不限于上述实施例，还可以根据本发明的发明创造的目的做出多种变化，凡依据本发明技术方案的精神实质和原理下做的改变、修饰、替代、组合或简化，均应为等效的置换方式，只要符合本发明的发明目的，只要不背离本发明活性染料对棉织物采用喷雾湿蒸染色的方法的技术原理和发明构思，都属于本发明的保护范围。