一种锦纶56与蛋白质纤维混纺织物轧染染色方法与流程

本发明属于纺织染整领域，涉及一种锦纶56纤维与蛋白质纤维混纺织物高效轧染染色方法。
背景技术：
：锦纶面料是世界上出现的第一种合成纤维，它的品种很多，但分子结构中都含有一个相同的酰胺基，一般常用的品种有锦纶6为聚己内酰胺，锦纶66为己二胺与己二酸聚合而成，锦纶56是一种新型的聚酰胺纤维，与锦纶66使用石油原料不同，它使用的原料是生物原料，通过生物工程方法从各类淀粉和秸秆纤维素中发酵制备戊二胺，由于大批量、低成本，故可以代替己二胺。生物基纤维具有绿色、环境友好、原料可再生以及生物降解等优良特性，有助于解决当前全球经济社会发展所面临的严重的资源和能源短缺，以及环境污染等问题。羊毛、蚕丝以及其他天然和再生蛋白质纤维都是亲水性纤维，其氨基和羧基可分别以-nh+和-coo-离子形式，与阴离子或阳离子染料结合，还能与活性染料形成共价键结合。但蛋白质纤维不耐碱，染色宜在酸性或近中性染液中进行。酸性染料一般都是芳香族的磺酸钠盐，含有磺酸基、羟基等基团，少数为羧酸钠盐在水中电离成色素酸阴离子，能与纤维上的氨基或酰胺基相结合，故能用于毛、丝等蛋白质纤维和聚酰胺(锦纶)类合成纤维的染色。中性染料(1:2型酸性含媒染料)是由两个染料分子和一个金属原子络合而成，其染色原理与中性浴染色的酸性染料相同，在微酸及中性介质中上染羊毛、蚕丝、锦纶等。染色时，染料和纤维之间的结合主要是离子键、分子间力和氢键产生作用。在相同染色条件下，染色锦纶纤维和羊毛纤维，上染速率差异较大，从而导致锦纶羊毛混纺织物染色不匀，上色不一致情况。传统染色混纺织物由于每种纤维对染料亲和力不同，传统方法一般采用两种染料两步法染色，并且染色温度较高，实际操作复杂，染色同一性性较差。因此，研究一种锦纶56纤维与蛋白纤维混纺织物低温短时间内一步快速轧染上色方法具有重要的现实意义。技术实现要素：本发明的目的是提供一种锦纶56纤维与蛋白质纤维混纺织物的高效轧染染色方法。本发明所提供的锦纶56纤维与蛋白质纤维混纺织物的高效轧染染色方法，包括下述步骤：将被染物浸入酸性轧染液中进行轧染染色；其中，所述被染物为锦纶56纤维与蛋白质纤维形成的织造物或非织造物。本发明中所述织造物包括机织物和针织物。所述机织物是指两系统(或方向)的纱线互相垂直，并按一定的规律交织而形成的织物。所述针织物形成方式不同于机织物，它根据生产方式的不同，可分为纬编针织物和经编针织物。本发明中所述非织造物又称为不织布，是将纺织短纤维或者长丝进行定向或随机排列，形成纤网结构，然后采用机械、热粘或化学等方法加固而成。所述被染物中锦纶56纤维的质量百分比为10％-90％，优选为45％-65％。所述锦纶56纤维的端基含量有如下要求：所述锦纶56纤维的端氨基的含量可为20～80mol/106gr，优选20～60mol/106gr，更优选45～55mol/106gr；所述锦纶56纤维的端羧基的含量可为50～110mol/106gr，优选60～90mol/106gr，更优选65～75mol/106gr。所述锦纶56纤维的结晶度可为30～70％，优选45～65％，更优选50～65％。所述锦纶56纤维可由熔体直接纺丝法或熔体间歇纺丝法制备得到。上述锦纶56纤维端基值的调控是在聚合过程中调控，结晶度在纺丝过程中调控。所述蛋白质纤维包括动物蛋白质纤维和植物蛋白质纤维，所述动物蛋白质纤维，例如，羊毛、兔毛、蚕丝、酪素蛋白纤维、蚕蛹蛋白纤维、珍珠蛋白纤维或牛奶蛋白纤维；植物蛋白质纤维，例如，花生蛋白纤维、玉米蛋白纤维、大豆蛋白纤维或其组合。所述轧染液的ph值可为：3-7，具体可为4.5-6.8。所述轧染液包括染料和染色助剂；所述轧染液中还包括溶剂，所述溶剂可为水。本发明中所述染料选自下述任意一种：酸性染料、中性染料和活性染料。上述轧染染色方法中，采用所述酸性染料或中性染料染色时的步骤如下：将被染物在含有染料、染色助剂的轧染液中浸泡，经过轧车，控制轧余率范围，再进行汽蒸或焙烘，最后进行染色后处理。所述轧染液的温度可为室温；由于不同染料的上染速率不同，因此浸泡时间可为1-10min；所述轧染液的ph值可为：3-7，具体可为4.5-6.8；所述浸轧染液可为：一浸一轧、二浸二轧或多浸多轧；所述轧染液中，染料的浓度可为5g/l-40g/l，具体可为10g/l-30g/l；所述染色助剂的用量可为:1g/l-50g/l，具体可为5g/l-30g/l。所述轧车中，控制轧车速度35-45m/min，轧压0.18-0.25mpa；所述规定的轧余率可为：50-80％，进一步可为65-75％。所述汽蒸或焙烘的温度：50-100℃，进一步可为70-95℃，具体可为85℃、95℃；时间可为：30s-30min，进一步可为5min-20min，具体可为10min、15min、20min。酸性染料、中性染料轧染后处理包括：热水洗、水洗、晾干。热水洗：50-80℃热水冲洗1-3次；水洗：室温水冲洗1-3次。上述轧染染色方法中，采用所述活性染料染色时分为两种方法：方法一，包括下述步骤：将被染物在含有染料、染色助剂、固色剂的轧染液中浸泡，经过轧车，控制轧余率范围，再进行汽蒸或焙烘，最后进行染色后处理。方法二，包括下述步骤：将被染物在含有染料、染色助剂的轧染液中浸泡，经过轧车，控制轧余率范围，再浸轧固色液、进行汽蒸或焙烘，最后进行染色后处理。其中，所述轧染液的温度可为室温；由于不同染料的上染速率不同，因此浸泡时间可为1-10min；所述轧染液的ph值可为：3-7，具体可为4.5-6.8；所述浸轧染液可为：一浸一轧、二浸二轧或多浸多轧；所述轧染液中，染料的浓度可为5g/l-40g/l，具体可为10g/l-30g/l；所述染色助剂的用量可为:1g/l-50g/l，具体可为5g/l-30g/l。所述固色剂浓度可为1-50g/l，具体可为20-30g/l，浸泡1min-10min。所述固色剂可为表面活性剂(阳离子型)、无表面活性的季铵盐、树脂型固色剂、交联固色剂、无甲醛固色剂等，具体可为碳酸钠、碳酸氢钠。所述浸轧固色液中织物的轧余率可为：50-80％，进一步可为70-80％。所述轧车中，控制轧车速度35-45m/min，轧压0.18-0.25mpa；所述规定的轧余率可为：50-80％，进一步可为70-80％。所述焙烘或汽蒸温度：50-100℃，进一步可为70-95℃，具体可为85℃、95℃；时间可为：30s-30min，进一步可为5min-20min，具体可为10min、15min、20min。活性染料轧染后处理包括：热水洗、水洗、皂洗、水洗、晾干。热水洗：50-80℃热水冲洗1-3次；水洗：室温水冲洗1-3次。皂洗条件为：1g/l-5g/l标准皂片，浴比：1:5～15，50-80℃皂洗1-10min；具体地，所述酸性染料可为偶氮类酸性染料、蒽醌类酸性染料、三芳甲烷类酸性染料、氧杂蒽类酸性染料和硝基类酸性染料中至少一种；所述酸性染料具体可为酸性红nhfs、酸性黄nhfs、酸性蓝nhfs、f型弱酸性染料、酸性大红fg、酸性黄g、酸性黄ad、酸性红ad、酸性灰ad、弱酸性大红fg或弱酸性兰5r。具体地，所述中性染料可为酸性含媒染料中1:2型金属络合染料，具体可为安诺赛特m型金属络合染料、s型金属络合染料。所述中性染料具体可为中性深黄gl、中性灰2bl、中性黄2r、中性酱红b、中性蓝2r、中性棕b、中性灰g、中性红gal、中性藏br、中性黑aw200％、中性黄tb、中性黄r、中性红3b、中性红10b、中性红3g、中性翠蓝g、中性蓝r或中性蓝rawl等。具体地，所述活性染料可为氯均三嗪活性基类活性染料、乙烯砜活性基类活性染料、多活性基类活性染料、溴代丙烯酰胺活性基类活性染料、环氧类活性染料或叠氮类活性染料；氯均三嗪活性基类活性染料：活性染料k-6g；乙烯砜类：活性染料k-nr；多活性基类：活性艳红m-3be；溴代丙烯酰胺类：兰纳素蓝3g、活性红83、活性黄39、活性蓝69、安诺菲克斯红arc、安诺菲克斯黄/金黄arc、安诺菲克斯蓝arc；未知结构毛用活性染料：嫩黄wg、活性大红wg、活性艳兰wr、活性黑wg。具体地，所述染色助剂可为ph调节剂、锦纶染色速率调节剂和/或蛋白质纤维染色速率调节剂；所述ph调节剂具体可为酸、碱、酸性氧化物、碱性氧化物、弱酸强碱盐、强酸弱碱盐类等，如醋酸、氢氧化钠、氧化钙、碳酸钠、氯化铵等质量浓度1％的水溶液；所述锦纶染色速率调节剂在染液中对染料上染锦纶纤维起缓染、阻染作用，所述蛋白质纤维染色速率调节剂，在染液中对蛋白质纤维起到促染作用，使两种纤维上染速率基本一致，从而达到混纺织物染色均匀性。所述锦纶染色速率调节剂，具体可为平平加o、匀染剂jv-905、匀染剂jv-1、匀染剂set、匀染剂hj-219、匀染剂nl、缓染剂nlj、缓染剂nlj-287、阻染剂rf、阻染剂fk-450a；所述蛋白质纤维染色速率调节剂具体可为促染剂tgr-m、促染剂wds、促染剂kd、促染剂wdp、促染剂w-201、促染剂dw或元明粉。所述锦纶染色速率调节剂或蛋白质纤维染色速率调节剂的用量为1～50g/l；根据本发明的一个具体实施例，所述染料为酸性染料(如弱酸性大红fg)，采用的助剂为：阻染剂rf用量5g/l，促染剂kd用量8g/l。根据本发明的一个具体实施例，所述染料为中性染料(如中性黄2r)，采用的助剂：平平加o用量10g/l，促染剂tgr-m用量5g/l。根据本发明的一个具体实施例，所述染料为活性染料(如活性艳蓝d-rv)，采用的助剂为元明粉20g/l，匀染剂hj-21915g/l。针对现有技术中，一方面，染色锦纶56纤维和蛋白质纤维(如羊毛纤维)在相同条件下上染速率不同，导致其混纺织物需要采用两浴两步法染色，并且染色过程的稳定性差，容易产生色差等情况；另一方面，两浴两步法染色存在耗能高，时间长，成本高等缺陷。本发明提供了一种在酸性条件下，采用酸性染料、中性染料或活性染料对锦纶56纤维与蛋白质纤维混纺织物一浴一步轧染染色工艺，其优点(1)实现了混纺纤维同一套染料同浴一步法染色；(2)色牢度好，染色织物耐摩擦、耐汗渍、耐日晒、耐皂洗等色牢度测试结果均可以满足使用要求，耐摩擦、耐汗渍、耐日晒、耐皂洗可达3-4级以上，耐日晒色牢可达6级以上。(3)该方法是一种低温短时间内快速染色锦纶与蛋白质纤维混纺织物的方法，工艺流程简单、节能减排。附图说明图1为不同端氨基含量的锦纶56纤维的染色效果。具体实施方式下面通过具体实施例对本发明进行说明，但本发明并不局限于此，凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。下述实施例中的定量试验，均设置三次重复实验，结果取平均值。本发明实施例所采用的锦纶56纤维，按照下述方法制备：在盐液罐中配制50wt％浓度的锦纶56盐水溶液，具体步骤：取锦纶56干盐90kg，加入到55kg脱盐水中，完全溶解，调节盐液ph值7.5～8.5。配好盐液后将盐液罐加热至50℃，待温度达到设定温度，打开供料阀将盐液注入聚合反应釜中开始预聚合，预聚合试验条件：反应釜内设定温度212℃，压力1.75mpa，搅拌速度60r/min，反应2h，然后升温到250℃。当温度达到250℃后即开始降压，降压时间约1h，降压同时反应釜温度升到270℃，抽真空约10min，此时釜内温度约升至275℃，聚合反应完成，直接排料，经过冷水、吹风冷却，切粒机切断得到锦纶56切片。切片在80℃条件下，烘干22h，设置纺丝条件：纺丝温度288℃，计量泵转速16rpm/min，纺丝速度1000m/min，侧吹风压为450pa，卷绕油剂f5103浓度5％，牵伸倍数及加热温度为：一牵倍率2.5～3.5；二牵倍率1.01～1.42；牵伸箱温度170℃；二牵温度180℃；热板温度200℃；三牵温度180℃。卷绕得到锦纶56纤维。不同盐液ph值对应纤维不同的端基和羧基含量如表1所示(控制牵伸倍数为3.5)。由表1中的数据可以看出，盐水溶液ph<7.5时，端基含量偏低，盐水溶液ph>8.5时，反应原料酸胺比失衡，无法聚合，因此最适宜的ph值范围为7.5～8.0。表1不同盐液ph值对锦纶56纤维的端氨基含量的影响采用1#样品和3#样品进行染色，选取染料中性灰2bl，配制1％(o.w.f.)的染液，染液ph值为6.8，并加入匀染剂平平加o0.5％(o.w.f.)，染色浴比1:10。常温条件下，加入具有不同端氨基含量的被染物(1#和3#)；然后以2℃/min升温速率升温至70℃，保温20min，染色完成。染液冷却到常温，取出样品50℃温水洗涤1次，常温冷水洗涤1次，风干。染色效果如图1所示，左图为1#样品，右图为3#样品，可明显看出端基含量不同，两种纤维的染色效果差异大。由表1和图1可以看出，调控ph值为7.5～8.0时，锦纶56纤维的端氨基值含量高，染色效果好。不同牵伸倍数对应纤维不同的结晶度如表2所示(控制锦纶56盐水溶液的ph值为7.85)。在相同条件下，采用酸性染料在90℃染色两种纤维，其上染率如表2所示。表22#不同牵伸倍数对锦纶56纤维的影响2#样品结晶度(％)上染率％①pa56牵伸倍数256.895.7②pa56牵伸倍数3.464.083.1由表2的数据可以看出，纤维的结晶度越大，则纤维的无定型区越小，即可进入纤维内部的染料越少，纤维上染效果越差。根据上述纤维制备方案，制备盐液ph为7.85，一级牵伸3.15倍，二级牵伸1.12倍(共牵伸3.53倍)的锦纶56纤维，测其端氨基含量为45.4mol/106gr、端羧基含量为74.1mol/106gr、结晶度为65.0％，进行下述染色处理。下述实施例中使用的锦纶56与羊毛混纺织物的混纺比为55/45。下述对比例中所用的锦纶为66为市售产品，测试端氨基含量46mol/106gr。下述实施例中所述上染率的测定方法为：用分光光度计在最大吸收波长处分别测定染色前后染液的吸光度，根据下式计算上染百分率：ct＝(1–a1/a0)×100％(式中：a0为原染液吸光度；a1为染色后残液的吸光度。)实施例1、采用弱酸性大红fg染料轧染锦纶56与羊毛混纺织物采用的被染物为锦纶56/羊毛(55/45)的混纺织物，规格10cm×10cm。轧染液组成：配制100ml染液，包括酸性染料(弱酸性大红fg)、染色助剂(阻染剂rf5g/l、促染剂kd8g/l)和溶剂(水)；其中，酸性染料的浓度为30g/l；所述轧染液的ph值为4.7。轧染液配置完成，在室温条件下，采用一浸一轧方式，将混纺织物浸泡染液3min，控制轧车速度40m/min，轧压0.2mpa，轧液率75％左右，轧染后织物在95℃条件下焙烘10min后，取出样品在50℃热水中洗涤一次，常温水洗一次，晾干，即完成轧染工艺。对该实施例制备的产物进行测试，结果见表3。实施例2、采用中性染料(中性黄2r)轧染锦纶56与羊毛纤维混纺织物采用的被染物为锦纶56/羊毛(55/45)的混纺织物，规格10cm×10cm。轧染液组成：配制100ml染液，包括中性染料(中性黄2r)、染色助剂(平平加o10g/l，促染剂tgr-m5g/l)和溶剂(水)；其中，中性染料的浓度为30g/l，所述轧染液的ph值为6.8。染液配置完成，在室温条件下，采用一浸一轧方式，将混纺织物浸泡染液5min，控制轧车速度40m/min，轧压0.22mpa，轧液率70％左右，轧染后织物在85℃条件下焙烘20min后，取出样品在60℃热水中洗涤一次，常温水洗一次，晾干，即完成轧染工艺。对该实施例制备的产物进行测试，结果见表3。实施例3、采用活性染料(活性艳蓝d-rv)轧染锦纶56与羊毛纤维混纺织物采用的被染物为锦纶56/羊毛(55/45)的混纺织物，规格10cm×10cm。轧染液组成：配制100ml染液，包括活性染料(活性艳蓝d-rv)，20g/l元明粉和染色助剂(匀染剂hj-21915g/l，促染剂dw4g/l)、溶剂(水)；其中，活性染料的浓度15g/l，所述轧染液的ph值为3.5。染液配制完成，在室温条件下，采用二浸二轧方式，将混纺织物浸泡染液5min，控制轧车速度45m/min，轧压0.2mpa，轧液率75％左右，轧染后织物一浸一轧固色液(固色液方法：配制100ml固色液，碳酸钠溶液20g/l，浸泡2min)，控制轧余率在75％左右，将固色后的样品95℃焙烘15min后，取出在50℃温水中洗涤一次，常温冷水中洗涤一次，皂洗(3g/l标准皂片，浴比1：10，50℃皂洗10min)一次，取出在常温冷水中洗涤一次，晾干，即完成轧染。对该实施例制备的产物进行测试，结果见表3。对比例1、采用的被染物为锦纶66/羊毛(55/45)的混纺织物，规格10cm×10cm。轧染液组成：配制100ml染液，包括酸性染料(弱酸性大红fg)、染色助剂(阻染剂rf5g/l、促染剂kd8g/l)和溶剂(水)；其中，酸性染料的浓度为30g/l，所述轧染液的ph值为4.7。轧染液配置完成，在室温条件下，采用一浸一轧方式，将混纺织物浸泡染液3min，控制轧车速度40m/min，轧压0.2mpa，轧液率75％左右，轧染后织物在95℃条件下焙烘10min后，取出样品在50℃热水中洗涤一次，常温水洗一次，晾干，即完成轧染工艺。对该对比例制备的产物进行测试，结果见表3。对比例2、采用弱酸性大红fg染料轧染锦纶56与羊毛混纺织物(不采用染色助剂)轧染液组成：配制100ml染液，包括酸性染料(弱酸性大红fg)和溶剂(水)；其中，酸性染料的浓度为30g/l，所述轧染液的ph值为4.7。轧染液配置完成，在室温条件下，采用一浸一轧方式，将混纺织物浸泡染液3min，控制轧车速度40m/min，轧压0.2mpa，轧液率75％左右，轧染后织物在95℃条件下焙烘10min后，取出样品在50℃热水中洗涤一次，常温水洗一次，晾干，即完成轧染工艺。对该对比例制备的产物进行测试，结果见表3。对比例3、采用活性染料(活性艳蓝d-rv)轧染锦纶56与羊毛纤维混纺织物(不采用染色助剂)采用的被染物为锦纶56/羊毛(55/45)的混纺织物，规格10cm×10cm。轧染液组成：配制100ml染液，包括活性染料(活性艳蓝d-rv)和溶剂(水)；其中，活性染料的浓度15g/l；所述轧染液的ph值为3.5。染液配制完成，在室温条件下，采用二浸二轧方式，将混纺织物浸泡染液5min，控制轧车速度45m/min，轧压0.2mpa，轧液率75％左右，轧染后织物一浸一轧固色液(固色液方法：配制100ml固色液，碳酸钠溶液20g/l，浸泡2min)，控制轧余率在75％左右，将固色后的样品95℃焙烘15min后，取出在50℃热水中洗涤一次，常温冷水中洗涤一次，皂洗(3g/l标准皂片，浴比1：10，50℃，10min)一次，常温冷水中洗涤一次，晾干，即完成轧染。对该对比例制备的产物进行测试，结果见表3。表3染色后织物测试结果同色平衡值(q)为锦纶k/s值与羊毛k/s值的比值，这一比值越接近1说明两者的同色性越好。由表2可知加入锦纶上染速率调节剂和羊毛上染速率调节剂的实施例1-3在较低汽蒸温度下样品可以达到很好的同色性，并且各项色牢度均在4级以上，符合纺织品应用中色牢度要求；实施例1与对比例1实验结果可以发现，锦纶66/羊毛混纺织物在无染色助剂且汽蒸温度低条件下，染色同一性差，色牢度低，这说明相同工艺并不适用于锦纶66/羊毛混纺织物；对比例2-3测试结果表明，在相同工艺条件下助剂对染色同一性具有重要作用。当前第1页12