专利名称：玉米纤维的条染染色方法
技术领域：
本发明涉及一种针对玉米纤维条染染色的染料选择，以及在染色中配合染料染色相对应的助剂的选择，配套的染色、后处理工艺。属纤维染色技术领域。
背景技术：
玉米纤维是聚乳酸纤维的别名，属于芳香族聚酯纤维，但不含芳香环。其合成原料来自天然的植物(如玉米等)，是新一代环保型聚酯合成纤维。玉米聚乳酸纤维是将玉米发酵制得乳酸，经由缩 合聚合反应制成聚乳酸，再利用耦合剂制成具有良好机械物性的较高分子量聚乳酸，再经过关键的化学改质，将其强度、保水性提升，并将其纤维化。玉米纤维埋入土中一年后强度会消失并降解，如果与其它废弃物一起堆埋，几个月就可以分解，降解产物为无害的乳酸、二氧化碳和水，燃烧时不产生有毒物质。由玉米纤维制成的织物具有良好的悬垂性和手感，所制成的成衣具有穿着舒适， 并具耐穿性、抗皱性、抗紫外线和导湿作用，并能释放人体气味等特性，是极佳的高级休闲服饰和优质舒适的运动服面料。玉米纤维属于芳香族聚酯纤维，所以与涤纶纤维有许多相似的性质。但由于本身的结构特点，不含芳香环所以又有其明显的特性，与涤纶相比，温度敏感性相当大，玉米纤维的耐热性较差，玻璃化温度为58飞2°C，熔点为16(T17(TC，均比普通涤纶低；其耐碱性也不及涤纶，在氢氧化钠作用下其醋基迅速水解。玉米纤维与涤纶纤维一样都属于疏水性纤维，但其亲水性好于涤纶纤维，而且具有良好的水扩散性。手感和悬垂性较好，弹性好，卷曲保持率优良，收缩率较易控制，不受紫外线影响，比重低于涤纶，可燃性差。是一种极具发展潜质的生态性纤维。1950年首次用“载体”(carrier)这个术语来定义在涤纶染色过程中具有促进上染率作用的化合物。载体按可溶性及使用时的状态，分为乳化型载体、分散型载体和水溶性载体。水杨酸甲酯、氯苯、甲基萘均属于乳化型载体，使用时需加入乳化剂，以使其乳化成乳液。这类载体种类较多，使用方便，但使用时必须保持乳液稳定，否则易生成载体斑，造成染疵。此外， 这种载体易因受热而挥发，以至使载体与乳化剂及水的悬浮体系分离，浓度降低，而且如果挥发的载体再度回入染浴中，又易形成染斑，影响分散染料上染性能。对苯二甲酸二甲酯属于分散型载体。这类载体水溶性较小，用量不大就可维持载体溶液饱和状态，勻染效果很好。无加热挥发现象，且无异味，但价格较高，易升华，染深性较差。水溶性载体如邻苯基苯酚钠盐。这类载体能暂时溶于水中，但缺乏导染性能，而当染浴PH值降低时，邻苯基苯苯酚逐渐析出而呈现出很好的导染性能，是当前应用较多的一类载体。载体能对纤维增塑，增加纤维大分子链段的活动能力，使纤维结构松弛，由此增大涤纶纤维自由体积，并提高染料在纤维内的扩散速率，加快染色。载体的扩散系数大于染料的扩散系数，载体先于分散染料进入纤维，而且，载体的扩散系数随吸附量的增加而增大，这是由于载体对纤维具有增塑作用。载体用于纤维染色初期主要是起促染作用，而在染色后期，载体的这种作用同样可以加快纤维中染料的解吸。但是载体会使纤维的初染率增大增加，易导致染料吸附不均勻，同时易降低染液分散稳定性，引起染料在纤维上聚集而产生染疵，在染色后有些载体较难去除， 造成染色牢度、织物强力下降以及使织物产生对人体的刺激，部分载体有毒有味，生物降解性差，会造成环境污染。
发明内容
本发明的目的在于首先针对玉米纤维的染色性能，选择一种染料对玉米纤维染色，其次在染色过程中选择合适的助剂，提高染色效果，然后制定出一整套合理有效的染色工艺，提高染色同色性和均勻性，降低纤维的损伤，提高染色效果和色牢度。发明的目的是这样实现的选择美国亨斯迈纺织染化(中国)有限公司生产的托拉司(TERASIL) SD型分散染料进行纤维条染色。玉米纤维具有较多的酯基和甲基，没有亲水性的极性基和反应性基团。所以选择分散染料染色。高温型分散染料分子量较大，其扩散进入纤维内部需要较大的能量，需要在染色时维持较高的温度来保证。而玉米纤维的耐热性较差，为了保证纤维的性能不受影响，在染色加工过程中温度不能大于115°C，因为染色温度较低，高温型分散染料在染色过程中会有相当大一部分染料扩散不到纤维内部，而只停留在纤维表面附近，从而导致各项色牢度不高。与涤纶相比，玉米纤维分子链中不存在苯环等基团，只存在较多的酯基，又具有良好的水扩散性，中低温型分散染料可以用来染玉米纤维，但由于玉米纤维的玻璃化温度较低，在做后整理时低温型分散染料由于分子量较小的原因，容易泳移到纤维表面，降低染色牢度。所以选择美国亨斯迈纺织染化(中国)有限公司生产的中温型分散染料托拉司 (TERASIL) SD进行纤维条染色。托拉司(TERASIL) SD在水中的溶解度很小，玉米纤维的吸水性较低，在水中不容易溶胀，所以按常规方法染纤维，在100°c以下，上染速率很低，要提高上染速率，就需要运用载体来辅助染色。载体主要是起增塑作用和降低玻璃化温度的作用。载体分子较小，能较快地向纤维内部扩散并以范德华力或氢键方式与纤维结合。使纤维一纤维之间的结合变为纤维一载体间的结合，从而减弱了纤维间的结合力，使分子链段更加容易运动，玻璃化温度被降低。纤维内大孔穴产生的几率增加，提高了染料在纤维内部的扩散速度和上染率，另外纤维大分子间作用力减弱的结果，导致纤维膨润度提高，纤维分子间的滑动性能增加也方便了染料的上染。我们选用瑞士科莱恩化工(中国)有限公司的载体(Dilatin) POE 液，与常规的载体膨化剂0P、碳酸丙烯酯相比，不挥发令人不愉快的气味，不需要很高的温度易于洗除，不会损伤纤维。玉米纤维的温度敏感性相当大，很小的温差变化就容易引起染色的不勻，缸差的产生，所以加入美国亨斯迈纺织染化(中国)有限公司生产的扩散促进剂尤利华丁(UNIVADINE)DIF，促进染料的扩散，对分散染料起到勻染分散效果，减少温差对染色的影响。加入载体辅助染色后载体易降低染液分散稳定性，引起染料在纤维上聚集而产生染疵，所以加入美国亨斯迈纺织染化(中国)有限公司生产的高温稳定型分散剂尤利华丁 (UNIVADINE) DPS，能防止染料凝聚和沉淀，避免产生色点及影响摩擦牢度，提高染液的稳定性，改善染色重现性，同时助剂对染料无阻染效果。玉米纤维与涤纶纤维同属于芳香族聚酯纤维，但两者在形态结构、物理与化学性能上有很大区别，故造成两者染色性能的明显差异，需重新建立一套染色工艺，工艺分为两步染色和后处理。第一步、染色工艺
将玉米纤维条装入染缸，运转5 10分钟，加入0. Γ0. 3%织物重百分比的冰醋酸，使染浴PH值5飞，运转5 10分钟，加入瑞士科莱恩化工(中国)有限公司广3g/L载体(Dilatin) POE液，运转5 10分钟，加入0. 5^2g/L美国亨斯迈纺织染化(中国)有限公司生产的扩散促进剂尤利华丁(UNIVADINE)DIF，运转，接着加入0. 5 2g/L美国亨斯迈纺织染化(中国)有限公司生产的分散剂尤利华丁(UNIVADINE)DPS，运转5 10分钟，加入0. 1%_5%织物重百分比美国亨斯迈纺织染化(中国)有限公司生产的中温型分散染料托拉司(TERASIL) SD，运转 5^10分钟，开始升温，升温速率保持在1. 5^20C /分钟，升温到70士2°C，减慢升温速率，保持在1°C /分钟，升温到90士2°C，保温10分钟，再以1°C /分钟的升温速率升温到110士2°C， 保温20 30分钟，然后以2°C /分钟的速率降温到50士2°C，排液。浴比1 :10 30。玉米纤维是一种芳香族聚酯纤维，对碱特别敏感，很容易水解损伤，所以不能在碱性浴中染色。在强酸性浴中，纤维也会发生明显的水解损伤，在碱性和较强酸性浴中，纤维强力和延伸性均会降低，所以染色的PH值选择在5飞较适合。玉米纤维在70°C以下几乎不上染，升温速率可以稍快，为了加强移染，在90°C时保温10分钟左右，提高染色的勻染效果。玉米纤维在高温高湿热状态下加工时间不宜太长，会引起纤维结晶太长，改变纤维的染色性，上染速率和最高上染量均下降，所以高温保温时间不易太长，而且要严格控制升温速率和时间，以提高警惕染色重现性。由于玉米纤维玻璃化温度较低，所以染后降温速度应慢，以免使手感发硬，通常应保持2V /分钟速度降温，直至50°C以下，即低于玻璃化温度57°C后才能排液，然后洗涤。第二步、后处理工艺
将染色后玉米纤维置于染缸中，加入2 5%织物重百分比的皂洗液209，广2g/L的碳酸氢钠，广2g/L的保险粉，升温到60 65°C保温15 20分钟，排液。浴比1 :10 30。染色后的玉米纤维上除了含有与纤维结合的染料，还含有吸附的浮色和水解染料，需要进行还原清洗。由于玉米纤维不耐强碱，为了避免纤维的损伤，不能使用烧碱，只能用碳酸氢钠，使处理浴呈现中性，而且玉米纤维的玻璃化温度较低，洗涤温度高于玻璃化温度时，随着温度的升高，纤维上的染料会解吸，染色浓度会急剧降低，虽然碳酸氢钠稍能抑制处理温度引起的色相变化，但因聚乳酸分解产生的乳酸会使还原洗净浴中的碱度快速消失，由此增加了还原洗净中的不稳定因素。本发明的有益效果是
本发明采用托拉司(TERASIL) SD染料对玉米纤维条进行染色，控制染色温度和染色时间，降低纤维的损伤，选择合适的载体，提高染料的上染量，增加染色深度，选用合适的助剂提高染色效果，并制定相应的染色工艺和后处理工艺，提高了染色的同色性、染色均勻性和稳定性，染色效果好，色牢度好。而且在染色过程中对纤维的损伤小。
具体实施例方式实施例1
一、备料染料0. 2% (织物重百分比)托拉司红SD 01 0.4% (织物重百分比)托拉司黄SD 0. 1% (织物重百分比)托拉司蓝SD。二、染色
将玉米纤维条装入染缸，运转5分钟，加入0. 1%织物重百分比的冰醋酸，使染浴pH 值6，运转5分钟，加入lg/L瑞士科莱恩化工(中国)有限公司载体(Dilatin) POE液，运转10分钟，加入0. 5g/L美国亨斯迈纺织染化(中国)有限公司生产的扩散促进剂尤利华丁 (UNIVADINE)DIF，运转，接着加入0. 5g/L美国亨斯迈纺织染化(中国)有限公司生产的分散剂尤利华丁(UNIVADINE)DPS，运转5 10分钟，加入美国亨斯迈纺织染化(中国)有限公司生产的0. 2% (织物重百分比)托拉司红SD-01、0. 4% (织物重百分比)托拉司黄SD和0. 1% (织物重百分比)托拉司蓝SD。运转5分钟，开始升温，升温速率保持在1. 5^20C /分钟，升温到 70 士 2 °C，减慢升温速率，保持在1 °C /分钟，升温到90 士 2 °C，保温10分钟，再以1 °C /分钟的升温速率升温到110士2°C，保温2(Γ30分钟，然后以2°C/分钟的速率降温到50士2°C，排液。浴比1 :30ο三、后处理
将染色后玉米纤维置于染缸中，加入洲织物重百分比的皂洗液209，lg/L的碳酸氢钠， lg/L的保险粉，升温到60士2°C保温15分钟，排液。浴比1 :30。实施例2 一、备料染料
0.2% (织物重百分比)托拉司红SD、1
0.7%(织物重百分比)托拉司黄SD
1.2% (织物重百分比)托拉司蓝SD。二、染色
将玉米纤维条装入染缸，运转5分钟，加入0. 2织物重百分比的冰醋酸，使染浴pH值 5. 5，运转10分钟，加入2/L瑞士科莱恩化工(中国)有限公司载体(Dilatin) POE液，运转10分钟，加入lg/L美国亨斯迈纺织染化(中国)有限公司生产的扩散促进剂尤利华丁 (UNIVADINE)DIF，运转，接着加入lg/L美国亨斯迈纺织染化(中国)有限公司生产的分散剂尤利华丁(UNIVADINE)DPS，运转10分钟，加入美国亨斯迈纺织染化(中国)有限公司生产的0. 2% (织物重百分比)托拉司红SD 01、0. 7% (织物重百分比)托拉司黄SD和1. 2% (织物重百分比)托拉司蓝SD。运转5分钟，开始升温，升温速率保持在1. 5^20C /分钟，升温到 70 士 2 °C，减慢升温速率，保持在1 °C /分钟，升温到90 士 2 °C，保温10分钟，再以1 °C /分钟的升温速率升温到110士2°C，保温2(Γ30分钟，然后以2°C/分钟的速率降温到50士2°C，排液。浴比1 :20ο三、后处理
将染色后玉米纤维置于染缸中，加入3%织物重百分比的皂洗液209，1. 5g/L的碳酸氢钠，1. 5g/L的保险粉，升温到60士2°C保温20分钟，排液。浴比1 :20。实施例3 一、备料染料1. 0% (织物重百分比)托拉司红SD 01 0.6% (织物重百分比)托拉司黄SD 2. 5% (织物重百分比)托拉司蓝SD。二、染色
将玉米纤维条装入染缸，运转10分钟，加入0. 3%织物重百分比的冰醋酸，使染浴PH 值5，运转10分钟，加入3g/L瑞士科莱恩化工(中国)有限公司载体(Dilatin) POE液，运转10分钟，加入2g/L美国亨斯迈纺织染化(中国)有限公司生产的扩散促进剂尤利华丁 (UNIVADINE)DIF，运转，接着加入2g/L美国亨斯迈纺织染化(中国)有限公司生产的分散剂尤利华丁(UNIVADINE)DPS，运转10分钟，加入美国亨斯迈纺织染化(中国)有限公司生产的1. 0% (织物重百分比)托拉司红SD 01、0. 6% (织物重百分比)托拉司黄SD和2. 5% (织物重百分比)托拉司蓝SD。运转5分钟，开始升温，升温速率保持在1. 5^20C /分钟，升温到 70 士 2 °C，减慢升温速率，保持在1 °C /分钟，升温到90 士 2 °C，保温10分钟，再以1 °C /分钟的升温速率升温到110士2°C，保温2(Γ30分钟，然后以2°C/分钟的速率降温到50士2°C，排液。浴比1 =IO0三、后处理
将染色后玉米纤维置于染缸中，加入5%织物重百分比的皂洗液209，2g/L的碳酸氢钠， 2g/L的保险粉，升温到65士2°C保温20分钟，排液。浴比1 :10。
权利要求
1. 一种玉米纤维的条染染色方法，其特征在于所述方法包括以下工艺过程 第一步、染色工艺将玉米纤维条装入染缸，运转5 10分钟，加入0. Γ0. 3%织物重百分比的冰醋酸，使染浴ρΗ值5飞，运转5 10分钟，加入广3g/L瑞士科莱恩化工(中国)有限公司载体POE液，运转5 10分钟，加入0. 5^2g/L美国亨斯迈纺织染化(中国)有限公司生产的扩散促进剂尤利华丁 DIF，运转，接着加入0. 5 2g/L美国亨斯迈纺织染化(中国)有限公司生产的分散剂尤利华丁 DPS，运转5 10分钟，加入0. 1%-5%织物重百分比美国亨斯迈纺织染化(中国)有限公司生产的中温型分散染料托拉司SD，运转5 10分钟，开始升温，升温速率保持在1. 5^20C / 分钟，升温到70 士 2 °C，保持在1 °C /分钟，升温到90 士 2 °C，保温10分钟，再以1 °C /分钟的升温速率升温到110士2°C，保温2(Γ30分钟，然后以2°C /分钟的速率降温到50士2°C，排液，浴比1 :10 30 ； 第二步、后处理工艺将染色后玉米纤维置于染缸中，加入2 5%织物重百分比的皂洗液209，广2g/L的碳酸氢钠，广2g/L的保险粉，升温到6(T65°C保温15 20分钟，排液，浴比1 :10 30。
全文摘要
本发明涉及一种玉米纤维的条染染色方法，所述方法包括以下工艺过程第一步、染色将玉米纤维条装入染缸，运转，加入冰醋酸，运转，加入载体POE液，运转，加入尤利华丁DIF，运转，接着加入尤利华丁DPS，运转分钟，加入分散染料托拉司SD，运转，开始升温，升温速率1.5~2℃/分钟，升温到70±2℃，保持在1℃/分钟，升温到90±2℃，保温10分钟，再以1℃/分钟的升温速率升温到110±2℃，保温20~30分钟，然后以2℃/分钟的速率降温到50±2℃，排液；第二步、后处理将染色后玉米纤维置于染缸中，加入皂洗液209，碳酸氢钠，保险粉，升温到60~65℃保温15~20分钟，排液。本发明提高了染色的同色性、染色均匀性和稳定性，染色效果好，色牢度好。而且在染色过程中对纤维的损伤小。
文档编号D06P3/54GK102182082SQ201110084619
公开日2011年9月14日 申请日期2011年4月6日 优先权日2011年4月6日
发明者周月琴, 张建良, 杨自治, 胡晓峰, 赵国英 申请人:凯诺科技股份有限公司