本发明涉及纺织品染整技术领域，具体涉及一种棉针织物的染整方法。
背景技术：
棉针织物是以棉纱为原料织造的织物，具有良好的透气吸湿性，耐磨耐洗，柔软舒适，广泛用于服装面料、装饰织物和产业用织物。
棉针织物的生产制造包括纺纱、织造和染整等过程，染整质量的优劣对纺织品的使用价值有重要的影响。棉针织物的染整对改善针织物外观，改善使用性能，提高产品质量，增加花色品种等有重要作用。传统染整方法是棉针织物按照退浆、煮练、漂白、染色、整理等步骤依次进行，该方法工艺成熟，但其缺点在于所需时间长，操作过程复杂，劳动量大，且耗水量及能耗大，后续废水的处理负担严重。因此开发和改进棉针织物的其染整方法，使其工艺简单，成本低，对环境污染小，产品质量稳定， 具有十分重要的意义。
技术实现要素：
本发明的目的是针对现有技术中的上述不足，提供一种棉针织物的染整方法，该方法工艺简单，成本低，对环境污染小，产品质量稳定。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
一种棉针织物的染整方法，包括以下步骤：
（1）前处理：将棉针织物放置于在55-60℃的水中预润湿10-15min后，加入前处理剂，浴比为1:15-2，在温度为55-60℃，pH8-9条件下处理60-80min后，水洗；前处理剂由复合液体酶制剂和复合漂白剂混合而成，复合酶制剂和复合漂白剂的质量比为1：0.8-1.2；
（2）染色及固色：将经步骤（1）中前处理的棉针织物置于改性液中，浴比为1:40-50，棉针织物在30-35℃温度下经二浸二轧处理，轧余率为75-80%，烘干；采用染液对经改性液处理的棉针织物进行染色，浴比为1:20-25，始染温度为25-35℃，保温20-30min后，升温至65-70℃，在65-70℃温度下染色20-30min后，取出棉针织物；然后采用浓度为10-20g/L的碳酸钠溶液在50-60℃条件下对棉针织物进行固色，处理时间为20-30min，固色浴比为1:15-20；
（3）后整理：采用皂洗剂对固色后的棉针织物进行皂洗，之后水洗，烘干。
本发明将复合液体酶制剂和复合漂白剂混合，采用同浴法对棉针织物进行精炼和漂白，使精炼和漂白工艺一步到位，与传统方法相比，简化了工艺，减少了污水的排放及能耗，同时棉针织物的精炼和漂白具有良好的效果；在常规方法染色时，往往需加入大量的中性盐，以提高染料的上染速率和上染量，染色后中性盐的大量排放，给污水处理带来很大的困难，增加了成本。采用改性液对棉针织物进行改性，使棉纤维表面阳离子化，染色过程中阴离子染料更易吸附于棉纤维表面，从而大大减少了中性盐的用量，降低了成本，减少环境污染，同时提高均染效果，提升了产品质量。
进一步地，所述步骤（1）中复合液体酶制剂包括以下浓度的组分：纤维素酶为7-8 g/L、果胶酶为4-5 g/L、脂肪酶5-6 g/L、脂肪醇聚氧乙烯醚0.8-1.2 g/L。
传统处理方法在高温高碱环境下对棉针织物进行精炼，一方面排出污水碱性强，对环境造成严重污染，大量消耗水、电等资源，另一方面易造成棉纤维的氧化损伤。复合液体酶制剂对棉针织物进行精炼，纤维素酶、果胶酶和脂肪酶会发生协同作用，果胶酶会作用于棉纤维的角质层结构，水解角质层中的果胶物质；纤维素酶亦可分解角质层中的纤维素；棉纤维中的蜡质具有拒水作用，脂肪酶可分解蜡质，提高棉织物的湿润性；多种酶协同作用，可促进对棉纤维中杂质的去除和分解，提高精炼效率和精炼效果；酶在分解底物杂质的同时，在表面活性剂的作用下，使杂质脱离棉纤维，达到良好的除杂效果；选用的脂肪醇聚氧乙烯醚不与酶结合，不干预酶的三维结构，从而减少表面活性剂对酶活性的影响。
进一步地，所述步骤（1）复合漂白剂包括以下浓度的组分：双氧水3-4 g/L、四乙酰乙二胺7-8 g/L、稳定剂1-2 g/L、脂肪醇聚氧乙烯醚0.8-1.2 g/L。
四乙酰乙二胺作为活化剂，具有良好的环保性能和适宜的价格；双氧水和四乙酰乙二胺相配合，使棉针织物在低温条件下具有良好的漂白效果，脂肪醇聚氧乙烯醚醚键不易被酸、碱破坏，其稳定性较高，水溶性较好，耐电解质，易于生物降解，可提高棉针织物的润湿性及其他组分的渗透性，稳定剂可使双氧水在漂白过程中均匀、有效地分解，避免织物遭受剧烈损伤。
进一步地，所述稳定剂为硅酸镁、植酸钠中的至少一种。硅酸镁对HO2-具有优良的物理和化学吸附特性，同时对金属离子也有吸附作用，可降低其催化作用，其白度值较好，减慢双氧水分解速度；植酸钠是为纯天然绿色稳定剂，与金属离子有极强的鳌合作用，具有较强的抗氧化性，可起到对双氧水的稳定作用。
进一步地，所述步骤（2）中，改性液包括浓度为3-4 g/L的阳离子型双子表面活性剂。
进一步地，所述阳离子型双子表面活性剂由以下摩尔份的原料按照以下制备方法制得：加入十二烷基二甲基叔胺1-1.5份、异丁醇16-20份，搅拌，滴加盐酸1.5-2份，盐酸预先配置成质量分数为36-38%的盐酸水溶液，滴加时间为20-30min；再滴加环氧氯丙烷1.5-2份，滴加时间为30-60min；升温至出现回流后，滴加十四烷基二甲基叔胺4-5份，滴加时间为30-60min；反应6-7h，反应结束后减压蒸馏除去异丙醇，采用石油醚进行重结晶3次后，烘干，得阳离子型双子表面活性剂。
本发明制备的阳离子型双子表面活性剂相对于传统表面活性剂，更能有效的改善染色的均匀性、染色稳定性，促进染料的吸收和染色效率的提高。阳离子型双子表面活性剂分子中具有两个亲油基团，与只有一个亲油基团的传统表面活性剂相比，在气液界面排列更紧凑，其临界胶束浓度降低了10倍以上，临界胶束浓度越小，表面活性越高，因此阳离子型双子表面活性剂的活性远高于传统的表面活性剂，且具有更好地润湿性和增溶性。本发明的阳离子型双子表面活性剂制备工艺简单，成本低，其纯度在93%以上。
进一步地，所述步骤（2）中，染液包括以下组分：活性染料3-4%owf、氢氧化钠2-3g/L、磷酸钠5-6 g/L、肪醇聚氧乙烯醚0.4-0.6 g/L。进一步地，所述活性染料为clarian 公司的Yellow X-4RN、Red X-6BN和Navy X-GN 染料，具有色泽鲜艳、简单易配色等优点。
进一步地，所述步骤（3）中，皂洗剂为浓度为0.4-0.5g/L皂荚皂苷水溶液。进一步地，所述步骤（3）中，皂洗温度为 90-95℃，皂浴比为1:14-18，皂洗时间20-30min。皂洗可以去除浮色与多余的化学品，使染料充分发色，皂洗后的棉针织物得到鲜艳的颜色和柔软的手感，且皂荚皂苷为环境友好型物质，对环境污染小。
活性染料需要在碱性环境中对棉针织物进行染色，碱性环境可提高活性染料的反应活性，但碱性过强时，活性染料来不及向纤维内部扩散即与纤维键和，影响透染。本发明通过选择氢氧化钠与磷酸钠作为复合碱剂，可使活性染料在固着前能充分均匀地扩散至纤维内部，提高色牢度，改善染色效果， 且氢氧化钠与磷酸钠用少，可减少后续污水中碱剂的用量。
本发明的有益效果：本发明将复合液体酶制剂和复合漂白剂混合，采用同浴法对棉针织物进行精炼和漂白，使精炼和漂白工艺一步到位，与传统方法相比，简化了工艺，减少了污水的排放及能耗；采用改性液在染色前预先对棉针织物进行改性，使染料更易吸附于棉纤维表面，从而大大减少了中性盐的用量，降低了成本，减少环境污染，同时提高均染效果，提升了产品质量。
本发明棉针织物的染整方法简单，产品质量稳定，生产的棉针织物柔软舒适，且具有良好的固色性能，同时可减少对环境的污染。
具体实施方式
结合以下实施例对本发明作进一步描述。
实施例1
本实施例中，一种棉针织物的染整方法，包括以下步骤：
（1）前处理：将棉针织物放置于在60℃的水中预润湿10min后，加入前处理剂，浴比为1: 20，在温度为60℃，pH8.5条件下处理70min后，水洗；前处理剂由复合液体酶制剂和复合漂白剂混合而成，复合酶制剂和复合漂白剂的质量比为1：1；
（2）染色及固色：将经步骤（1）中前处理的棉针织物置于改性液中，浴比为1:45，棉针织物在32℃温度下经二浸二轧处理，轧余率为80%，烘干；采用染液对经改性液处理的棉针织物进行染色，浴比为1:20，始染温度为30℃，保温25min后，升温至70℃，在70℃下染色20min后，取出棉针织物；然后采用浓度为15g/L的碳酸钠溶液在55℃条件下对棉针织物进行固色，处理时间为25min，固色浴比为1:18；
（3）后整理：采用皂洗剂对固色后的棉针织物进行皂洗，皂浴比为1:15，皂洗温度为95℃，皂洗时间为25min，皂洗剂为浓度为0.45g/L的皂荚皂苷水溶液，之后水洗，烘干。
进一步地，所述步骤（1）中复合液体酶制剂包括以下浓度的组分：纤维素酶为7.5 g/L、果胶酶为4.5 g/L、脂肪酶5.5 g/L、脂肪醇聚氧乙烯醚1g/L。
进一步地，所述步骤（1）复合漂白剂包括以下浓度的组分：双氧水3 g/L、四乙酰乙二胺7 g/L、稳定剂1 g/L、脂肪醇聚氧乙烯醚1 g/L。
进一步地，所述稳定剂为硅酸镁。
进一步地，所述步骤（2）中，改性液包括浓度为3.5 g/L的阳离子型双子表面活性剂。
进一步地，所述阳离子型双子表面活性剂由以下摩尔份的原料按照以下制备方法制得：加入十二烷基二甲基叔胺1.2份、异丁醇18份，搅拌，滴加盐酸1.8份，滴加时间为25min；再滴加环氧氯丙烷1.8份，滴加时间为45min；升温至出现回流后，滴加十四烷基二甲基叔胺4.5份，滴加时间为45min；反应6.5h，反应结束后减压蒸馏除去异丙醇，采用石油醚进行重结晶3次后，烘干，得阳离子型双子表面活性剂。
进一步地，所述步骤（2）中，染液包括以下组分：活性染料3.5%owf、氢氧化钠2.5g/L、磷酸钠5.5 g/L、肪醇聚氧乙烯醚0.5 g/L。
本实施例中，所述活性染料为质量比为1:1:1的clarian 公司的Yellow X-4RN、Red X-6BN和Navy X-GN 染料。
实施例2
本实施例中，一种棉针织物的染整方法，包括以下步骤：
（1）前处理：将棉针织物放置于在55℃的水中预润湿15min后，加入前处理剂，浴比为1:15，在温度为55℃，pH9条件下处理60min后，水洗；前处理剂由复合液体酶制剂和复合漂白剂混合而成，复合酶制剂和复合漂白剂的质量比为1：1.2；
（2）染色及固色：将经步骤（1）中前处理的棉针织物置于改性液中，浴比为1:40，棉针织物在30℃温度下经二浸二轧处理，轧余率为78%，烘干；采用染液对经改性液处理的棉针织物进行染色，浴比为1: 25，始染温度为25℃，保温30min后，升温至65℃，在65℃温度下染色25min后，取出棉针织物；然后采用浓度为10g/L的碳酸钠溶液在50℃条件下对棉针织物进行固色，处理时间为30min，固色浴比为1:15
（3）后整理：；采用皂洗剂对固色后的棉针织物进行皂洗，皂浴比为1:14，皂洗温度为90℃，皂洗时间为30min，皂洗剂为浓度为0.4g/L的皂荚皂苷水溶液，之后水洗，烘干。
进一步地，所述步骤（1）中复合液体酶制剂包括以下浓度的组分：纤维素酶为7 g/L、果胶酶为5 g/L、脂肪酶5 g/L、脂肪醇聚氧乙烯醚0.8g/L。
进一步地，所述步骤（1）复合漂白剂包括以下浓度的组分：双氧水4 g/L、四乙酰乙二胺8 g/L、稳定剂2 g/L、脂肪醇聚氧乙烯醚1.2g/L。
进一步地，所述稳定剂为植酸钠。
进一步地，所述步骤（2）中，改性液包括浓度为3 g/L的阳离子型双子表面活性剂。
进一步地，所述阳离子型双子表面活性剂由以下摩尔份的原料按照以下制备方法制得：加入十二烷基二甲基叔胺1份、异丁醇16份，搅拌，滴加盐酸1.5份，盐酸预先配置成质量分数为36%的盐酸水溶液，滴加时间为20min；再滴加环氧氯丙烷1.5份，滴加时间为30min；升温至出现回流后，滴加十四烷基二甲基叔胺4份，滴加时间为30min；反应6.h，反应结束后减压蒸馏除去异丙醇，采用石油醚进行重结晶3次后，烘干，得阳离子型双子表面活性剂。
进一步地，所述步骤（2）中，染液包括以下组分：活性染料3%owf、氢氧化钠2g/L、磷酸钠6 g/L、肪醇聚氧乙烯醚0.4g/L。
本实施例中，所述活性染料为质量比为2:1:1的clarian 公司的Yellow X-4RN、Red X-6BN和Navy X-GN 染料。
实施例3
本实施例中，一种棉针织物的染整方法，包括以下步骤：
（1）前处理：将棉针织物放置于在58℃的水中预润湿12min后，加入前处理剂，浴比为1:18，在温度为58℃，pH8条件下处理80min，轧余率为80%，水洗；前处理剂由复合液体酶制剂和复合漂白剂混合而成，复合酶制剂和复合漂白剂的质量比为1：0.8；
（2）染色及固色：将经步骤（1）中前处理的棉针织物置于改性液中，浴比为1:45，棉针织物在33℃温度下经二浸二轧处理，轧余率为75%，烘干；采用染液对经改性液处理的棉针织物进行染色，浴比为1:22，始染温度为28℃，保温22min后，升温至68℃，在68℃温度下染色25min后，取出棉针织物；然后采用浓度为20g/L的碳酸钠溶液在60℃条件下对棉针织物进行固色，处理时间为20min，固色浴比为1: 20。；
（3）后整理：采用皂洗剂对固色后的棉针织物进行皂洗，皂浴比为1: 18，皂洗温度为95℃，皂洗时间为20min，皂洗剂为浓度为0.5g/L的皂荚皂苷水溶液，之后水洗，烘干；
进一步地，所述步骤（1）中复合液体酶制剂包括以下浓度的组分：纤维素酶为8 g/L、果胶酶为4g/L、脂肪酶6 g/L、脂肪醇聚氧乙烯醚1.2 g/L。
进一步地，所述步骤（1）复合漂白剂包括以下浓度的组分：双氧水3.5g/L、四乙酰乙二胺7.5g/L、稳定剂1.5 g/L、脂肪醇聚氧乙烯醚0.8 g/L。
四乙酰乙二胺作为活化剂，具有良好的环保性能和适宜的价格；双氧水和四乙酰乙二胺相配合，使棉针织物在低温条件下具有良好的漂白效果，脂肪醇聚氧乙烯醚醚键不易被酸、碱破坏，其稳定性较高，水溶性较好，耐电解质，易于生物降解，可提高棉针织物的润湿性及其他组分的渗透性，稳定剂可使双氧水在漂白过程中均匀、有效地分解，避免织物遭受剧烈损伤。
进一步地，所述稳定剂质量比为1：1的硅酸镁和植酸钠。
进一步地，所述步骤（2）中，改性液包括浓度为4 g/L的阳离子型双子表面活性剂。
进一步地，所述阳离子型双子表面活性剂由以下摩尔份的原料按照以下制备方法制得：加入十二烷基二甲基叔胺1.5份、异丁醇20份，搅拌，滴加盐酸2份，盐酸预先配置成质量分数为8%的盐酸水溶液，滴加时间为30min；再滴加环氧氯丙烷2份，滴加时间为60min；升温至出现回流后，滴加十四烷基二甲基叔胺5份，滴加时间为60min；反应7h，反应结束后减压蒸馏除去异丙醇，采用石油醚进行重结晶3次后，烘干，得阳离子型双子表面活性剂。
进一步地，所述步骤（2）中，染液包括以下组分：活性染料4%owf、氢氧化钠2.5g/L、磷酸钠5.2 g/L、肪醇聚氧乙烯醚0.6 g/L。
本实施例中，所述活性染料为质量比为1:2:1的clarian 公司的Yellow X-4RN、Red X-6BN和Navy X-GN 染料。
实施例4
本实施例中，一种棉针织物的染整方法，包括以下步骤：
（1）前处理：将棉针织物放置于在60℃的水中预润湿10min后，加入前处理剂，浴比为1: 20，在温度为60℃，pH8.5条件下处理65min后，水洗；前处理剂由复合液体酶制剂和复合漂白剂混合而成，复合酶制剂和复合漂白剂的质量比为1：0.9；
（2）染色及固色：将经步骤（1）中前处理的棉针织物置于改性液中，浴比为1: 50，棉针织物在30℃温度下经二浸二轧处理，轧余率为80%，烘干；采用染液对经改性液处理的棉针织物进行染色，浴比为1: 25，始染温度为30℃，保温30min后，升温至68℃，在68℃温度下染色25min后，取出棉针织物；然后采用浓度为15g/L的碳酸钠溶液在50℃条件下对棉针织物进行固色，处理时间为30min，固色浴比为1:15；
（3）后整理：采用皂洗剂对固色后的棉针织物进行皂洗，皂浴比为1:15，皂洗温度为95℃，皂洗时间为25min，皂洗剂为浓度为0.5g/L的皂荚皂苷水溶液，之后水洗，烘干。
进一步地，所述步骤（1）中复合液体酶制剂包括以下浓度的组分：纤维素酶为7.5 g/L、果胶酶为4 g/L、脂肪酶6 g/L、脂肪醇聚氧乙烯醚0.9 g/L。
进一步地，所述步骤（1）复合漂白剂包括以下浓度的组分：双氧水3.8 g/L、四乙酰乙二胺7.2 g/L、稳定剂1.5g/L、脂肪醇聚氧乙烯醚1.1 g/L。
进一步地，所述稳定剂为硅酸镁。
进一步地，所述步骤（2）中，改性液包括浓度为3.2g/L的阳离子型双子表面活性剂。
进一步地，所述阳离子型双子表面活性剂由以下摩尔份的原料按照以下制备方法制得：加入十二烷基二甲基叔胺1.5份、异丁醇18份，搅拌，滴加盐酸2份，盐酸预先配置成质量分数为36%的盐酸水溶液，滴加时间为30min；再滴加环氧氯丙烷1.5份，滴加时间为50min；升温至出现回流后，滴加十四烷基二甲基叔胺4.5份，滴加时间为40min；反应6.5h，反应结束后减压蒸馏除去异丙醇，采用石油醚进行重结晶3次后，烘干，得阳离子型双子表面活性剂。进一步地，所述步骤（2）中，染液包括以下组分：活性染料3.2%owf、氢氧化钠2.8g/L、磷酸钠5.8 g/L、肪醇聚氧乙烯醚0.5 g/L。
本实施例中，所述活性染料为质量比为1:1:2的clarian 公司的Yellow X-4RN、Red X-6BN和Navy X-GN 染料。
本发明的棉针织物经前处理后的白度值，按照 CIE 标准，用 ColorQuest XE 分光测色仪在下测定，光源 D65/10；织物失重测试用电子分析天平分别称取织物处理前的质量 M1和处理后的质量M2，称取质量之前先在温度为20℃ ±2℃、相对湿度为 65%±3% 的标准大气中调湿 24小时后再称，失重率按以下公式计算 ：失重率（%）=（M1-M2）/M1×100%；顶破强力按照GB/T19976-2005测定，测定前置于恒温恒室24小时以上；将实施例1-4中的棉针织物经前处理后的白度值、织物失重、顶破强力与采用碱精炼和双氧水漂白分布的常规工艺进行对照，结果如表1所示：
表1 本发明棉针织物经前处理后的性能和常规工艺的对照
由表1可知，本发明的棉针织物经复合液体酶制剂和复合漂白剂处理后，白度值到达了传统工艺的效果，织物失重率更小，顶破强力略高于传统工艺，在简化工艺的同时，具有良好的精炼及漂白效果。
对本发明的棉针织物经染整后进行色牢度测定，其中耐摩擦色牢度按GB/T3920-2008测定；耐皂洗色牢度按GB/T3921-2008测定；耐日晒色牢度按GB/T3923-2008测定。棉针织物均染性的测定按照数理统计的原理，在同一块织物样任取n个点测定其K/S值，然后计算平均值X平均，并计算各测定点Xi的相对标准偏差S（r），以表示染色后织物表面色泽的不均性，其值越小，均染性越好，其中的K/S 值用 ColorQuest XE 分光测色仪测定，光源 D65/10，K/S 值（棉针织物最大吸收波长处的值）越大，表面色泽越深。测定结果如表2所示：
表2 棉针织物经染整后的染色性能
由表2可知，本发明的棉针织物经染整后具有良好的固色性能，耐摩擦色牢度、耐皂洗色牢度、耐皂洗色牢度均满足要求，且均染性好。同时，棉针织物柔软性好，人体触摸时具有良好的手感。
综上所述，本发明棉针织物的染整方法在简化工艺、减少对环境的污染的同时，生产出的产品质量稳定，具有良好综合性能，固色性能好，棉针织物柔软舒适。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。