适合粘胶和锦纶纤维组成的纺织品的高温全浴染色工艺的制作方法

本发明属于纺织品印染工艺
技术领域：
，特别涉及一种适合粘胶和锦纶纤维组成的纺织品的高温全浴染色工艺。
背景技术：
：通常情况下，粘胶和锦纶虽同属人造纤维，但需要用不同的工艺温度、染料、化学品来分别实现对各自纤维的染色。前者与天然纤维素纤维-棉的染色行为相似，用活性染料来染色；后者与动物纤维-羊毛的染色行为接近，所以可以用酸性染料来实现对其染色。染色的三个要素-温度、化学品浓度、反应(保温)时间各有相似，也有不同。首先，关于温度：粘胶纤维通常用低至中温(40℃～80℃)来染色，而要对锦纶纤维染色需要高温(95℃～98℃)来实现。其次，关于化学品浓度：通常指引发化学的条件介质(酸、碱性)。粘胶纤维需要在碱性条件下实现纤维素纤维的阴离子化、同时在碱性条件下活性基β-乙基砜硫酸脂脱脂变成有活性的β-乙烯砜与纤维素纤维发生取代和加成反应，生成共价键键合，使被染物具有牢度。而锦纶纤维在酸性或微酸性条件(等电点)下锦纶纤维会阳离子化，同时暴露本身具有的酰胺基、羧基与染料阴离子发生离子键、氢键、范德华力的键合，完成染料对锦纶着色。最后，关于反应时间：化学反应通常需要一定的时间，因此往往通过一段时间的保温，让它反应完全，以上两者的反应时间基本相同即40～50分钟。综上，由于以上两种纤维染色的条件有所区别，所以以前印染工厂通常采用以下两种工艺：第一种工艺为两浴两步法：即先染粘胶纤维，完成染色后将布或纱线洗干净再开始染锦纶纤维，下面通过工艺图示加以说明。其中图1是对粘胶纤维的染色工艺曲线，对粘胶纤维固色时加入的纯碱量(15～30g/l)。图2是对锦纶纤维的染色工艺曲线。第二种工艺为一浴两步法：即先染锦纶纤维，完成染色后再降温至80℃后加纯碱(7～9g/l)并且保温来完成对粘胶纤维的染色，下面同样通过工艺曲线图3加以说明。这两种工艺均有一定缺陷，具体说明如下：第一种工艺(由图1和图2可以看出)整个染色过程分成两个步骤及两次(两浴)染色来实现，工艺流程很长(单单染色时间就达到160+130＝290分钟，不计进、排水时间)，且加料、进、排水频繁，很高的碱用量造成水洗压力巨大，一定要加酸中和，所以会造成污水量巨大。另外整个染色过程需要两次升温，还不排除需要加色与回修的可能性，因此此工艺劳动生产率非常低。第二种工艺(由图3可以看出)相比与第一种染色工艺曲线有了一定的进步，尽管染色在一个浴里，但也分成了两个步骤：先对锦纶纤维进行染色，同时还要通过降温来实现用活性染料对粘胶纤维进行染色。在(图3)工艺曲线中，纯碱用量比中降低了，但微酸性状态染色势必在后期活性固色是要消耗纯碱，因此碱量也是比较多，后处理水洗压力较大需要中和处理，污水量有改善但也不小。另外染色时间方面，当染浴温度从98℃降到80℃后还要对锦纶着色情况进行对色，如果需要加色或修色，染浴温度还得重新升回98℃且重复以前工艺再做一遍高温，往往也造成比较低的劳动生产率(单染色时间就达到245分钟，不计加色或修色时间)。技术实现要素：本发明提供了一种染色操作简单、快速高效、能耗节约，劳动生产率高，生产成本低的适合粘胶和锦纶纤维组成的纺织品的高温全浴染色工艺。为达到上述目的，本发明的具体方案如下：适合粘胶和锦纶纤维组成的纺织品的高温全浴染色工艺，第一步，将粘胶和锦纶二种纤维组成的纺织品置于染缸内软化预处理并控制水温为40±5℃：第二步、加入软水剂、匀染剂和元明粉充分运行；第三步、加入染料水运行；第四步、加入纯碱运行；第五步、升温至85～95℃运行；第六步，水洗，热洗和皂洗。为软化均匀，所述第一步软化预处理为在染缸内将粘胶和锦纶二种纤维组成的纺织品，经过去油前处理后排水、再进水后控制水温在40±5℃。所述第二步加入方法为：在化料付缸中加入定量的软水剂、匀染剂和元明粉化开并搅拌均匀后快速打入主缸体内，所述充分运行时间为20分钟。所述第三步加入染料水的方法为：在化料付缸中化好的染料水，并以线性加料方式打入主缸体内，设置20分钟将染料水加完，所述运行时间为20分钟。所述第四步加入纯碱的方法为：化料付缸中预先化好的定量纯碱，同时设置20分钟内将纯碱线性加完。根据染料浓度确定纯碱的浓度，优选所述第四步纯碱的浓度为0.5～2g/l。所述第五步升温的速度为每分钟2℃的升温速率直升。所述第五步运行时间为40～50分钟。本发明是遵循能量守恒原理的前提下，利用热能与化学能的互补，在85℃～95℃的温度段下寻找温度与碱用量的最佳平衡值，从而完成染料对粘胶纤维的固色及对锦纶纤维的着色。实现全浴加料，一步升温完成染色操作简单、快速高效又节省了能耗，提高了劳动生产率，从而摊簿了生产成本。附图说明图1为粘胶纤维的染色工艺曲线(其中横轴表示时间，纵轴表示温度，下同)；图2为锦纶纤维的染色工艺曲线；图3为一浴两步法的染色工艺曲线；图4为本发明的染色工艺曲线。具体实施方式本发明是遵循能量守恒原理的前提下，利用热能与化学能的互补，在85℃～95℃的温度段，纯碱用量在0.5～2g/l浓度下寻找温度与碱用量的最佳平衡值，从而完成染料对粘胶纤维的固色及对锦纶纤维的着色。实现全浴加料，一步升温完成染色(单染色时间只要160分钟)，操作变得简单、快速高效又节省了能耗，每班可以多生产一缸，使劳动生产率得到提高，从而摊簿了生产成本。其次使用非常微量的碱，水洗压力变轻了，只要通过一次水洗就可以降低布面的ph值，从而不需要再增加用酸来中和再水洗这一过程，减少了污水排放。本发明具体实施方式如下：适合粘胶和锦纶纤维组成的纺织品的高温全浴染色工艺，在染缸内将粘胶/锦纶二种纤维组成的纺织品(其代表性的指布或纱线)，经过去油前处理后排水、再进水后此时水温基本在40℃左右(优选为40±5℃，此时两种纤维都变得软化)，在化料付缸中加入定量的软水剂、匀染剂和元明粉化开并搅拌均匀后快速打入主缸体内，充分运行20分钟使软水剂、匀染剂和元明粉在水中和布上得到均匀分布，后将化料付缸中化好的染料水以线性加料方式打入主缸体内，设置20分钟将染料加完。同时继续运行20分钟后，加入化料付缸中预先化好的定量纯碱(视染料浓度0.5～2g/l)也同时设置20分钟内将纯碱线性加完，然后以每分钟2℃的升温速率直升至具体温度(也视被染物深度；温度区间在85～95℃)，然后保持该温度运行40～50分钟就可以剪样对版。如果颜色与确认样一致的话，就可以排除染色残液，进入水洗，热洗和皂洗阶段，同时完成整个染色过程。本发明的全浴一步染色法：即所有染料包括助剂，纯碱(0.5～2g/l)在染色开始时是一次性的逐项按序加入染、化料后直接升温和保温即可完成对两种纤维的染色和着色，中途不用再添加任何药剂，而且两种纤维的色相平衡度达到85％以上。以下通过4的染色工艺曲线加以说明。从图4与图1、图3的染色工艺对比来看，本发明用的纯碱量相当的少(优化后会更少)，因此染色结束后织物表面所带碱性情况会降低，ph值只有9.5～9.8，而图1的ph值达到11.2～11.4；图3的ph值也要达到10.5～10.7.所以本发明的染色工艺就是染色结束排水，进水清洗排水后可以直接进入皂洗阶段，可以减少一道中和水洗排污。同时该发明工艺(图4)是实现全浴加料，一步升温完成染色(单染色时间只要160分钟)，操作变得简单、快速高效又节省了能耗，每班可以多生产一缸，使劳动生产率得到提高，从而摊簿了生产成本。以下根据能量守恒原理首先研究热能与化学能互相转化的平衡点，同时要来证明热能降低与升高与化学能中碱性的用量增减〈与(图1)工艺为标准进行比对〉染色工艺的可行性和本发明的技术效果。设定红、蓝、黑三只料。各以4％(o.w.f)的染色浓度，以温度与碱剂用量为二因素温度取值85℃、90℃、95℃；纯碱用量取值1g/l、2g/l、3g/l各三个水平来正交试验即l9(32)9种组合：表一表二表三ciel*a*b*--d65/10°标样1试样1-标样1试样2-标样1试样3-标样1名称60nr黑95nr黑195nr黑295nr黑3相对强度100.00097.93797.99599.481integ79.73578.09078.13679.321实际浓度4.0004.0004.0004.000总色差den/a0.3060.2942.209明度差dll＝14.3040.448浅0.435浅0.760浅艳度差dcc＝2.6430.137艳-0.040近似-0.176灰色相差dhn/a0.392偏红0.383偏红0.323偏红红绿差daa＝-0.1200.1320.1330.256黄蓝差dbb＝-2.641-0.0280.2430.451同色异谱指数u3000/10°n/a0.2850.2920.281同色异谱指数tls4/10°n/a0.2910.3800.288表三(续)ciel＊a＊b＊--d65/10°标样1试样1标样1试样2-标样1试样3-标样1试样4-标样1试样5-标样1试样6-标样1名称60nr藏青90nr藏青190nr藏青290nr藏青385nr藏青185nr藏青285nr藏青3相对强度100.00099.470100.506102.829100.752104.816103.144integ74.67874.28375.05676.79175.24078.27577.026实际浓度4.0004.0004.0004.0004.0004.0004.000总色差den/a1.2421.0610.9011.2430.8571.022明度差dll＝14.4200.256浅0.140浅-0.092近似0.158浅-0.287深-0.162深艳度差dcc＝9.1951.020艳0.799艳0.600艳0.946艳0.537艳0.908艳色相差dhn/a-0.660偏绿-0.684偏绿-0.666偏绿-0.790偏绿-0.603偏绿-0.440偏绿红绿差daa＝-0.473-0.745-0.752-0.716-0.875-0.646-0.507黄蓝差dbb＝-9.183-0.960-0.736-0.540-0.869-0.484-0.873同色异谱指数u3000/10°n/a0.5750.5140.4320.6450.4140.479同色异谱指数tlb4/10°n/a0.4340.4140.3370.5430.3330.379表四ciel*a*b*--d65/10°标样1试样1-标样1试样2-标样1试样3-标样1名称60nr藏青95nr藏青295nr藏青395nr藏青1相对强度100.000102.32398.826102.265integ74.67876.41373.80176.370实际浓度4.0004.0004.0004.000总色差den/a1.2211.4751.267明度差dll＝14.4200.005近似0.355浅0.027近似艳度差dcc＝9.1950.354艳0.393艳0.314艳色相差dhn/a-0.462偏绿-0.493偏绿-0.477偏绿红绿差daa＝-0.473-0.347-0.390-0.362黄蓝差dbb＝-9.183-0.480-0.414-0.424同色异谱指数u3000/10°n/a0.4360.4430.462同色异谱指数tl84/10°n/a0.4210.4340.456表四续ciel＊a＊b＊--d65/10°标样1试样1-标样1试样2-标样1试样3-标样1试样4-标样1试样5-标样1试样6-标样1名称标60nr深红90nr深红190nr深红290nr深红385nr深红185nr深红285nr深红3相对强度100.000104.312108.368105.260111.396105.453106.081integ72.78475.92278.87576.61381.07876.75277.021实际浓度4.0004.0004.0004.0004.0004.0004.000总色差den/a0.3790.9330.4401.5040.5340.577明度差dll＝28.550-0.341深-0.847深-0.415深-1.271深-0.465深-0.591浅艳度差dcc＝53.027-0.040近似-0.317灰0.068近似-0.597灰0.106艳0148艳色相差dhn/a-0.161偏红-0.230偏红-0..130偏红-0.540偏红-0.239偏红-0.249偏红红绿差daa＝45.4350.049-0.1540.125-0.2370.214-0.464黄蓝差dbb＝27.341-0.159-0.360-0.077-0.769-0.150-21.535同色异谱指数u3000/10°n/a0.1520.3920.1910.6600.2612.014同色异谱指数tl84/10°n/a0.0720.3700.1130.6510.2200.940表五ciel*a*b*--d65/10°标样1试样1-标样1试样2-标样1试样3-标样1名称60标nr深红95nr深红195nr深红295nr深红3相对强度100.000102.215106.392104.906integ72.78474.39677.43776.354实际浓度4.0004.0004.0004.000总色差den/a0.7730.5910.430明度差dll＝28.5500.106浅-0.376深-0.346深艳度差dcc＝53.0270.762艳0.455艳0.208艳色相差dhn/a-0.077近似-0.038近似-0.148偏红红绿差daa＝45.4350.6930.4090.255黄蓝差dbb＝27.3410.3270.202-0.019同色异谱指数u3000/10°n/a0.1280.3210.215同色异谱指数tl84/10°n/a0.0380.2670.158表五续ciel＊a＊b＊--d65/10°标样1试样1-标样1试样2-标样1试样3-标样1试样4-标样1试样5-标样1试样6-标样1名称标nr金黄90nr金黄190nr金黄290nr金黄385nr金黄185nr金黄285nr金黄3相对强度100.000102.029104.508104.189103.616107.947107.154integ54.22255.32256.66656.49356.18358.53158.101实际浓度4.0004.0004.0004.0004.0004.0004.000总色差den/a0.8320.8960.4840.4251.0890.988明度差dll＝47.192-0.072近似-0.673深-0.329深-0.235深-0.961深-0.595深艳度差dcc＝78.577-0.255灰-0.592灰-0.093近似0.013近似-0.358灰0.533艳色相差dhn/a0.389偏黄0.003近似0.343偏黄0.354偏黄-0.366偏红-0.582偏红红绿差daa＝51.158-0.766-0.388-0.321-0.2610.0430.788黄蓝差dbb＝59.6430.316-0.4470.1520.240-0.5100.023同色异谱指数u3000/10°n/a0.0900.1520.1440.1550.2740.473同色异谱指数tl84/10°n/a0.0200.1630.1770.2000.1710.385表六ciel*a*b*--d65/10°标样1试样1-标样1试样2-标样1试样3-标样1名称标60nr金黄95nr金黄195nr金黄295nr金黄3相对强度100.000101.860107.014103.986integ54.22255.23158.02556.383实际浓度4.0004.0004.0004.000总色差den/a0.5270.7461.024明度差dll＝47.192-0.385深-0.556深0.089近似艳度差dcc＝78.577-0.355灰0.436艳1.006艳色相差dhn/a-0.060近似-0.239偏红0.169偏黄红绿差daa＝51.158-0.1850.4650.525黄蓝差dbb＝59.643-0.3090.1750.874同色异谱指数u3000/10°n/a0.3050.4450.283同色异谱指数tl84/10°n/a0.3520.4260.285表六续注：以上表中名称栏中的1/2/3，分别代表纯碱用量是1g/l、2g/l、3g/l。从以上表三(续)到表六电脑侧配色数据，证实该发明工艺的可行性。该发明工艺使用后，在不同温度(85℃～95℃)段，配合不同的纯碱用量(1～3g/l)，染品的得色量几乎没有收受到影响(有些反而更加好)，并且色差均在可接受范围内(⊿e≤±0.5)。根据表二所示的l9(32)9种排列组合实验结果由上述所示并且按照国际标准要求分别对各种筛选方案的4支染料做了皂洗牢度试验、汗渍牢度、摩擦牢度(参照标准iso)。其中皂洗牢度按：1so105-c03-1994汗渍牢度按：1so105-e04-2008摩擦牢度按：1so105-x12-2001其中ch---原样变化；co---棉沾色；pa---锦纶沾色；wo---羊毛沾色红、黄(橙、橘)、蓝深度2％；藏青深度3％；黑色深度4％从表七可以看出，使用了发明的染色新工艺，使染品对一定量的纯碱和一定的染色温度范围内具有一定的宽容度，体现在色光、得色深度比较稳定，同时各条件下的牢度指标也比较一致，甚至还有改善。综上，发明的新工艺即适合粘胶锦纶二种纤维组成的纺织品染色的高温全浴一步法的染色工艺，至少具有如下特点：第一、本发明的染色工艺具有简便的可操作性，不仅在化验室打样时、还是在实际大生产时，实现全浴、一步操作即可，不需要中途添加任何化学品或助剂；降低了操作工的劳动强度，提高了生产效率且“安全生产”有保障。第二、本发明的染色工艺省时，省料、省能源。本发明的新染色工艺整个染色过程的时间为160分钟。而常规分两浴和两步来分别完成粘胶锦纶二种纤维的染色单染色时间就达到160+130＝290分钟；尽管现在工艺有所改善但实际上也是分两步来实现对粘胶锦纶二种纤维的染色同时整个染色过程所耗费的时间也要达到245分钟。所以通过对比，本发明的染色新工艺快捷而且在一定的单位时间内(通常指12小时)可以多生产一缸染色布，提高了效率，摊薄了生产成本。第三，本发明在宽泛的染色温度区间---在不同设备上同样能稳定的重现完美的色泽演绎。第四，本发明是真正的高温、低碱染色(最低可以低到0.7g/l)，匀染性和牢度得到充分提升---在确保牢度前提下至少减免一次洗水中和及排污，减低cod值，为企业赢得减排目标。以上的具体实施方式仅为本创作的较佳实施例，并不用以限制本创作，凡在本创作的精神及原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本创作的保护范围之内。当前第1页12