專利名稱：蠶絲織物的活性染料生態染色方法
技術領域：
本發明屬于染整技術領域，具體涉及一種蠶絲織物以十甲基環五硅氧烷為介質的活性染料生態染色方法。
背景技術：
長期以來，蠶絲織物染色主要應用酸性染料和中性染料。酸性染料色譜齊全，色光鮮艷，但染色牢度差，尤其是濕處理牢度差；中性染料比酸性染料的染色牢度好，但其色譜中艷色較少。活性染料色譜齊全、色澤鮮艷、價格較低，以其優良的染色性能日益受到人們 的重視。活性染料中的活性基可與真絲纖維中氨基、亞氨基等發生親核取代或親核加成反應成共價鍵結合，從而賦予染成品優異的耐洗牢度。通常活性染料不論是哪種染色工藝，都是在堿性條件下，以堿劑作固色劑進行固色。而蠶絲的等電點在PH值3. 5-5. 5，在堿性條件下蠶絲織物和染料均帶負電，這就導致活性染料的上染仍需大量鹽的促染，同時，活性染料在堿性條件下也會發生水解，因此，活性染料染對蠶絲的染色也存在染料利用率較低、污水排放量大、染色用電解質量大等問題。目前，研究活性染料低鹽或無鹽染色方法主要有(1)低鹽無鹽活性染料開發。
(2)優化染色工藝。(3)開發無鹽染色交聯劑。(4)“代用鹽”的使用。(5)織物改性。以上途徑雖然可以在一定程度上改善活性染料鹽用量過多的問題，但是改善的程度有限，不能從根本上解決活性染料的廢水污染問題。活性染料無水或少水染色主要目的就是避免水的使用，目前，最受關注的就是超臨界流體染色和反膠束染色技術。眾所周知，聚酯，聚酰胺等合成纖維可以在超臨界二氧化碳中用分散染料得到令人滿意的染色效果。但是，天然纖維并不能在常規的超臨界流體中得到有效的染色。盡管科研人員試圖通過對棉纖維改性，對活性染料修飾改性，應用超臨界二氧化碳共溶劑和助劑，以提高染色介質對染料的溶解和對纖維的溶脹能力，但均不是非常理想。另一條途徑是有機溶劑反膠束染色，根據K. Sawada等人的研究，反膠束體系在非水介質中提供了一個相對穩定的微水環境一 “水池”，并且，在反膠束體系中水溶性染料對纖維有高的吸附和固著的能力。然而，反膠束體系的制備需要大量的表面活性劑和助表面活性劑，其連續相介質又大多是烴類溶劑，依然存在生態及環保的問題。目前，已有研究人員利用生態環保的介質制備了相關反膠束體系，成功實現了活性染料在反膠束體系對棉織物的上染，但是，反膠束的增溶能力有限，實際應用有很大的限制。可見，目前適用于天然纖維的非水介質染色的方法都存在一定的局限性，并且相關的研究重點都在于棉織物。目前，已有適合于棉織物的活性染料非水介質染色新工藝，可以提高活性染料上染率，但相關染色工藝并不適用于蠶絲織物，容易對蠶絲織物造成損傷。我國作為蠶絲的發源地，以蠶絲為原料制作的衣服，因其有良好的穿著舒適性、優美的絲鳴感和有口皆碑的保健性，為廣大消費者所喜愛。活性染料的發展也可以有效解決了蠶絲傳統染色中濕牢度低、色譜不全、染色水洗牢度不高等問題，提高了蠶絲的應用性能。但由于活性染料本身的性質，染色時不可避免的存在染料利用率低、廢水中含鹽量和堿性大，難處理的問題。因此，對于蠶絲織物活性染料染色而言，尋找一種合適的對環境友好的染色新介質并建立一套對蠶絲損傷小，染色工藝簡單，無需電解質促染，染料水解少，廢水排放少的技術顯得尤為重要。
發明內容
針對蠶絲在活性染料傳統水浴染色中存在的染料利用率低、廢水中色度高、含鹽量和堿性大，難處理的問題，本發明提供一種染色過程中無需鹽促染、染料上染率高、固著率高的蠶絲織物的活性染料生態染色方法。本發明解決其技術問題所采用的技術方案是 一種蠶絲織物的活性染料生態染色方法，該方法包括如下步驟
(I)勻染用質量比為1:10-50的活性染料和十甲基環五硅氧烷(D5)配置成活性染料/D5懸浮分散液，蠶絲織物在30-90g/l的碳酸氫鈉溶液浸軋(薄織物一浸一軋，厚織物二浸二軋)，以160-200%的軋液率室溫下置入活性染料/D5懸浮分散液中入染，時間為25-35分鐘；軋液率主要保證織物勻染性。(2)固色將步驟(I)得到的混合物體系升溫至40 50°C，保溫20 30分鐘，再升溫至70 90°C，保溫20 30分鐘；將蠶絲織物取出，進行皂煮。皂煮部分工藝為常規工藝，本發明采用的皂煮配方為浴比1:50，凈洗劑209，28/1，951，皂煮lOmin。本發明的染色過程工藝流程圖見圖I。本發明在染色機中進行染色，染色結束對織物進行后處理。作為優選，所述的碳酸氫鈉溶液為30-40g/l。作為優選，步驟(I)中，活性染料和十甲基環五硅氧烷(D5)的質量比為1:30-50。作為優選，步驟(2)中，升溫速度為4°C /min。該方法采用生態友好的十甲基環五硅氧烷代替水進行蠶絲織物的活性染料染色，該技術在染色過程中無需鹽促染，織物只需浸軋一定堿液以保證活性染料合適的固色條件。可實現蠶絲織物超低浴比染色，染料上染率接近100%，同時體系中極少水量可有效抑制染料水解，有效解決在活性染料對蠶絲織物染色時存在的染料上染率低，廢水中含鹽量高，堿性大難處理的問題。染色第一階段一勻染，主要保證蠶絲織物勻染性，此階段包括活性染料從非水介質向織物表面自由水轉移的過程，染料隨著染浴的轉動，反復與織物碰撞并溶解，隨著織物表面染浴的流動達到較好的勻染性。一般棉織物纖維孔道內充滿水時，含水率一般為纖維重的30%，纖維孔道中的水為束縛水，基本不能自由流動，而外相中的水為自由水才能隨著染液流動改善織物的勻染。蠶絲織物相對于棉纖維而言，親水基團更多，回潮率較高，纖維本身含水大于棉纖維，因而要實現勻染，蠶絲織物軋液率需更高。同時蠶絲織物含有較多能和活性染料反應的基團，因而蠶絲所軋的堿劑濃度在對染料活性產生影響的同時也會影響織物勻然性，一般軋的堿劑濃度越高，軋液率也越高，以保證蠶絲織物有較好的勻然性。第二階段一固色，主要決定染色織物表觀深度。選擇合適的活性染料，目前蠶絲織物較多采用雙活性基團的活性染料以達到較好的固色效果。蠶絲中含較多種類氨基酸，具有親核基團的氨基酸的反應活性、分布狀況及含量決定了它們在活性染料染色中的作用。蠶絲纖維上可與活性染料反應的親核基團主要有絲素大分子主鏈上的末端氨基及賴氨酸等堿性氨基酸剩基的側鏈氨基(-NH2)、酪氨酸剩基上的酚羥基(Ar-OH)以及絲氨酸剩基等的醇羥基(R-OH)。氨基親和性較好，其適應的PH范圍較寬；酚羥基具有一定弱酸性，在較低堿性條件下，即可形成負離子，所以在弱堿性條件下，兩者都可以較好地與活性染料發生親核取代或加成反應。因而染色所用堿劑為碳酸氫鈉，并采用雙溫固色，在40-50°C，PH8-9條件下，絲素中的酚羥基與活性染料中的乙烯砜基發生親核加成反應。當溫度升高至70-900C，碳酸氫鈉會分解產生碳酸鈉，此時，染浴pH會有小幅升高，達到氨基、醇羥基較適合的PH范圍，與在該溫度下有更高反應活性的一氯均三嗪基團反應。該工藝流程既兼顧了蠶絲不同基團的反應活性，也更適用于雙活性基團活性染料的固色條件。使蠶絲織物的活性染料染色達到更高的固著率。本發明染色所用介質為十甲基環五硅氧烷，其結構式如下所示
權利要求
1.一種蠶絲織物的活性染料生態染色方法，其特征在于該方法包括如下步驟 (1)勻染用質量比為1:10-50的活性染料和十甲基環五硅氧烷(D5)配置成活性染料/D5懸浮分散液，蠶絲織物在30-90g/l的碳酸氫鈉溶液浸軋，以160-200%的軋液率室溫下置入活性染料/D5懸浮分散液中入染，時間為25-35分鐘； (2)固色將步驟(I)得到的混合物體系升溫至40 50°C，保溫20 30分鐘，再升溫至70 90°C，保溫20 30分鐘；將蠶絲織物取出，進行皂煮。
2.根據權利要求I所述的蠶絲織物的活性染料生態染色方法，其特征在于皂煮配方為浴比 1:50，凈洗劑 209，2g/l，95°C，皂煮 IOmin0
3.根據權利要求I或2所述的蠶絲織物的活性染料生態染色方法，其特征在于所述的碳酸氫鈉溶液為30-40g/l。
4.根據權利要求I或2所述的蠶絲織物的活性染料生態染色方法，其特征在于步驟Cl)中，活性染料和十甲基環五硅氧烷(D5)的質量比為1:30-50。
5.根據權利要求3所述的蠶絲織物的活性染料生態染色方法，其特征在于步驟(I)中，活性染料和十甲基環五硅氧烷(D5)的質量比為1:30-50。
6.根據權利要求I或2所述的蠶絲織物的活性染料生態染色方法，其特征在于步驟(2)中，升溫速度為4°C /min。
全文摘要
本發明提供一種蠶絲織物的活性染料生態染色方法，該方法包括如下步驟(1)均染用質量比為1:10-50的活性染料和十甲基環五硅氧烷(D5)配置成活性染料/D5懸浮分散液，蠶絲織物在30-90g/l的碳酸氫鈉溶液浸軋，以160-200%的軋液率室溫下置入活性染料/D5懸浮分散液中入染，時間為25-35分鐘；軋液率主要保證織物勻染性。(2)固色將步驟(1)得到的混合物體系升溫至40～50℃，保溫20～30分鐘，再升溫至70～90℃，保溫20～30分鐘；將蠶絲織物取出，進行皂煮。本發明的染色過程無需加入電解質促染，染料上染率接近100%，固著率也高于傳統水浴染色，染色后織物各項牢度優良。無需電解質促染，有效減輕了染色廢水處理負擔，有利于生態環境保護。
文檔編號D06P1/92GK102767099SQ20121023812
公開日2012年11月7日 申請日期2012年7月11日 優先權日2012年7月11日
發明者付承臣, 劉今強, 王際平, 繆華麗 申請人:浙江理工大學