一种纤维素制品的活性染料快速无盐染色方法技术

本发明专利技术涉及一种纤维素制品的活性染料快速无盐染色方法，属纺织印染加工技术领域。本发明专利技术的染色方法采用将活性染料配制成为四氯化碳、乙醇和水的混合染液对浸渍于其中的纤维素制品进行快速无盐染色，能够有效提高纤维素制品采用活性染料间歇式浸染时的生产效率，可极大程度上缩短染色时间，并且染色温度较低，节能降耗，与工业化大生产相适应。染色时使用的活性染料对染料的结构没有选择性，染料适应面广，染色过程中不向染色体系中另外添加中性盐，降低了染色成本，减轻了劳动强度，缓解了水及土壤的环境污染，是一种绿色短流程的染色工艺。

【技术实现步骤摘要】
一种纤维素制品的活性染料快速无盐染色方法
本专利技术涉及一种纤维素制品的活性染料快速无盐染色方法，属纺织印染加工

技术介绍
纤维素材料是纺织领域应用最为普遍的加工原料，广泛应用于纺织服装面料。纤维素材料包括的种类很多，有棉、麻、粘胶、莫代尔、天丝纤维等多种。纤维素大分子结构上含有大量的羟基，具有很强的反应性，可以使用直接染料、活性染料、还原染料、硫化染料等多种染料进行染色。对纤维素材料染色目前广泛使用的染料为活性染料，染料类型包括：B型、K型、KN型等多种不同结构。活性染料染色牢度好、价格便宜、牢度优良，可以采用浸染或轧染方法对纤维素材料进行染色。纤维素制品在使用活性染料进行浸染时，先将染料配制成为活性染料的水溶液，然后将纤维素制品浸渍在染液中染色一定的时间，使染料上染到纤维的内部而着色。活性染料浸染的时间较长，一般为30～90分钟，这种间歇式染色工艺，使得染色效率很低，消耗了大量的人力物力财力。染色温度较高，一般为50～90℃，染色过程需要消耗大量的热能。并且由于染色浴中含有大量的水，使得活性染料在染浴中很容易发生水解反应，导致染料对纤维没有键合反应能力，造成了染料的极大浪费。为了提高活性染料上染纤维的速度，一般在染浴中要加入大量中性盐进行促染，这些中性盐主要的作用是消除纤维表面的负电荷对阴离子染料的电荷排斥作用，促使更多的活性染料色素阴离子靠近纤维表面，提高活性染料上染平衡吸附量及染色速率，即从染色热力学和动力学两个角度促使染料更多更快地上染纤维。而加入的中性盐在染色过程中并没有与纤维或染料发生化学反应，在染色结束后，这些中性盐会随着染液一起被排出。中性盐的加入，一方面增加了生产成本，再者增加了劳动强度，中性盐在加入时还会产生粉尘对染色操作者的身体造成一定程度的伤害，另外大量的中性盐加入后还容易在设备中结块，堵塞染色通道，由于中性盐的加入还会在很短的时间内使染料大量集中上染纤维，造成染色不匀现象等问题。除此之外，排出的中性盐还会造成染色污水，使江河及土壤盐化，对环境造成不可逆的损伤。随着科学技术的进步和人们环保意识的增强，一些新型的环保染色方法已经成为研究的重点。公开杂志《纺织导报》，公开日期2011年第11期名称为《低盐、无盐染色的最新研究进展》中研究了低盐和无盐染色的最新进展，虽然从活性染料、代盐助剂、纤维改性方法和新工艺、新技术应用于低盐染色等四个方面阐述了低盐和无盐染色的染色方法。但是，其不足之处是这些方法都有一定的局限性，且工艺较为复杂，没有从根本上解决活性染料染色需要较长时间的问题。中国专利申请公布号CN103266507A，申请公布日期2013年8月28日，专利技术创造的名称为一种纤维素织物的活性染料共溶剂染色方法，该申请案公开了一种利用有机溶剂对棉织物进行染色的方法。虽然它采用的分批加入有机溶剂的方法确实可以一定程度上控制染料的上染率和匀染性，但其不足之处依然没有从根本上解决活性染料浸染染色时间长的问题，不仅工艺复杂且由于有机溶剂的挥发使得不容易控制分批加入有机溶剂量。
技术实现思路
针对上述问题，为了极大程度上减少活性染料的染色时间以及水和无机盐的用量，本专利技术的目的在于提供一种采用将待染色的纤维素制品置于四氯化碳、乙醇和水与活性染料混合而成的染液中进行快速无盐染色的方法。为了实现上述目的，其技术解决方案为：一种纤维素制品的活性染料快速无盐染色方法，包括活性染料染色工艺中的染液配制、染色、固色和洗涤。所述的染液配制为先将活性染料溶解在水中形成染料的水溶液，再向水溶液中加入乙醇混合均匀，最后加入四氯化碳混合均匀，形成染液，其中，活性染料的用量为对纤维素制品重的0.1％～10％owf，四氯化碳、乙醇和水的体积比为90％～60％:5％～30％:5％～10％，染液的浴比为1:15～1:50。所述的染色是指将待染色的纤维素制品浸渍于染液中进行染色，其中，染色时间为5～60秒，染色温度为25℃。所述的纤维素制品为棉制品或麻制品或粘胶制品或莫代尔制品或天丝制品中的一种。所述的棉制品为棉散纤维或棉条或棉纱线或棉织物中的一种。由于采用了以上技术方案，本专利技术一种纤维素制品的活性染料快速无盐染色方法的技术特点在于：称取活性染料溶解在一定量的蒸馏水中，在染料溶解过程中要将染液充分搅动。因为染液中含水量较少，染料浓度相对较高，染料非常容易团聚在一起，或形成染料离子的胶粒，使染料很难均匀一致地分散形成溶液，所以在染料的溶解过程中要快速充分搅动，以使染料溶解完全。然后加入乙醇混合均匀。染料不溶于乙醇，但由于染料已经预先溶解在水中，形成染料的水溶液，加入的乙醇能够与水形成氢键结合，从而使染料顺利地溶解在乙醇与水的混合溶液中。再向乙醇、水的混合溶液中加入四氯化碳，形成四氯化碳/乙醇/水的三元混合染液。四氯化碳、乙醇、水的体积比例为60～90:30～5:10～5。配制染液时是对现有由有机溶剂为主体配制的染液中添加一定比例的四氯化碳，而不是传统上的以水作为染料的溶剂溶解染料形成染液对纤维进行上染。乙醇与水能够互溶，也可以与四氯化碳混溶，而水和四氯化碳不溶。在这个体系中，乙醇充当桥梁的作用，将原来互不相溶的水和四氯化碳联系起来，形成三元混合体系。当溶解在这种三元混合体系中的染料在染色时，四氯化碳是疏水性极强的有机溶剂，而活性染料分子结构中含有很高比例的亲水性组分，所以四氯化碳对染料有着较强的推动力作用，当纤维素纤维材料与染料接触时，在四氯化碳的强大推动力作用下，能够在极短的时间内快速上染纤维。另外，从染色熵角度而言，染料上染纤维引起的熵变是减小的，而由于染料对纤维的上染使染料离开了染色体系，体系中的染料与四氯化碳/乙醇/水三元混合体的推动力作用消失，使得四氯化碳/乙醇/水的三元混合体的熵值增大，又由于四氯化碳/乙醇/水的三元混合体数量高于染料离子数量，因此，总的染色熵大于零，即染色的总熵变为正值，染色过程可以自发地进行。因此，染色过程不需要提供很高的能量来推动染料分子向染色纤维表面运动，染料的扩散活化能较低，在较低的温度下就可以被推动快速的靠近纤维表面，通过纤维的扩散边界层而被纤维表面吸附，从而可在25℃的温度条件下进行染色，而不需要传统的50～90℃条件染色，降低了染色过程的能量消耗。并且，染色过程中不用另外加入中性盐，不需要中性盐的促染推动作用，从而实现了对纤维素制品的活性染料快速无盐染色。本专利技术的采用活性染料对纤维素制品进行快速无盐染色方法，有效地提高了纤维素制品采用活性染料间歇式浸染时的生产效率，可极大程度上缩短染色时间，并且染色温度较低，节能降耗，与工业化大生产相适应。染色时使用的活性染料对染料的结构没有选择性，染料适应面广，染色过程中不向染色体系中另外添加中性盐，降低了染色成本，减轻了劳动强度，缓解了水及土壤的环境污染，是一种绿色短流程的染色工艺。具体实施方式下面结合具体实施例，对本专利技术的一种纤维素制品的活性染料快速无盐染色方法作进一步的详细说明。一种纤维素制品的活性染料快速无盐染色方法，其染色方法的具体步骤如下：a.染液配制先将活性染料溶解在水中形成染料的水溶液，再向水溶液中加入乙醇混合均匀，最后加入四氯化碳混合均匀，形成染液，其中，活性染料的用量为对纤维素制品重的0.1％～10％owf，四氯化本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种纤维素制品的活性染料快速无盐染色方法，包括活性染料染色工艺中的染液配制、染色、固色和洗涤，其特征在于：所述的染液配制为先将活性染料溶解在水中形成染料的水溶液，再向水溶液中加入乙醇混合均匀，最后加入四氯化碳混合均匀，形成染液，其中，活性染料的用量为对纤维素制品重的0.1％～10％owf，四氯化碳、乙醇和水的体积比为90％～60％:5％～30％:5％～10％，染液的浴比为1:15～1:50；所述的染色是指将待染色的纤维素制品浸渍于染液中进行染色，其中，染色时间为5～60秒，染色温度为25℃。

【技术特征摘要】
1.一种纤维素制品的活性染料快速无盐染色方法，包括活性染料染色工艺中的染液配制、染色、固色和洗涤，其特征在于：所述的染液配制为先将活性染料溶解在水中形成染料的水溶液，再向水溶液中加入乙醇混合均匀，最后加入四氯化碳混合均匀，形成染液，其中，活性染料的用量为对纤维素制品重的0.1％～10％owf，四氯化碳、乙醇和水的体积比为90％～60％:5％～30％:5％～10％，染液的浴比为1:15～1...

【专利技术属性】
技术研发人员：王运利，徐卫林，王阿明，夏良君，曹根阳，
申请(专利权)人：武汉纺织大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42