一种羊毛织物低能耗、低损伤的染色方法及一种羊毛面料

摘要

本发明公开了一种羊毛织物低能耗、低损伤的染色方法。一种羊毛织物低能耗、低损伤的染色方法，包括以下工序：前处理工序、染色工序、酸中和工序、防虫工序；所述前处理工序在pH值为8.2-8.7的前处理液中进行，所述染色工序在pH值为4.5-7的染液中进行，所述酸中和工序与所述防虫工序在pH值为4-6的后处理液中同浴进行。本发明还涉及一种羊毛面料，这种羊毛面料根据上述羊毛织物低能耗、低损伤的染色方法染色制得。用本发明的染色方法处理羊毛织物，可以将染色温度从常规工艺的98℃染色降到80-90℃，使染色阶段羊毛的强力损失率控制在30％左右，使染色后羊毛织物的布面情况良好、各项色牢度均佳。

说明书

技术领域

本发明涉及染整领域，特别涉及织物的染色方法，具体涉及一种羊毛织物低能耗、低损伤的染色方法。本发明还涉及一种羊毛面料。

背景技术

传统的羊毛染色工艺需经长时间的沸染工艺。沸染工艺容易导致羊毛织物损伤、泛黄，影响织物表面风格，同时沸染工艺也不适应节约能源的需求。

到目前为止，已提出的羊毛低能耗染色法主要集中在低温染色方面，具体有：溶剂助剂法、尿素法、甲酸法、生物酶处理法、低温染色助剂法、超声波染色法、低温等离子体染色法、氧化还原体系低温染色法等。溶剂助剂法是在常规的液体染浴中，加入少量经筛选的溶剂(小于5克/升)，可使羊毛在80℃时上染。溶剂助剂法要求回收有机溶剂，且对设备的密封性要求很高，投资成本高，严重影响生产环境，不能在工业上大量应用。尿素法可以显著地改善织物的性能。在某些情况下，为了获得良好的得色量和匀染，在轧液中加入亚硫酸氢盐。当加入10克/升NaHSO₃时，不会损伤纤维的物理特性，但加入20克/升的NaHSO₃却丧失了这一体系的“无损”优点，且尿素法的效率不够，因此未在大生产上推广应用。蚁酸法是用大浴比的浓甲酸(98％)在室温下进行染色，其要求必须使用昂贵的耐酸钢材制成的专用设备，蚁酸本身的酸度过强易造成羊毛损伤，所以蚁酸法未能得到工业化应用。生物酶处理法在低温染色生产中也较多应用，但蛋白酶能使羊毛肽链水解，影响羊毛的强力，氧化前处理对羊毛也有损伤作用。低温染色助剂法的效果不稳定，需要精确应用。低温等离子体法与超声波低温染色法都因其设备上的限制，无法应用于大生产。氧化还原体系低温染色法对羊毛的损伤较严重，很难应用于高品质的羊毛织物。总之，上述用于羊毛低温染色的方法，都未能得到大范围的工业化应用。

到目前为止，已提出的羊毛低损伤染色方法主要在低温染色和加入羊毛保护剂两个方面，低温染色已经讨论过，加入羊毛保护剂的方法效果也并不稳定。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：在保证羊毛织物染色质量的前提下，降低染色过程能耗、降低染色过程中羊毛织物强力的损失。

本发明通过以下技术方案解决上述技术问题。

一种羊毛织物低能耗、低损伤的染色方法，包括以下工序：前处理工序、染色工序、酸中和工序、防虫工序；所述前处理工序在pH值为8.2-8.7的前处理液中进行，所述染色工序在pH值为4.5-7的染液中进行，所述酸中和工序与所述防虫工序在pH值为5-6的后处理液中同浴进行。

本案发明人发现，通过控制各个工序的溶液的pH值，可以将染色温度从常规工艺的98℃降到80-90℃，使染色阶段羊毛的强力损失率控制在30％左右；同时保证染色后羊毛织物的布面情况良好、各项色牢度均佳，皂洗牢度可以达到4级以上，染色质量不低于现有技术下的染色质量。

在本发明中，优选地，在所述染色工序中，所述染液是至少包含匀染剂，染料，以及醋酸或甲酸的水溶液；其中所述醋酸或所述甲酸的用量按以下公式进行计算：

$>\left(\begin{array}{c}y=0.3(x<0.7)\\ y=0.4·x+0.2(0.7\le x\le 3)\\ y_1=1(x>3)\end{array}\right)$>

上式中：y为所述醋酸的用量％(o.w.f)；y₁为所述甲酸的用量％(o.w.f)；x为所述染料的用量％(o.w.f)。为了控制所述染色工序的pH值，本发明引入了所述醋酸或所述甲酸的用量的计算公式，这样能更好地控制pH值为4.5-7。

进一步，所述染液还包含渗透剂、金属螯合剂、浴中平滑剂和中性电解质；所述渗透剂、所述金属螯合剂、所述浴中平滑剂的用量分别为每1升水中0.25-0.5g、0.2-0.4g、1-3g，所述匀染剂的用量为1-2％(o.w.f)，所述中性电解质的用量为2-5％(o.w.f)；所述染料为毛用活性染料。

在本发明中，优选地，在所述染色工序中，将所述羊毛织物置于工业用软水中，按以下顺序加入助剂：先加入所述渗透剂，接着同时加入所述金属螯合剂、所述浴中平滑剂和所述中性电解质，接着加入所述匀染剂，接着加入所述醋酸或所述甲酸，然后加入所述染料。采用这样的先后顺序可以减少产生色渍的几率，得到好的布面效果。

在本发明中，优选地，所述前处理液为去油剂，中性电解质，以及碳酸盐或碳酸氢盐的水溶液；所述去油剂的用量为每1升水中0.5-2g，所述中性电解质的用量为2-5％(o.w.f)，所述碳酸盐或碳酸氢盐的用量确保所述前处理液的pH值为8.2-8.7。

在本发明中，优选地，染料用量大于1％(o.w.f)时，所述羊毛织物低能耗、低损伤的染色方法还包括碱洗工序；所述碱洗工序是在所述染色工序结束后不排液，直接加入碳酸盐调节pH值在8-8.5，进行碱洗。在所述碱洗工序中，所述碳酸盐的用量用以下公式计算

$>\left(\begin{array}{c}z=0.85·x(1<x\le 3)\\ z=2.6(x>3)\end{array}\right)$>

上式中：z为所述碳酸盐的用量％(o.w.f)；x为所述染料的用量％(o.w.f)。为了控制所述碱洗工序的pH值，本发明引入了所述碳酸盐的用量的计算公式，这样能更好地控制pH值为8-8.5。

在本发明的方法中，所述后处理液为至少包含防虫剂、醋酸的水溶液。

在本发明的方法中，所述匀染剂、去油剂、金属螯合剂、渗透剂、防虫剂等助剂均为本技术领域常用助剂。

在本发明的方法中，所述染料为毛用活性染料。所述染料的用量根据需要染成的颜色来调节。

在本发明的方法中，优选所述碳酸盐为碳酸钠，优选所述碳酸氢盐为碳酸氢钠；优选所述中性电解质为硫酸钠。

在本发明的方法中，所述水、水洗等所提到的“水”均指本领域常用的工业用软水。

在本发明中，所述羊毛织物包括纯羊毛织物，羊毛与其它纤维混纺或交织且羊毛含量在50wt％以上的面料。

本发明还提出了一种羊毛面料，这种羊毛面料根据前面所述的羊毛织物低能耗、低损伤的染色方法染色制得。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

在本发明的方法中，前处理工序在弱碱的环境下进行，既可以去除羊毛表面杂质，又不会对其损伤太过严重；在染色工序中，引入了酸的用量对染料用量的计算方法，使不同用量的染料所处的酸性环境不同，更有效的利用染料；染色工序结束后不排液直接进入碱洗工序，节约能源并节省工艺时间；碱洗工序根据染料浓度确定碱洗中纯碱的用量，在保证色牢度良好的同时，确保羊毛损伤尽可能小；酸中和工序与防虫工序同浴进行，节约能源并节省工艺时间。

具体实施方式

一种羊毛织物低能耗、低损伤的染色方法，当染料用量大于1％(o.w.f)时，包括以下工序：

a₁)前处理工序：按浴比1∶10～15向喷射染色机中注入工业用软水，将羊毛织物投入喷射染色机内，记录此时水位高度，加入去油剂、中性电解质，再加入碳酸盐或碳酸氢盐形成前处理液，前处理液pH值为8.2-8.7，然后升温至40-60℃，保温20-40分钟，排液，35-45℃水洗一次，水洗浴比为1∶10～15；去油剂的用量优选为每1升水中0.5-2g，中性电解质的用量优选为2-5％(o.w.f)，碳酸盐或碳酸氢盐的用量确保前处理液的pH值为8.2-8.7；中性电解质优选为硫酸钠或氯化钠，碳酸盐优选为碳酸钠，碳酸氢盐优选为碳酸氢钠；

b₁)染色工序：以前处理水位高度为标准，向喷射染色机中注入工业用软水，将工业用软水升温至35-45℃，按以下顺序向工业用软水中加入助剂形成染液：先加入渗透剂，接着同时加入金属螯合剂、浴中平滑剂、中性电解质，接着加入匀染剂，接着加入醋酸或甲酸，运转5-15分钟，保证pH值为4.5-7，然后加入染料，运转5-15分钟；然后50-80分钟内升温至80-90℃，保温20-60分钟，然后降温至60-80℃；渗透剂、金属螯合剂、浴中平滑剂均优选为非离子型或阴离子型的常用的染色助剂，用量分别优选为每1升水中0.25-0.5g、0.2-0.4g、1-3g，匀染剂优选为兼具分散、促染作用的匀染剂，匀染剂用量优选为1-2％(o.w.f)，中性电解质的用量优选为2-5％(o.w.f)；

c₁)碱洗工序：在染色工序结束后，无需排液，直接向染液中加入碳酸盐，使染液pH值在8-8.5，快速升温至80-90℃，保温20-40分钟后降温至60℃以下，排液，60-70℃热水洗一次，热水洗的浴比为1∶10～15；

d₁)酸中和工序与防虫工序：以前处理水位高度为标准，向喷射染色机中注入工业用软水，加入防虫剂、醋酸，使pH值在4-6之间，然后升温至30-50℃，保温20-40分钟后排液。

这种羊毛织物低能耗、低损伤的染色方法，当染料用量小于等于1％(o.w.f)时，包括以下工序：

a₂)前处理工序：按浴比1∶10～15向喷射染色机中注入工业用软水，将羊毛织物投入喷射染色机内，记录此时水位高度，加入去油剂、中性电解质，再加入碳酸盐或碳酸氢盐形成前处理液，前处理液pH值为8.2-8.7，然后升温至40-60℃，保温20-40分钟，排液，35-45℃水洗一次，水洗浴比为1∶10～15；去油剂的用量优选为每1升水中0.5-2g，中性电解质的用量优选为2-5％(o.w.f)，碳酸盐或碳酸氢盐的用量确保前处理液的pH值为8.2-8.7；中性电解质优选为硫酸钠或氯化钠，碳酸盐优选为碳酸钠，碳酸氢盐优选为碳酸氢钠；

b₂)染色工序：以前处理水位高度为标准，向喷射染色机中注入工业用软水，将工业用软水升温至35-45℃，按以下顺序向工业用软水中加入助剂形成染液：先加入渗透剂，接着同时加入金属螯合剂、浴中平滑剂、中性电解质，接着加入匀染剂，接着加入醋酸或甲酸，运转5-15分钟，保证染液pH值为4.5-7，然后加入染料，运转5-15分钟；然后50-80分钟内升温至80-90℃，保温20-60分钟，降温至70℃以下，50-70℃热水洗一次，热水洗的浴比为1∶10～15；渗透剂、金属螯合剂、浴中平滑剂均优选为非离子型或阴离子型的常用的染色助剂，用量分别优选为每1升水中0.25-0.5g、0.2-0.4g、1-3g，匀染剂优选为兼具分散、促染作用的匀染剂，匀染剂用量优选为1-2％(o.w.f)，中性电解质的用量优选为2-5％(o.w.f)；

c₂)酸中和工序与防虫工序：以前处理水位高度为标准，向喷射染色机中注入工业用软水，加入防虫剂、醋酸，使pH值在4-6之间，然后升温至30-50℃，保温20-40分钟后排液。

在b₁)染色工序和b₂)染色工序中，醋酸或甲酸的用量按以下公式进行计算：

$>\left(\begin{array}{c}y=0.3(x<0.7)\\ y=0.4·x+0.2(0.7\le x\le 3)\\ y_1=1(x>3)\end{array}\right)$>

上式中：y为醋酸的用量(o.w.f)；y₁为甲酸的用量(o.w.f)；x为染料的用量(o.w.f)。

在c₁)碱洗工序中，碳酸盐的用量用以下公式计算

$>\left(\begin{array}{c}z=0.85·x(1<x\le 3)\\ z=2.6(x>3)\end{array}\right)$>

上式中：z为碳酸盐的用量％(o.w.f)；x为染料的用量％(o.w.f)。

实施例1

在本实施例中，羊毛织物用毛用活性染料染成浅色，染料的用量为0.5％(o.w.f)。本实施例中的羊毛织物是一种带氨纶的羊毛汗布，具体是上海嘉麟杰纺织品股份有限公司出品的72N/1扬子防缩羊毛(紧密纺18.9细度)+20D低温型LYCRA(莱卡)全衬氨纶汗布，克重为140g/m²，幅宽为150cm，重量为20公斤，羊毛含量为95.6wt％。

在喷射染色机中，对该羊毛织物进行染色的方法包括如下工序：

a₂)前处理工序：按浴比1∶15向喷射染色机中注入工业用软水，将该羊毛织物投入喷射染色机内，记录此时水位高度，加入去油剂、硫酸钠，去油剂用量为每1升水2g，硫酸钠的用量为3％(o.w.f)，再加入碳酸钠0.8％(o.w.f)形成前处理液，测得前处理液pH值为8.5，升温至60℃，保温20分钟，排液，45℃水洗一次，水洗浴比为1∶15；

b₂)染色工序：以前处理水位高度为标准，向喷射染色机中注入工业用软水，将工业用软水升温至35℃，按以下顺序向工业用软水中加入助剂形成染液：先加入渗透剂JET，接着同时加入金属螯合剂YH-56、浴中宝C、硫酸钠，接着加入匀染剂LTD，接着加入醋酸，渗透剂JET、金属螯合剂YH-56、浴中宝C用量分别为每1升水中0.25g、0.4g、1g，硫酸钠、匀染剂LTD、醋酸的用量分别为5％(o.w.f)、1％(o.w.f)、0.3％(o.w.f)，运转5分钟，测得pH值为6.7，然后加入染料，运转15分钟；然后80分钟内升温至85℃，保温30分钟，降温至60℃，50℃热水洗一次，热水洗的浴比为1∶15；

c₂)酸中和工序与防虫工序：以前处理水位高度为标准，向喷射染色机中注入工业用软水，加入防虫剂、醋酸，防虫剂的用量为1％(o.w.f)，醋酸的用量为1％(o.w.f)，测得pH值为5.5，然后升温至50℃，保温30分钟后排液。

实施例1的结果展示

  强力损失率  每公斤用气量  皂洗牢度  实施例1  25％  3.27kg  5级

实施例2

在本实施例中，羊毛织物用毛用活性染料染成中色，染料的用量为2％(o.w.f)。该羊毛织物是带氨纶的羊毛汗布，具体是上海嘉麟杰纺织品股份有限公司出品的72N/1扬子防缩羊毛(紧密纺18.9细度)+20D低温型LYCRA(莱卡)全衬氨纶汗布，克重为140g/m²，幅宽为150cm，重量为20公斤，羊毛含量为95.6wt％。

在喷射染色机中，对该羊毛织物其进行染色的方法包括如下工序：

a₁)前处理工序：按浴比1∶15向喷射染色机中注入工业用软水，将该羊毛织物投入喷射染色机内，记录此时水位高度，加入去油剂、硫酸钠，去油剂用量为每1升水1.5g，硫酸钠的用量为5％(o.w.f)，再加入碳酸钠0.7％(o.w.f)形成前处理液，测得前处理液pH值为8.3，升温至50℃，保温30分钟，排液，40℃水洗一次，水洗浴比为1∶15；

b₁)染色工序：以前处理水位高度为标准，向喷射染色机中注入工业用软水，将工业用软水升温至40℃，按以下顺序向工业用软水中加入助剂形成染液：先加入渗透剂JET，接着同时加入金属螯合剂YH-56、浴中宝C和硫酸钠，接着加入匀染剂LTD，接着加入醋酸，渗透剂JET、金属螯合剂YH-56、浴中宝C的用量分别为每1升水中0.3g、0.3g、2g，匀染剂LTD、硫酸钠、醋酸的用量分别为1％(o.w.f)、4％(o.w.f)、1％(o.w.f)，然后运转10分钟，测得pH值为5.8，接着加入染料，运转10分钟，60分钟内升温至90℃，保温30分钟，然后降温至75℃；

c₁)碱洗工序：在染色工序结束后，无需排液，直接向染色工序结束后的染液中加入碳酸钠，碳酸钠的用量为1.7％(o.w.f)，测得染液pH值为8.3，快速升温至80℃，保温30分钟后降温至60℃，排液，70℃热水洗一次，热水洗的浴比为1∶15；

d₁)酸中和工序与防虫工序：同实施例1的工序c₂)酸中和工序与防虫工序。

实施例2的结果展示

  强力损失率  每公斤用气量  皂洗牢度  实施例2  27％  3.98kg  5级

实施例3

在本实施例中，羊毛织物用毛用活性染料染成深色，染料的用量为4％(o.w.f)。该羊毛织物是带氨纶的羊毛汗布，具体是上海嘉麟杰纺织品股份有限公司出品的72N/1扬子防缩羊毛(紧密纺18.9细度)+20D低温型LYCRA(莱卡)全衬氨纶汗布，克重为140g/m²，幅宽为150cm，重量为20公斤，羊毛含量为95.6wt％。

在喷射染色机中，对该羊毛织物进行染色的方法包括如下工序：

a₁)前处理工序：按浴比1∶15向喷射染色机中注入工业用软水，将该羊毛织物投入喷射染色机内，记录此时水位高度，加入去油剂、硫酸钠，去油剂用量为每1升水1g，硫酸钠的用量为2％(o.w.f)，再加入碳酸钠0.6％(o.w.f)形成前处理液，测得前处理液pH值为8.2，升温至40℃，保温40分钟，排液，35℃水洗一次，水洗浴比为1∶15；

b₁)染色工序：以前处理水位高度为标准，向喷射染色机中注入工业用软水，将工业用软水升温至45℃，按以下顺序向工业用软水中加入助剂形成染液：先加入渗透剂JET，接着同时加入金属螯合剂YH-56、浴中宝C和硫酸钠，接着加入匀染剂LTD，接着加入甲酸，渗透剂JET、金属螯合剂YH-56、浴中宝C的用量分别为每1升水中0.5g、0.2g、3g，匀染剂LTD、硫酸钠、甲酸用量分别为2％(o.w.f)、2％(o.w.f)、1％(o.w.f)，然后运转15分钟，测pH值为4.7，接着加入染料，运转15分钟，60分钟内升温至90℃，保温60分钟，然后降温至75℃；

c₁)碱洗工序：在染色工序结束后，无需排液，直接向染色工序结束后的染液中加入碳酸钠，碳酸钠的用量为2.6％(o.w.f)，测得染液pH值为8.4，快速升温至80℃，保温30分钟后降温至60℃，排液，70℃热水洗一次，热水洗的浴比为1∶15；

d₁)酸中和工序与防虫工序：同实施例1的工序c₂)酸中和工序与防虫工序。

实施例3的结果展示

  强力损失率  每公斤用气量  皂洗牢度  实施例3  27％  3.96kg  4级

对比例1

在本对比例中，羊毛织物用毛用活性染料染成蓝色，染料的用量为1％(o.w.f)。该羊毛织物是带氨纶的羊毛汗布，具体是上海嘉麟杰纺织品股份有限公司出品的72N/1扬子防缩羊毛(紧密纺18.9细度)+20D低温型LYCRA(莱卡)全衬氨纶汗布，克重为140g/m²，幅宽为150cm，重量为20公斤，羊毛含量为95.6wt％。

a₃)前处理工序：按浴比1∶12向喷射染色机中注入工业用软水，将该羊毛织物投入喷射染色机内，记录此时水位高度，加入去油剂、硫酸钠，去油剂用量为每1升水1g，硫酸钠的用量为5％(o.w.f)，再加入碳酸钠形成前处理液，碳酸钠的用量为每1升水1.5g，测得pH为9.3，升温至70℃，保温20分钟，排液，40℃水洗一次，水洗浴比为1∶12；

b₃)染色工序：以前处理水位高度为标准，向喷射染色机中注入工业用软水，将工业用软水升温至40℃，向工业用软水中加入以下助剂形成染液：金属螯合剂YH-56、浴中宝C、醋酸、硫酸钠、匀染剂阿白格B，金属螯合剂YH-56、浴中宝C、醋酸的用量分别为每1升水中0.3g、2g、0.3g，匀染剂阿白格B、硫酸钠用量分别为2％(o.w.f)、5％(o.w.f)，然后运转10分钟，测得pH为7.3，接着加入染料，运转10分钟，58分钟内升温至98℃，保温30分钟，然后降温至75℃，排出染液；

c₃)碱洗工序：以前处理水位高度为标准，向喷射染色机中注入工业用软水，将工业用软水升温至40℃，向工业用软水中加入碳酸钠，碳酸钠的用量为每1升水中1g，测得pH为9.1，快速升温至80℃，保温20分钟后降温至60℃，排液，60℃热水洗一次，热水洗的浴比为1∶12；

d₃)酸中和工序：以前处理水位高度为标准，向喷射染色机中注入工业用软水，将工业用软水升温至40℃，加入醋酸，醋酸的用量为每1升水1g，测得pH为4.6，保温10min，排出染液；

e₃)防虫工序：以前处理水位高度为标准，向喷射染色机中注入工业用软水，将工业用软水升温至50℃，加入醋酸、防虫剂，醋酸的用量为每1升水0.5g、防虫剂的用量为每1升水1g，保温30min，排出染液。

对比例1的结果展示

  强力损失率  每公斤用气量  对比例1  55％  5.65kg

在本具体实施方式中，去油剂为羊毛去油剂JT，广东德美精细化工股份有限公司出品；匀染剂LTD由美国亨斯曼公司出品；金属螯合剂YH-56由上海吴亮新材料技术有限公司出品；浴中宝C由上海润基纺织材料有限公司出品；渗透剂JET由美国亨斯曼公司出品；阿白格B由美国亨斯曼公司出品；防虫剂为JT-86，上海潜达纺织材料有限公司出品；染料为兰纳素BLUE 3G，美国亨斯曼公司出品。

在本具体实施方式中，羊毛强力的测试方法依据ISO12947-2-1998标准进行；皂洗牢度测试方法依据ISO105C06-2010标准进行。每公斤用气量指生产一批织物所用的总蒸汽量与织物重量的比值，生产一批织物所用的总蒸汽量依据喷射染色机自动记录的数据计算。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本领域技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。