一种改性聚酯 / 羊毛混纺织物一浴染色的方法 技术领域 本发明涉及一种涤纶 / 羊毛混纺织物染色的方法， 具体地， 涉及一种涤纶 / 羊毛混 纺织物一浴染色的方法， 更具体的， 涉及一种改性聚酯 / 羊毛混纺织物一浴染色的方法。
背景技术 化纤作为纺织工业的基础产业， 始终是我国规划发展的重点行业， 尤其随着聚酯 短纤维在制备毛涤等精织面料用料的增加， 这方面用量占涤纶短纤维总产量的很大份额。 因此， 研究开发涤纶与羊毛混纺的染色工艺技术是非常有实际意义的。
羊毛 / 涤纶混纺织物既有涤纶的强度和织物的挺括又有毛织物的吸湿和丰满的 手感， 一定程度上综合了羊毛和涤纶纤维的优点， 具有滑爽挺括和穿着舒适等优点， 适用于 制作套装、 西服和休闲服饰等高档面料， 产品深受消费者青睐。普通聚酯纤维和羊毛的染 色性能有很大不同， 聚酯纤维一股用分散染料高温高压染色， 染色温度在 120℃以上， 必须 使用高温高压染色机 ； 羊毛一股用酸性染料、 毛用活性染料等进行染色， 染色温度一股在 100℃以下， 使用常温常压染色机。染色性能的差异给聚酯和羊毛混纺织物的染色带来影 响， 羊毛在高温条件下容易发生肽键和双硫键水解， 导致纤维泛黄和强度下降， 而普通聚酯 又必须在高温条件下进行染色， 这就形成了矛盾。
对于普通聚酯和羊毛混纺织物产品的开发， 目前大多采用分别染色的工艺， 即聚 酯和羊毛分别进行散纤维或毛条染色， 然后再进行纺纱、 织造， 也有厂家对毛涤混纺织物用 高温溢流设备采用一浴法或二浴法进行染色。 散纤维或毛条分开染色， 两种纤维互不影响， 染色效果较好， 但两种纤维分别染色， 染色工序长， 不利于节能减排， 而且需要批量大才能 进行后续纺纱织造， 产品颜色变化灵活性差， 不适合小批量多品种加工。 高温溢流染色则很 难避免对羊毛纤维造成的损伤， 即使使用羊毛保护剂能起的作用也比较有限。如果聚酯纤 维能够常温染色， 则毛涤混纺织物的染色问题就迎刃而解。
聚酯的常温染色指染色温度在 100℃以下的染色， 目前对于普通聚酯可通过添加 载体等手段进行常温染色， 但使用载体的染色方法存在环境污染大、 载体在后续难以除去 的缺点， 不能推广使用。现在降低聚酯纤维染色温度以及赋予聚酯纤维其他常温染色性能 的方法是对聚酯纤维进行改性， 已开发的常温常压可染改性聚酯纤维有常压阳离子染料 可染改性聚酯 (ECDP)、 常压分散染料可染改性聚酯 (EDDP)、 常压酸性染料可染改性聚酯 (EADP)。
鉴于上述缺陷， 特提出本发明。
发明内容 本发明的目的在于提供一种改性聚酯 / 羊毛混纺织物的染色方法， 该混纺织物可 以使用酸性染料、 或酸性染料和分散染料一浴染色， 简化了染色流程， 有利于节能减排， 且 染色温度在 100℃以下， 可明显降低能耗。
本发明提供的一种改性聚酯 / 羊毛混纺织物的方法， 采用如下技术方案 ：
对织物用酸性染料、 或酸性染料和分散染料结合进行一浴染色处理， 染色工艺为 ： 在常压下， 织物在染浴温度为 20 ～ 40℃的条件下入染， 再以速率 0.5 ～ 10℃ /min 升温至 80-100℃， 保温 20 ～ 100min， 然后降温排液， 水洗织物 ； 所述的改性聚酯结构中含有如下结 构单元 ：
其中 1 ＜ m1 ＜ 160， 1 ＜ m2 ＜ 70， 0 ≤ m3 ＜ 20， 0 ≤ m4 ＜ 20。 所述的改性聚酯结构优选 ：
优选， 10 ＜ m1 ＜ 100， 10 ＜ m2 ＜ 30， 0 ≤ m3 ＜ 10， 0 ≤ m4 ＜ 10。 更优选 10 ＜ m1 ＜ 100， 10 ＜ m2 ＜ 30， 0 ≤ m3 ＜ 5， 0 ≤ m4 ＜ 5。 最优选 10 ＜ m1 ＜ 100， 10 ＜ m2 ＜ 30， 0 ≤ m3 ＜ 5， 0 ≤ m4 ＜ 5， 且 m3 和 m4 不同时为 0。 所述的改性聚酯的特性粘数为 0.80 ～ 0.90dL/g， 拉伸强度为 40 ～ 80MPa， 断裂伸 长率为 10 ～ 80％， 端羧基含量小于 18mol/t， 二甘醇含量小于 1.0％。
本发明所改性聚酯是由聚酯和相对粘度为 1.5 ～ 2.2 的尼龙 6 共聚而成。
所述尼龙 6 的质量含量为 5-30％， 优选 10-20％。
在本发明中， 尼龙 6 也可以是尼龙 66 或尼龙 1010 等。
本发明所述的改性聚酯的示差扫描量热 (DSC) 谱图中， 其玻璃化转变温度和熔融 峰均只有一个， 其熔点范围为 150-250℃。
本发明所提供的改性聚酯的结构中优选含有多种聚酯， 其拉伸强度、 拉伸断裂伸 长率得到了显著的提高， 且该共聚物的结构中聚酰胺的序列分布更加均匀， 从而对聚酯的 染色也进行了改性， 酸性可染， 染色更加均匀， 不易出现色差， 分散染料上染率高。
本发明提供的对改性聚酯 / 羊毛混纺织物的染色方法， 由于聚酯纤维大分子链段
中嵌有聚酰胺基团， 该改性聚酯具有可用酸性染料进行染色和用分散染料常温染色的性 能， 染色温度在 100℃以下， 可明显降低能耗， 而且使用该改性聚酯和羊毛进行混纺时可以 使用酸性染料一浴染色， 简化了染色流程， 有利于节能减排。
所述染浴的配方为 ： 酸性染料、 或酸性染料和分散染料， 染料的用量根据织物色谱 要求而定， 同时加入匀染剂或缓染剂、 电解质以及 pH 调节剂， 调节染浴的 pH 至 2.5-6.0， 所 述的匀染剂或缓染剂的用量为 0.1 ～ 20g/L， 电解质的用量为 0 ～ 30g/L。
优选酸性染料的用量占织物质量的百分比为 0.01-10％， 其优选 0.1-6％。
优选分散染料的用量占织物质量的百分比为 0.01-10％， 其优选 0.1-5％。
所述的电解质包括 ： 硫酸钠或 / 和氯化钠等。
所述的 pH 调节剂为冰醋酸、 羟基乙酸、 醋酸钠、 柠檬酸、 柠檬酸钠、 磷酸氢钠、 磷酸 氢二钠、 硫酸铵等中的一种或几种混合物。
所述的酸性染料包括弱酸性染料或中性染料 ； 所用分散染料为一股分散染料， 优 选对羊毛沾色较低的分散染料， 如蒽醌结构的分散染料。
本发明的染色方法其浴比为 1 ∶ 3 ～ 1 ∶ 30。
本发明的染料的选配、 升温速率、 匀染剂或缓染剂用量具体根据聚酯和羊毛色差 的要求来确定。 本发明提供的染色方法可以实现聚酯和羊毛混纺织物三种染色效果， 其一， 聚酯 和羊毛同色系， 但颜色深浅不同， 采用的方法优选为 ： 仅以酸性染料进行染色， 控制升温速 度为 3 ～ 10℃ /min、 匀染剂或缓染剂用量至 3 ～ 30g/L， 用于减少羊毛和聚酯的色差 ； 或优 选， 仅以酸性染料进行染色， 控制升温速度 0.5 ～ 2℃ /min、 或从入染时的温度快速升温到 60 ～ 80℃， 在该温度保温 5 ～ 30min， 用于加大羊毛和聚酯的色差。
其二， 聚酯和羊毛完全异色， 选用不同色系的分散染料和酸性染料， 如分散染料为 分散红 3B、 酸性染料为酸性黄 D， 则羊毛颜色为黄色， 聚酯颜色为红色， 染色结果即为一浴 双色的花色效果。
其三， 聚酯和羊毛完全同色， 选用同色系的酸性染料和分散染料， 如酸性染料为酸 性黑 ATT、 分散染料为分散黑 EX-SF， 则羊毛和聚酯均为黑色， 可实现毛涤的一浴同色。
仅用酸性染料进行染色， 很难使改性聚酯和羊毛达到完全相同的染色效果， 通常 都是羊毛得色较深， 改性聚酯得色较浅。 即用酸性染料对混纺织物进行一浴染色时， 改性聚 酯和羊毛的表观染色深度 (K/S 值 ) 是有差别的， 但对混纺织物整体而言， 只要两种纤维的 色相一致， 即使表观染色深度有些差别， 也能表现出较好的颜色均一性， 所以一定范围内， 仅用酸性染料一浴染色也可达到改性聚酯和羊毛表观 “同色” 的素色效果， 当表观染色深度 差别较大时， 则表现为深浅不同的闪色效果。
本发明通过如下方法计算羊毛和改性聚酯一浴表观同色所用染料及其配比 ：
设定羊毛和聚酯混纺织物中羊毛含量为 CW％， 改性聚酯含量为 CP％。目标色样的 颜色特征用其 CIELAB 三刺激值 XS、 YS、 ZS 表征， 或转换为 L*、 a*、 b* 表征 ( 其中 L* 为明度， a*、 b* 为色品坐标 )， 目标色样的染色深度为 (K/S)S。
由于改性聚酯对酸性染料和分散染料都有上染性能， 而且使用酸性染料染色时其 和羊毛的色差受染料用量 ( 染色深度 ) 的影响较大， 使用电脑测配色软件不能直接得到实 现改性聚酯和羊毛表观同色的效果染料配比， 但可用软件进行染料初选。
使用电脑测配色软件或根据经验数据库， 可轻易得到满足目标色样三刺激值 XS、 YS、 ZS， 用酸性染料染纯羊毛和用分散染料染纯聚酯时， 酸性染料组合和分散染料组合， 并得 到推荐的酸性染料用量 Ra％和分散染料用量 Rd％， 优选色相一致的分散染料和酸性染料组 合， 将此作为染料选用的标准。
仅用酸性染料染色， 羊毛和改性聚酯的表观染色深度和染料用量 (o.w.f) 的关系 符合图 1 所示的规律。
本发明根据此规律计算改性聚酯和羊毛达到表观同色时的分散染料用量， 具体如 下：
Ra ≤ 0.6 则只使用酸性染料实现两种纤维表观同色 ；
Ra ＞ 0.6 使用分散染料对改性聚酯进行增深， 根据下式计算需用分散染料补足的 K/S 值差 Δ(K/S)D。
Δ(K/S)D ＝ (-1.91+5.25×Ra-0.95×Ra2+0.058×Ra3)×F
其中 F 为由染色工艺决定的修正系数， 范围为 0.6 ～ 2.0， 具体和染色工艺中的两 个参数 ： 升温速率 V( 单位℃ /min)、 缓染剂用量 G( 单位 g/L) 相关。
酸性染料用量 a％＝ Ra％ ×(Cw％ +(((K/S)S-Δ(K/S)D)/(K/S)S)×Cp％ ) 分散染料用量 d％＝ Rd％ ×Cp％ ×(Δ(K/S)D)/(K/S)S)
具体各种酸性染料、 分散染料的用量按其比例关系和总用量进行计算。
与现有技术的毛涤混纺织物相比， 本发明提供的毛涤混纺织物染色方法的有益效 果如下 ：
本发明提供的改性聚酯与羊毛混纺织物一浴染色方法， 由于改性聚酯的分子链段 中嵌有聚酰胺基团， 可用酸性染料或 / 和分散染料在常温、 常压染色， 即染色温度在 100℃ 以下 ； 所用的酸性染料、 分散染料的种类比较广， 其中分散染料不需要任何载体， 通过染料 选配、 调整升温速度、 控制匀染剂或缓染剂用量控制聚酯和羊毛的色差， 可获得三种染色效 果， 即聚酯和羊毛同色系、 聚酯和羊毛完全异色或聚酯和羊毛完全同色 ； 该染色方法对环境 污染小， 简化了染色流程， 有利于节能减排。尤其当改性聚酯是多元聚酯与尼龙 6 共聚而成 的聚合物时， 其具有拉伸强度大、 拉伸断裂伸长率高， 染色均匀等优点。当该改性聚酯与羊 毛混纺后， 可以实现一浴同色或一浴异色等多种染色效果。
附图说明
图 1 羊毛和改性聚酯的表观染色深度和染料用量关系图 具体实施方式
实施例 1
改性聚酯和羊毛同色系但深浅不同
所述的改性聚酯的结构为 ：
其中 10 ＜ m1 ＜ 100 ； 1 ＜ m2 ＜ 70。 织物为改性聚酯 / 毛 30/70 混纺织物， 织物克重为 185g/m2， 染料配方为 ： 酸性黑10B 1.5％ (o.w.f)、 元明粉 10g/L、 匀染剂 TF-217A 1.5g/L， 用柠檬酸和柠檬酸钠调节染液 pH 值 4.5， 织物在 25℃入染， 然后染液以 3℃ /min 的速度升温至 100℃， 保温 60 分钟， 降温 排液， 然后水洗， 测试了染后产品色牢度， 测试了染后产品色牢度， 干湿磨色牢度均为 4 级。
实施例 2
改性聚酯和羊毛完全异色
所述的改性聚酯的结构为 ：
其中 10 ＜ m1 ＜ 100， 100 ＜ m3 ＜ 5。 ＜ m2 ＜ 30，
织物为改性聚酯 / 毛 50/50 混纺针织物， 织物克重 210g/m2， 染液配方为 ： 分散红 FB 0.5％ (o.w.f)、 弱酸性嫩黄 5G 1.2％， 用冰醋酸和醋酸钠调节染液 pH 值 4 ～ 5， 织物在 40℃入染， 然后染液以 2℃ /min 的速度升温至 100℃， 保温 45 分钟， 降温排液， 然后水洗， 测 试了染后产品色牢度， 干摩色牢度为 4-5 级、 湿磨色牢度为 4 级。
实施例 3
改性聚酯和羊毛完全同色 所述的改性聚酯的结构为 ： 10 ＜ m1 ＜ 100， 1 ＜ m2 ＜ 70。织物为改性聚酯 / 毛 40/60 混纺针织物， 织物克重 220g/m2， 色样 K/S 值为 12.6， 根据电脑配色数据库， 对羊毛染色， 只使用弱酸性黑 BR 既可满足色样颜色要求， 其用量 为 1.8 ％， 根据本发明中公式计算改性聚酯需用分散染料补足的表观深度值 Δ(K/S)D 为 5.76( 修正系数 F 为 1.2)， 计算出最终染液配方中染料用量为 ： 弱酸性黑 BR 1.47％， 分散 黑 0.4％。
染液配方为 ： 分 散 黑 0.4 ％ (o.w.f)、 弱 酸 性 黑 BR 1.47 ％、 、 匀 染 剂 TF-217A 0.5 ～ 1.0g/L、 元明粉 8g/L， 用冰醋酸和醋酸钠调节染液 pH 值 5.5， 织物在 25℃入染， 然后 染液以 2℃ /min 的速度升温至 100℃， 保温 70 分钟， 降温排液， 然后水洗， 测试了染后产品 色牢度， 干摩色牢度为 4 级， 湿摩色牢度为 3.5 级， 两种纤维同色性较好， 织物表观为素色效 果。
实施例 4
改性聚酯和羊毛完全异色
所述的改性聚酯的结构为 ：
，其 中 10 ＜ m1 ＜ 100 ； 10 ＜ m2 ＜ 30， 0 ＜ m3 ＜ 5， 0 ＜ m4 ＜ 5。
织物为改性聚酯 / 毛 45/55 混纺针织物， 织物克重 210g/m2， 染液配方为 ： 分散大红 GS 2.5％ (o.w.f)、 弱酸性嫩黄 5G 4.2％， 用磷酸氢钠和磷酸氢二钠调节染液 pH 值 6.0， 织物在 30℃入染， 然后染液以 10℃ /min 的速度升温至 100℃， 保温 30 分钟， 降温排液， 然后水 洗， 测试了染后产品色牢度， 干摩色牢度为 4 级、 湿磨色牢度为 3-4 级。
实施例 5
改性聚酯和羊毛同色系但深浅不同
所述的改性聚酯的结构为 ：
其 中 10 ＜ m1＜ 100 ； 1 ＜ m2 ＜ 70， 0 ＜ m4 ＜ 5。
织物为改性聚酯 / 毛 30/70 混纺织物， 织物克重为 185g/m2， 染料配方为 ： 酸性橙 3G 6.0％ (o.w.f)、 元明粉 6g/L、 匀染剂 TF-217A 0.5g/L， 用冰醋酸和醋酸钠调节染液 pH 值 5.5， 织物在 37℃入染， 然后染液以 3℃ /min 的速度升温至 95℃， 保温 30 分钟， 降温排液， 然 后水洗， ， 测试了染后产品色牢度， 干湿磨色牢度均为 4 级。
实施例 6
改性聚酯和羊毛同色系但深浅不同
所述的改性聚酯的结构为 ：
其中 10 ＜ m1 ＜ 100 ； 10＜ m2 ＜ 30， 0 ＜ m3 ＜ 5。 织物为改性聚酯 / 毛 40/60 混纺织物， 织物克重为 185g/m2， 染料配方为 ： 弱酸性艳 蓝 6B 4.5％ (o.w.f)、 元明粉 15g/L、 匀染剂 TF-217A 10g/L， 用柠檬酸和柠檬酸钠调节染液 pH 值 2.5， 织物在 25℃入染， 然后染液以 1℃ /min 的速度升温至 80℃， 保温 100 分钟， 降温 排液， 然后水洗， 测试了染后产品色牢度， 干湿磨色牢度均为 3-4 级。
实施例 7
改性聚酯和羊毛完全异色
所述的改性聚酯的结构为 ：
，其 中 10 ＜ m1 ＜ 100 ； 1 ＜ m2 ＜ 70， 0 ＜ m3 ＜ 5， 0 ＜ m4 ＜ 5。
织物为改性聚酯 / 毛 35/65 混纺针织物， 织物克重 210g/m2， 染液配方为 ： 分散红玉 S-5BL 6.0％ (o.w.f)、 弱酸性黄 GB 2.0％， 用冰醋酸和醋酸钠调节染液 pH 值 4.0， 织物在 20℃入染， 然后染液以 1℃ /min 的速度升温至 100℃， 保温 20 分钟， 降温排液， 然后水洗， 测 试了染后产品色牢度， 干摩色牢度为 4 级、 湿磨色牢度为 3-4 级。
实施例 8
改性聚酯和羊毛完全同色
所述的改性聚酯的结构为 ：
，其 中 10 ＜ m1 ＜ 100 ； 10 ＜ m2 ＜ 30， 0 ＜ m3 ＜ 3， 0 ＜ m4 ＜ 5。
织物为改性聚酯 / 毛 30/70 混纺针织物， 织物克重 220g/m2， 色样 K/S 值为 12.6， 根据电脑配色数据库， 对羊毛染色， 只使用弱酸性黄 P-L 既可满足色样颜色要求， 其用量 为 1.2 ％， 根据本发明中公式计算改性聚酯需用分散染料补足的表观深度值 Δ(K/S)D 为 3.12( 修正系数 F 为 1.0)， 计算出最终染液配方中染料用量为 ： 弱酸性黄 P-L 1.2％， 分散 黄 6GFS 0.37％。
染液配方为 ： 分 散 黄 6GFS 0.37 ％ (o.w.f)、 弱 酸 性 黄 P-L 1.2 ％、 、 匀染剂 TF-217A0.5 ～ 1.0g/L、 元明粉 8g/L， 用冰醋酸和醋酸钠调节染液 pH 值 4.5， 织物在 30℃入 染， 然后染液以 5℃ /min 的速度升温至 90℃， 保温 90 分钟， 降温排液， 然后水洗， 测试了染 后产品色牢度， 干摩色牢度为 4-5 级， 湿摩色牢度为 4 级， 两种纤维同色性较好， 织物表观为 素色效果。
实施例 9
改性聚酯和羊毛同色系但深浅不同 所述的改性聚酯的结构为 ： 其 中 10 ＜ m1＜ 100 ； 1 ＜ m2 ＜ 70， 0 ＜ m4 ＜ 5。
织物为改性聚酯 / 毛 30/70 混纺织物， 织物克重为 185g/m2， 染料配方为 ： 弱酸性 桃红 BS 1.1 ％ (o.w.f)、 元明粉 30g/L、 匀染剂 TF-217A 0.1g/L， 用柠檬酸和柠檬酸钠调 节染液 pH 值 5.0， 织物在 25℃入染， 然后染液快速升温至 70℃， 保温 15 分钟， 然后再升温 至 100℃， 保温 40 分钟， 降温排液， 然后水洗， 羊毛和聚酯的色差加大， 测试了染后产品色牢 度， 干湿磨色牢度均为 4 级。