[發明專利]一種纖維素纖維織物活性染料無鹽染深色方法

有效

• 申請號: 201310007798.8
• 申請日: 2013-01-09
• 公開（公告）號: CN103074766A
• 公開（公告）日: 2013-05-01
• 發明（設計）人: 蔡再生;王鵬;朱建慶;黃敏明;任建祥;沈江鋒
• 申請（專利權）人: 東華大學;杭州澳美印染有限公司
• 主分類號: D06M13/463
• 分類號: D06M13/463;D06P1/38;D06P3/66;D06M101/06
• 代理公司: 上海泰能知識產權代理事務所 31233
• 代理人: 黃志達

技術領域

本發明屬于纖維素纖維染色方法領域，特別涉及一種纖維素纖維織物活性染料無鹽染色方法。

背景技術

我國紡織行業年耗水量超過100億噸，廢水排放量占全國各行業的第六位。其中印染行業又是紡織行業中的廢水排放大戶，每天大約有400萬噸的廢水排放，政府每年需花費大量的資金進行污水處理。推動節能減排政策是建設資源節約型、環境友好型社會的必然選擇。印染廢水的成分依生產過程的不同而有明顯差異，其中活性染料染色廢水主要有兩大來源，一是活性染料水解反應降低染料的利用率，染色后水洗液中較多的染料，造成水資源的污染。另一方面，染色過程大量無機鹽的加入，不能通過簡單的物理化學及生化方法加以處理。工業污水處理當中，含鹽廢水的處理難度要遠遠高于水解的染料，為此，近年來國內外就如何減少活性染料染色過程中鹽的用量進行研究，低鹽甚至無鹽染色已成為一項重要議題。

活性染料是可與纖維形成共價鍵結合的一類染料，其分子結構簡單，色澤鮮艷，色譜較全，因其較優的性價比在印染行業被廣泛應用。但其主要問題之一是染料利用低，染色過程中需加入大量的電解質，特別是大浴比染色時更為突出。按染色基本理論，在活性染料浸染時，鹽主要起到電荷屏蔽作用。纖維素纖維在堿性水溶液中表面帶負電荷，如果吸附上活性染料陰離子后，染料離子的負電荷會使纖維帶更多的負電荷，這種負電荷會阻止活性染料陰離子上染，降低上染速率和平衡上染量，降低染料利用率和深染性。染色時，向染液中加入電解質，它起到陽離子化作用，即起到電荷屏蔽作用，減少染料陰離子與纖維負電荷的斥力，進而起到促染作用。但無機鹽（如硫酸鈉）在染液中離解的鈉離子，一方面由于其水合能力強，在染液中其表面會形成一層水化層，從而導致其在壓縮纖維表面的雙電層效果上會大大降低；另一方面，鈉離子分子量較小，和纖維之間的范德華力較低，從而不易靠近纖維表面，即使能靠近，也會隨著染液的流動而離開纖維表面，故在染色時需要加入大量的電解質來促染。從上述分析,活性染料的無鹽或低鹽染色可從如下幾個方面進行：

（1）低鹽活性染料開發

從染料化學結構看，主要取決于染料的疏水和親水基團的結構和比例，尤其與分子中陰離子基(磺酸基)的數目和位置。陰離子基愈多，與纖維的電性斥力就愈大，降低直接性愈顯著，反之，疏水基團愈多，芳環平面排列性愈強，染料直接性就愈高，鹽用量愈低。通過合理改變染料的結構來達到低鹽染色的目的，但此法存在生產成本過高，也不能根本上實現無鹽染色。張華，趙濤.一種季銨鹽陽離子活性染料的合成及對棉纖維的染色性能研究[J]2009,4(46),32~35。用1-氨基蒽醌為染料母體，先與三聚氯氰反應，后引入叔胺，最后再將叔胺季銨化的方法合成了一種陽離子活性染料。采用該種活性染料對棉織物進行無鹽染色可獲得較高的上染率和固色率。

（2）合理制定染色工藝

合理設計和控制染色工藝，如降低染色溫度和小浴比染色也是實現低鹽染色的重要手段。由染色理論可知，染色溫度越低和浴比越小，染料的直接性越高，鹽用量可大大減少。通過嚴格精確控制染色過程，采用先進的染色工藝進行生產，能減少鹽染化料的用量，且生產效率高、正品率高、生產周期短、生產成本低、廢水污染少。但小浴比染色，首先要求染料的溶解性和穩定性好，另一個難點是勻染性，對設備結構和控制系統要求很高。而低溫染色，必須選用適當的助劑來改善染料的溶解或分散性，加快染料的上染和固色速度，也存在染色時間長，重現性不易控制的缺點。

（3）多功能代鹽劑和無鹽染色助劑

在染液中添加代鹽劑，使其與染料形成松散結合降低染料的電性；或先被纖維吸附，降低纖維界面電性，減小纖維與染料間靜電斥力，提高其上染率和固色率，實現低鹽染色。劉麗軍，姚金波.甜菜堿在活性染料對棉織物低鹽染色中的應用[J].2009,4(28),53~57.甜菜堿是一種無毒易分解的兩性化合物，其分子中帶有一個正電荷和一個負電荷，在染液中加入甜菜堿后，甜菜堿分子中的正離子與染料陰離子開成離子鍵結合，由于磺酸基的離解性比羧基的大，甜菜堿正離子與磺酸基陰離子結合后，將減少活性染料的負電量，從而減少染料與纖維之間的靜電排斥，使染料對纖維的直接性增強，從而達到低鹽染色。加入甜菜堿后，以活性紅B-3BF對棉織物染色，可減少60%左右鹽的用量，染色牢度也有所提高。

（4）纖維素纖維陽離子改性