阅读说明：本技术 一种纤维素织物的印染工艺 (Printing and dyeing process of cellulose fabric ) 是由 何士新 钟俭 方杏朵 俞盈 吴燕琼 于 2020-07-28 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种纤维素织物的印染工艺,包括以下制备步骤,前处理；染色；固色：以水为溶剂,向水中加入18-22g/L的改性水性聚氨酯,搅拌均匀,将上述染色后的纤维素织物置于水中,控制浴比为1：(8-10)；控制温度为50-70℃,保温时间15-25min；皂洗；脱水；开幅；定型；所述改性水性聚氨酯是通过乙烯基三异丙氧硅烷、环氧树脂、甲基丙烯酸甲酯对水性聚氨酯共同改性得到本申请染成的织物具有固色效果好的优点。(The invention discloses a printing and dyeing process of cellulose fabric, which comprises the following preparation steps of pretreatment; dyeing; and (3) fixation: taking water as a solvent, adding 18-22g/L of modified waterborne polyurethane into the water, uniformly stirring, placing the dyed cellulose fabric into the water, and controlling the bath ratio to be 1: (8-10); controlling the temperature at 50-70 deg.C, and maintaining for 15-25 min; soaping; dehydrating; scutching; shaping; the modified waterborne polyurethane is obtained by jointly modifying the waterborne polyurethane through vinyl triisopropoxysilane, epoxy resin and methyl methacrylate, and the dyed fabric has the advantage of good color fixing effect.)

一种纤维素织物的印染工艺

技术领域

本发明涉及纺织物染色的领域，更具体地说，它涉及一种纤维素织物的印染工艺。

背景技术

纤维素织物在染色时，染料存在的主要问题为：在染色的过程中，染料容易水解，部分染料不容易与纤维键合，造成染色牢度欠佳。一般要提高纤维素织物的染色牢度，通常采用煤染剂进行煤染或者使用固色剂进行固色处理，但是，媒染剂一般含有重金属离子，附着织物上，对人体健康有害，而且染色工艺中含重金属离子的废液，其排放污染环境，不符合各国关于生态纺织品重金属含量技术指标要求，与染色天然、环保的宗旨相悖；再者，在提高染色牢度同时，媒染剂的添加还会改变染料本身的色调，媒染后织物颜色变化很大。另一方法是采用固色剂固色处理来提高染色牢度，也是常用的固色技术手段，但是固色剂中普遍含有甲醛或使用过程中存在释放甲醛的技术问题。

水性聚氨酯是以水代替有机溶剂为分散介质，无需外加乳化剂即在水中分散形成的稳定聚氨酯乳液，它在保留传统溶剂型聚氨酯优异的成膜性和舒适性特点的基础上，还具有无毒、绿色环保、不易燃、节能、易加工的优点。作为无醛固色剂，单纯的水性聚氨酯由于合成原料的选择和合成工艺的不同使其成膜后在耐水性、耐热稳定性、光泽及手感等方面存在缺陷，导致织物的固色率不高，因此为了有效地提高水性聚氨酯固色剂的综合性能，对其进行多种化学改性是目前研究的热点。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的第一个目的在于提供一种纤维素织物的印染工艺，其具有固色效果好的优点。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种纤维素织物的印染工艺，包括以下制备步骤，

前处理；染色；

固色：以水为溶剂，向水中加入18-22g/L的改性水性聚氨酯，搅拌均匀，将上述染色后的纤维素织物置于水中，控制浴比为1∶(8-10)；控制温度为50-70℃，保温时间15-25min；

皂洗；脱水；开幅；定型；

所述改性水性聚氨酯是通过乙烯基三异丙氧硅烷、环氧树脂、甲基丙烯酸甲酯对水性聚氨酯共同改性得到。

通过采用上述技术方案，水性聚氨酯作为固色剂时，其本身不含有甲醛，水性聚氨酯通过粘附在染料分子表面形成膜，水性聚氨酯上的羰基与纤维织物上的活性基团发生反应，在织物的表面形成三维交联网络结构，提高染色后织物的干湿摩擦色牢度；为了防止水性聚氨酯胶膜的脱落，对水性聚氨酯进行改性后，能够提高本身的耐水性、粘结性及耐热性，使得染料在织物上的稳定性更好，提高染料在纤维织物上的固色率；通过上述改性剂对水性聚氨酯进行改性后，使得水性聚氨酯具有较好的耐水性，对织物的干燥效率也有所提高，由于硅氧键容易旋转，加入乙烯基三异丙氧硅烷后，对织物的柔顺性也有所改善。

进一步地，所述改性水性聚氨酯包括以下重量份的原料配制而成：

乙烯基三异丙氧硅烷4-5份、环氧树脂0.25-0.35份、甲基丙烯酸甲酯6-8份、引发剂0.1-0.15份、水性聚氨酯65-75份、水38-42份、丙酮4-6份。

通过采用上述技术方案，先将乙烯基三异丙氧硅烷、甲基丙烯酸甲酯和水性聚氨酯发生共聚反应，聚合完成后，在将环氧树脂加成在共聚物的端链上；环氧树脂的加入能够使之形成网状结构，可以提高水性聚氨酯的耐热性和耐水性。

进一步地，所述引发剂为过硫酸铵或过硫酸钠中的一种。

通过采用上述技术方案，过硫酸钠和过硫酸铵的水溶性较好，与聚合物有较好的相容性，能够较好参与水性聚氨酯的聚合，使聚合反应较为均匀。

进一步地，所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂。

进一步地，所述改性水性聚氨酯包括以下制备步骤：

将称量好的乙烯基三异丙氧硅烷、甲基丙烯酸甲酯混合，搅拌均匀得到料a；

将称量好的引发剂置于水中，溶解，搅拌均匀，得到料b；

将占料a总重量的30-50％和占料b总重量的30-50％加入到称量好的水性聚氨酯中，搅拌均匀，升温至75-85℃，聚合反应时间1-1.5h，得到料c；

将剩余料a和剩余料b加入到料c中，聚合反应时间3.5-4.5h，得到料d；

向料d内加入环氧树脂，搅拌均匀，温度为75-85℃，反应时间1-1.5h，制得料e；

将料e降温，烘干，制得改性水性聚氨酯。

通过采用上述技术方案，先将乙烯基三异丙氧硅烷和甲基与水性聚氨酯乳液进行共聚，共聚完成后再将环氧树脂接在端链上，反应完成后，提高了水性聚氨酯作为固色剂使用时的耐水性。

进一步地，所述前处理的步骤为：

将双氧水、冷堆助剂和氢氧化钠置于水中搅拌均匀，得到料f；

纤维素织物置于料f中，二浸二轧，带液率为80-100％，在温度为25-30℃，冷堆10-15h；

其中，双氧水的质量浓度为15-25g/L，冷堆助剂的质量浓度为25-35g/L，氢氧化钠的浓度为30-40g/L。

通过采用上述技术方案，纺织物上含有相当数量的杂质，其中有纺织过程中的上浆料、上油剂以及在纺织过程中粘的油污等，这些杂质污物如果不除去，不但影响织物的色泽、手感，而且还影响织物的吸湿性能，影响织物上色不均匀，色泽不新鲜，还影响染色牢度，冷堆的目的能够在织物在受损很小的条件下，除去织物上的各类杂质，使织物成为洁白柔软并且有着良好润湿性能的织物，选用冷堆的工艺能够降低前处理的成本。

进一步地，所述冷堆助剂为冷堆宝212。

进一步地，所述染色步骤为：

以水为溶剂，向水加入染料、匀染剂和元明粉，搅拌均匀，控制浴比为1∶(8-10)，升温至80-100℃，然后加入纤维素织物，保温30-40min，水洗；

其中，染料0.5-2％owf，匀染剂的质量浓度为0.1-0.2g/L，元明粉的质量浓度为0.5-0.7g/L。

通过采用上述技术方案，在染色步骤中加入染料、匀染剂和元明粉，染料对织物进行染色，元明粉的加入能够促使染料的上染，提高染料的利用率，提高上染率；匀染剂的加入使得染色更加均匀。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

第一、由于本发明中为了防止水性聚氨酯胶膜的脱落，对水性聚氨酯进行改性后，能够提高本身的耐水性、粘结性及耐热性，使得染料在织物上的稳定性更好，提高固色率和耐摩擦牢度，皂洗牢度最高能达到5级。

第二、本发明中对纤维织物进行预处理，除去表面的杂质，再用此染色、步骤对织物进行染色，使织物具有较好的上染效果，上染率在92.2-94％，减少了染料的浪费，提高了染料的利用率；固色步骤能够增加固色牢度。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步详细说明。

原料

水性聚氨酯：水性聚氨酯树脂AH-1720A，购自安徽安大华泰新材料有限公司；

乙烯基三异丙氧硅烷：购自广州双桃精细化工有限公司；

甲基丙烯酸甲酯：购自菏泽华立新材料有限公司；

环氧树脂：双酚A型环氧树脂(E-44)，购自济南昭合新材料有限公司；

引发剂：过硫酸铵分析纯，购自南京化学试剂股份有限公司；

过硫酸钠：分析纯，购自无锡市晶科化工有限公司；

双氧水：浓度为27.5％的双氧水，购自上海晨元电子材料有限公司；

冷堆助剂：冷堆宝212，购自东莞市洁威实业有限公司；

氢氧化钠：98-100％，购自济南鑫盛达化工有限公司；

匀染剂：型号几-185，购自南通博雅环保科技有限公司；

元明粉：硫酸钠，购自杭州盈钰化工有限公司；

染料：二氨基二苯乙烯二磺酸类直接染料，C.I.直接蓝106，购自湖北诺纳科技有限公司。

改性水性聚氨酯的制备

制备例1

将称量好的4kg乙烯基三异丙氧硅烷、6kg甲基丙烯酸甲酯置于容器中进行混合，搅拌均匀得到料a；

用水做溶剂，将称量好的0.1kg引发剂和38kg的水置于容器中混合，搅拌均匀，得到料b；

将占料a总重量的30％和占料b总重量的30％加入到称量好的65kg水性聚氨酯中，边加入边搅拌，搅拌均匀后，升温至75℃，聚合反应时间1.5h，得到料c；

将剩余料a和剩余料b边搅拌边加入到料c中，聚合反应时间4.5h，得到料d；

向料d内加入0.25kg环氧树脂，充分搅拌均匀，温度为75℃，搅拌反应时间1.5h，制得料e；

制备例2

将称量好的5kg乙烯基三异丙氧硅烷、7kg甲基丙烯酸甲酯置于容器中进行混合，搅拌均匀得到料a；

用水做溶剂，将称量好的0.125kg引发剂和40kg的水置于容器中混合，搅拌均匀，得到料b；

将占料a总重量的40％和占料b总重量的40％加入到称量好的70kg水性聚氨酯中，边加入边搅拌，搅拌均匀后，升温至80℃，聚合反应时间1.25h，得到料c；

将剩余料a和剩余料b边搅拌边加入到料c中，聚合反应时间4h，得到料d；

向料d内加入0.3kg环氧树脂，充分搅拌均匀，控制温度为80℃，搅拌反应时间1.25h，制得料e；

将料e降温，烘干，制得改性水性聚氨酯。

制备例3

将称量好的5kg乙烯基三异丙氧硅烷、8kg甲基丙烯酸甲酯置于容器中进行混合，搅拌均匀得到料a；

用水做溶剂，将称量好的0.15kg引发剂和42kg的水置于容器中混合，搅拌均匀，得到料b；

将占料a总重量的50％和占料b总重量的50％加入到称量好的水性聚氨酯75kg中，边加入边搅拌，搅拌均匀后，升温至85℃，聚合反应时间1h，得到料c；

将剩余料a和剩余料b边搅拌边加入到料c中，聚合反应时间3.5h，得到料d；

向料d内加入0.35kg环氧树脂，充分搅拌均匀，控制温度为85℃，搅拌反应1h，制得料e；将料e降温，烘干，制得改性水性聚氨酯。

实施例1

一种纤维素织物的印染工艺，其包括以下制备步骤：

前处理：在缸体中加入水，将双氧水、冷堆助剂和氢氧化钠置于缸体a中，搅拌均匀，得到料f；

将纤维素织物置于料f中，二浸二轧，带液率为80％，温度为25℃，冷堆15h。

其中，双氧水的质量浓度为15g/L，冷堆助剂的质量浓度为25g/L，氢氧化钠的浓度为30g/L。

染色：将前处理步骤中的针织布从缸体a内取出，向染色机内加入水，以水为溶剂，向染色机内加入染料、匀染剂和元明粉，搅拌均匀，控制浴比为1∶8，升温至80℃，然后加入纤维素织物，保温40min，保温完成后，排出废水，加入清水进行水洗；

其中，染料为0.5％owf、匀染剂的质量浓度为0.1g/L，元明粉的质量浓度为0.5g/L。

固色：以水为溶剂，向水中加入制备例1制备的18g/L的改性水性聚氨酯，搅拌均匀，将上述染色后的纤维素织物取出置于水中，控制浴比为1∶8；控制温度为50℃，保温时间25min；

皂洗：将上述染色完成的针织布取出，放入皂洗液中进行还原皂洗，皂洗液为3g/L的十二烷基苯磺酸钠溶液，浴比为1∶10，控制温度为80℃，热洗10min；

水洗：将皂洗完成的织物冷水进行冲洗；

脱水：将水洗完成的纤维素织物放置在脱水机内进行脱水；

开幅：对脱水后的针织布经开幅机进行开幅；

定型：采用定型机进行定型处理，控制温度为140℃，速率40m/min。

实施例2

一种纤维素织物的印染工艺，其包括以下制备步骤：

前处理：在缸体中加入水，将双氧水、冷堆助剂和氢氧化钠置于缸体a中，搅拌均匀，得到料f；

将纤维素织物置于料f中，二浸二轧，带液率为90％，温度为27℃，冷堆12.5h。

其中，双氧水的质量浓度为15g/L，冷堆助剂的质量浓度为25g/L，氢氧化钠的浓度为30g/L。

染色：将前处理步骤中的针织布从缸体a内取出，向染色机内加入水，以水为溶剂，向染色机内加入染料、匀染剂和元明粉，搅拌均匀，控制浴比为1∶9，升温至90℃，然后加入纤维素织物，保温35min，保温完成后，排出废水，加入清水进行水洗；

其中，染料为0.5％owf、匀染剂的质量浓度为0.1g/L，元明粉的质量浓度为0.5g/L。

固色：以水为溶剂，向水中加入制备例1制备的18g/L的改性水性聚氨酯，搅拌均匀，将上述染色后的纤维素织物取出置于水中，控制浴比为1∶9；控制温度为60℃，保温时间20min；

皂洗：将上述染色完成的针织布取出，放入皂洗液中进行还原皂洗，皂洗液为3g/L的十二烷基苯磺酸钠溶液，浴比为1∶10，控制温度为80℃，热洗10min；

水洗：将皂洗完成的织物冷水进行冲洗；

脱水：将水洗完成的纤维素织物放置在脱水机内进行脱水；

开幅：对脱水后的针织布经开幅机进行开幅；

定型：采用定型机进行定型处理，控制温度为140℃，速率40m/min。

实施例3

一种纤维素织物的印染工艺，其包括以下制备步骤：

前处理：在缸体中加入水，将双氧水、冷堆助剂和氢氧化钠置于缸体a中，搅拌均匀，得到料f；

将纤维素织物置于料f中，二浸二轧，带液率为100％，温度为30℃，冷堆10h。

其中，双氧水的质量浓度为15g/L，冷堆助剂的质量浓度为25g/L，氢氧化钠的浓度为30g/L。

染色：将前处理步骤中的针织布从缸体a内取出，向染色机内加入水，以水为溶剂，向染色机内加入染料、匀染剂和元明粉，搅拌均匀，控制浴比为1∶10，升温至100℃，然后加入纤维素织物，保温30min，保温完成后，排出废水，加入清水进行水洗；

其中，染料为0.5％owf、匀染剂的质量浓度为0.1g/L，元明粉的质量浓度为0.5g/L。

固色：以水为溶剂，向水中加入制备例1制备的18g/L的改性水性聚氨酯，搅拌均匀，将上述染色后的纤维素织物取出置于水中，控制浴比为1∶10；控制温度为70℃，保温时间15min；

皂洗：将上述染色完成的针织布取出，放入皂洗液中进行还原皂洗，皂洗液为3g/L的十二烷基苯磺酸钠溶液，浴比为1∶10，控制温度为80℃，热洗10min；

水洗：将皂洗完成的织物冷水进行冲洗；

脱水：将水洗完成的纤维素织物放置在脱水机内进行脱水；

开幅：对脱水后的针织布经开幅机进行开幅；

定型：采用定型机进行定型处理，控制温度为140℃，速率40m/min。

实施例4

一种纤维素织物的印染工艺，其包括以下制备步骤：

前处理：在缸体中加入水，将双氧水、冷堆助剂和氢氧化钠置于缸体a中，搅拌均匀，得到料f；

将纤维素织物置于料f中，二浸二轧，带液率为90％，温度为27℃，冷堆12.5h。

其中，双氧水的质量浓度为20g/L，冷堆助剂的质量浓度为30g/L，氢氧化钠的浓度为35g/L。

染色：将前处理步骤中的针织布从缸体a内取出，向染色机内加入水，以水为溶剂，向染色机内加入染料、匀染剂和元明粉，搅拌均匀，控制浴比为1∶9，升温至90℃，然后加入纤维素织物，保温35min，保温完成后，排出废水，加入清水进行水洗；

其中，染料为1.25％owf、匀染剂的质量浓度为0.15g/L，元明粉的质量浓度为0.6g/L。

固色：以水为溶剂，向水中加入制备例1制备的20g/L的改性水性聚氨酯，搅拌均匀，将上述染色后的纤维素织物取出置于水中，控制浴比为1∶9；控制温度为60℃，保温时间20min；

皂洗：将上述染色完成的针织布取出，放入皂洗液中进行还原皂洗，皂洗液为3g/L的十二烷基苯磺酸钠溶液，浴比为1∶10，控制温度为80℃，热洗10min；

水洗：将皂洗完成的织物冷水进行冲洗；

脱水：将水洗完成的纤维素织物放置在脱水机内进行脱水；

开幅：对脱水后的针织布经开幅机进行开幅；

定型：采用定型机进行定型处理，控制温度为140℃，速率40m/min。

实施例5

一种纤维素织物的印染工艺，其包括以下制备步骤：

前处理：在缸体中加入水，将双氧水、冷堆助剂和氢氧化钠置于缸体a中，搅拌均匀，得到料f；

将纤维素织物置于料f中，二浸二轧，带液率为90％，温度为27℃，冷堆12.5h。

其中，双氧水的质量浓度为25g/L，冷堆助剂的质量浓度为35g/L，氢氧化钠的浓度为40g/L。

染色：将前处理步骤中的针织布从缸体a内取出，向染色机内加入水，以水为溶剂，向染色机内加入染料、匀染剂和元明粉，搅拌均匀，控制浴比为1∶9，升温至90℃，然后加入纤维素织物，保温35min，保温完成后，排出废水，加入清水进行水洗；

其中，染料为2％owf、匀染剂的质量浓度为0.2g/L，元明粉的质量浓度为0.7g/L。

固色：以水为溶剂，向水中加入制备例1制备的22g/L的改性水性聚氨酯，搅拌均匀，将上述染色后的纤维素织物取出置于水中，控制浴比为1∶9；控制温度为60℃，保温时间20min；皂洗：将上述染色完成的针织布取出，放入皂洗液中进行还原皂洗，皂洗液为3g/L的十二烷基苯磺酸钠溶液，浴比为1∶10，控制温度为80℃，热洗10min；

水洗：将皂洗完成的织物冷水进行冲洗；

脱水：将水洗完成的纤维素织物放置在脱水机内进行脱水；

开幅：对脱水后的针织布经开幅机进行开幅；

定型：采用定型机进行定型处理，控制温度为140℃，速率40m/min。

实施例6

实施例6与实施例4的区别之处在于，用等量的制备例2制备的改性水性聚氨酯代替制备例1制备的改性水性聚氨酯。

实施例7

实施例7与实施例4的区别之处在于，用等量的制备例3制备的改性水性聚氨酯代替制备例1制备的改性水性聚氨酯。

对比例1

对比例1与实施例1的区别之处在于，用等量的未改性的水性聚氨酯代替制备例1制备的改性水性聚氨酯。

性能检测试验

皂洗牢度测试：根据GB/T3921-2008《纺织品色牢度试验耐洗色牢度》方法对实施例1-7和对比例1的织物的皂洗牢度进行检测。

耐摩擦色牢度：根据GB/T 3920-2008中的方法对实施例1-7和对比例1的织物的耐摩擦色牢度进行检测。

上染率的测定法方法：

制作染料浓度-吸光度的标准工作曲线；

取250mL的染色液、皂洗洗涤液和水洗的洗涤液的混合液，用移液管吸取2mL在50mL的容量瓶中，用蒸馏水稀释至刻度。用分光光度计测量其吸光度，然后从染料浓度-吸光度的标准工作曲线上读出混合液中的染料浓度，并计算出未上染的染料量；

上染百分率＝(初始染料量-未上染的染料量)/初始染料量×100％。

表1实施例1-7与对比例1印染的织物的各项性能检测

由表1可知，实施例1-7印染的织物比对比例1印染的织物的色牢度、皂洗牢度和上染率均好，可见，将水性聚氨酯进行改性后，提升了水性聚氨酯的综合性能，将水性聚氨酯作为固色剂使用时，固色牢度有了大幅度的提升。

对比实施例1-3可知，在实施例2的工艺参数下，皂洗牢度达到5级，其皂洗牢度最高，说明其固色效果更好。

对比实施例1、4和5可知，在实施例4的各原料的配比下，皂洗牢度达到5级，其皂洗牢度最高，说明固色效果更好。

对比实施例4、6和7可知，在制备例2制备的改性水性聚氨酯作为固色剂使用时，干摩擦色牢度达到5级，湿摩擦色牢度达到4-5级，上染率达到94.2％，具有最好的综合性能。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。