一種改善活性染料染棉織物光催化剝色均勻性的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種改善活性染料染棉織物光催化剝色均勻性的方法，該方法的原理是在紫外光、水、氧氣和催化劑的共同作用下，催化劑溶液中可以產(chǎn)生強(qiáng)氧化性的羥基活性自由基，可以與染料分子間發(fā)生分解反應(yīng)，使染料分子結(jié)構(gòu)受到破壞，最終實(shí)現(xiàn)剝色的目的。該方法與傳統(tǒng)剝色方法相比，使用的催化劑為無毒無害的二氧化鈦催化劑，而且能耗小、成本低，與水浴浸漬法相比，織物的強(qiáng)力損失較小，耗水量明顯降低，具有生態(tài)環(huán)保、節(jié)能減排等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】
一種改善活性染料染棉織物光催化剝色均勻性的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及紡織印染技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種改善活性染料染棉織物光催化剝色 均勻性的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，隨著消費(fèi)水平的提高，消費(fèi)者對(duì)服裝面料的要求越來越高，一些在染整加 工過程中出現(xiàn)問題的織物，如果回收利用處理不當(dāng)，不僅不受消費(fèi)者的喜愛，而且還會(huì)給染 整加工生產(chǎn)商帶來許多的麻煩，對(duì)于經(jīng)濟(jì)上損失，可以通過賠償來解決，但是如果生產(chǎn)商名 譽(yù)受損，對(duì)以后的發(fā)展影響就非常的大。在染整加工過程中，經(jīng)常出現(xiàn)且很難解決的問題大 多數(shù)出現(xiàn)在染色和印花這兩個(gè)工序中，其中染色時(shí)出現(xiàn)的問題最難解決的，因?yàn)槿旧谴?面積的，而印花是小面積的，相對(duì)簡(jiǎn)單一點(diǎn)。在染色時(shí)，由于各種原因，染色織物會(huì)出現(xiàn)各種 疵病，比如染色不勻、顏色跳燈、色點(diǎn)、色斑、色差等(參考文獻(xiàn):染整工藝與原理(下冊(cè)）[M]. 北京，中國紡織出版社，2009)，而且在大多數(shù)情況，染色出現(xiàn)疵病的樣品與標(biāo)準(zhǔn)樣品之間的 差距很大，此時(shí)生產(chǎn)廠家一般會(huì)采用兩種方法解決，一種是將染淺色織物該為染深色織物， 另外一種就是將染色織物進(jìn)行剝色后再重新染色，其中后一種方法是生產(chǎn)商經(jīng)常使用的 (參考文獻(xiàn):龍家杰，章燕琴，解昌峰.一種活性染料染色棉織物的無浴剝色方法[P].中國： CN 104790235 A，2015-07-22)。到目前為止，印染廠對(duì)染色出現(xiàn)疵病織物的回收利用率僅 為3%，回收利用率不是很高，而且在以前的剝色過程中，織物的剝色率不是很高，特別是剝 色的均勻性，基本不能滿足消費(fèi)者的要求。因此，研發(fā)新的或更好的剝色工藝來對(duì)染色出現(xiàn) 疵病的織物進(jìn)行剝色是非常重要的，而且對(duì)紡織印染行業(yè)的發(fā)展也具有重要意義。
[0003] 剝色是指利用某些物質(zhì)與纖維上的染料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，使染料分子結(jié)構(gòu)中的發(fā)色 基團(tuán)遭到破壞，從而使纖維失去顏色。按照使用化學(xué)剝色劑類型的不同，可將剝色劑分為兩 大類，一類是氧化剝色，即氧化性的剝色劑，如雙氧水、次氯酸鈉等，它們?cè)谝欢l件下可以 破壞某些染料分子的發(fā)色基團(tuán)，使染料分子發(fā)生不可逆的結(jié)構(gòu)變化，從而實(shí)現(xiàn)褪色或消色， 其中次氯酸鈉易對(duì)織物造成損傷，且排放后會(huì)產(chǎn)生有機(jī)氯化物，其使用受到限制；另一類是 還原剝色，即還原性的剝色劑，如保險(xiǎn)粉、雕白粉、二氧化硫脲等，特點(diǎn)是對(duì)某些結(jié)構(gòu)的染料 發(fā)色體系的破壞是可逆的，例如蒽醌結(jié)構(gòu)的發(fā)色體系，其中雕白粉有刺激性氣味，受潮后會(huì) 放出硫化氫氣體，且在使用過程中會(huì)釋放甲醛，危害人體健康(參考文獻(xiàn):染色織物的剝色 及回修技術(shù)[J].印染，2006,32(14): 12-16)。
[0004] 在以前的剝色方法中，傳統(tǒng)的剝色方法需消耗大量化學(xué)藥品，且在剝色結(jié)束后還 需加入氧化還原性相反的氧化劑或還原劑，以防止殘留的剝色劑對(duì)后道的復(fù)染產(chǎn)生影響， 對(duì)水資源和能源的需求量較大，成本高，且排放的廢水對(duì)環(huán)境危害嚴(yán)重，即使是使用一些相 對(duì)先進(jìn)的剝色技術(shù)，卻因?yàn)閯兩夹g(shù)的不成熟，導(dǎo)致剝色后織物的顏色非常不均勻，從而致 使大量的剝色織物被損壞而浪費(fèi)了。
[0005] 目前，分散染料的使用是第一大類紡織染料，緊跟其后的是活性染料(參考文獻(xiàn)： 染料化學(xué)[M].北京，中國紡織出版社，2010)。然而對(duì)于活性染料來說，由于其染料分子結(jié)構(gòu) 中含有活性基團(tuán)，能與纖維之間以共價(jià)鍵結(jié)合，其濕處理牢度、日曬牢度和耐摩擦牢度等都 比其他染料更為優(yōu)異，因此其使用也越來越受到關(guān)注，但是由于活性染料與纖維之間以共 價(jià)鍵結(jié)合，這使得活性染料在剝色時(shí)處理?xiàng)l件更為苛刻，對(duì)環(huán)境的危害也很大。
[0006] 如何降低化學(xué)品用量，減少對(duì)水資源的消耗，尋找到一種高效、綠色、清潔的紡織 品剝色方法，特別是既能改善織物光催化剝色均勻性的方法，又能對(duì)活性染料染色的織物 進(jìn)行剝色，以成為急需解決的重要問題，因此，新技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用已迫在眉睫。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是提供一種具有剝色設(shè)備工藝簡(jiǎn)單，流程短， 剝色率高，光催化剝色均勻性好，節(jié)能減排的改善活性染料染棉織物光催化剝色均勻性的 方法。
[0008] 本發(fā)明提出的一種改善活性染料染棉織物光催化剝色均勻性的方法，該方法的原 理是在、在紫外光、水、氧氣和催化劑的共同作用下，催化劑溶液中可以產(chǎn)生強(qiáng)氧化性的羥 基活性自由基，可以與染料分子間發(fā)生分解反應(yīng)，使染料分子結(jié)構(gòu)受到破壞，最終實(shí)現(xiàn)剝色 的目的，其特征在于:包括以下步驟：
[0009] 步驟（1):將棉織物采用常規(guī)方法依次進(jìn)行染色、固色、皂煮、水洗和烘干操作，得 到染色棉織物；
[0010] 步驟(2):自制光催化剝色裝置，將增氧栗置于反應(yīng)容器的底部，并在增氧栗上方 1 · 0-15cm位置處設(shè)置網(wǎng)孔孔徑為0 · 1-1 · 0cm的氣泡均勻分布器；
[0011] 步驟(3):在去離子水中加入催化劑配置成催化劑剝色液，調(diào)節(jié)催化劑剝色液的pH 值，將催化劑剝色液倒入到反應(yīng)容器中；
[0012] 步驟(4):將石英玻璃套管套設(shè)在低壓紫外汞燈上，將步驟（1)中的染色棉織物置 于石英玻璃套管的外圍10_-50_處，然后置于自制光催化剝色裝置的催化劑剝色液中，開 啟低壓紫外汞燈和增氧栗，利用紫外光、水、催化劑，以及經(jīng)氣泡均勻分布器輸入的均勻氧 氣，對(duì)染色棉織物進(jìn)行單面剝色處理，剝色處理時(shí)間為2-120min;
[0013] 步驟(5):剝色結(jié)束后，取出棉織物，用水充分洗滌，烘干，得到單面全幅棉織物均 勻剝色成品。
[0014] 進(jìn)一步的，步驟（1)中，染色所用的染料為單偶氮型的活性染料，其活性基團(tuán)為單 或多活性基團(tuán)。
[0015] 進(jìn)一步的，步驟(2)中，所述氣泡均勻分布器為金屬絲網(wǎng)或高分子纖維類材質(zhì)的多 孔過濾網(wǎng)，所述網(wǎng)孔密度為2-150目。
[0016] 進(jìn)一步的，步驟(2)中，所述低壓紫外汞燈的功率為8W。
[0017]進(jìn)一步的，步驟⑶中，所述的催化劑為二氧化鈦，其濃度為〇 · 01g/L~0 · lg/L。
[0018] 進(jìn)一步的，步驟(3)中，所述的催化劑剝色液的pH值范圍為2~12。
[0019] 進(jìn)一步的，步驟(4)中，所述氧氣為增氧栗在水存在的條件下產(chǎn)生的。
[0020] 借由上述方案，本發(fā)明至少具有以下優(yōu)點(diǎn)：與傳統(tǒng)的水域剝色和其他較為先進(jìn)的 剝色方法相比，本發(fā)明所提供的剝色方法，剝色設(shè)備簡(jiǎn)單，工藝流程短，剝色率高，剝色均勻 好，所需化學(xué)試劑少，所使用的催化劑對(duì)人體和環(huán)境沒有傷害和污染，對(duì)織物的損傷小，耗 水量顯著降低，具有生態(tài)環(huán)保、節(jié)能減排等優(yōu)點(diǎn)，符合可持續(xù)發(fā)展的要求。
[0021] 上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段， 并可依照說明書的內(nèi)容予以實(shí)施，以下以本發(fā)明的較佳實(shí)施例并配合附圖詳細(xì)說明如后。
【附圖說明】
[0022] 圖1為本發(fā)明中自制光催化剝色裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023] 圖2為本發(fā)明改善活性染料染棉織物光催化剝色均勻性的方法的工藝流程圖；
[0024] 圖3為本發(fā)明實(shí)施例一到五中光催化剝色均勻性表征圖；
[0025] 圖4為本發(fā)明實(shí)施例一到五中剝色率結(jié)果示意圖；
[0026]圖5為本發(fā)明實(shí)施例一到五中強(qiáng)力保留率結(jié)果示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施 例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。
[0028]實(shí)施例中所涉及的染料如下：
[0029] 活性染料:活性紅X-3B，為常規(guī)市售產(chǎn)品。
[0030] 其他化學(xué)試劑：
[0031] 染色及皂煮助劑:氯化鈉(分析純）、碳酸鈉(分析純）、皂片(分析純）；PH值調(diào)節(jié)劑： 鹽酸(分析純）、氫氧化鈉(分析純）；催化劑:二氧化鈦。
[0032] 實(shí)施例一：
[0033] -種改善活性染料染棉織物光催化剝色均勻性的方法，參見附圖1，它是本實(shí)施例 中的自制光催化剝色裝置的示意圖，光催化剝色裝置示意圖主要包括電源線1、反應(yīng)容器2、 染色棉織物3、低壓紫外汞燈4、石英玻璃套管5、增氧栗6、氣泡均勻分布器7,在反應(yīng)容器內(nèi) 設(shè)有低壓紫外汞燈4、石英玻璃套管5、增氧栗6和氣泡均勻分布器7,低壓紫外汞燈4與電源 線1接通后置于石英玻璃套管內(nèi)部，低壓紫外汞燈的功率為8W，將待剝色的染色棉織物平整 的置于石英玻璃套管外圍，距離為l〇mm~50mm，工作時(shí)，將整個(gè)自制光催化剝色裝置置于暗 處，開啟低壓紫外汞燈和增氧栗的電源，對(duì)染色棉織物進(jìn)行單面剝色處理;參見附圖2,它為 本實(shí)例提供棉織物從染色到剝色成品的工藝流程圖，具體包括如下步驟：
[0034] 1.棉織物采用活性染料常規(guī)方法染色、固色、皂煮、水洗和烘干，本實(shí)施例中，棉織 物為純棉機(jī)織（104g/m 2)，其染色和固色的工藝條件為:4%(〇.?3)活性紅乂-38(100%)， 20g/L氯化鈉，15g/L碳酸鈉，浴比為1:50。染色時(shí)，60°C入染，15min后加入氯化鈉，續(xù)染 15min，然后以2°C/min速度升溫至90°C，加入碳酸鈉，固色30min。固色完畢后，降溫，冷水 洗、皂洗(皂片2. Og/L，浴比1:50，溫度90°C，時(shí)間15min)、熱水洗、冷水洗，烘干備用。
[0035] 2.利用鹽酸調(diào)節(jié)去離子水的pH為4，用于配制催化劑剝色液，催化劑為Ti02，濃度 為0.01g/L，剝色時(shí)間為60min，剝色溫度為常溫。
[0036] 3 .將增氧栗置于反應(yīng)容器的底部，并在其上方lcm位置處設(shè)置孔徑為0.5cm X 0.3cm(長(zhǎng)X寬）的菱形氣泡均勻分布器，將配置好的催化劑剝色液加入到自制光催化剝色 裝置內(nèi)，將待剝色的染色棉織物平行置于石英玻璃套管外圍，距離為1〇_，將低壓紫外汞燈 石連同英玻璃套管一起置于自制光催化剝色裝置內(nèi)部，將整個(gè)自制光催化剝色裝置置于暗 處，開啟低壓紫外汞燈和增氧栗，對(duì)染色棉織物進(jìn)行單面光催化剝色。
[0037] 4.剝色結(jié)束后，取出剝色棉織物，用冷水充分洗滌，烘干，得到剝色成品。
[0038] 對(duì)本實(shí)施例中剝色成品進(jìn)行表面色深值(K/S值)測(cè)定和剝色均勻性表征。
[0039] 利用UltraScan PRO型測(cè)色配色儀（美國HunterLab公司），在D65光源和10°視角的 條件下，在剝色后棉織物的正面選取不同的10個(gè)點(diǎn)，測(cè)定剝色后棉織物在最大吸收波長(zhǎng)(λ max)下的K/S值，通過公式（1)計(jì)算最大吸收波長(zhǎng)下K/S值的平均值(（K/Sh),通過公式 (2)和公式(3)計(jì)算(K/S)值的（和標(biāo)準(zhǔn)差（
.，對(duì)剝色均勻性 進(jìn)行表征，結(jié)果如圖3所示。

[0043] 對(duì)本實(shí)施例中剝色后的棉織物進(jìn)行表面色深值(K/S值)及拉伸斷裂強(qiáng)力測(cè)定，計(jì) 算其剝色率和強(qiáng)力保留率。
[0044] 利用UltraScan PRO型測(cè)色配色儀(美國HunterLab公司），米用D65光源和10°視角 對(duì)本實(shí)例提供的棉織物在剝色前后的表面色深值(K/S值)進(jìn)行測(cè)定，并按照以下公式(4)進(jìn) 行剝色率的計(jì)算，結(jié)果如圖4所示。
[0046]剝色前后棉織物的拉伸斷裂強(qiáng)力的測(cè)定及強(qiáng)力保留率的計(jì)算。
[0047]根據(jù)GB/T 3917標(biāo)準(zhǔn)，采用條樣法在YG026B型電子織物強(qiáng)力儀上對(duì)剝色前后的棉 織物進(jìn)行拉伸斷裂強(qiáng)力的測(cè)定，織物的強(qiáng)力保留率按以下公式(5)進(jìn)行計(jì)算，結(jié)果如圖5所 7K 〇
[0049] 實(shí)施例二：
[0050] 本實(shí)施例提供一種改善活性染料染棉織物光催化剝色均勻性的方法，該方法的步 驟同實(shí)施例一，其中步驟2中用氫氧化鈉調(diào)節(jié)去離子水的pH值為10,用于配置光催化剝色 液，步驟3中孔徑為0.5cmX0.3cm(長(zhǎng)X寬）的菱形氣泡均勻分布器距離增氧栗的距離為改 為5cm，在其他條件均不變的情況下，對(duì)染色棉織物進(jìn)行單面光催化剝色處理。
[0051] 對(duì)本實(shí)施例的剝色均勻性、剝色率和強(qiáng)力保留率進(jìn)行表征，結(jié)果如圖3、圖4和圖5 所示。
[0052] 實(shí)施例三：
[0053]本實(shí)施例提供一種改善活性染料染棉織物光催化剝色均勻性的方法，該方法的步 驟同實(shí)施例一，其中步驟2中催化劑Ti02的濃度為0.04g/L，步驟3中待剝色的染色棉織物與 石英玻璃套管的距離為30_，在其他條件不變的條件下，對(duì)染色棉織物進(jìn)行單面光催化剝 色處理。
[0054] 對(duì)本實(shí)施例的剝色均勻性、剝色率和強(qiáng)力保留率進(jìn)行表征，結(jié)果如圖3、圖4和圖5 所示。
[0055] 實(shí)施例四：
[0056] 本實(shí)施例提供一種改善活性染料染棉織物光催化剝色均勻性的方法，該方法的步 驟同實(shí)施例一，其中步驟2中催化劑Ti02的濃度為0. lg/L，光催化剝色時(shí)間為30min，步驟3 中孔徑為0.5cmX0.3cm(長(zhǎng)X寬）的菱形氣泡均勻分布器距離增氧栗的距離為改為10cm，在 其他條件不變的情況下，對(duì)染色棉織物進(jìn)行單面光催化剝色處理。
[0057] 對(duì)本實(shí)施例的剝色均勻性、剝色率和強(qiáng)力保留率進(jìn)行表征，結(jié)果如圖3、圖4和圖5 所示。
[0058] 實(shí)施例五：
[0059]本實(shí)施例提供一種改善活性染料染棉織物光催化剝色均勻性的方法，該方法的步 驟同實(shí)施例一，其中步驟中3中孔徑為0.5cmX0.3cm(長(zhǎng)X寬）的菱形氣泡均勻分布器距離 增氧栗的距離為改為15cm，待剝色的染色棉織物離石英玻璃套管的距離為50mm，在其他條 件不變的情況下，對(duì)染色棉織物進(jìn)行單面剝色處理。
[0060] 對(duì)本實(shí)施例的剝色均勻性、剝色率和強(qiáng)力保留率進(jìn)行表征，結(jié)果如圖3、圖4和圖5 所示。
[0061] 對(duì)本發(fā)明實(shí)施例一到實(shí)施例五的表征數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，圖3數(shù)據(jù)表明：本發(fā)明每個(gè)實(shí) 施例中(κ/s)值的方差
都很小，這表明本發(fā)明中活性染料染 棉織物光催化剝色的均勻性均良好;圖4和圖5表明，本發(fā)明中棉織物的光催化剝色率很高， 均能達(dá)到80%以上，而且織物的強(qiáng)力保留率都很高，均能保持在70%以上，對(duì)棉織物的損傷 很小，這表明本發(fā)明提供的一種改善活性染料染棉織物光催化剝色均勻性的方法是可行 的。
[0062] 以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，并不用于限制本發(fā)明，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技 術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和 變型，這些改進(jìn)和變型也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種改善活性染料染棉織物光催化剝色均勻性的方法，該方法的原理是在、在紫外 光、水、氧氣和催化劑的共同作用下，催化劑溶液中可以產(chǎn)生強(qiáng)氧化性的羥基活性自由基， 可以與染料分子間發(fā)生分解反應(yīng)，使染料分子結(jié)構(gòu)受到破壞，最終實(shí)現(xiàn)剝色的目的，其特征 在于:包括以下步驟： 步驟（1):將棉織物采用常規(guī)方法依次進(jìn)行染色、固色、皂煮、水洗和烘干操作，得到染 色棉織物； 步驟(2):自制光催化剝色裝置，將增氧栗置于反應(yīng)容器的底部，并在增氧栗上方1.0-15cm位置處設(shè)置網(wǎng)孔孔徑為0 · 1-1 · 0cm的氣泡均勻分布器； 步驟(3):在去離子水中加入催化劑配置成催化劑剝色液，調(diào)節(jié)催化劑剝色液的pH值， 將催化劑剝色液倒入到反應(yīng)容器中； 步驟(4):將石英玻璃套管套設(shè)在低壓紫外汞燈上，將步驟（1)中的染色棉織物置于石 英玻璃套管的外圍l〇mm-50mm處，然后置于自制光催化剝色裝置的催化劑剝色液中，開啟低 壓紫外汞燈和增氧栗，利用紫外光、水、催化劑，以及經(jīng)氣泡均勻分布器輸入的均勻氧氣，對(duì) 染色棉織物進(jìn)行單面剝色處理，剝色處理時(shí)間為2-120min; 步驟(5):剝色結(jié)束后，取出棉織物，用水充分洗滌，烘干，得到單面全幅棉織物均勻剝 色成品。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種改善活性染料染棉織物光催化剝色均勻性的方法，其特 征在于:步驟（1)中，染色所用的染料為單偶氮型的活性染料，其活性基團(tuán)為單或多活性基 團(tuán)。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種改善活性染料染棉織物光催化剝色均勻性的方法，其特 征在于:步驟(2)中，所述氣泡均勻分布器為金屬絲網(wǎng)或高分子纖維類材質(zhì)的多孔過濾網(wǎng)， 所述網(wǎng)孔密度為2-150目。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種改善活性染料染棉織物光催化剝色均勻性的方法，其特 征在于:步驟(2)中，所述低壓紫外汞燈的功率為8W。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種改善活性染料染棉織物光催化剝色均勻性的方法，其特 征在于:步驟(3)中，所述的催化劑為二氧化鈦，其濃度為0.01g/L~0. lg/L。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種改善活性染料染棉織物光催化剝色均勻性的方法，其特 征在于:步驟(3)中，所述的催化劑剝色液的pH值范圍為2~12。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種改善活性染料染棉織物光催化剝色均勻性的方法，其特 征在于:步驟(4)中，所述氧氣為增氧栗在水存在的條件下產(chǎn)生的。
【文檔編號(hào)】D06P5/02GK106087490SQ201610397709
【公開日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年6月7日
【發(fā)明人】龍家杰
【申請(qǐng)人】蘇州大學(xué)