本發明涉及紡織品染整技術領域，具體涉及一種棉針織物的染整方法。
背景技術：
棉針織物是以棉紗為原料織造的織物，具有良好的透氣吸濕性，耐磨耐洗，柔軟舒適，廣泛用于服裝面料、裝飾織物和產業用織物。
棉針織物的生產制造包括紡紗、織造和染整等過程，染整質量的優劣對紡織品的使用價值有重要的影響。棉針織物的染整對改善針織物外觀，改善使用性能，提高產品質量，增加花色品種等有重要作用。傳統染整方法是棉針織物按照退漿、煮練、漂白、染色、整理等步驟依次進行，該方法工藝成熟，但其缺點在于所需時間長，操作過程復雜，勞動量大，且耗水量及能耗大，后續廢水的處理負擔嚴重。因此開發和改進棉針織物的其染整方法，使其工藝簡單，成本低，對環境污染小，產品質量穩定， 具有十分重要的意義。
技術實現要素：
本發明的目的是針對現有技術中的上述不足，提供一種棉針織物的染整方法，該方法工藝簡單，成本低，對環境污染小，產品質量穩定。
本發明的目的通過以下技術方案實現：
一種棉針織物的染整方法，包括以下步驟：
（1）前處理：將棉針織物放置于在55-60℃的水中預潤濕10-15min后，加入前處理劑，浴比為1:15-2，在溫度為55-60℃，pH8-9條件下處理60-80min后，水洗；前處理劑由復合液體酶制劑和復合漂白劑混合而成，復合酶制劑和復合漂白劑的質量比為1：0.8-1.2；
（2）染色及固色：將經步驟（1）中前處理的棉針織物置于改性液中，浴比為1:40-50，棉針織物在30-35℃溫度下經二浸二軋處理，軋余率為75-80%，烘干；采用染液對經改性液處理的棉針織物進行染色，浴比為1:20-25，始染溫度為25-35℃，保溫20-30min后，升溫至65-70℃，在65-70℃溫度下染色20-30min后，取出棉針織物；然后采用濃度為10-20g/L的碳酸鈉溶液在50-60℃條件下對棉針織物進行固色，處理時間為20-30min，固色浴比為1:15-20；
（3）后整理：采用皂洗劑對固色后的棉針織物進行皂洗，之后水洗，烘干。
本發明將復合液體酶制劑和復合漂白劑混合，采用同浴法對棉針織物進行精煉和漂白，使精煉和漂白工藝一步到位，與傳統方法相比，簡化了工藝，減少了污水的排放及能耗，同時棉針織物的精煉和漂白具有良好的效果；在常規方法染色時，往往需加入大量的中性鹽，以提高染料的上染速率和上染量，染色后中性鹽的大量排放，給污水處理帶來很大的困難，增加了成本。采用改性液對棉針織物進行改性，使棉纖維表面陽離子化，染色過程中陰離子染料更易吸附于棉纖維表面，從而大大減少了中性鹽的用量，降低了成本，減少環境污染，同時提高均染效果，提升了產品質量。
進一步地，所述步驟（1）中復合液體酶制劑包括以下濃度的組分：纖維素酶為7-8 g/L、果膠酶為4-5 g/L、脂肪酶5-6 g/L、脂肪醇聚氧乙烯醚0.8-1.2 g/L。
傳統處理方法在高溫高堿環境下對棉針織物進行精煉，一方面排出污水堿性強，對環境造成嚴重污染，大量消耗水、電等資源，另一方面易造成棉纖維的氧化損傷。復合液體酶制劑對棉針織物進行精煉，纖維素酶、果膠酶和脂肪酶會發生協同作用，果膠酶會作用于棉纖維的角質層結構，水解角質層中的果膠物質；纖維素酶亦可分解角質層中的纖維素；棉纖維中的蠟質具有拒水作用，脂肪酶可分解蠟質，提高棉織物的濕潤性；多種酶協同作用，可促進對棉纖維中雜質的去除和分解，提高精煉效率和精煉效果；酶在分解底物雜質的同時，在表面活性劑的作用下，使雜質脫離棉纖維，達到良好的除雜效果；選用的脂肪醇聚氧乙烯醚不與酶結合，不干預酶的三維結構，從而減少表面活性劑對酶活性的影響。
進一步地，所述步驟（1）復合漂白劑包括以下濃度的組分：雙氧水3-4 g/L、四乙酰乙二胺7-8 g/L、穩定劑1-2 g/L、脂肪醇聚氧乙烯醚0.8-1.2 g/L。
四乙酰乙二胺作為活化劑，具有良好的環保性能和適宜的價格；雙氧水和四乙酰乙二胺相配合，使棉針織物在低溫條件下具有良好的漂白效果，脂肪醇聚氧乙烯醚醚鍵不易被酸、堿破壞，其穩定性較高，水溶性較好，耐電解質，易于生物降解，可提高棉針織物的潤濕性及其他組分的滲透性，穩定劑可使雙氧水在漂白過程中均勻、有效地分解，避免織物遭受劇烈損傷。
進一步地，所述穩定劑為硅酸鎂、植酸鈉中的至少一種。硅酸鎂對HO2-具有優良的物理和化學吸附特性，同時對金屬離子也有吸附作用，可降低其催化作用，其白度值較好，減慢雙氧水分解速度；植酸鈉是為純天然綠色穩定劑，與金屬離子有極強的鰲合作用，具有較強的抗氧化性，可起到對雙氧水的穩定作用。
進一步地，所述步驟（2）中，改性液包括濃度為3-4 g/L的陽離子型雙子表面活性劑。
進一步地，所述陽離子型雙子表面活性劑由以下摩爾份的原料按照以下制備方法制得：加入十二烷基二甲基叔胺1-1.5份、異丁醇16-20份，攪拌，滴加鹽酸1.5-2份，鹽酸預先配置成質量分數為36-38%的鹽酸水溶液，滴加時間為20-30min；再滴加環氧氯丙烷1.5-2份，滴加時間為30-60min；升溫至出現回流后，滴加十四烷基二甲基叔胺4-5份，滴加時間為30-60min；反應6-7h，反應結束后減壓蒸餾除去異丙醇，采用石油醚進行重結晶3次后，烘干，得陽離子型雙子表面活性劑。
本發明制備的陽離子型雙子表面活性劑相對于傳統表面活性劑，更能有效的改善染色的均勻性、染色穩定性，促進染料的吸收和染色效率的提高。陽離子型雙子表面活性劑分子中具有兩個親油基團，與只有一個親油基團的傳統表面活性劑相比，在氣液界面排列更緊湊，其臨界膠束濃度降低了10倍以上，臨界膠束濃度越小，表面活性越高，因此陽離子型雙子表面活性劑的活性遠高于傳統的表面活性劑，且具有更好地潤濕性和增溶性。本發明的陽離子型雙子表面活性劑制備工藝簡單，成本低，其純度在93%以上。
進一步地，所述步驟（2）中，染液包括以下組分：活性染料3-4%owf、氫氧化鈉2-3g/L、磷酸鈉5-6 g/L、肪醇聚氧乙烯醚0.4-0.6 g/L。進一步地，所述活性染料為clarian 公司的Yellow X-4RN、Red X-6BN和Navy X-GN 染料，具有色澤鮮艷、簡單易配色等優點。
進一步地，所述步驟（3）中，皂洗劑為濃度為0.4-0.5g/L皂莢皂苷水溶液。進一步地，所述步驟（3）中，皂洗溫度為 90-95℃，皂浴比為1:14-18，皂洗時間20-30min。皂洗可以去除浮色與多余的化學品，使染料充分發色，皂洗后的棉針織物得到鮮艷的顏色和柔軟的手感，且皂莢皂苷為環境友好型物質，對環境污染小。
活性染料需要在堿性環境中對棉針織物進行染色，堿性環境可提高活性染料的反應活性，但堿性過強時，活性染料來不及向纖維內部擴散即與纖維鍵和，影響透染。本發明通過選擇氫氧化鈉與磷酸鈉作為復合堿劑，可使活性染料在固著前能充分均勻地擴散至纖維內部，提高色牢度，改善染色效果， 且氫氧化鈉與磷酸鈉用少，可減少后續污水中堿劑的用量。
本發明的有益效果：本發明將復合液體酶制劑和復合漂白劑混合，采用同浴法對棉針織物進行精煉和漂白，使精煉和漂白工藝一步到位，與傳統方法相比，簡化了工藝，減少了污水的排放及能耗；采用改性液在染色前預先對棉針織物進行改性，使染料更易吸附于棉纖維表面，從而大大減少了中性鹽的用量，降低了成本，減少環境污染，同時提高均染效果，提升了產品質量。
本發明棉針織物的染整方法簡單，產品質量穩定，生產的棉針織物柔軟舒適，且具有良好的固色性能，同時可減少對環境的污染。
具體實施方式
結合以下實施例對本發明作進一步描述。
實施例1
本實施例中，一種棉針織物的染整方法，包括以下步驟：
（1）前處理：將棉針織物放置于在60℃的水中預潤濕10min后，加入前處理劑，浴比為1: 20，在溫度為60℃，pH8.5條件下處理70min后，水洗；前處理劑由復合液體酶制劑和復合漂白劑混合而成，復合酶制劑和復合漂白劑的質量比為1：1；
（2）染色及固色：將經步驟（1）中前處理的棉針織物置于改性液中，浴比為1:45，棉針織物在32℃溫度下經二浸二軋處理，軋余率為80%，烘干；采用染液對經改性液處理的棉針織物進行染色，浴比為1:20，始染溫度為30℃，保溫25min后，升溫至70℃，在70℃下染色20min后，取出棉針織物；然后采用濃度為15g/L的碳酸鈉溶液在55℃條件下對棉針織物進行固色，處理時間為25min，固色浴比為1:18；
（3）后整理：采用皂洗劑對固色后的棉針織物進行皂洗，皂浴比為1:15，皂洗溫度為95℃，皂洗時間為25min，皂洗劑為濃度為0.45g/L的皂莢皂苷水溶液，之后水洗，烘干。
進一步地，所述步驟（1）中復合液體酶制劑包括以下濃度的組分：纖維素酶為7.5 g/L、果膠酶為4.5 g/L、脂肪酶5.5 g/L、脂肪醇聚氧乙烯醚1g/L。
進一步地，所述步驟（1）復合漂白劑包括以下濃度的組分：雙氧水3 g/L、四乙酰乙二胺7 g/L、穩定劑1 g/L、脂肪醇聚氧乙烯醚1 g/L。
進一步地，所述穩定劑為硅酸鎂。
進一步地，所述步驟（2）中，改性液包括濃度為3.5 g/L的陽離子型雙子表面活性劑。
進一步地，所述陽離子型雙子表面活性劑由以下摩爾份的原料按照以下制備方法制得：加入十二烷基二甲基叔胺1.2份、異丁醇18份，攪拌，滴加鹽酸1.8份，滴加時間為25min；再滴加環氧氯丙烷1.8份，滴加時間為45min；升溫至出現回流后，滴加十四烷基二甲基叔胺4.5份，滴加時間為45min；反應6.5h，反應結束后減壓蒸餾除去異丙醇，采用石油醚進行重結晶3次后，烘干，得陽離子型雙子表面活性劑。
進一步地，所述步驟（2）中，染液包括以下組分：活性染料3.5%owf、氫氧化鈉2.5g/L、磷酸鈉5.5 g/L、肪醇聚氧乙烯醚0.5 g/L。
本實施例中，所述活性染料為質量比為1:1:1的clarian 公司的Yellow X-4RN、Red X-6BN和Navy X-GN 染料。
實施例2
本實施例中，一種棉針織物的染整方法，包括以下步驟：
（1）前處理：將棉針織物放置于在55℃的水中預潤濕15min后，加入前處理劑，浴比為1:15，在溫度為55℃，pH9條件下處理60min后，水洗；前處理劑由復合液體酶制劑和復合漂白劑混合而成，復合酶制劑和復合漂白劑的質量比為1：1.2；
（2）染色及固色：將經步驟（1）中前處理的棉針織物置于改性液中，浴比為1:40，棉針織物在30℃溫度下經二浸二軋處理，軋余率為78%，烘干；采用染液對經改性液處理的棉針織物進行染色，浴比為1: 25，始染溫度為25℃，保溫30min后，升溫至65℃，在65℃溫度下染色25min后，取出棉針織物；然后采用濃度為10g/L的碳酸鈉溶液在50℃條件下對棉針織物進行固色，處理時間為30min，固色浴比為1:15
（3）后整理：；采用皂洗劑對固色后的棉針織物進行皂洗，皂浴比為1:14，皂洗溫度為90℃，皂洗時間為30min，皂洗劑為濃度為0.4g/L的皂莢皂苷水溶液，之后水洗，烘干。
進一步地，所述步驟（1）中復合液體酶制劑包括以下濃度的組分：纖維素酶為7 g/L、果膠酶為5 g/L、脂肪酶5 g/L、脂肪醇聚氧乙烯醚0.8g/L。
進一步地，所述步驟（1）復合漂白劑包括以下濃度的組分：雙氧水4 g/L、四乙酰乙二胺8 g/L、穩定劑2 g/L、脂肪醇聚氧乙烯醚1.2g/L。
進一步地，所述穩定劑為植酸鈉。
進一步地，所述步驟（2）中，改性液包括濃度為3 g/L的陽離子型雙子表面活性劑。
進一步地，所述陽離子型雙子表面活性劑由以下摩爾份的原料按照以下制備方法制得：加入十二烷基二甲基叔胺1份、異丁醇16份，攪拌，滴加鹽酸1.5份，鹽酸預先配置成質量分數為36%的鹽酸水溶液，滴加時間為20min；再滴加環氧氯丙烷1.5份，滴加時間為30min；升溫至出現回流后，滴加十四烷基二甲基叔胺4份，滴加時間為30min；反應6.h，反應結束后減壓蒸餾除去異丙醇，采用石油醚進行重結晶3次后，烘干，得陽離子型雙子表面活性劑。
進一步地，所述步驟（2）中，染液包括以下組分：活性染料3%owf、氫氧化鈉2g/L、磷酸鈉6 g/L、肪醇聚氧乙烯醚0.4g/L。
本實施例中，所述活性染料為質量比為2:1:1的clarian 公司的Yellow X-4RN、Red X-6BN和Navy X-GN 染料。
實施例3
本實施例中，一種棉針織物的染整方法，包括以下步驟：
（1）前處理：將棉針織物放置于在58℃的水中預潤濕12min后，加入前處理劑，浴比為1:18，在溫度為58℃，pH8條件下處理80min，軋余率為80%，水洗；前處理劑由復合液體酶制劑和復合漂白劑混合而成，復合酶制劑和復合漂白劑的質量比為1：0.8；
（2）染色及固色：將經步驟（1）中前處理的棉針織物置于改性液中，浴比為1:45，棉針織物在33℃溫度下經二浸二軋處理，軋余率為75%，烘干；采用染液對經改性液處理的棉針織物進行染色，浴比為1:22，始染溫度為28℃，保溫22min后，升溫至68℃，在68℃溫度下染色25min后，取出棉針織物；然后采用濃度為20g/L的碳酸鈉溶液在60℃條件下對棉針織物進行固色，處理時間為20min，固色浴比為1: 20。；
（3）后整理：采用皂洗劑對固色后的棉針織物進行皂洗，皂浴比為1: 18，皂洗溫度為95℃，皂洗時間為20min，皂洗劑為濃度為0.5g/L的皂莢皂苷水溶液，之后水洗，烘干；
進一步地，所述步驟（1）中復合液體酶制劑包括以下濃度的組分：纖維素酶為8 g/L、果膠酶為4g/L、脂肪酶6 g/L、脂肪醇聚氧乙烯醚1.2 g/L。
進一步地，所述步驟（1）復合漂白劑包括以下濃度的組分：雙氧水3.5g/L、四乙酰乙二胺7.5g/L、穩定劑1.5 g/L、脂肪醇聚氧乙烯醚0.8 g/L。
四乙酰乙二胺作為活化劑，具有良好的環保性能和適宜的價格；雙氧水和四乙酰乙二胺相配合，使棉針織物在低溫條件下具有良好的漂白效果，脂肪醇聚氧乙烯醚醚鍵不易被酸、堿破壞，其穩定性較高，水溶性較好，耐電解質，易于生物降解，可提高棉針織物的潤濕性及其他組分的滲透性，穩定劑可使雙氧水在漂白過程中均勻、有效地分解，避免織物遭受劇烈損傷。
進一步地，所述穩定劑質量比為1：1的硅酸鎂和植酸鈉。
進一步地，所述步驟（2）中，改性液包括濃度為4 g/L的陽離子型雙子表面活性劑。
進一步地，所述陽離子型雙子表面活性劑由以下摩爾份的原料按照以下制備方法制得：加入十二烷基二甲基叔胺1.5份、異丁醇20份，攪拌，滴加鹽酸2份，鹽酸預先配置成質量分數為8%的鹽酸水溶液，滴加時間為30min；再滴加環氧氯丙烷2份，滴加時間為60min；升溫至出現回流后，滴加十四烷基二甲基叔胺5份，滴加時間為60min；反應7h，反應結束后減壓蒸餾除去異丙醇，采用石油醚進行重結晶3次后，烘干，得陽離子型雙子表面活性劑。
進一步地，所述步驟（2）中，染液包括以下組分：活性染料4%owf、氫氧化鈉2.5g/L、磷酸鈉5.2 g/L、肪醇聚氧乙烯醚0.6 g/L。
本實施例中，所述活性染料為質量比為1:2:1的clarian 公司的Yellow X-4RN、Red X-6BN和Navy X-GN 染料。
實施例4
本實施例中，一種棉針織物的染整方法，包括以下步驟：
（1）前處理：將棉針織物放置于在60℃的水中預潤濕10min后，加入前處理劑，浴比為1: 20，在溫度為60℃，pH8.5條件下處理65min后，水洗；前處理劑由復合液體酶制劑和復合漂白劑混合而成，復合酶制劑和復合漂白劑的質量比為1：0.9；
（2）染色及固色：將經步驟（1）中前處理的棉針織物置于改性液中，浴比為1: 50，棉針織物在30℃溫度下經二浸二軋處理，軋余率為80%，烘干；采用染液對經改性液處理的棉針織物進行染色，浴比為1: 25，始染溫度為30℃，保溫30min后，升溫至68℃，在68℃溫度下染色25min后，取出棉針織物；然后采用濃度為15g/L的碳酸鈉溶液在50℃條件下對棉針織物進行固色，處理時間為30min，固色浴比為1:15；
（3）后整理：采用皂洗劑對固色后的棉針織物進行皂洗，皂浴比為1:15，皂洗溫度為95℃，皂洗時間為25min，皂洗劑為濃度為0.5g/L的皂莢皂苷水溶液，之后水洗，烘干。
進一步地，所述步驟（1）中復合液體酶制劑包括以下濃度的組分：纖維素酶為7.5 g/L、果膠酶為4 g/L、脂肪酶6 g/L、脂肪醇聚氧乙烯醚0.9 g/L。
進一步地，所述步驟（1）復合漂白劑包括以下濃度的組分：雙氧水3.8 g/L、四乙酰乙二胺7.2 g/L、穩定劑1.5g/L、脂肪醇聚氧乙烯醚1.1 g/L。
進一步地，所述穩定劑為硅酸鎂。
進一步地，所述步驟（2）中，改性液包括濃度為3.2g/L的陽離子型雙子表面活性劑。
進一步地，所述陽離子型雙子表面活性劑由以下摩爾份的原料按照以下制備方法制得：加入十二烷基二甲基叔胺1.5份、異丁醇18份，攪拌，滴加鹽酸2份，鹽酸預先配置成質量分數為36%的鹽酸水溶液，滴加時間為30min；再滴加環氧氯丙烷1.5份，滴加時間為50min；升溫至出現回流后，滴加十四烷基二甲基叔胺4.5份，滴加時間為40min；反應6.5h，反應結束后減壓蒸餾除去異丙醇，采用石油醚進行重結晶3次后，烘干，得陽離子型雙子表面活性劑。進一步地，所述步驟（2）中，染液包括以下組分：活性染料3.2%owf、氫氧化鈉2.8g/L、磷酸鈉5.8 g/L、肪醇聚氧乙烯醚0.5 g/L。
本實施例中，所述活性染料為質量比為1:1:2的clarian 公司的Yellow X-4RN、Red X-6BN和Navy X-GN 染料。
本發明的棉針織物經前處理后的白度值，按照 CIE 標準，用 ColorQuest XE 分光測色儀在下測定，光源 D65/10；織物失重測試用電子分析天平分別稱取織物處理前的質量 M1和處理后的質量M2，稱取質量之前先在溫度為20℃ ±2℃、相對濕度為 65%±3% 的標準大氣中調濕 24小時后再稱，失重率按以下公式計算 ：失重率（%）=（M1-M2）/M1×100%；頂破強力按照GB/T19976-2005測定，測定前置于恒溫恒室24小時以上；將實施例1-4中的棉針織物經前處理后的白度值、織物失重、頂破強力與采用堿精煉和雙氧水漂白分布的常規工藝進行對照，結果如表1所示：
表1 本發明棉針織物經前處理后的性能和常規工藝的對照
由表1可知，本發明的棉針織物經復合液體酶制劑和復合漂白劑處理后，白度值到達了傳統工藝的效果，織物失重率更小，頂破強力略高于傳統工藝，在簡化工藝的同時，具有良好的精煉及漂白效果。
對本發明的棉針織物經染整后進行色牢度測定，其中耐摩擦色牢度按GB/T3920-2008測定；耐皂洗色牢度按GB/T3921-2008測定；耐日曬色牢度按GB/T3923-2008測定。棉針織物均染性的測定按照數理統計的原理，在同一塊織物樣任取n個點測定其K/S值，然后計算平均值X平均，并計算各測定點Xi的相對標準偏差S（r），以表示染色后織物表面色澤的不均性，其值越小，均染性越好，其中的K/S 值用 ColorQuest XE 分光測色儀測定，光源 D65/10，K/S 值（棉針織物最大吸收波長處的值）越大，表面色澤越深。測定結果如表2所示：
表2 棉針織物經染整后的染色性能
由表2可知，本發明的棉針織物經染整后具有良好的固色性能，耐摩擦色牢度、耐皂洗色牢度、耐皂洗色牢度均滿足要求，且均染性好。同時，棉針織物柔軟性好，人體觸摸時具有良好的手感。
綜上所述，本發明棉針織物的染整方法在簡化工藝、減少對環境的污染的同時，生產出的產品質量穩定，具有良好綜合性能，固色性能好，棉針織物柔軟舒適。
最后應當說明的是，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對本發明保護范圍的限制，盡管參照較佳實施例對本發明作了詳細地說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發明技術方案的實質和范圍。