本發(fā)明涉及一種纖維素制品的活性染料快速無鹽染色方法，屬紡織印染加工技術領域。

背景技術：

纖維素材料是紡織領域應用最為普遍的加工原料，廣泛應用于紡織服裝面料。纖維素材料包括的種類很多，有棉、麻、粘膠、莫代爾、天絲纖維等多種。纖維素大分子結構上含有大量的羥基，具有很強的反應性，可以使用直接染料、活性染料、還原染料、硫化染料等多種染料進行染色。

對纖維素材料染色目前廣泛使用的染料為活性染料，染料類型包括：B型、K型、KN型等多種不同結構。活性染料染色牢度好、價格便宜、牢度優(yōu)良，可以采用浸染或軋染方法對纖維素材料進行染色。纖維素制品在使用活性染料進行浸染時，先將染料配制成為活性染料的水溶液，然后將纖維素制品浸漬在染液中染色一定的時間，使染料上染到纖維的內(nèi)部而著色。活性染料浸染的時間較長，一般為30～90分鐘，這種間歇式染色工藝，使得染色效率很低，消耗了大量的人力物力財力。染色溫度較高，一般為50～90℃，染色過程需要消耗大量的熱能。并且由于染色浴中含有大量的水，使得活性染料在染浴中很容易發(fā)生水解反應，導致染料對纖維沒有鍵合反應能力，造成了染料的極大浪費。

為了提高活性染料上染纖維的速度，一般在染浴中要加入大量中性鹽進行促染，這些中性鹽主要的作用是消除纖維表面的負電荷對陰離子染料的電荷排斥作用，促使更多的活性染料色素陰離子靠近纖維表面，提高活性染料上染平衡吸附量及染色速率，即從染色熱力學和動力學兩個角度促使染料更多更快地上染纖維。而加入的中性鹽在染色過程中并沒有與纖維或染料發(fā)生化學反應，在染色結束后，這些中性鹽會隨著染液一起被排出。中性鹽的加入，一方面增加了生產(chǎn)成本，再者增加了勞動強度，中性鹽在加入時還會產(chǎn)生粉塵對染色操作者的身體造成一定程度的傷害，另外大量的中性鹽加入后還容易在設備中結塊，堵塞染色通道，由于中性鹽的加入還會在很短的時間內(nèi)使染料大量集中上染纖維，造成染色不勻現(xiàn)象等問題。除此之外，排出的中性鹽還會造成染色污水，使江河及土壤鹽化，對環(huán)境造成不可逆的損傷。

隨著科學技術的進步和人們環(huán)保意識的增強，一些新型的環(huán)保染色方法已經(jīng)成為研究的重點。

公開雜志《紡織導報》，公開日期2011年第11期名稱為《低鹽、無鹽染色的最新研究進展》中研究了低鹽和無鹽染色的最新進展，雖然從活性染料、代鹽助劑、纖維改性方法和新工藝、新技術應用于低鹽染色等四個方面闡述了低鹽和無鹽染色的染色方法。但是，其不足之處是這些方法都有一定的局限性，且工藝較為復雜，沒有從根本上解決活性染料染色需要較長時間的問題。

中國專利申請公布號CN103266507A，申請公布日期2013年8月28日，發(fā)明創(chuàng)造的名稱為一種纖維素織物的活性染料共溶劑染色方法，該申請案公開了一種利用有機溶劑對棉織物進行染色的方法。雖然它采用的分批加入有機溶劑的方法確實可以一定程度上控制染料的上染率和勻染性，但其不足之處依然沒有從根本上解決活性染料浸染染色時間長的問題，不僅工藝復雜且由于有機溶劑的揮發(fā)使得不容易控制分批加入有機溶劑量。

技術實現(xiàn)要素：

針對上述問題，為了極大程度上減少活性染料的染色時間以及水和無機鹽的用量，本發(fā)明的目的在于提供一種采用將待染色的纖維素制品置于四氯化碳、乙醇和水與活性染料混合而成的染液中進行快速無鹽染色的方法。

為了實現(xiàn)上述目的，其技術解決方案為：

一種纖維素制品的活性染料快速無鹽染色方法，包括活性染料染色工藝中的染液配制、染色、固色和洗滌。

所述的染液配制為先將活性染料溶解在水中形成染料的水溶液，再向水溶液中加入乙醇混合均勻，最后加入四氯化碳混合均勻，形成染液，其中，活性染料的用量為對纖維素制品重的0.1％～10％owf，四氯化碳、乙醇和水的體積比為90％～60％:5％～30％:5％～10％，染液的浴比為1:15～1:50。

所述的染色是指將待染色的纖維素制品浸漬于染液中進行染色，其中，染色時間為5～60秒，染色溫度為25℃。

所述的纖維素制品為棉制品或麻制品或粘膠制品或莫代爾制品或天絲制品中的一種。

所述的棉制品為棉散纖維或棉條或棉紗線或棉織物中的一種。

由于采用了以上技術方案，本發(fā)明一種纖維素制品的活性染料快速無鹽染色方法的技術特點在于：

稱取活性染料溶解在一定量的蒸餾水中，在染料溶解過程中要將染液充分攪動。因為染液中含水量較少，染料濃度相對較高，染料非常容易團聚在一起，或形成染料離子的膠粒，使染料很難均勻一致地分散形成溶液，所以在染料的溶解過程中要快速充分攪動，以使染料溶解完全。然后加入乙醇混合均勻。染料不溶于乙醇，但由于染料已經(jīng)預先溶解在水中，形成染料的水溶液，加入的乙醇能夠與水形成氫鍵結合，從而使染料順利地溶解在乙醇與水的混合溶液中。再向乙醇、水的混合溶液中加入四氯化碳，形成四氯化碳/乙醇/水的三元混合染液。四氯化碳、乙醇、水的體積比例為60～90:30～5:10～5。配制染液時是對現(xiàn)有由有機溶劑為主體配制的染液中添加一定比例的四氯化碳，而不是傳統(tǒng)上的以水作為染料的溶劑溶解染料形成染液對纖維進行上染。乙醇與水能夠互溶，也可以與四氯化碳混溶，而水和四氯化碳不溶。在這個體系中，乙醇充當橋梁的作用，將原來互不相溶的水和四氯化碳聯(lián)系起來，形成三元混合體系。當溶解在這種三元混合體系中的染料在染色時，四氯化碳是疏水性極強的有機溶劑，而活性染料分子結構中含有很高比例的親水性組分，所以四氯化碳對染料有著較強的推動力作用，當纖維素纖維材料與染料接觸時，在四氯化碳的強大推動力作用下，能夠在極短的時間內(nèi)快速上染纖維。另外，從染色熵角度而言，染料上染纖維引起的熵變是減小的，而由于染料對纖維的上染使染料離開了染色體系，體系中的染料與四氯化碳/乙醇/水三元混合體的推動力作用消失，使得四氯化碳/乙醇/水的三元混合體的熵值增大，又由于四氯化碳/乙醇/水的三元混合體數(shù)量高于染料離子數(shù)量，因此，總的染色熵大于零，即染色的總熵變?yōu)檎担旧^程可以自發(fā)地進行。因此，染色過程不需要提供很高的能量來推動染料分子向染色纖維表面運動，染料的擴散活化能較低，在較低的溫度下就可以被推動快速的靠近纖維表面，通過纖維的擴散邊界層而被纖維表面吸附，從而可在25℃的溫度條件下進行染色，而不需要傳統(tǒng)的50～90℃條件染色，降低了染色過程的能量消耗。并且，染色過程中不用另外加入中性鹽，不需要中性鹽的促染推動作用，從而實現(xiàn)了對纖維素制品的活性染料快速無鹽染色。

本發(fā)明的采用活性染料對纖維素制品進行快速無鹽染色方法，有效地提高了纖維素制品采用活性染料間歇式浸染時的生產(chǎn)效率，可極大程度上縮短染色時間，并且染色溫度較低，節(jié)能降耗，與工業(yè)化大生產(chǎn)相適應。染色時使用的活性染料對染料的結構沒有選擇性，染料適應面廣，染色過程中不向染色體系中另外添加中性鹽，降低了染色成本，減輕了勞動強度，緩解了水及土壤的環(huán)境污染，是一種綠色短流程的染色工藝。

具體實施方式

下面結合具體實施例，對本發(fā)明的一種纖維素制品的活性染料快速無鹽染色方法作進一步的詳細說明。

一種纖維素制品的活性染料快速無鹽染色方法，其染色方法的具體步驟如下：

a.染液配制

先將活性染料溶解在水中形成染料的水溶液，再向水溶液中加入乙醇混合均勻，最后加入四氯化碳混合均勻，形成染液，其中，活性染料的用量為對纖維素制品重的0.1％～10％owf，四氯化碳、乙醇和水的體積比為90％～60％:5％～30％:5％～10％，染液的浴比為1:15～1:50。根據(jù)被染色棉纖維制品的顏色要求，確定染料的具體用量以及四氯化碳、乙醇和水的體積比，若棉纖維制品需要染深色，則染料的用量相對較高，三元混合染液的配比中水的比例含量相對較高；若對棉纖維制品染淺色，則染料的用量相對較低，三元混合染液的配比中水的比例含量相對較低，染液浴比根據(jù)染色設備及染色工藝的不同設定。

b.染色

將待染色的纖維素制品浸漬于染液中進行染色，其中，染色時間為5～60秒，染色溫度為25℃，視染液配比的不同，染色不同的時間，若染色配比中四氯化碳含量較高，則需要的染色時間較短；若染色配比中四氯化碳含量較低，則染色時間相對較長。纖維素制品為棉制品或麻制品或粘膠制品或莫代爾制品或天絲制品中的一種，棉制品為棉散纖維或棉條或棉紗線或棉織物中的一種。

c.固色

將染色后的纖維素制品進行固色處理，使活性染料與纖維素纖維間形成共價結合，提高染色物的色牢度。

d.洗滌

將固色后的纖維素制品放入洗滌液中洗滌，洗滌溫度為100℃，洗滌時間為15分鐘，以除去未反應的染料，以及一些殘留的四氯化碳等有機物質(zhì)，以得到滿足要求的染色成品。

具體實施例

實施例一

按上述工藝步驟：待染物為棉散纖維，其質(zhì)量為1g，稱取活性紅B-3BF染料0.001g，溶解在0.75mL水中形成染料的水溶液，再向水溶液中加入0.75mL的乙醇混合均勻，最后加入13.5mL四氯化碳混合均勻，形成染液，染液的體積為15mL，將待染色的棉散纖維浸漬于染液中進行染色，染色時間為5秒，染色溫度為25℃。染色完成后取出染色后的棉散纖維進行后續(xù)的固色及洗滌工序，洗滌溫度為100℃，洗滌時間為15分鐘。

實施例二

按上述工藝步驟：待染物為棉散纖維，其質(zhì)量為1g，稱取活性黃K-6G染料0.05g，溶解在2.25mL水中形成染料的水溶液，再向水溶液中加入5.25mL的乙醇混合均勻，最后加入22.5mL四氯化碳混合均勻，形成染液，染液的體積為30mL，將待染色的棉散纖維浸漬于染液中進行染色，染色時間為30秒，染色溫度為25℃。染色完成后取出染色后的棉散纖維進行后續(xù)的固色及洗滌工序，洗滌溫度為100℃，洗滌時間為15分鐘。

實施例三

按上述工藝步驟：待染物為棉散纖維，其質(zhì)量為1g，稱取活性藍KE-R染料0.1g，溶解在5mL水中形成染料的水溶液，再向水溶液中加入15mL的乙醇混合均勻，最后加入30mL四氯化碳混合均勻，形成染液，染液的體積為50mL，將待染色的棉散纖維浸漬于染液中進行染色，染色時間為60秒，染色溫度為25℃。染色完成后取出染色后的棉散纖維進行后續(xù)的固色及洗滌工序，洗滌溫度為100℃，洗滌時間為15分鐘。

實施例四

按上述工藝步驟：待染物為棉條，其質(zhì)量為1g，稱取活性紅B-3BF染料0.001g，溶解在0.75mL水中形成染料的水溶液，再向水溶液中加入0.75mL的乙醇混合均勻，最后加入13.5mL四氯化碳混合均勻，形成染液，染液的體積為15mL，將待染色的棉條浸漬于染液中進行染色，染色時間為5秒，染色溫度為25℃。染色完成后取出染色后的棉條進行后續(xù)的固色及洗滌工序，洗滌溫度為100℃，洗滌時間為15分鐘。

實施例五

按上述工藝步驟：待染物為棉條，其質(zhì)量為1g，稱取活性黃K-6G染料0.05g，溶解在2.25mL水中形成染料的水溶液，再向水溶液中加入5.25mL的乙醇混合均勻，最后加入22.5mL四氯化碳混合均勻，形成染液，染液的體積為30mL，將待染色的棉條浸漬于染液中進行染色，染色時間為30秒，染色溫度為25℃。染色完成后取出染色后的棉條進行后續(xù)的固色及洗滌工序，洗滌溫度為100℃，洗滌時間為15分鐘。

實施例六

按上述工藝步驟：待染物為棉條，其質(zhì)量為1g，稱取活性藍KE-R染料0.1g，溶解在5mL水中形成染料的水溶液，再向水溶液中加入15mL的乙醇混合均勻，最后加入30mL四氯化碳混合均勻，形成染液，染液的體積為50mL，將待染色的棉條浸漬于染液中進行染色，染色時間為60秒，染色溫度為25℃。染色完成后取出染色后的棉條進行后續(xù)的固色及洗滌工序，洗滌溫度為100℃，洗滌時間為15分鐘。

實施例七

按上述工藝步驟：待染物為棉紗線，其質(zhì)量為1g，稱取活性紅B-3BF染料0.001g，溶解在0.75mL水中形成染料的水溶液，再向水溶液中加入0.75mL的乙醇混合均勻，最后加入13.5mL四氯化碳混合均勻，形成染液，染液的體積為15mL，將待染色的棉紗線浸漬于染液中進行染色，染色時間為5秒，染色溫度為25℃。染色完成后取出染色后的棉紗線進行后續(xù)的固色及洗滌工序，洗滌溫度為100℃，洗滌時間為15分鐘。

實施例八

按上述工藝步驟：待染物為棉紗線，其質(zhì)量為1g，稱取活性黃K-6G染料0.05g，溶解在2.25mL水中形成染料的水溶液，再向水溶液中加入5.25mL的乙醇混合均勻，最后加入22.5mL四氯化碳混合均勻，形成染液，染液的體積為30mL，將待染色的棉紗線浸漬于染液中進行染色，染色時間為30秒，染色溫度為25℃。染色完成后取出染色后的棉紗線進行后續(xù)的固色及洗滌工序，洗滌溫度為100℃，洗滌時間為15分鐘。

實施例九

按上述工藝步驟：待染物為棉紗線，其質(zhì)量為1g，稱取活性藍KE-R染料0.1g，溶解在5mL水中形成染料的水溶液，再向水溶液中加入15mL的乙醇混合均勻，最后加入30mL四氯化碳混合均勻，形成染液，染液的體積為50mL，將待染色的棉紗線浸漬于染液中進行染色，染色時間為60秒，染色溫度為25℃。染色完成后取出染色后的棉紗線進行后續(xù)的固色及洗滌工序，洗滌溫度為100℃，洗滌時間為15分鐘。

實施例十

按上述工藝步驟：待染物為棉織物，其質(zhì)量為1g，稱取活性紅B-3BF染料0.001g，溶解在0.75mL水中形成染料的水溶液，再向水溶液中加入0.75mL的乙醇混合均勻，最后加入13.5mL四氯化碳混合均勻，形成染液，染液的體積為15mL，將待染色的棉織物浸漬于染液中進行染色，染色時間為5秒，染色溫度為25℃。染色完成后取出染色后的棉織物進行后續(xù)的固色及洗滌工序，洗滌溫度為100℃，洗滌時間為15分鐘。

實施例十一

按上述工藝步驟：待染物為棉織物，其質(zhì)量為1g，稱取活性黃K-6G染料0.05g，溶解在2.25mL水中形成染料的水溶液，再向水溶液中加入5.25mL的乙醇混合均勻，最后加入22.5mL四氯化碳混合均勻，形成染液，染液的體積為30mL，將待染色的棉織物浸漬于染液中進行染色，染色時間為30秒，染色溫度為25℃。染色完成后取出染色后的棉織物進行后續(xù)的固色及洗滌工序，洗滌溫度為100℃，洗滌時間為15分鐘。

實施例十二

按上述工藝步驟：待染物為棉織物，其質(zhì)量為1g，稱取活性藍KE-R染料0.1g，溶解在5mL水中形成染料的水溶液，再向水溶液中加入15mL的乙醇混合均勻，最后加入30mL四氯化碳混合均勻，形成染液，染液的體積為50mL，將待染色的棉織物浸漬于染液中進行染色，染色時間為60秒，染色溫度為25℃。染色完成后取出染色后的棉織物進行后續(xù)的固色及洗滌工序，洗滌溫度為100℃，洗滌時間為15分鐘。

實施例十三

按上述工藝步驟：待染物為苧麻夏布，其質(zhì)量為1g，稱取活性紅B-3BF染料0.001g，溶解在0.75mL水中形成染料的水溶液，再向水溶液中加入0.75mL的乙醇混合均勻，最后加入13.5mL四氯化碳混合均勻，形成染液，染液的體積為15mL，將待染色的苧麻夏布浸漬于染液中進行染色，染色時間為5秒，染色溫度為25℃。染色完成后取出染色后的苧麻夏布進行后續(xù)的固色及洗滌工序，洗滌溫度為100℃，洗滌時間為15分鐘。

實施例十四

按上述工藝步驟：待染物為苧麻夏布，其質(zhì)量為1g，稱取活性黃K-6G染料0.05g，溶解在2.25mL水中形成染料的水溶液，再向水溶液中加入5.25mL的乙醇混合均勻，最后加入22.5mL四氯化碳混合均勻，形成染液，染液的體積為30mL，將待染色的苧麻夏布浸漬于染液中進行染色，染色時間為30秒，染色溫度為25℃。染色完成后取出染色后的苧麻夏布進行后續(xù)的固色及洗滌工序，洗滌溫度為100℃，洗滌時間為15分鐘。

實施例十五

按上述工藝步驟：待染物為苧麻夏布，其質(zhì)量為1g，稱取活性藍KE-R染料0.1g，溶解在5mL水中形成染料的水溶液，再向水溶液中加入15mL的乙醇混合均勻，最后加入30mL四氯化碳混合均勻，形成染液，染液的體積為50mL，將待染色的苧麻夏布浸漬于染液中進行染色，染色時間為60秒，染色溫度為25℃。染色完成后取出染色后的苧麻夏布進行后續(xù)的固色及洗滌工序，洗滌溫度為100℃，洗滌時間為15分鐘。

實施例十六

按上述工藝步驟：待染物為粘膠織物，其質(zhì)量為1g，稱取活性紅B-3BF染料0.001g，溶解在0.75mL水中形成染料的水溶液，再向水溶液中加入0.75mL的乙醇混合均勻，最后加入13.5mL四氯化碳混合均勻，形成染液，染液的體積為15mL，將待染色的粘膠織物浸漬于染液中進行染色，染色時間為5秒，染色溫度為25℃。染色完成后取出染色后的粘膠織物進行后續(xù)的固色及洗滌工序，洗滌溫度為100℃，洗滌時間為15分鐘。

實施例十七

按上述工藝步驟：待染物為粘膠織物，其質(zhì)量為1g，稱取活性黃K-6G染料0.05g，溶解在2.25mL水中形成染料的水溶液，再向水溶液中加入5.25mL的乙醇混合均勻，最后加入22.5mL四氯化碳混合均勻，形成染液，染液的體積為30mL，將待染色的粘膠織物浸漬于染液中進行染色，染色時間為30秒，染色溫度為25℃。染色完成后取出染色后的粘膠織物進行后續(xù)的固色及洗滌工序，洗滌溫度為100℃，洗滌時間為15分鐘。

實施例十八

按上述工藝步驟：待染物為粘膠織物，其質(zhì)量為1g，稱取活性藍KE-R染料0.1g，溶解在5mL水中形成染料的水溶液，再向水溶液中加入15mL的乙醇混合均勻，最后加入30mL四氯化碳混合均勻，形成染液，染液的體積為50mL，將待染色的粘膠織物浸漬于染液中進行染色，染色時間為60秒，染色溫度為25℃。染色完成后取出染色后的粘膠織物進行后續(xù)的固色及洗滌工序，洗滌溫度為100℃，洗滌時間為15分鐘。

實施例十九

按上述工藝步驟：待染物為莫代爾汗布，其質(zhì)量為1g，稱取活性紅B-3BF染料0.001g，溶解在0.75mL水中形成染料的水溶液，再向水溶液中加入0.75mL的乙醇混合均勻，最后加入13.5mL四氯化碳混合均勻，形成染液，染液的體積為15mL，將待染色的莫代爾汗布浸漬于染液中進行染色，染色時間為5秒，染色溫度為25℃。染色完成后取出染色后的莫代爾汗布進行后續(xù)的固色及洗滌工序，洗滌溫度為100℃，洗滌時間為15分鐘。

實施例二十

按上述工藝步驟：待染物為莫代爾汗布，其質(zhì)量為1g，稱取活性黃K-6G染料0.05g，溶解在2.25mL水中形成染料的水溶液，再向水溶液中加入5.25mL的乙醇混合均勻，最后加入22.5mL四氯化碳混合均勻，形成染液，染液的體積為30mL，將待染色的莫代爾汗布浸漬于染液中進行染色，染色時間為30秒，染色溫度為25℃。染色完成后取出染色后的莫代爾汗布進行后續(xù)的固色及洗滌工序，洗滌溫度為100℃，洗滌時間為15分鐘。

實施例二十一

按上述工藝步驟：待染物為莫代爾汗布，其質(zhì)量為1g，稱取活性藍KE-R染料0.1g，溶解在5mL水中形成染料的水溶液，再向水溶液中加入15mL的乙醇混合均勻，最后加入30mL四氯化碳混合均勻，形成染液，染液的體積為50mL，將待染色的莫代爾汗布浸漬于染液中進行染色，染色時間為60秒，染色溫度為25℃。染色完成后取出染色后的莫代爾汗布進行后續(xù)的固色及洗滌工序，洗滌溫度為100℃，洗滌時間為15分鐘。

實施例二十二

按上述工藝步驟：待染物為天絲織物，其質(zhì)量為1g，稱取活性紅B-3BF染料0.001g，溶解在0.75mL水中形成染料的水溶液，再向水溶液中加入0.75mL的乙醇混合均勻，最后加入13.5mL四氯化碳混合均勻，形成染液，染液的體積為15mL，將待染色的天絲織物浸漬于染液中進行染色，染色時間為5秒，染色溫度為25℃。染色完成后取出染色后的天絲織物進行后續(xù)的固色及洗滌工序，洗滌溫度為100℃，洗滌時間為15分鐘。

實施例二十三

按上述工藝步驟：待染物為天絲織物，其質(zhì)量為1g，稱取活性黃K-6G染料0.05g，溶解在2.25mL水中形成染料的水溶液，再向水溶液中加入5.25mL的乙醇混合均勻，最后加入22.5mL四氯化碳混合均勻，形成染液，染液的體積為30mL，將待染色的天絲織物浸漬于染液中進行染色，染色時間為30秒，染色溫度為25℃。染色完成后取出染色后的天絲織物進行后續(xù)的固色及洗滌工序，洗滌溫度為100℃，洗滌時間為15分鐘。

實施例二十四

按上述工藝步驟：待染物為天絲織物，其質(zhì)量為1g，稱取活性藍KE-R染料0.1g，溶解在5mL水中形成染料的水溶液，再向水溶液中加入15mL的乙醇混合均勻，最后加入30mL四氯化碳混合均勻，形成染液，染液的體積為50mL，將待染色的天絲織物浸漬于染液中進行染色，染色時間為60秒，染色溫度為25℃。染色完成后取出染色后的天絲織物進行后續(xù)的固色及洗滌工序，洗滌溫度為100℃，洗滌時間為15分鐘。

上述實施例的具體實施效果及與常規(guī)以水作為染色介質(zhì)的染色效果對比見附表1。

附表1本發(fā)明工藝與常規(guī)染色工藝的染料上染率及染色牢度對比

由附表1的對比結果可知，采用本發(fā)明的染色工藝對纖維素制品染色時，染色時間較常規(guī)以水作為染色介質(zhì)的工藝大為縮短，而染料的上染百分率(＞80％)高于常規(guī)染色工藝，染色水洗牢度好于常規(guī)染色工藝，且染色溫度較低(25℃)，染色過程不需加鹽進行促染，本發(fā)明是一種綠色高效短流程的染色工藝。