專利名稱：一種用殼聚糖提高纖維素纖維織物染色深度的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于紡織領(lǐng)域，具體涉及一種用殼聚糖提高纖維素纖維織物染色深度的方法。
背景技術(shù)：
當(dāng)纖維素纖維織物與水溶液接觸時，由于纖維素大分子中某些基團(tuán)的電離，會使織物表面帶上負(fù)電荷；陰離子染料在水溶液中也帶負(fù)電荷，染色時，染料與纖維之間會存在較大的靜電斥力，使得染料的上染率降低。目前大多采用在染色過程中加入大量中性電解質(zhì)來降低纖維表面的電動電位，減小染料與纖維間的靜電斥力，提高上染率。但電解質(zhì)的加入會造成染色成本的增加，同時使得染色廢水中電解質(zhì)的濃度增加，加重了廢水處理的難度。近年來不少研究者采用陽離子改性劑對纖維素纖維進(jìn)行改性處理，在纖維素纖維上引入氨基、胺基，使纖維素纖維在染浴中呈正電性，讓其與陰離子染料之間的靜電斥力減小，加大纖維素纖維對陰離子染料的吸附能力，提高染料的上染率和固色率。殼聚糖是一種天然聚陽離子化合物，與纖維素纖維具有非常相似的結(jié)構(gòu)，很容易被纖維素吸附。在酸性條件下，殼聚糖的氨基能結(jié)合H+而帶正電荷，將其施加于纖維素纖維上，能減少纖維表面所帶的負(fù)電荷，從而減少染色過程中纖維表面負(fù)電荷對染料色素陰離子的靜電斥力，提高染料上染率。周文常[周文常，汪南方.殼聚糖在棉織物染色中的應(yīng)用探討[J]紡織科技進(jìn)展，2006，(6) :33-35.]和李連舉[李連舉，張建麗.殼聚糖浸漬處理對棉織物活性染料染色的影響[J]印染，2006，(22) :1-3.]分別采用浸軋和浸漬的方式， 將殼聚糖整理到棉織物表面，來提高染料的上染率和織物的顏色深度。這兩種方式主要是利用殼聚糖與纖維素纖維之間的物理吸附使殼聚糖附著在纖維素纖維織物表面，兩者結(jié)合不牢，在隨后的染色過程中，殼聚糖容易從織物上脫落，影響最終效果。彭勇剛[彭勇剛，紀(jì)俊玲，陶永新，等.殼聚糖接枝氧化棉織物的染色性能研究[J]印染，2011(8) :12-14,32.] 將纖維素纖維選擇性氧化，制得2，3- 二醛基纖維素，然后利用殼聚糖上-NH2與醛基之間的席夫堿反應(yīng)，將殼聚糖共價結(jié)合到纖維素纖維上，顯著提高了殼聚糖與纖維素纖維之間的結(jié)合牢度，但在纖維素纖維的氧化過程中，容易造成纖維強(qiáng)度的損傷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種用殼聚糖提高纖維素纖維織物染色深度的方法，通過該方法顯著提高殼聚糖與纖維素纖維之間的結(jié)合牢度，得到的殼聚糖改性纖維素纖維織物對染料的吸附能力明顯增強(qiáng)，染料的上染率和織物的顏色深度明顯提高。實(shí)現(xiàn)上述目的的技術(shù)方案是以多元羧酸溶液作為殼聚糖的溶劑和交聯(lián)劑，環(huán)氧氯丙烷作為交聯(lián)劑，通過浸軋、預(yù)烘、高溫焙烘，將殼聚糖共價接枝到纖維素纖維織物表面， 然后選用陰離子染料進(jìn)行常規(guī)染色。本發(fā)明提供了一種用殼聚糖提高纖維素纖維織物染色深度的方法，包括以下步
3驟(1)將退漿、煮煉、漂白的纖維素纖維織物室溫下浸入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10-30%的NaOH 溶液，浸泡10-20min后，水洗3_5次，再在質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5^-10%的冰乙酸中浸泡30-45min， 最后水洗至中性，80-85°C烘干制得堿預(yù)處理纖維素纖維織物；(2)將殼聚糖溶解在質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5% -10%的多元羧酸溶液中，待其完全溶解后， 加入交聯(lián)劑，制得殼聚糖整理液；(3)將經(jīng)堿預(yù)處理的纖維素纖維織物浸軋殼聚糖整理液，兩浸兩軋，軋余率 70% -100%，再浸軋質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5% -20% NaOH溶液，兩浸兩軋，軋余率80% -100%， 80-85°C烘干后，高溫焙烘l-3min，然后水洗3_5次，除去未共價交聯(lián)的殼聚糖，80_85°C烘干后，選用陰離子型染料進(jìn)行常規(guī)染色，染色結(jié)束后，經(jīng)水洗、皂洗、烘干即可。由上述技術(shù)方案可知本發(fā)明首先采用堿液對織物進(jìn)行活化處理，利用堿對纖維素纖維的膨化作用，提高纖維的可及性和反應(yīng)性；多元羧酸既是殼聚糖的溶劑，又可作為交聯(lián)劑，在合適的條件下可與纖維素、殼聚糖發(fā)生酯化反應(yīng)，且多元羧酸的自由羧基也可與殼聚糖中的氨基反應(yīng)形成鹽式鍵；交聯(lián)劑環(huán)氧氯丙烷在高溫堿性條件下，可與纖維素大分子上的羥基、殼聚糖上的羥基、氨基交聯(lián)，實(shí)現(xiàn)殼聚糖與纖維素纖維的共價交聯(lián)。作為優(yōu)選，殼聚糖其分子量為1. 1-2. 5 X 105，脫乙酰度為75-95 %。作為優(yōu)選，步驟O)中所述的多元羧酸為檸檬酸、酒石酸中的一種或兩種。殼聚糖在檸檬酸、酒石酸溶液中的溶解度較好。作為優(yōu)選，步驟(1)中所述的纖維素纖維織物為棉、麻、粘膠織物或兩者的交織物。作為優(yōu)選，步驟O)中所述的殼聚糖在多元羧酸溶液中的濃度為0. 25g/L-l. 25g/ L。殼聚糖濃度太高，溶液粘度太高，影響后續(xù)處理。作為優(yōu)選，步驟O)中所述的交聯(lián)劑為環(huán)氧氯丙烷，在多元羧酸溶液中濃度為 0.01-0. 05mol/L。環(huán)氧氯丙烷濃度太高，會引起殼聚糖自身交聯(lián)，減少殼聚糖與纖維素接枝的量。作為優(yōu)選，步驟(3)中所述的焙烘溫度為140_160°C。作為優(yōu)選，步驟(3)中所述的陰離子型染料為活性染料、直接染料、酸性染料或可溶性還原染料。本發(fā)明用殼聚糖提高纖維素纖維織物染色深度的方法優(yōu)點(diǎn)在于(1)多元羧酸既是殼聚糖的溶劑，又是殼聚糖與纖維素纖維之間的交聯(lián)劑，有利于殼聚糖在纖維素纖維織物上的固定。(2)環(huán)氧氯丙烷既可與纖維素大分子上的羥基反應(yīng)，又可與殼聚糖上的羥基、氨基反應(yīng)，高溫焙烘后，殼聚糖共價交聯(lián)到纖維素纖維織物表面，防止染色過程中，殼聚糖從織物表面脫落。(3)本發(fā)明改性的纖維素纖維織物對陰離子染料的吸附性能顯著增強(qiáng)，提高了染料的上染率和織物的顏色深度，可減少染色過程中中性電解質(zhì)的用量。(4)本發(fā)明改性的纖維素纖維織物的抗皺性能明顯提高。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體的實(shí)施例，進(jìn)一步詳細(xì)地描述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例只是為了舉例說明本發(fā)明，而非以任何方式限制本發(fā)明的范圍。實(shí)施例1堿預(yù)處理將2g經(jīng)退漿、煮煉、漂白的棉織物室溫下浸入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的NaOH 溶液，浸泡20min后，水洗3次，再在10%的冰乙酸中浸泡30min，水洗至中性，80°C烘干制得堿預(yù)處理棉織物；將0. 025g殼聚糖溶解在IOOmL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5 %的檸檬酸溶液中，待其完全溶解后， 加入0. OOlmoL環(huán)氧氯丙烷，制得殼聚糖整理液；將經(jīng)堿預(yù)處理的棉織物浸軋殼聚糖整理液，兩浸兩軋，軋余率70 %，再浸軋質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5% NaOH溶液，兩浸兩軋，軋余率100%，85°C烘干后，140°C焙烘:3min，然后水洗3次， 除去未共價交聯(lián)的殼聚糖，85°C烘干后，選用活性染料進(jìn)行常規(guī)染色。比較例1 將0. 025g殼聚糖溶解在IOOmL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1 %的醋酸溶液中，制得殼聚糖整理液； 然后將經(jīng)堿預(yù)處理(處理過程同實(shí)施例1)的棉織物浸軋殼聚糖整理液，兩浸兩軋，軋余率 70%，85°C烘干后，140°C焙烘:3min，然后水洗3次，85°C烘干后，選用活性染料進(jìn)行常規(guī)染色。實(shí)施例1與比較例1使用的染色處方活性染料3RS/%(o.w. f)2元明粉/g.L—150碳酸鈉/g · L—120浴比1 50室溫入染，15min后加入元明粉，緩慢升溫至60°C，續(xù)染15min后加入碳酸鈉固色 30min后，取出試樣，用冷水洗，皂煮(皂片2g/L，純堿2g/L，95°C，10min，浴比1 30)，水洗，烘干。實(shí)施例2堿預(yù)處理將2g經(jīng)退漿、煮煉、漂白的粘膠織物室溫下浸入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的 NaOH溶液，浸泡IOmin后，水洗4次，再在5 %的冰乙酸中浸泡45min，水洗至中性，85°C烘干制得堿預(yù)處理粘膠織物；將0. 05g殼聚糖溶解在IOOmL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10 %的酒石酸溶液中，待其完全溶解后， 加入0. 002moL環(huán)氧氯丙烷，制得殼聚糖整理液；將經(jīng)堿預(yù)處理的粘膠織物浸軋殼聚糖整理液，兩浸兩軋，軋余率80 %，再浸軋質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10% NaOH溶液，兩浸兩軋，軋余率80%，8(TC烘干后，150°C焙烘2min，然后水洗4 次，除去未共價交聯(lián)的殼聚糖，80°C烘干后，選用直接染料進(jìn)行常規(guī)染色。比較例2將0.05g殼聚糖溶解在IOOmL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1 %的醋酸溶液中，制得殼聚糖整理液； 將經(jīng)堿預(yù)處理(處理方法同實(shí)施例幻的粘膠織物浸軋殼聚糖整理液，兩浸兩軋，軋余率 80%，8(TC烘干后，150°C焙烘aiiin，然后水洗4次，80°C烘干后，選用直接染料進(jìn)行常規(guī)染色。實(shí)施例2和對比例2使用的染色處方直接染料剛果紅/% (o. w. f)2
元明粉/g.L—150浴比1 50室溫入染，15min后加入元明粉，緩慢升溫至50°C，保溫30min后，取出試樣，用冷水洗，皂煮(皂片2g/L，純堿2g/L，95°C，10min，浴比1 30)，水洗，烘干。實(shí)施例3堿預(yù)處理將2g經(jīng)退漿、煮煉、漂白的麻織物室溫下浸入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%的NaOH 溶液，浸泡20min后，水洗5次，再在8%的冰乙酸中浸泡35min，水洗至中性，85°C烘干制得堿預(yù)處理麻織物；將0. 125g殼聚糖溶解在IOOmL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8%的檸檬酸、酒石酸混合溶液(檸檬酸與酒石酸的摩爾比為3 1)中，待其完全溶解后，加入0.005moL環(huán)氧氯丙烷，制得殼聚糖整理液；將經(jīng)堿預(yù)處理的麻織物浸軋殼聚糖整理液，兩浸兩軋，軋余率100 %，再浸軋質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20% NaOH溶液，兩浸兩軋，軋余率90%，85°C烘干后，160°C焙烘lmin，然后水洗5 次，除去未共價交聯(lián)的殼聚糖，85°C烘干后，選用可溶性還原染料進(jìn)行常規(guī)染色，染色結(jié)束后，經(jīng)水洗、皂洗、烘干即可。比較例3將0. 125g殼聚糖溶解在IOOmL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1 %的醋酸溶液中制得殼聚糖整理液，將經(jīng)堿預(yù)處理(處理方法同實(shí)施例幻的麻織物浸軋殼聚糖整理液，兩浸兩軋，軋余率 100%，85°C烘干后，160°C焙烘lmin，然后水洗5次，85°C烘干后，選用可溶性還原染料進(jìn)行常規(guī)染色，染色結(jié)束后，經(jīng)水洗、皂洗、烘干即可。實(shí)施例3和對比例3使用的染色處方溶蒽素藍(lán)IBC/% (ο. w. f)2元明粉/g.L—130浴比1 50室溫入染，15min后加入元明粉，緩慢升溫至40°C，保溫30min后，取出試樣，浸入顯色液(97.7%硫酸濃度為20!11171)中，IOmin后，取出試樣，用冷水洗，皂煮(皂片2g/L，純堿 2g/L，95°C，10min，浴比 1 30)，水洗，烘干。實(shí)施例4堿預(yù)處理將2g經(jīng)退漿、煮煉、漂白的粘/棉(35/6 織物室溫下浸入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 20%的NaOH溶液，浸泡15min后，水洗3次，再在5%的冰乙酸中浸泡45min，水洗至中性， 85°C烘干制得堿預(yù)處理粘/棉織物；將0. Ig殼聚糖溶解在IOOmL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6%的檸檬酸、酒石酸混合溶液(檸檬酸與酒石酸的摩爾比為4 1)中，待其完全溶解后，加入0.004moL環(huán)氧氯丙烷，制得殼聚糖整理液；將經(jīng)堿預(yù)處理的粘/棉織物浸軋殼聚糖整理液，兩浸兩軋，軋余率90%，再浸軋質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15% NaOH溶液，兩浸兩軋，軋余率100%，80 烘干后，150°C焙烘:3min，然后水洗 4次，除去未共價交聯(lián)的殼聚糖，80°C烘干后，選用酸性染料染色，染色結(jié)束后，經(jīng)水洗、皂洗、烘干即可。比較例4
將0. Ig殼聚糖溶解在IOOmL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1 %的醋酸溶液中制得殼聚糖整理液，將經(jīng)堿預(yù)處理(處理方法同實(shí)施例4)的粘/棉織物浸軋殼聚糖整理液，兩浸兩軋，軋余率 90%，8(TC烘干后，150°C焙烘:3min，然后水洗4次，80°C烘干后，選用酸性染料染色，染色結(jié)束后，經(jīng)水洗、皂洗、烘干即可。實(shí)施例4和對比例4使用的染色處方酸性橙II /% (o.w. f)2硫酸銨/%(o.w. f)8浴比1 50按上述處方配好染液后，染浴升溫至40°C，將織物投入染浴中開始染色。染浴以 20C /min的速度逐漸升溫至100°C，在100°C染60min，染色完畢后取出試樣，用冷水洗，烘干。實(shí)施例5上染百分率的測定用722S分光光度儀在最大吸收波長處測定染液的吸光度，用以下公式計算上染率上染率/%=(1-1/1。)XlOO式中1為染色后殘液吸光度；Itl為染液初始濃度吸光度。顏色深度(K/S值)的測定將染色織物折疊兩次(四層)，采用Datacolor SF600X 電腦測色配色儀在λ max處測定染色織物的K/S值，每個試樣測四次取平均值。抗折皺性的測定織物的抗折皺性按GB/T3819-1997《紡織品抗折皺性》標(biāo)準(zhǔn)測
試ο按上面的方法測定實(shí)施例1 4、比較例1 4以及未經(jīng)殼聚糖處理織物的上染率、顏色深度、抗皺性能，結(jié)果如表1，表2所示表1殼聚糖整理織物的染色效果
權(quán)利要求
1.一種用殼聚糖提高纖維素纖維織物染色深度的方法，其特征在于以多元羧酸溶液作為殼聚糖的溶劑和交聯(lián)劑，環(huán)氧氯丙烷作為交聯(lián)劑，通過浸軋、預(yù)烘、高溫焙烘，將殼聚糖共價接枝到纖維素纖維織物表面，然后選用陰離子染料進(jìn)行常規(guī)染色。
2.權(quán)利要求1所述的用殼聚糖提高纖維素纖維織物染色深度的方法，包括以下步驟(1)將經(jīng)退漿、煮煉、漂白的纖維素纖維織物室溫下浸入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10-30%的NaOH溶液，浸泡10-20min后，水洗3_5次，再在質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5^-10%的冰乙酸中浸泡30-45min，最后水洗至中性，80-85°C烘干制得堿預(yù)處理纖維素纖維織物；(2)將殼聚糖溶解在質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%-10%的多元羧酸溶液中，待其完全溶解后，加入交聯(lián)劑，制得殼聚糖整理液；(3)將經(jīng)堿預(yù)處理的纖維素纖維織物浸軋殼聚糖整理液，兩浸兩軋，軋余率 70% -100%，再浸軋質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5% -20% NaOH溶液，兩浸兩軋，軋余率80% -100%， 80-85°C烘干后，高溫焙烘l-3min，然后水洗3_5次，除去未共價交聯(lián)的殼聚糖，80_85°C烘干后，選用陰離子型染料進(jìn)行常規(guī)染色，染色結(jié)束后，經(jīng)水洗、皂洗、烘干即可。
3.權(quán)利要求1所述的用殼聚糖提高纖維素纖維織物染色深度的方法，其特征在于所用的殼聚糖其分子量為1. 1-2. 5 X 105，脫乙酰度為75-95%。
4.權(quán)利要求1所述的用殼聚糖提高纖維素纖維織物染色深度的方法，其特征在于多元羧酸為檸檬酸、酒石酸中的一種或兩種。
5.權(quán)利要求2所述的用殼聚糖提高纖維素纖維織物染色深度的方法，其特征在于纖維素纖維織物為棉、麻、粘膠織物或兩者的交織物。
6.權(quán)利要求2所述的用殼聚糖提高纖維素纖維織物染色深度的方法，其特征在于殼聚糖在多元羧酸溶液中的濃度為0. 25g/L-l. 25g/L。
7.權(quán)利要求2所述的用殼聚糖提高纖維素纖維織物染色深度的方法，其特征在于交聯(lián)劑為環(huán)氧氯丙烷，在多元羧酸溶液中濃度為0. 01-0. 05mol/L。
8.權(quán)利要求2所述的用殼聚糖提高纖維素纖維織物染色深度的方法，其特征在于焙烘溫度為140-160°C。
9.權(quán)利要求2所述的用殼聚糖提高纖維素纖維織物染色深度的方法，其特征在于陰離子型染料為活性染料、直接染料、酸性染料或可溶性還原染料。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用殼聚糖提高纖維素纖維織物染色深度的方法，該方法以多元羧酸溶液作為殼聚糖的溶劑和交聯(lián)劑，環(huán)氧氯丙烷作為交聯(lián)劑，通過浸軋、預(yù)烘、高溫焙烘，將殼聚糖共價接枝到纖維素纖維織物表面，大大提高了殼聚糖與纖維素纖維織物的結(jié)合牢度，減少了纖維素纖維織物與陰離子染料之間的靜電斥力，使染料的上染率和織物的顏色深度明顯提高，且經(jīng)該方法整理的纖維素纖維織物的抗皺性能明顯提高。
文檔編號D06M101/06GK102268823SQ20111023052
公開日2011年12月7日 申請日期2011年8月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月12日
發(fā)明者彭勇剛, 汪媛, 紀(jì)俊玲, 趙曉燕 申請人:常州大學(xué)