[发明专利]一种阳离子改性食用色素染棉工艺

说明书

技术领域

本发明涉及纺织领域，具体涉及一种阳离子改性食用色素染棉工艺。

背景技术

食用色素是一种以食品着色为目的的食品添加剂,有时又称之为食用染料或着色剂。食用色素按来源分为天然色素和合成色素两类。合成色素的优点是颜色鲜艳,着色力强,不易褪色,用量较低,性能稳定。天然色素的优点是安全性高(个别除外),资源丰富,但稳定性差,着色力低,成本高。

目前大多数对纺织品进行染色的染料、助剂、中间体也有相当的毒性，染整加工过程中对环境的污染也不可避免。食用色素具有无毒、污染小、成本低等特点，如果能成功应用于织物的染色，对于减轻日益严重的健康威胁和环境污染可以起到关键性的作用，在当今人们崇尚绿色消费品的冲击下，必将有广阔的发展前景。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种阳离子改性食用色素染棉工艺。所述工艺所得产品染色深度和各项牢度均达到要求，试剂安全，工艺简单，高上染率也使染色残液易于净化，是一种高效节能环保的染色工艺。

本发明采用了以下技术方案：

一种阳离子改性食用色素染棉工艺，其包括：阳离子改性处理→热水洗→冷水洗((3次)→挤干→烘干→染色→水洗→皂洗→水洗→烘干；

阳离子改性处方：阳离子改性剂3-5%owf；NaOH为1.5-2.5g/L；温度50-70℃；时间15-25min；浴比18-22：1；

染色处方：食用色素4-6%owf；元明粉8-12g/L；pH值6-8；温度60-80℃；时间25-35min；浴比18-22:1。

其中，阳离子改性剂的制备方法，依次包括下列步骤：(1)由浓盐酸、三甲胺水溶液反应生成中间体三甲胺盐酸盐；(2)在乙醇作溶剂的条件下，将三甲胺盐酸盐与环氧氯丙烷反应制得产品。其中步骤(1)中浓盐酸的质量分数为36％～38％，三甲胺水溶液的质量分数为33％，反应时向浓盐酸中滴加三甲胺水溶液，控制反应温度为20～30℃，反应完成后蒸发，结晶，得中间体三甲胺盐酸盐；步骤(2)中反应温度40～60℃，乙醇用量为中间体三甲胺盐酸盐质量的3～5倍，中间体三甲胺盐酸盐与环氧氯丙烷的质量比例为1∶1～1.05∶1。

其中，优选的食用色素为日落黄

其中，优选的阳离子改性处方为：阳离子改性剂4%owf；NaOH为2g/L；温度60℃；时间20min；浴比20：1。

其中，优选的染色处方为：食用色素5%owf；元明粉10g/L；pH值7；温度70℃；时间30min；浴比20:1。

以下对本发明进行详细说明：

（1）本发明经过大量的研究发现：当阳离子改性剂浓度为4%o.w.f.时，其K/S值为23.5812,相较于其它试样其值最大。当改性剂浓度降低时，其K/S值相应减小。未进行阳离子改性的试样染色K/S值仅为0.1819，染料基本不上染。

由此可见，对纤维阳离子化是食用色素对棉织物染色过程中至关重要的一步。因为日落黄的结构简单，水溶性强，对棉织物的亲和力低，因此不经改性的棉织物很难用食用色素染上颜色。棉纤维素纤维经改性后带正电荷，对染料负离子有静电吸引力，因此随着改性剂浓度的增加，棉织物上带的正电荷越多，吸附的染料也就越多。

改性剂的浓度对沾色牢度和变色牢度基本都没有影响。但改性剂浓度升高时其耐摩擦牢度稍有下降，这是因为改性剂在浓度高的情况下有可能过多存在于织物的表面，从而造成浮色染料多，影响摩擦牢度。

从K/S值和色牢度两方面综合考虑，可以确定阳离子改性剂的最适宜浓度是4%o.w.f.。

（2）本发明经过大量的研究发现：阳离子改性时处理液的NaOH浓度为2g/L时，试样的K/S值最大。碱性强，利于打开环氧环，使改性剂与纤维素纤维的反应性增强。

NaOH浓度对各项牢度的影响并不是很明显，但经过仔细观察发现K/S值较高的试样其耐摩擦牢度略低一些。

从K/S值和色牢度两方面综合考虑，可以确定NaOH的最佳使用浓度为2g/L。

（3）本发明经过大量的研究发现：当改性温度为60℃时，其K/S值最大。总体来看，温度的改变对染色深度K/S值的影响较小，当温度超过40℃时，染色深度K/S值基本无变化。只有在室温(30℃)下进行改性时其K/S值略低一些，但从目测效果来看并无明显区别。这说明，此改性剂与棉织物的反应性很强。

当温度升高时，湿摩擦牢度和变色牢度稍有提高。总体来说，改性处理温度的变化对牢度并无甚影响。