1.本发明涉及染整技术领域，特别是涉及一种纱线的染色方法。


背景技术：

2.传统牛仔布通常是以纯棉靛蓝染色的经纱与本色纬纱，采用三上一下右斜纹组织交织而成。牛仔布经纱染色常用染料有靛蓝染料、硫化染料和活性染料。其中，靛蓝染料和硫化染料不溶于水，并对纤维没有亲和力，不能直接染色，一般需要将其还原成染料隐色体，如碱性隐色体或钠盐隐色体后溶解于水中，再在上染纤维的过程中通过氧化转变回不溶状态固着在纤维上。但是，将染料还原成染料隐色体常用保险粉法作为还原剂，但保险粉性质活泼、稳定性差，容易被空气中的氧气氧化，致使其用量增加。同时，染料隐色体在空气中也容易提前氧化，如此容易造成染料的耗损，使染料的用量增加，且会引起染色不匀等问题。
3.有方法通过设备的改进，在上染的过程中通入氮气，以氮气隔离靛蓝氧化，以一定程度避免染料用量大和染料染色不均匀的问题。但是，将该设备的改进结合传统的染色方法依然难以达到预期的上染效果，如染色深度不理想，洗褪效果不佳，对化学品用量、环染效果的优化也无实际指导意义。


技术实现要素：

4.基于此，本发明提供一种染色深度好，且化学品的使用量小、工艺环保的纱线的染色方法。
5.具体技术方案如下：
6.一种纱线的染色方法，包括如下步骤：
7.将纱线分别进行第一染色和第二染色；
8.其中，第一染色包括如下步骤：在氮气环境下，使纱线和第一染液接触进行染色；所述第一染液的氧化还原电位值为-680mv～-840mv、ph为11～13，所述第一染液中包含染料和还原剂；
9.第二染色包括如下步骤：使纱线和第二染液接触进行染色；所述第二染液的氧化还原电位值为-680mv～-840mv、ph为11～13，所述第二染液中包含染料和还原剂。
10.在其中一个实施例中，提供所述氮气环境的条件包括：氮气的出口压力1bar～3bar，氮气的流量为40～45m3/h。
11.在其中一个实施例中，所述第一染液中染料的浓度为1～20g/l，还原剂的浓度为0.05～0.5g/l；及/或
12.所述第二染液中染料的浓度为1～3g/l，还原剂的浓度为0.05～0.5g/l。
13.在其中一个实施例中，所述第二染液和/第二染液中，所述还原剂选自连二亚硫酸钠(保险粉)、d-葡萄糖粉和二氧化硫脲中的一种或多种。
14.在其中一个实施例中，进行第一染色和第二染色之前，还包括前处理、水洗、烘干
和丝光中一个或多个步骤。
15.在其中一个实施例中，前处理是指采用前处理液对纱线进行处理，所述前处理液包括浓度为5～10g/l的表面活性剂和浓度为4～7g/l的烧碱，处理的温度为60℃～90℃；和/或
16.水洗指常温水洗和/或热水洗，所述热水洗的热水温度为50℃～80℃；和/或
17.烘干的条件包括：温度为90℃～120℃；和/或
18.丝光是指采用丝光液进行对纱线进行处理，然后进行水洗和/或酸洗；所述丝光液包括浓度为8～20
°bé
的烧碱和浓度为10～12g/l的表面活性剂。
19.在其中一个实施例中，所述表面活性剂选自十二烷基硫酸钠、平马素、m油和ok油的一种或几种。
20.在其中一个实施例中，进行第一染色和第二染色之后，还包括水洗和/或烘干的步骤。
21.在其中一个实施例中，水洗是指常温水洗或热水洗，所述热水洗的热水温度为50℃～80℃；和/或
22.烘干的条件包括：温度为90℃～120℃。
23.在其中一个实施例中，所述纱线的纤维为纤维棉纤维、粘胶纤维、天丝纤维、莫代尔纤维的纯纺纱或混纺纱；和/或
24.所述纱线的纺纱的方式为环锭纺、气流纺或紧密纺，纱线的支数为5～15英支。
25.上述纱线的染色方法，结合氮气环境下的第一染色以及自然环境下的第二染色，并通过合理控制第一染色和第二染色过程中的工艺参数，能够在避免染液中的还原剂和染料隐色体被过度氧化和挥发的同时，使染料隐色体在纱线的纤维表面吸附更加均匀，实现优异的染色效果，明显地提升纱线的染色深度，有利于后续获得更佳的洗褪效果，且颜色均匀。同时，大幅地减少了染色过程中化学品的使用和排放，工艺环保。
26.另外，上述纱线的染色方法工艺稳定、简便、高效，且成本低，适用于工业化放大生产。
具体实施方式
27.以下结合具体实施例对本发明的纱线的染色方法作进一步详细的说明。本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明公开内容理解更加透彻全面。
28.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
29.本文所使用的术语“和/或”、“或/和”、“及/或”的可选范围包括两个或两个以上相关所列项目中任一个项目，也包括相关所列项目的任意的和所有的组合，所述任意的和所有的组合包括任意的两个相关所列项目、任意的更多个相关所列项目、或者全部相关所列项目的组合。
30.本文中，“一种或多种”指所列项目的任一种、任两种或任两种以上。
31.本发明中，“第一方面”、“第二方面”、“第三方面”、“第四方面”等仅用于描述目的，
不能理解为指示或暗示相对重要性或数量，也不能理解为隐含指明所指示的技术特征的重要性或数量。而且“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等仅起到非穷举式的列举描述目的，应当理解并不构成对数量的封闭式限定，也并不构成先后顺序。
32.本发明中，以开放式描述的技术特征中，包括所列举特征组成的封闭式技术方案，也包括包含所列举特征的开放式技术方案。
33.本发明中，涉及到数值区间，如无特别说明，上述数值区间内视为连续，且包括该范围的最小值及最大值，以及这种最小值与最大值之间的每一个值。进一步地，当范围是指整数时，包括该范围的最小值与最大值之间的每一个整数。此外，当提供多个范围描述特征或特性时，可以合并该范围。换言之，除非另有指明，否则本文中所公开之所有范围应理解为包括其中所归入的任何及所有的子范围。
34.本发明中涉及的百分比含量，如无特别说明，对于固液混合和固相-固相混合均指质量百分比，对于液相-液相混合指体积百分比。
35.本发明中涉及的百分比浓度，如无特别说明，均指终浓度。所述终浓度，指添加成分在添加该成分后的体系中的占比。
36.本发明中的温度参数，如无特别限定，既允许为恒温处理，也允许在一定温度区间内进行处理。所述的恒温处理允许温度在仪器控制的精度范围内进行波动。
37.若无特别说明，本发明中的步骤均在常温条件下进行。常温一般指4℃～30℃，较佳地指20
±
5℃。
38.本发明中的“氮气环境”是指染色的过程在氮气保护下进行，“自然环境”是指除了染色通常必须的操作外，未进行额外环境处理(如以氮气置换空气)的环境。
39.若无特别说明，本发明涉及的处理液中的溶剂均为水。如染液、前处理液、丝光液等。
40.本发明提供一种纱线的染色方法，包括如下步骤：
41.将纱线分别进行第一染色和第二染色；
42.其中，第一染色包括如下步骤：在氮气环境下，使纱线和第一染液接触进行染色；第一染液的氧化还原电位值为-680mv～-840mv、ph为11～13，第一染液中包含染料和还原剂；
43.第二染色包括如下步骤：使纱线和第二染液接触进行染色；第二染液的氧化还原电位值为-680mv～-840mv、ph为11～13，第二染液中包含染料和还原剂。
44.可以理解地，第一染色和第二染色之间并无特定的顺序规定，如可以先进行第一染色，再进行第二染色；也可以先进行第二染色，再进行第一染色。
45.在其中一个具体的示例中，第一染色中，第一染液的氧化还原电位值为-680mv～-840mv。具体地，第一染液的氧化还原电位值包括但不限于：-680mv、-700mv、-730mv、-750mv、-780mv、-800mv、-820mv、-840mv。
46.在其中一个具体的示例中，提供所述氮气环境的条件包括：氮气的出口压力1bar～3bar，氮气的流量为40～45m3/h。具体地，氮气的出口压力包括但不限于：1bar、2bar、3bar。氮气的流量包括但不限于：40m3/h、41m3/h、42m3/h、43m3/h、44m3/h、45m3/h。
47.在其中一个具体的示例中，第一染液中染料的浓度为1～20g/l，还原剂的浓度为0.05～0.5g/l。具体地，第一染液中染料的浓度包括但不限于：1g/l、1.8g/l、3g/l、4g/l、
6g/l、8g/l、10g/l、12g/l、15g/l、20g/l。还原剂的浓度包括但不限于：0.05g/l、0.1g/l、0.2g/l、0.3g/l、0.4g/l、0.5g/l。
48.在其中一个具体的示例中，第二染色中，第二染液的氧化还原电位值为-680mv～-840mv。具体地，第一染液的氧化还原电位值包括但不限于：-680mv、-700mv、-730mv、-750mv、-780mv、-800mv、-820mv、-840mv。
49.在其中一个具体的示例中，第二染液中染料的浓度为1～3g/l，还原剂的浓度为0.05～0.5g/l。具体地，第二染液中染料的浓度包括但不限于：1g/l、1.8g/l、3g/l。还原剂的浓度包括但不限于：0.05g/l、0.1g/l、0.2g/l、0.3g/l、0.4g/l、0.5g/l。
50.在其中一个具体的示例中，第二染液和/第二染液中，还原剂选自连二亚硫酸钠(保险粉)、d-葡萄糖粉和二氧化硫脲中的一种或多种。进一步地，还原剂为连二亚硫酸钠。
51.在其中一个具体的示例中，第二染液和/第二染液中，染料包括染料隐色体盐。进一步地，染料隐色体盐为还原染料隐色体盐或硫化染料隐色体盐。具体地，染料为靛蓝。
52.在其中一个具体的示例中，第二染液和/第二染液的ph通过烧碱调节。
53.可以理解地，第一染色和第二染色的染色方式不作限定，可以采用浸轧、转移、喷涂染色的一种，转移和喷涂的方式可以为一正一反或两正两反。
54.在其中一个具体的示例中，第一染色在染槽中进行，染槽个数为1～3个。
55.在其中一个具体的示例中，第二染色在染槽中进行，染槽个数为1～12个。
56.在其中一个具体的示例中，进行第一染色和第二染色之前，还包括前处理、水洗、烘干和丝光中一个或多个步骤。
57.在其中一个具体的示例中，前处理是指采用前处理液对纱线进行处理，前处理液包括浓度为5～10g/l的表面活性剂和浓度为4～7g/l的烧碱，处理的温度为60℃～90℃。
58.在其中一个具体的示例中，水洗指常温水洗和/或热水洗，热水洗的热水温度为50℃～80℃。进一步地，水洗在水洗槽中进行，水洗槽的个数为2～4个。
59.在其中一个具体的示例中，烘干的条件包括：温度为90℃～120℃。进一步地，烘干采用的锡林个数为8～10个。
60.在其中一个具体的示例中，丝光是指采用丝光液进行对纱线进行处理，然后进行水洗和/或酸洗；丝光液包括浓度为8～20
°bé
的烧碱和浓度为10～12g/l的表面活性剂。
61.在其中一个具体的示例中，前处理和/或丝光步骤中，表面活性剂选自十二烷基硫酸钠、平马素、m油和ok油的一种或几种。
62.在其中一个具体的示例中，进行第一染色和第二染色之后，还包括水洗和烘干的步骤。
63.在其中一个具体的示例中，水洗是指常温水洗或热水洗，热水洗的热水温度为50℃～80℃。进一步地，水洗在水洗槽中进行，水洗槽的个数为2～4个。
64.在其中一个具体的示例中，烘干的条件包括：温度为90℃～120℃。进一步地，烘干采用的锡林个数为8～10个。
65.在其中一个具体的示例中，纱线的纤维为纤维棉纤维、粘胶纤维、天丝纤维、莫代尔纤维的纯纺纱或混纺纱。
66.在其中一个具体的示例中，纱线的纺纱的方式为环锭纺、气流纺或紧密纺，纱线的支数为5～15英支。
67.在其中一个具体的示例中，该纱线的染色方法包括选自如下组的步骤：
68.(1)依次为前处理、水洗、第一染色、第二染色、水洗和烘干；
69.(2)依次为前处理、水洗、烘干、第一染色、第二染色、水洗和烘干；
70.(3)依次为前处理、水洗、第二染色、第一染色、水洗和烘干。
71.以下为具体的实施例。
72.实施例1
73.本实施例提供一种纱线的染色方法，纱线采用纯棉紧密纺竹节纱，纱线支数为9.8英支，头份：4400；车速：25m/min。
74.染色流程为：
75.(1)前处理：在前处理槽中加入ok油6g/l，烧碱5g/l，处理温度为80℃；
76.(2)两道水洗：对前处理后的纱线进行两道水洗工序，其中1号水洗槽温度为60℃，2号水洗槽为常温，轧车压力5bar；
77.(3)氮气染色：采用浸轧染色，染色槽个数为1，氮气出口压力2bar，流量43m3/h，其染色配方为：靛蓝浓度为1.8g/l，ph为12.2，保险粉用量为0.1g/l，氧化还原电位值为-780mv；
78.(4)染色：采用浸轧染色，染色槽个数为7，靛蓝浓度为1.8g/l，ph为12.2，保险粉用量为0.1g/l，氧化还原电位值为-780mv；
79.(5)四道水洗：在箱槽中经过四道常温水洗；
80.(6)烘干：对纱线进行烘干：锡林个数为10，烘干温度为95℃。
81.实施例2
82.本实施例提供一种纱线的染色方法，纱线采用纯棉紧密纺竹节纱，纱线支数为9.8英支，头份：4400；车速：25m/min。
83.染色流程为：
84.(1)前处理：在前处理槽中加入ok油6g/l，烧碱5g/l，处理温度为80℃；
85.(2)两道水洗：对前处理后的纱线进行两道水洗工序，其中1号水洗槽温度为60℃，2号水洗槽为常温，轧车压力5bar；
86.(3)烘干：对水洗纱线进行烘干，其锡林个数为10；
87.(4)氮气染色：采用转移染色，染色槽个数为1，氮气出口压力2bar，流量43m3/h，其配方为：靛蓝浓度为10g/l，ph为12.2，保险粉用量为0.1g/l，氧化还原电位值为-780mv；
88.(5)染色：采用转移染色，染色槽个数为7，靛蓝浓度为1.8g/l，ph为12.2，保险粉用量为0.1g/l，氧化还原电位值为-780mv；
89.(6)四道水洗：在箱槽中经过四道常温水洗；
90.(7)烘干：对纱线进行烘干：锡林个数为10，烘干温度为95℃。
91.实施例3
92.本实施例提供一种纱线的染色方法，纱线采用纯棉紧密纺竹节纱，纱线支数为9.8英支，头份：4400；车速：25m/min。
93.染色流程为：
94.(1)前处理：在前处理槽中加入ok油6g/l，烧碱5g/l，处理温度为80℃；
95.(2)两道水洗：对前处理后的纱线进行两道水洗工序，其中1号水洗槽温度为60℃，
2号水洗槽为常温，轧车压力5bar；
96.(3)染色：采用转移染色，染色槽个数为7，靛蓝浓度为1.8g/l，ph为12.2，保险粉用量为：0.1g/l，氧化还原电位值为-780mv；
97.(4)氮气染色：采用转移染色，染色槽个数为1，氮气出口压力2bar，流量43m3/h，其配方为：靛蓝浓度为10g/l，ph为12.2，保险粉用量为：0.1g/l，氧化还原电位值为-780mv；
98.(5)四道水洗：在箱槽中经过四道常温水洗；
99.(6)烘干：对纱线进行烘干：锡林个数为10，烘干温度为95℃。
100.对比例1
101.本对比例一种纱线的染色方法，采用的纱线和染色流程同实施例1，主要区别在于：未进行氮气染色步骤。
102.染色流程为：
103.(1)前处理：在前处理槽中加入ok油6g/l，烧碱5g/l，处理温度为80℃；
104.(2)两道水洗：对前处理后的纱线进行两道水洗工序，其中1号水洗槽温度为60℃，2号水洗槽为常温，轧车压力5bar；
105.(3)染色：采用浸轧染色，染色槽个数为7，靛蓝浓度为1.8g/l，ph为12.2，保险粉用量为0.1g/l，氧化还原电位值为-780mv；
106.(4)四道水洗：在箱槽中经过四道常温水洗；
107.(5)烘干：对纱线进行烘干：锡林个数为10，烘干温度为95℃。
108.对比例2
109.本对比例一种纱线的染色方法，采用的纱线和染色流程同实施例1，主要区别在于：未进行步骤(4)的染色步骤。
110.染色流程为：
111.(1)前处理：在前处理槽中加入ok油6g/l，烧碱5g/l，处理温度为80℃；
112.(2)两道水洗：对前处理后的纱线进行两道水洗工序，其中1号水洗槽温度为60℃，2号水洗槽为常温，轧车压力5bar；
113.(3)氮气染色：采用浸轧染色，染色槽个数为1，氮气出口压力2bar，流量43m3/h，其染色配方为：靛蓝浓度为1.8g/l，ph为12.2，保险粉用量为0.1g/l，氧化还原电位值为-780mv；
114.(4)四道水洗：在箱槽中经过四道常温水洗；
115.(5)烘干：对纱线进行烘干：锡林个数为10，烘干温度为95℃。
116.对比例3
117.本对比例一种纱线的染色方法，采用的纱线和染色流程同实施例1，主要区别在于：氮气染色步骤中染液的氧化还原电位值不同，为-650mv。
118.染色流程为：
119.(1)前处理：在前处理槽中加入ok油6g/l，烧碱5g/l，处理温度为80℃；
120.(2)两道水洗：对前处理后的纱线进行两道水洗工序，其中1号水洗槽温度为60℃，2号水洗槽为常温，轧车压力5bar；
121.(3)氮气染色：采用浸轧染色，氮气出口压力2bar，流量43m3/h，其染色配方为：靛蓝浓度为1.8g/l，ph为11.8，保险粉用量为0.1g/l，氧化还原电位值为-650mv；
122.(4)染色：采用浸轧染色，靛蓝浓度为1.8g/l，ph为12.2，保险粉用量为0.1g/l，氧化还原电位值为-780mv；
123.(5)四道水洗：在箱槽中经过四道常温水洗；
124.(6)烘干：对纱线进行烘干，锡林个数为10，烘干温度为：95℃。
125.对比例4
126.本对比例一种纱线的染色方法，采用的纱线和染色流程同实施例1，主要区别在于：未进行氮气染色步骤，同时将前处理步骤替换为丝光步骤。
127.染色流程为：
128.(1)丝光：在丝光槽中加入ok油12g/l，烧碱浓度19
°bé
，处理温度为常温；
129.(2)四道水洗：对丝光后的纱线进行四道水洗工序，其中1-3号水洗槽温度为60℃，4号水洗槽温度常温，轧车压力5bar；
130.(3)染色：采用浸轧染色，染色槽个数为7，靛蓝浓度为1.8g/l，ph为12.2，保险粉用量为0.1g/l，氧化还原电位值为-780mv；
131.(4)四道水洗：在箱槽中经过四道常温水洗；
132.(5)烘干：对纱线进行烘干：锡林个数为10，烘干温度为：95℃。
133.性能测试：
134.对实施例和对比例的纱线进行色度值测试，结果如表1所示。
135.然后分别以实施例和对比例的纱线作为经纱，纬纱采用t/c16/40，织物的组织结构按照三上一下右斜纹；面料的上机密度为66*48；牛仔面料的制造工艺包括：整经
→
浆染
→
织造
→
烧毛
→
退浆
→
拉斜
→
防缩
→
成品。成品布再经过手擦、镭射、酵洗，对比实施例和对比例的纱线织造而成的牛仔布之间的色度值差异，结果如表2示。
136.表1
137.类别l
*a*b*c*h°△
e对比例115.12.0-6.87.1286.5—对比例230.0-0.2-8.78.7268.715.2对比例317.12.5-8.28.6287.02.5对比例414.02.1-3.44.0301.73.6实施例115.22.2-6.06.4289.80.8实施例214.72.9-5.25.9299.21.9实施例315.02.5-5.56.1294.41.4
138.表2
139.类别l*a*b*c*h
°△
e对比例134.5-2.4-21.121.2263.7—对比例256.7-4.5-20.821.3257.822.3对比例345.5-3.6-20.921.2260.311.1对比例429.2-1.0-17.417.4266.86.6实施例131.3-1.0-20.320.3267.23.6实施例231.6-1.5-21.121.1266.03.0实施例324.50.5-18.518.5271.710.7
140.以对比例1为基数1，对比例2～4和实施例1～3的烧碱总用量分别为：0.01、1、2.9、1、1、1。表1和表2对比可知：
141.(1)对比例2仅采用氮气染色，虽然具有一定的染色效果，但是染色深度明显较实施例1差。
142.(2)对比例3在水洗前织物深度虽然较深，但是依然差于实施例1，且经水洗后织物褪色严重。
143.(3)在烧碱用量、染料用量相同的情况下，对比例1、3与实施例1～3成品布的色差值有显著不同，实施例1～3成品布颜色深度是明显高于对比例1和3，且环染效果好，手擦和镭射后效果更加立体、清晰。
144.(4)对比例4和实施例1～3相比较，增加丝光处理，可以提高纱线光泽度和纱线染色深度，但存在化学品用量大的问题，因此，实施例1-3在合理控制各步骤的情况下，可以在只增加少量化学品用量时达到显著提高染色深度的效果。
145.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
146.以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，便于具体和详细地理解本发明的技术方案，但并不能因此而理解为对发明专利保护范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。应当理解，本领域技术人员在本发明提供的技术方案的基础上，通过合乎逻辑的分析、推理或者有限的试验得到的技术方案，均在本发明所附权利要求的保护范围内。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求的内容为准，说明书可以用于解释权利要求的内容。