CN102002868A - 间位芳纶纱线的常压染色方法 - Google Patents

Abstract

一种间位芳纶纱线的常压染色方法，属于纺织印染技术领域。包括以下步骤：间位芳纶纱线的粗化，粗化工艺为：酸或碱10-20g/L，渗透剂≤2g/L，浴比1∶10-20，温度为90-100℃，时间为20-30min，粗化结束后水洗，得到纤维表面粗化的间位芳纶纱线；间位芳纶纱线的活化，将纤维表面粗化的间位芳纶纱线活化，活化的工艺为：阳离子改性剂10-20g/L，浴比1∶20-30，温度为60-90℃，时间为30-40min，得到待染间位芳纶纱线；间位芳纶纱线的染色，将待染间位芳纶纱线在常压下染色，得到间位芳纶有色纱线。优点：有助于节约能源，避免损及纤维并且对染色设备不苛刻以及使操作简单；能使后续加工的织物依据织造工艺而富具所需的图案。

Description

间位芳纶纱线的常压染色方法

技术领域

本发明属于纺织印染技术领域，具体涉及一种间位芳纶纱线的常压染色方法。

背景技术

芳纶全称为芳香族聚酰胺纤维，是一种高强度、高模量、低密度和耐磨性好的耐高温阻燃纤维，由于具有良好的化学稳定性和优异的机械物理性能，因而不但可以单独地用作结构材料及功能材料，而且还可以与其它材料复合使用。

芳纶是间位芳纶和对位芳纶的统称，间位芳纶的化学名称为聚间苯二甲酰间苯二胺纤维，我国称为芳纶1313，其极限氧指数(L01)为29，在火焰中不会发生熔滴现象，离开火焰即会自熄。在400℃左右的高温下，纤维发生碳化并成为隔热层，从而起到阻挡外部热量传入内部的隔热作用。

间位芳纶是目前广泛应用的特种纤维，其化学结构式为：

由上述结构式可以看出，间位芳纶是由酰胺基团相互连接间位苯基所构成的线型大分子，由于大分子长链中用芳香环取代了一般聚酰胺中的脂肪基，使分子链的柔性减小，而刚性则增大，晶体内的氢键力很大，使纤维的物理和化学性能稳定，表现为优良的物理机械性能、优异的耐热性能、理想的阻燃性和耐化学腐蚀性。但是，由于间位芳纶具有很高的结晶度和取向度，因此纤维的玻璃化温度和耐热性显著提高。然而，玻璃化温度高会给染色带来困难，而由于染色困难在一定程度上制约了应用范围的拓展。

已有技术通常对纤维表面改性(等离子体、超声波或化学接枝等)后再进行染色，或者通过加入载体进行染色，并且染色需在高温高压下进行，但被实践证明：染色深度、色泽鲜艳度和纤维的蓬松度等等均不能表现出令人满意的程度。

在已公开的中国专利文献中，不乏见诸关于对间位芳纶织物染色的技术信息，公开号CN101086124A推荐了一种间位芳纶本白坯布工业化染色的方法，在染色之前先将坯布在200-230℃温度下进行高温预定型，而后在80-90℃的热水中水洗，然后进行染色(具体可参见说明书第3页倒数第4行至第4页第12行)；公开号CN101235598A提供了一种芳纶织物超高温高压染色方法，先用等离子体对芳纶织物处理1-5min，处理温度100-150℃，使纤维表面改性，再以160℃-190℃和压力为0.8-1.2MPa的超高温高压条件下染色；授权公告号CN100425759C介绍了芳纶纤维布的染色方法，包括预缩工序和染色工序，染色在125-135℃及0.38-0.4MPa的压力下进行。

上述专利及专利申请方案的共同特点采用高温高压对坯布染色，但存在以下通弊：一是坯布染色虽然能使坯布具备所需颜色，但无法形成特定的图案，从而使织物的应用范围受到限制；二是高温高压染色对染色容器具有严苛的要求，不仅操作麻烦，而且设备投入成本高，并且易使布面产生皱褶，在后续的定型工艺中很难去除，如果高温定型会导致布面变色，而且手感发硬，影响面料的使用性；三是高温高压染色所耗能源大，与目前全社会崇尚的节约型节能经济的精神不相适应。

从“天下衣被，纱线先行”的角度考虑，如果对间位芳纶纱线或纤维进行染色，由不同颜色的色纱依据所需的织造工艺，便可织造出特定的图案，从而能够弥补前述的坯布染色无法形成特定的图案的缺憾。但是，如果沿袭公知的高温高压工艺对间位芳纶纱线或纤维染色，那么依然会存在坯布染色所存在的后两点欠缺，即存在顾此失彼的技术问题。

中国发明专利授权公告号CN100467712C提供的一种提高芳纶1313纤维染色色牢度的方法，该专利方案采用染前清洗、高压前处理和染色三个步骤，具体可参见该专利的说明第1页倒数第3行至第2页第8行。尽管该专利方案未在说明书中提及有关色牢度的具体技术指标如耐皂洗、耐摩擦色牢度<干摩、湿摩>和耐晒色牢度，但通过对整个方案及实施例的解读，可以确认具有其在说明书第2页的技术效果栏中所述的技术效果。

但是，前述CN100467712C的前处理步骤和染色步骤分别采用8-10MPa和0.7-1MPa的高压，以及在染色步骤中使用150-180℃高温，因此同样存在设备要求严苛、工艺烦琐、易损及纤维和浪费能源的技术问题。

针对上述已有技术，本申请人进行了积极的探索和有益的尝试，终于找到了解决问题的办法，下面将要介绍的技术方案便是在这种背景下产生的。

发明内容

本发明的任务在于提供一种有助于保障后续加工的织物具有所需图案而藉以拓展间位芳纶织物的应用空间，有利于避免使用高温高压措施而藉以减轻对染色设备的严苛程度及防止损及纤维，有益于节约能源而藉以体现节约型和节能型经济精神的的间位芳纶纱线的常压染色方法。

本发明的任务是这样来完成的，一种间位芳纶纱线的常压染色方法，它包括以下步骤：

A)间位芳纶纱线的粗化，粗化工艺为：酸或碱10-20g/L，渗透剂≤2g/L，浴比1∶10-20，温度为90-100℃，时间为20-30min，粗化结束后水洗，得到纤维表面粗化的间位芳纶纱线；

B)间位芳纶纱线的活化，将纤维表面粗化的间位芳纶纱线活化，活化的工艺为：阳离子改性剂10-20g/L，浴比1∶20-30，温度为60-90℃，时间为30-40min，得到待染间位芳纶纱线；

C)间位芳纶纱线的染色，将待染间位芳纶纱线在常压下染色，得到间位芳纶有色纱线。

在本发明的一个具体的实施例中，步骤A)所述的酸为磷酸，所述的碱为氢氧化钠。

在本发明的另一个具体的实施例中，步骤B)中所述的阳离子改性剂为聚环氧氯丙烷胺化物。

在本发明的又一个具体的实施例中，步骤C)中所述的染色为酸性染料染色、活性染料染色或直接染料染色。

在本发明的再一个具体的实施例中，所述的酸性染料染色的染色工艺为：酸性染料2-10％(o.w.f)，pH5-6，电解质10-20g/L，浴比1∶15-20，染色温度为90-100℃，染色时间为40-60min，染色结束后水洗、皂煮、水洗和烘干。

在本发明的还有一个具体的实施例中，所述的活性染料染色的染色工艺为：活性染料2-10％(o.w.f)，浴比1∶15-20，电解质30-40g/L，染色温度为60-90℃，染色时间为30-40min，染色结束后固色，固色结束后水洗、皂煮、水洗和烘干。

在本发明的更而一个具体的实施例中，所述的直接染料染色的染色工艺为：直接染料2-10％(o.w.f)，pH6-7，电解质10-20g/L，浴比1∶15-20，染色温度为90-100℃，染色时间为40-60min，染色结束后水洗、皂煮、水洗和烘干。

在本发明的进而一个具体的实施例中，所述的电解质为元明粉。

在本发明的又更而一个具体的实施例中，所述的活性染料的固色工艺为：固色碱剂10-30g/L，固色温度为60-90℃，固色时间30-60min。

在本发明的又进而一个具体的实施例中，所述的固色碱剂为纯碱。

本发明提供的技术方案由于在染色步骤之前分别对间位芳纶纱线进行了粗化和活化，从而使间位芳纶纱线得以在常压下实现染色，既有助于节约能源，又有利于避免损及纤维并且对染色设备不苛刻以及使操作简单；由于实现了对间位芳纶纱线的染色，从而能使后续加工的织物依据织造工艺而富具所需的图案。

具体实施方式

为了使专利局的审查员尤其是公众能够更加清楚地理解本发明的技术实质和有益效果，申请人在下面以实施例的方式作更为详细的说明，但是，实施例并不是对本发明的技术方案的限制，例如，申请人提及的染色所用的染料并不受到所例举的酸性染料、活性染料和直接染料的限制。

实施例1：

A)间位芳纶纱线的粗化，粗化工艺为：氢氧化钠20g/L，渗透剂JFC 2g/L，浴比1∶20，温度95℃，时间30min，粗化结束后用热水水洗至pH9-10，得到纤维表面粗化的间位芳纶纱线，本步骤能起到使间位芳纶纤维表面粗化和刻蚀，提高纤维的表面积，同时使纤维本身舒解；

B)间位芳纶纱线的活化，对由步骤A)得到的纤维表面粗化的间位芳纶纱线活化，具体的工艺为：加入阳离子改性剂(聚环氧氯丙烷胺化物)15g/L，浴比1∶20，温度60℃，时间为40min，在活化结束后，优选的方案是进行充分水洗，得到待染间位芳纶纱线，本步骤的作用是在间位芳纶纱线上引入阳离子基团，使间位芳纶纱线的表面带正电荷，降低间位芳纶纱线对阴离子染料的静电斥力，藉以提高染色时的得色量和固色率；

C)间位芳纶纱线的染色，对由步骤B)得到的待染间位芳纶纱线在常压下染色，本步骤采用酸性染料进行染色，具体的工艺为：尼龙山蓝N-GBS 5％(o.w.f)，用冰醋酸调节pH5，元明粉15g/L，浴比1∶20，染色温度为90℃，染色时间为60min，染色结束后进行水洗、皂煮、水洗和烘干，得到间位芳纶有色纱线，或称间位芳纶色纱。

实施例2：

A)间位芳纶纱线的粗化，粗化工艺为：氢氧化钠10g/L，渗透剂JFC 1g/L，浴比1∶15，温度98℃，时间20min，其余同实施例1的步骤A)的描述；

B)间位芳纶纱线的活化，活化工艺为：阳离子改性剂用量改为20g/L，浴比1∶25，温度改为90℃，时间改为30min，在活化结束后，本步骤中未涉及的内容均同对实施例1的步骤B)的描述；

C)间位芳纶纱线的染色，本步骤采用直接染料进行染色，具体的工艺为：直接棕5G染料4％(o.w.f)，元明粉12g/L，pH控制为6，浴比1∶20，染色温度为92℃，染色时间为60min，其余均同对实施例1中的步骤C)的描述。

实施例3：

A)间位芳纶纱线的粗化，粗化工艺为：质量百分比浓度为85％的磷酸15g/L，浴比1∶12，温度90℃，时间25min，其余同实施例1的步骤A)的描述；

B)间位芳纶纱线的活化，活化工艺为：阳离子改性剂10g/L，浴比1∶30，温度80℃，时间35min，本步骤中未涉及的内容均同对实施例1的步骤B)的描述；

C)间位芳纶纱线的染色，具体的工艺为：尼龙山红N-3BL染料5％(o.w.f)，用冰醋酸调节pH至6，元明粉20g/L，浴比1∶15，染色温度为98℃，染色时间为40min，本步骤中未涉及的内容均同对实施例1的步骤C)的描述。

实施例4：

A)间位芳纶纱线的粗化，粗化工艺为：质量百分比浓度为85％的磷酸18g/L，浴比1∶18，温度92℃，时间28min，其余同实施例1的步骤A)的描述；

B)间位芳纶纱线的活化，活化工艺为：阳离子改性剂18g/L，浴比1∶28，温度改为70℃，时间改为38min，本步骤中未涉及的内容均同对实施例1的步骤B)的描述；

C)间位芳纶纱线的染色，本步骤采用活性染料染色，染色工艺为：活性红BF-DB染料5％(o.w.f)，浴比1∶15，染色温度为60℃，经染色15min后加入元明粉30g/L促染，再经过15min后加入固色碱剂即纯碱15g/L固色，固色温度60℃，固色时间60min，固色结束后依次经水洗、皂煮、水洗和烘干，得到间位芳纶有色纱线。

实施例5：

仅将步骤℃)中的活性红BF-DB染料的用量改为10％(o.w.f)，浴比改为1∶20，元明粉改为40g/L，染色温度改为90℃，染色时间改为40min(经20min后加元明粉促染，再经20min后进行固色)，固色碱剂20g/L，固色温度90℃，固色时间30min，其余均同对实施例4的描述。

实施例6：

仅将步骤C)中的直接棕5G染料改为10％(o.w.f)，元明粉改为20g/L，pH控制为7，浴比改为1∶15，染色温度改为98℃，染色时间改为40min，其余均同对实施例2的描述。

Claims (10)

1.一种间位芳纶纱线的常压染色方法，其特征在于它包括以下步骤：

A)间位芳纶纱线的粗化，粗化工艺为：酸或碱10-20g/L，渗透剂≤2g/L，浴比1∶10-20，温度为90-100℃，时间为20-30min，粗化结束后水洗，得到纤维表面粗化的间位芳纶纱线；

B)间位芳纶纱线的活化，将纤维表面粗化的间位芳纶纱线活化，活化的工艺为：阳离子改性剂10-20g/L，浴比1∶20-30，温度为60-90℃，时间为30-40min，得到待染间位芳纶纱线；

C)间位芳纶纱线的染色，将待染间位芳纶纱线在常压下染色，得到间位芳纶有色纱线。

2.根据权利要求1所述的间位芳纶纱线的常压染色方法，其特征在于步骤A)所述的酸为磷酸，所述的碱为氢氧化钠。

3.根据权利要求1所述的间位芳纶纱线的常压染色方法，其特征在于步骤B)中所述的阳离子改性剂为聚环氧氯丙烷胺化物。

4.根据权利要求1所述的间位芳纶纱线的常压染色方法，其特征在于步骤C)中所述的染色为酸性染料染色、活性染料染色或直接染料染色。

5.根据权利要求4所述的间位芳纶纱线的常压染色方法，其特征在于所述的酸性染料染色的染色工艺为：酸性染料2-10％(o.w.f)，pH5-6，电解质10-20g/L，浴比1∶15-20，染色温度为90-100℃，染色时间为40-60min，染色结束后水洗、皂煮、水洗和烘干。

6.根据权利要求4所述的间位芳纶纱线的常压染色方法，其特征在于所述的活性染料染色的染色工艺为：活性染料2-10％(o.w.f)，浴比1∶15-20，电解质30-40g/L，染色温度为60-90℃，染色时间为30-40min，染色结束后固色，固色结束后水洗、皂煮、水洗和烘干。

7.根据权利要求4所述的间位芳纶纱线的常压染色方法，其特征在于所述的直接染料染色的染色工艺为：直接染料2-10％(o.w.f)，pH6-7，电解质10-20g/L，浴比1∶15-20，染色温度为90-100℃，染色时间为40-60min，染色结束后水洗、皂煮、水洗和烘干。

8.根据权利要求5或7所述的间位芳纶纱线的常压染色方法，其特征在于所述的电解质为元明粉。

9.根据权利要求6所述的间位芳纶纱线的常压染色方法，其特征在于所述的活性染料的固色工艺为：固色碱剂10-30g/L，固色温度为60-90℃，固色时间30-60min。

10.根据权利要求9所述的间位芳纶纱线的常压染色方法，其特征在于所述的固色碱剂为纯碱。