CN102864514B - 一种用于腈纶湿法纺丝的着色方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及制造假发纤维的染色方法，特别涉及一种用于湿法纺丝的分步着色方法，纺丝的原料主体为聚丙烯腈，所述的着色方法由以下步骤组成，i.采用控制升温法将所述的聚丙烯腈进行阳离子染色，温度范围在50~100℃内，得到预染色聚丙烯腈混合物，ii.将经过上述步骤处理的预染色聚丙烯腈混合物进行原液着色，原液着色采用的颜料色浆占预染色丙烯腈重量的0.8~5%，本发明使用的着色方法，可以实现对染料与颜料的充分利用，可以较理想的制备出颜色艳丽、色谱广、上色容易、不易脱落的纤维。

Description

一种用于腈纶湿法纺丝的着色方法

[技术领域]

本发明涉及制造假发纤维的染色方法，特别涉及一种用于湿法纺丝的分步着色方法。

[背景技术]

随着社会的不断发展，假发日渐成为人们对时尚潮流和对美的一种追求。作为假发原材料的改性聚丙烯腈纤维，具有较好的弹性、平滑性，常被用作假发原材料。

目前，对于腈纶的染色方法分为原液着色和凝胶着色，原液着色是指在聚合加工过程中或过程后，在纺丝前加入着色剂，均匀分散在色浆体系中，制得有色纤维的生产方法，具有效果优越、工艺简单、对设备要求低、等优点，但着色剂使用颜料具有颜色不鲜艳，色谱较少的缺陷，而使用染料颜色鲜艳，但与聚合物结合不强，导致染色牢度不高的问题。凝胶着色是腈纶特有的一种着色法，但是这种方法为纺后湿丝束染色法，成本投入高，操作步骤多且复杂，容易产生工业污水，且用凝胶着色法染色会产生染色不均匀，容易产生色花，用该方法制备的纤维，耐晒耐候性能都不好。

英国专利BP1,099,336公开了将无机颜料、溶剂DMF和分散剂、三乙醇胺或对苯撑二胺混合在一起，在球磨机中研磨，得到微细颗粒的颜料，与丙烯腈聚合物原液混合后，纺丝得到纤维，但该方法制备的纤维颜色不够鲜艳，不能作为假发丝着色方法使用；中国专利CN1465758A，介绍了一种用于原液着色法生产有色腈纶的着色剂的制备方法，选取了NaSCN水溶液，但是具有添加量大、颜料浓度低以及与改性腈纶的相容性不佳等缺点，且用NaSCN水溶液作溶剂，只能用于NaSCN法的湿法纺丝体系。中国专利CN1051118C公开了一种尼龙纤维的染色方法，该方法使用染料将尼龙纤维浸渍于其中，多次染色制得，但该方法存在染色不牢及染色不易均匀，且工序繁杂的缺陷。

[发明内容]

本发明的目的是针对上述不足，提供一种用于湿法纺丝的着色方法，该方法能对染料与颜料的特点取长补短，使制得的纤维颜色鲜艳、色谱广、颜色牢度高、染色均匀稳定的优势，用该工艺对纤维染色制成的发制品，颜色逼真似人发，且经久耐用，达到仿真的效果。

为实现上述目的，设计一种用于腈纶湿法纺丝的着色方法，纺丝的原料主体为聚丙烯腈，所述的着色方法由以下步骤组成，

i.采用控制升温法将所述的聚丙烯腈原料 进行低温阳离子染色，温度范围在50~100℃内，得到预染色聚丙烯腈混合物，

ii.制备聚丙烯腈原液着色色浆，

ⅲ.将所述的预染色聚丙烯腈混合物进行原液着色，色浆占预染色丙烯腈重量的0.8~5%，制备有色改性聚丙烯腈纺丝液，随后采用湿法纺丝工艺纺丝制得有色聚丙烯腈纤维。

本发明的着色方法还有下述优化方案：

所述的控制升温法优选由以下步骤组成，

a.染色起始温度为50~80℃，升温至80~90℃保温染色15~60min, 升温速率优选为0.5~2℃/min，

b.升温至90~100℃保温染色20~60min，步骤b的升温速率优选为0.1~1℃/min，

c.升温至100℃后沸染45~60min，

d.降温至50℃。

所述的阳离子染色的染浴由占染浴重量百分比0.01%~5%的阳离子染料、0.5~2%的浓度为98%的乙酸、0.05~1%的均染剂（平平加-O）、92%~99.44%的去离子水配制成PH在6.0～7.0的染浴。

所述的预染色聚丙烯腈混合物最好经过水洗，并于80～110℃烘箱烘干待用。

所述制备聚丙烯腈原液着色色浆优选采用下述方法，

1）将占原液着色色浆0.3～8w%的分散剂、0.2～4w%的助剂加入搅拌釜，加入73～85w%的溶剂，500～1500RPM搅拌，至分散剂完全溶解；

2）精确称取占原液着色色浆10～15w%的颜料，缓慢加入搅拌釜。定时20～50min定速2000～2500RPM搅拌。搅拌完成后溶液的外观应呈现粘稠的有光泽的膏状物；

3）加入占原液着色色浆150～200 w%合适规格的锆球，换砂磨轮继续定时20～50min，定速2000～2500RPM搅拌。同时研磨体系的外加套要通恒温（20℃）冷却水。直至研磨完成；

4）研磨完成后加入固含量一定的聚丙烯腈，使聚丙烯腈固体物含量占色浆4.5～7 w%，其作用是聚合物能对颜料分子产生一种支撑力，使色浆体系能够长时间的均一稳定存在.同时可以有效防止颜料的团聚现象。显微观察颜料分子粒径控制在0.5～1μm；

5）用专用的过滤设备对研磨的色浆溶液进行过滤，使过滤得到颜料分子颗粒控制在生产需要的范围内。

所述的分散剂为聚氨酯高分子分散剂、丙烯酸酯高分子分散剂或碳酸酯高分子分散剂中的一种或多种。

所述颜料采用炭黑或有机颜料。炭黑的浓度优选10～25wt%，有机颜料浓度优选8～30wt%，有机颜料中优选酞菁类颜料，酞菁类颜料浓度优选10～20wt%。

所述的颜料溶剂为二甲基酰胺、二甲基乙酰胺或二甲基亚砜。

所述助剂优选为防沉剂或消光剂或其组合。防尘剂采用气相二氧化硅或改性氢化蓖麻油或改性聚脲的N一甲基吡咯烷酮溶液；所述消光剂采用超细二氧化硅或滑石粉或二氧化钛。

在所述的步骤iii中所述的混合在搅拌釜中完成，优选搅拌转速2000～2500RPM，搅拌时间30～50min充分分散均匀。水浴温度优选50～65℃，静止脱泡，既可得到相应的有色纺丝液。

最后，采用湿法纺丝工艺经纺丝凝固、拉伸和热处理等工序后，制得颜色均匀、稳定、色泽鲜艳的改性聚丙烯腈假发丝。

本发明使用的着色方法，可以实现对染料与颜料的充分利用。单一使用染料，由于染料染色的方法工艺操作繁琐、且上染不均匀，与聚合物结合不牢固；颜料单一使用，颜色不够鲜艳，色谱较少，两种同时使用，可以较理想的制备出颜色艳丽、色谱广、上色容易、不易脱落等优势。

[具体实施方式]

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，对本发明进行进一步详细说明。本申请中的生产设备都是本领域的常用设备，应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

将下述物料按重量比，阳离子染料0.01%、乙酸（浓度98%）0.5%、匀染剂平平加-O（即Peregal-O, 脂肪醇聚氧乙烯醚）0.05%，去离子水99.44%，配制成PH在6.0的染浴待用；将改性聚丙烯腈原料浸渍于上述染浴中，采用控制升温法染色，染色起始温度设为50℃，以0.5℃/min的升温速率升温至80℃，保温染色15min，然后以0.1℃/min的速率升温至90℃，保温染色20min，升温至100℃后沸染45min，最后在20min内缓慢降至50℃，将浸染得到的改性聚丙烯腈原料取出，经水洗后于80℃烘箱烘干待用。

将含量在0.3 w%的聚氨酯型高分子分散剂、0.1w%的防尘剂气相二氧化硅和0.1w%的消光剂超细二氧化硅加入搅拌釜，加入73w%的溶剂二甲基甲酰胺（DMF），500RPM搅拌,至分散剂完全溶解；精确称取颜料炭黑10w%，缓慢加入搅拌釜。定时20min定速2000RPM搅拌；加入色浆150w%合适规格（本领域的技术人员可以根据自己的需要进行选择）的锆球，换砂磨轮继续定时20min，定速2000RPM搅拌。同时研磨体系的外加套要通恒温（20℃）冷却水；研磨完成后加入固含量20wt%的聚丙烯腈，使聚丙烯腈固体物含量占色浆4.5 w%，颜料分子粒径控制在0.5μm。

将研磨好的色浆0.8～5wt%加入到经染色处理的改性聚丙烯腈溶液中，使色浆总固中总颜料的W%达到0.5w%。定速2000RPM定时30min充分分散均匀。水浴50℃静止脱泡，既可得到相应的有色纺丝液。最后，采用湿法纺丝工艺经纺丝凝固、拉伸和热处理等工序后，制得颜色均匀、稳定、色泽鲜艳的改性聚丙烯腈假发丝，经纺织品色牢度试验耐洗色牢度试验，纤维色牢度≥8。

实施例2

将下述物料按重量比，阳离子染料2%、乙酸（98%）1%、匀染剂平平加-O 0. 5%，去离子水96.5%，配制成PH在6.5的染浴待用；将改性聚丙烯腈原料浸渍于上述染浴中，采用控制升温法染色，染色起始温度设为70℃，以1℃/min的升温速率升温至85℃，保温染色30min，然后以0.5℃/min的速率升温至95℃，保温染色30min，升温至100℃后沸染50min，最后在25min内缓慢降至50℃，将浸染得到的改性聚丙烯腈原料取出，经水洗后于95℃烘箱烘干待用。

将含量在3 w%的聚氨酯型高分子分散剂、0.5w%的防尘剂改性氢化蓖麻油和1w%的消光剂滑石粉加入搅拌釜，加入80w%的溶剂二甲基乙酰胺（DMAC），1000RPM搅拌,至分散剂完全溶解；精确称取颜料有机颜料12w%，缓慢加入搅拌釜。定时30min定速2300RPM搅拌；加入色浆180w%合适规格的锆球，换砂磨轮继续定时30min，定速2300RPM搅拌。同时研磨体系的外加套要通恒温（20℃）冷却水；研磨完成后加入固含量20wt%的聚丙烯腈，使聚丙烯腈固体物含量占色浆6 w%，颜料分子粒径控制在0.8μm。

将研磨好的色浆2wt%加入到经染色处理的改性聚丙烯腈溶液中，使色浆总固中总颜料的W%达到2.5w%。定速2000RPM定时40min充分分散均匀。水浴60℃静止脱泡，既可得到相应的有色纺丝液。最后，采用湿法纺丝工艺经纺丝凝固、拉伸和热处理等工序后，制得颜色均匀、稳定、色泽鲜艳的改性聚丙烯腈假发丝，经纺织品色牢度试验耐洗色牢度试验，纤维色牢度≥8。

实施例3

将下述物料按重量比，阳离子染料5%、乙酸（98%）2%、匀染剂平平加-O2%，去离子水92%，配制成PH在7的染浴待用；将改性聚丙烯腈原料浸渍于上述染浴中，采用控制升温法染色，染色起始温度设为80℃，以2℃/min的升温速率升温至90℃，保温染色60min，然后以1℃/min的速率升温至95℃，保温染色60min，升温至100℃后沸染60min，最后在30min内缓慢降至50℃，将浸染得到的改性聚丙烯腈原料取出，经水洗后于110℃烘箱烘干待用。

将含量在8 w%的聚氨酯型高分子分散剂、2w%的防尘剂改性聚脲的N一甲基吡咯烷酮溶液和2w%的消光剂二氧化钛加入搅拌釜，加入73w%的溶剂二甲基亚砜（DMSO），1500RPM搅拌,至分散剂完全溶解；精确称取颜料有机颜料15w%，缓慢加入搅拌釜。定时50min定速2500RPM搅拌；加入色浆200w%合适规格的锆球，换砂磨轮继续定时50min，定速2500RPM搅拌。同时研磨体系的外加套要通恒温（20℃）冷却水；研磨完成后加入固含量20wt%的聚丙烯腈，使聚丙烯腈固体物含量占色浆7 w%，颜料分子粒径控制在1μm。

将研磨好的色浆2wt%加入到经染色处理的改性聚丙烯腈溶液中，使色浆总固中总颜料的W%达到4.5w%。定速2500RPM定时50min充分分散均匀。水浴65℃静止脱泡，既可得到相应的有色纺丝液。最后，采用湿法纺丝工艺经纺丝凝固、拉伸和热处理等工序后，制得颜色均匀、稳定、色泽鲜艳的改性聚丙烯腈假发丝，经纺织品色牢度试验耐洗色牢度试验，纤维色牢度≥8。

Claims (5)

1.一种用于腈纶湿法纺丝的着色方法，纺丝的原料主体为聚丙烯腈，其特征在于所述的着色方法由以下步骤组成， 

i.采用控制升温法将所述的聚丙烯腈进行低温阳离子染色，温度范围在50～100℃内，得到预染色聚丙烯腈混合物， 

ii.制备聚丙烯腈原液着色色浆， 

ⅲ.将所述的预染色聚丙烯腈混合物进行原液着色，所述原液着色色浆占预染色聚丙烯腈重量的0.8～5%； 

所述的控制升温法由以下步骤组成， 

a.染色起始温度为50～80℃，升温至80～90℃保温染色15～60min, 

b.升温至90～100℃保温染色20～60min， 

c.升温至100℃后沸染45～60min， 

d.降温至50℃； 

步骤（a）的升温速率为0.5～2℃/min，步骤（b）的升温速率为0.1～1℃/min； 

所述的阳离子染色的染浴由占染浴重量百分比0.01%～5%的阳离子染料、0.5～2%的浓度为98%的乙酸、0.05～1%的均染剂、92%～99.44%的去离子水组成。 

2.如权利要求1所述的着色方法，其特征在于所述的制备聚丙烯腈原液着色色浆由以下步骤组成， 

1）将占原液着色色浆0.3～8w%的分散剂、0.2～4w%的助剂加入搅拌釜，加入73～85w%的溶剂，500～1500RPM搅拌，至分散剂完全溶解， 

2）称取占原液着色色浆10～15w%的颜料，缓慢加入搅拌釜，定时20～50min定速2000～2500RPM搅拌，搅拌完成后溶液的外观应呈现粘稠的有光泽的膏状物， 

3）加入占原液着色色浆150～200w%合适规格的锆球，换砂磨轮继续定时20～50min，定速2000～2500RPM搅拌，同时研磨体系的外加套要通恒温20℃冷却水，直至研磨完成， 

4）研磨完成后加入固含量一定的聚丙烯腈，使聚丙烯腈固体物含量占色浆4.5～7w%，显微观察颜料分子粒径控制在0.5～1μm， 

5）用过滤设备对研磨的色浆溶液进行过滤，使过滤得到颜料分子颗粒控制在生产需要的范围内。 

3.如权利要求2所述的着色方法，其特征在于所述的分散剂为聚氨酯分散剂、丙烯酸酯分散剂或碳酸酯分散剂中的一种或多种。 

4.如权利要求2所述的着色方法，其特征在于所述的颜料为炭黑颜料或酞菁类颜料。 

5.如权利要求2所述的着色方法，其特征在于所述的颜料溶剂为二甲基酰胺、二甲基乙酰胺或二甲基亚砜。