CN103469628A - 一种聚醚型高亲水性聚酯纤维的染色方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种聚醚型高亲水性聚酯纤维的染色方法，采用分散染料对聚醚型高亲水性聚酯纤维进行染色。其特征在于，在用分散染料上染聚醚型高亲水性聚酯纤维时，染色温度为90~100℃，染色过程依次要进行染前处理、染色、染后处理等步骤，染前处理是用净洗剂和纯碱处理，染色是用分散染料加入醋酸后升温染色，染后处理是洗去浮色。聚醚型高亲水性聚酯纤维采用本发明方法进行染色，具有以下优点：1、深染性好；2、染色温度低；3、能源消耗低；4、染色后布面洁净；5、色泽鲜艳度、均匀度和色牢度好。<u/>

Description

一种聚醚型高亲水性聚酯纤维的染色方法

技术领域

本发明涉及聚酯纤维的染色方法，具体涉及一种聚醚型高亲水性聚酯纤维的染色方法。

背景技术

聚酯织物以强度高、易洗快干、尺寸稳定、免烫等优点，发展速度远远大于其他合成纤维，已经得到了广泛应用。但由于其结晶度和取向度高，染料分子不易进入纤维内部，这样聚酯纤维需要在高温高压条件下用分散染料进行染色，因而对染色设备和染色工艺提出了较高要求。虽然可以通过加入载体或膨化剂的方式来改善聚酯纤维的染色性能，但问题在于，大多数载体或膨化剂具有一定的毒性和较大气味，在生产安全和环保等方面存在一定危害。因而，对聚酯产品的改性研究一直受到人们的关注。

聚酯纤维染色性能的改进方法很多，通过共聚合技术来改善聚合物染色性能是目前主要的手段之一，从而使得聚酯纤维低温染色成为可能。中国专利CN102535299A公开了一种含共聚酯纤维织物的染色方法，据称该织物中共聚酯纤维的含量为10％～100％，在构成共聚酯的二元醇中，除了乙二醇结构单元外，还有少量带侧链且碳原子数为6以下的脂肪族二元醇和聚乙二醇，也可以是结构式为                                               

脂肪族二元醇结构单元，实现低温热熔染色法或饱和蒸汽染色法染色。中国专利CN101956278 B则公开了一种改性聚酯和羊毛混纺织物及其制备方法，改性聚酯大分子中有聚酰胺分子嵌段，酰胺基的存在使酸性染料可以对其进行染色，并且改变了纤维的结构，使得分散染料在常温下不需借助载体即可很好上染。这些方法均可在一定程度上实现聚酯纤维的低温染色，但染色过程与纤维结构有很大的关系，要实现改性聚酯纤维低温染得深色，并且具有较好的染色牢度，必须同时具备两个条件：1、聚酯纤维改性之后，其结晶度和取向度必须得到有效降低，染色时可及区获得增加，从而使染料更容易扩散进入纤维；2、在纤维中引入与染料有亲和力的基团种类和数量是很重要的，如羟基、氨基、酰胺基、磺酸基和羧基等，但上述这些聚酯纤维的改性方法没有很好地兼顾到这两点。

另一方面，目前尽管已经有很多利用通过改性聚酯达到改善聚酯纤维易染性的方法，但由于改性聚酯的制造成本较高，复合纺丝工艺复杂，产量低，这样改性聚酯纤维价格较高，因而限制了其发展和应用。例如一种酸性可染聚酯和该酸性可染聚酯及其纤维的制备方法(CN101450990B)，阳离子染料常压深染共聚酯及其制备方法(CN100413907C)，一种间苯二甲酸改性聚对苯二甲酸1,2-丙醇共聚酯的制备方法(CN101759844A) 等等。而专利CA102924701A中公开的方法，由于改性聚酯共聚时，山梨醇和聚乙二醇的添加量少，在保证改性效果的同时对聚合和聚酯品质影响较小；采用原位聚合的方法，避免由于亲水性、柔软性基团团聚引起的功能缺陷；并且该方法成本增加少，改性效果好，尤其适合于熔体直纺工艺，我们经过数次纺丝和染色试验，证实这是一种很有效的聚酯改性方法，因而该改性聚酯纤维是一种很有市场前景的改性聚酯纤维(以下这种纤维简称为聚醚型高亲水性聚酯纤维)。

发明内容

本发明的目的是公开一种聚醚型高亲水性聚酯纤维的染色方法，以满足未来工业化生产的需要。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种聚醚型高亲水性聚酯纤维的染色方法，包括如下步骤：

1）将聚醚型高亲水性聚酯纤维置于染色浴中，按照浴比为1:15~30的重量比加水后，加入聚醚型高亲水性聚酯纤维重量0.5~3%的去油净洗剂、0.5~3%的纯碱，升温到70~85℃，保温20~40min；

2）加入分散染料和醋酸，以2~4℃/min的速率升温到60℃后运转20~30min；分散染料的加入量根据配色需要确定，醋酸加入量为聚醚型高亲水性聚酯纤维重量的0.5~2%；

3）以1~2℃/min的速率升温到90~100℃，运转30~60min；

4）以2~4℃/min的速率下降到70~80℃后放水，清水洗涤；

5）去除浮色：按浴比1:15~30加水，加入皂洗剂，升温到50~80℃运转20~40min，清水洗涤。

以聚醚型高亲水性聚酯纤维重量计，分散染料的加入量为大于0至5%。

步骤3）中染浅中色时，染色温度为90℃；染中深色时，染色温度为100℃。

步骤5）中染浅中色时，加入聚醚型高亲水性聚酯纤维重量0~1%的皂洗剂，升温到50~70℃；染中深色时，加入聚醚型高亲水性聚酯纤维重量1~3%的皂洗剂，升温到60~80℃。

所述的去油净洗剂选自脂肪醇聚氧乙烯醚、聚氧乙烯酚醚或烷基酚聚氧乙烯醚；所述的皂洗剂选自聚丙烯酸钠盐或改性磷酸酯。 

术语“浅中色”、“ 中深色”在陈关龙《染色标准深度色卡》文献中，均有明确的定义。

所述的聚醚型高亲水性聚酯纤维，是将聚醚型高亲水性聚酯用熔体直纺工艺，经熔融纺丝、拉伸和后处理后，获得的单丝纤度为1～2.5dtex的纤维。所述的聚醚型高亲水性聚酯分子链中包含-COC₆H₄COOCH₂CH₂O-和

链段，且两种链段的数量比例为100：0.8～2.5；特性粘度为0.60～0.85g/dl，熔融温度为215～255℃，并且聚酯切片的表面接触角为55～65°。

所述的聚醚型高亲水性聚酯的制备方法包括如下步骤：

一、将对苯二甲酸与乙二醇按照1∶1.05～2.0的摩尔比进行混合，配制浆料；

二、将第一步所得的浆料加入酯化反应釜进行第一酯化反应，反应温度为225～250℃，反应时间为1～4h，釜内压力为0～0.4MPa。在副产物收集量达到理论值的85％～95％时，加入山梨醇和聚乙二醇，进行第二酯化反应，反应温度为240～260℃，常压的条件下反应，反应时间为0.5～1h。

三、完成第二酯化反应后，将所得的酯化物送进缩聚反应釜进行缩聚反应，制得聚醚型高亲水性聚酯。

所述的第二步中，山梨醇的加入量为第一步中所述的对苯二甲酸摩尔数的0.8～2.5％，聚乙二醇为PEG-2000或者PEG-4000，聚乙二醇的加入量为第一步中所述的对苯二甲酸摩尔数的0.08～0.2％。

所述的第二步中，在将第一步所得的浆料加入酯化反应釜进行第一酯化反应前，先将其与催化剂混合，所述的催化剂为钛酸四丁酯、三氧化二锑、醋酸锑中的一种或它们的组合物，催化剂的加入量为130～500ppm，基数为第一步中所述的对苯二甲酸的质量。

所述的第二步中，在将第一步所得的浆料加入酯化反应釜进行第一酯化反应前，先将其与热稳定剂和抗氧化剂混合。

所述的热稳定剂的加入量为第一步中所述的对苯二甲酸的0～0.02wt％，抗氧化剂的加入量为第一步中所述的对苯二甲酸的0～0.03wt％。

所述的抗氧化剂为抗氧化剂1010、抗氧化剂168 和抗氧化剂616 中的一种或两种以上的混合物；所述的热稳定剂为磷酸三甲酯、烷基磷酸二酯和三( 壬苯基) 亚磷酸酯中的一种或两种以上的混合物。

所述的第二步中，所述的副产物为水，在第一酯化反应过程中，通过分馏塔将水分离出来进行收集，用量筒测量收集量，根据反应式计算出理论值。

所述的第三步中，缩聚反应的温度保持在265～285℃，缩聚反应包括预缩聚反应和终缩聚反应，预缩聚反应时间为0.5～1.5h，终缩聚反应时间为1～2h。

所述的第三步中，在进行缩聚反应前，将缩聚反应釜抽真空以脱出小分子。

与现有技术相比，本发明具有如下突出的实质性特点和显著地优点：

1、染色效果好。由于聚醚型高亲水性聚酯纤维中含有山梨醇和聚乙二醇，这样在纤维的大分子链上增加了能与分散染料产生较强作用力的醚键和羟基，并且分散染料很容易扩散到纤维内部，因而该纤维采用本发明方法进行染色，不但深色染色性好，而且染色后色泽鲜艳度、均匀度和色牢度好。

2、染色条件要求低。由于聚醚型高亲水性聚酯聚合时添加了其它两种共聚单体，这样纤维结构变得更为松散，结晶度和取向度更低，染料扩散进入纤维变得更加容易，用分散染料染色时，可在常压下实现染色，不需要特殊的染色机械，因而本染色方法应用于聚醚型高亲水性聚酯纤维染色，具有染色设备要求低、能源消耗少和生产成本低的特点。

3、布面洁净，对纤维损伤小。改性聚酯中共聚的聚乙二醇链段是不耐高温的，染色温度过高往往会降低纤维的力学性能；同时，在高温高压条件下染色，会产生许多聚酯低聚物，它们不仅易附着在纤维表面，影响纤维的性能及外观质量，还极易附着在染色机内壁及管道中而难以清洗，而低温染色能够较好地缓解以上染色弊病，使纤维染色后的性能及外观质量大大提高。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步的说明，以下实施例中的皂洗剂可采用市售产品，如山东世龙化工有限公司和汽巴公司的产品；分散染料选自德司达公司牌号为Dianix（大爱尼克斯染料）中的商品染料；去油净洗剂可采用市售产品，如浙江传化股份有限公司和山东世龙化工有限公司的产品。

实施例1

聚醚型高亲水性聚酯切片的原料配比如下：

对苯二甲酸         1（mol）

乙二醇             1.5 （mol）

山梨醇             0.8（mol%，对PTA）

PEG-2000           0.15 （mol%，对PTA）

钛酸四丁酯         400ppm（对PTA）

抗氧化剂616        0.02wt％（对PTA）

磷酸三甲酯         0.01wt％（对PTA）

将对苯二甲酸与乙二醇按比例进行混合，配制浆料。将配制好的浆料与钛酸四丁酯、抗氧化剂616和磷酸三甲酯按比例混合后加入酯化反应釜进行第一酯化反应，第一酯化反应温度为235℃，反应的时间为3h，反应的相对压力为0.3MPa。通过分馏塔将副产物水分离出来进行收集，用量筒测量收集量，根据反应式计算出理论值，在水的收集量达到理论值的90％时，按比例加入山梨醇和聚乙二醇进行第二酯化反应，第二酯化反应温度为250℃，酯化反应时间为1h。完成酯化反应后，将酯化物输送至缩聚反应釜，进行预缩聚和终缩聚反应，缩聚反应的温度保持在270℃，预缩聚反应时间为1h，终缩聚反应时间为2h，制得聚醚高亲水性聚酯，采用常规方法制成切片。该高亲水性聚酯的分子链中包含-COC₆H₄COOCH₂CH₂O- 和

两种链段数量比例为100∶0.8；所述的高亲水性聚酯的特性粘度为0.65g/dl，熔融温度为220℃，聚酯切片的表面接触角为60°。

将亲水性聚酯切片利用常规聚酯纺丝设备，通过螺杆挤出进入纺丝组件，经过拉伸、后处理等获得单丝纤度为1.2dtex的聚醚型高亲水性聚酯纤维。

实施例2

原料：实施例1的聚醚型高亲水性聚酯纤维，织物为聚醚型高亲水性聚酯纤维纺织物，织物克重为220g/m²，平纹组织结构。

用下列方法将聚醚型高亲水性聚酯织物试样染浅红色。

整个染色过程包括依次进行染前处理、染色、染后处理等步骤。染前处理过程中，将制得的聚醚型高亲水性聚酯织物按浴比1:20加水后，加入去油净洗剂，加入量为织物重量的3.0%，纯碱3.0 %，升温到85℃，保温40min。将染前处理后的纤维以浴比1:20加水后，加入织物重量0.1%的Dianix Red E-FB，醋酸加入量为织物重量的0.7%。以2℃/min升温到60℃后运转30min。随后以1℃/min升温到90℃。在运转30min之后，以3℃/min下降到75℃后放水，清水洗2次。染后聚醚型高亲水性聚酯织物按浴比1:30加水，升温到70℃运转30min，之后清水洗2次，最后干燥被染织物或功能整理后干燥。

去油净洗剂、纯碱、分散染料和醋酸加入量均以聚醚型高亲水性聚酯织物的重量计。

检测以徐穆卿《印染试化验》一文、及国标GB/T 3920-2008、GB/T 3921.1～5-2008、GB/T 3922-1995和GB/T 8424.1～3-2001规定的方法进行，其结果为：染料上染率达到98%，色泽鲜艳、均匀，布面洁净，摩擦牢度和汗渍牢度均在4级或4级以上，皂洗牢度的原样变色3～4级，白布沾色达到4～5级。

实施例3

聚醚型高亲水性聚酯切片的原料配比如下：

对苯二甲酸           1（mol）

乙二醇               1.45 （mol）

山梨醇               2.0（mol%，对PTA）

PEG-4000             0.1 （mol%，对PTA）

醋酸锑               380ppm（对PTA）

抗氧化剂1010         0.01wt％（对PTA）

抗氧化剂168          0.005wt％（对PTA） 

三( 壬苯基) 亚磷酸酯  0.03wt％（对PTA）

采用实施例1相同的方法，制得单丝纤度为2dtex的聚醚型高亲水性聚酯纤维，织物为聚醚型高亲水性聚酯纤维纺织物，织物克重为220g/m²，平纹组织结构。

用下列方法将聚醚型高亲水性聚酯织物试样染蓝色。

整个染色过程包括依次进行染前处理、染色、染后处理等步骤。染前处理过程中，将制得的聚醚型高亲水性聚酯织物按浴比1:20加水后，加入去油净洗剂，加入量为织物重量的2.0%，纯碱1.5%，升温到80℃，保温30min。将染前处理后的织物以浴比1:20加水后，加入织物重量1%的Dianix Blue AC-E，醋酸加入量为1.0%。以3℃/min升温到60℃后运转25min。随后以1.5℃/min升温到90℃。在运转60min之后，以3℃/min下降到70℃后放水，清水洗2次。染后织物要进行染后处理去除浮色，按浴比1:30加水，加入皂片0.5%，升温到70℃运转30min，之后清水洗3次，最后干燥被染织物或功能整理后干燥。

去油净洗剂、纯碱、分散染料、醋酸和皂片加入量均以聚醚型高亲水性聚酯织物的重量计。

检测以徐穆卿《印染试化验》一文、及国标GB/T 3920－2008、GB/T 3921.1～5-2008、GB/T 3922-1995和GB/T 8424.1～3-2001规定的方法进行，其结果为：染料上染率达到97%，色泽鲜艳、均匀，布面洁净，摩擦牢度、皂洗牢度和汗渍牢度均不低于4级。

实施例4

原料：实施例1的纤维，单丝纤度为1.8dtex，织物为聚醚型高亲水性聚酯纤维纺织物，织物克重为220g/m2，平纹组织结构。

用下列方法将聚醚型高亲水性聚酯织物试样染中红色。

整个染色过程包括依次进行染前处理、染色、染后处理等步骤。染前处理过程中，将制得的聚醚型高亲水性聚酯织物按浴比1:20加水后，加入去油净洗剂，加入量为织物重量的1.0%，纯碱1.0%，升温到75℃，保温30min。将染前处理后的纤维以浴比1:20加水后，加入织物重量2.5%的Dianix Red E-FB，醋酸加入量为2.0%。以3℃/min升温到60℃后运转25min。随后以1.5℃/min升温到100℃。在运转50min之后，以3℃/min下降到80℃后放水，清水洗2次。染后织物要进行染后处理去除浮色，按浴比1:30加水，加入皂片1.5%，升温到70℃运转30min，之后清水洗3次，最后干燥被染织物或功能整理后干燥。

去油净洗剂、纯碱、分散染料、醋酸和皂片加入量均以聚醚型高亲水性聚酯织物的重量计。

检测以徐穆卿《印染试化验》一文、及国标GB/T 3920－2008、GB/T 3921.1～5-2008、GB/T 3922-1995和GB/T 8424.1～3-2001规定的方法进行，其结果为：染料上染率达到96%，色泽鲜艳、均匀，布面洁净，摩擦牢度、皂洗牢度和汗渍牢度均不低于4级。

实施例5

原料：实施例3的纤维，单丝纤度为2dtex，织物为聚醚型高亲水性聚酯纤维纺织物，织物克重为220g/m²，平纹组织结构。

用下列方法将聚醚型高亲水性聚酯织物试样染深黄色。

整个染色过程包括依次进行染前处理、染色、染后处理等步骤。染前处理过程中，将制得的聚醚型高亲水性聚酯按浴比1:20加水后，加入去油净洗剂，加入量为织物重量的1.0%，纯碱0.5%，升温到70℃，保温30min。将染前处理后的织物以浴比1:20加水后，加入织物重量4.5%的Dianix Yellow AC-E和0.5% 的Dianix Red E-FB，醋酸加入量为2.0%。以3℃/min升温到60℃后运转20min。随后以2℃/min升温到100℃。在运转60min之后，以3℃/min下降到80℃后放水，清水洗2次。染后织物要进行染后处理去除浮色，按浴比1:30加水，加入皂片3.0%，升温到80℃运转30min，之后清水洗3次，最后干燥被染织物或功能整理后干燥。

去油净洗剂、纯碱、分散染料、醋酸和皂片加入量均以聚醚型高亲水性聚酯织物的重量计。

检测以徐穆卿《印染试化验》一文、及国标GB/T 3920－2008、GB/T 3921.1～5-2008、GB/T 3922-1995和GB/T 8424.1～3-2001规定的方法进行，其结果为：染料上染率达到92%，色泽鲜艳、均匀，布面洁净，摩擦牢度、皂洗牢度和汗渍牢度均不低于3~4级。 

Claims (6)

1.一种聚醚型高亲水性聚酯纤维的染色方法，其特征在于，包括如下步骤：

1）将聚醚型高亲水性聚酯纤维置于染色浴中，按照浴比为1:15~30的重量比加水后，加入聚醚型高亲水性聚酯纤维重量0.5~3%的去油净洗剂、0.5~3%的纯碱，升温到70~85℃，保温20~40min；

2）加入分散染料和醋酸，以2~4℃/min的速率升温到60℃后运转20~30min；分散染料的加入量根据配色需要确定，醋酸加入量为聚醚型高亲水性聚酯纤维重量的0.5~2%；

3）以1~2℃/min的速率升温到90~100℃，运转30~60min；

4）以2~4℃/min的速率下降到70~80℃后放水，清水洗涤；

5）去除浮色：按浴比1:15~30加水，加入皂洗剂，升温到50~80℃运转20~40min，清水洗涤。

2.根据权利要求1所述的聚醚型高亲水性聚酯纤维的染色方法，其特征在于，以聚醚型高亲水性聚酯纤维重量计，分散染料的加入量为大于0至5%。

3.根据权利要求1所述的聚醚型高亲水性聚酯纤维的染色方法，其特征在于，步骤3）中染浅中色时，染色温度为90℃；染中深色时，染色温度为100℃。

4.根据权利要求1所述的聚醚型高亲水性聚酯纤维的染色方法，其特征在于，步骤5）中染浅中色时，加入聚醚型高亲水性聚酯纤维重量0~1%的皂洗剂，升温到50~70℃；染中深色时，加入聚醚型高亲水性聚酯纤维重量1~3%的皂洗剂，升温到60~80℃。

5.根据权利要求1所述的聚醚型高亲水性聚酯纤维的染色方法，其特征在于，所述的去油净洗剂选自脂肪醇聚氧乙烯醚、聚氧乙烯酚醚或烷基酚聚氧乙烯醚；所述的皂洗剂选自聚丙烯酸钠盐或改性磷酸酯。 

6.根据权利要求1~5任一项所述的聚醚型高亲水性聚酯纤维的染色方法，其特征在于，所述的聚醚型高亲水性聚酯纤维，是将聚醚型高亲水性聚酯用熔体直纺工艺，经熔融纺丝、拉伸和后处理后，获得的单丝纤度为1～2.5dtex的纤维；聚醚型高亲水性聚酯的分子链中包含-COC₆H₄COOCH₂CH₂O- 和                                               

链段，且两种链段的数量比例为100：0.8～2.5；特性粘度为0.60～0.85g/dl，熔融温度为215～255℃，并且聚酯切片的表面接触角为55～65°。