CN105421116A - 一种聚丙烯腈纤维的直接染料染色方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及提供一种聚丙烯腈纤维的直接染料染色方法。其特征在于该染色方法主要由四个步骤组成，首先使用盐酸羟胺对聚丙烯腈纤维进行改性，然后使用直接染料对改性聚丙烯腈纤维进行染色。所述盐酸羟胺水溶液0.10-0.80mol/L，pH为5.0-6.0，直接染料可为直接黄R、直接红GB或直接耐晒黑G等纺织染料。该染色方法用于聚丙烯腈纤维的染色处理，能够使得聚丙烯腈纤维具有鲜艳的颜色。本发明所述染色方法用于聚丙烯腈纤维的染色，其成品颜色鲜艳而均匀，色谱齐全，牢度好，工艺简单，有利于工业推广。同时，本发明所述聚丙烯腈纤维可以是纱线、绒线、机织物、针织物和无纺布。
Description
技术领域
本发明涉及纤维染色方法，具体为一种聚丙烯腈纤维的直接染料染色方法。
背景技术
聚丙烯腈(PAN)纤维是世界上三大合成纤维之一，具有良好的弹性、蓬松性和耐光耐气候性，而且易于洗涤，拉伸强度和牢度良好。另一方面，其保暖性可以与羊毛相媲美，可广泛用于替代羊毛制成膨体绒线、腈纶毛毯和腈纶地毯等，故有“合成羊毛”之称。因此，自上世纪五十年代聚丙烯腈纤维实现工业化生产以来，它就被广泛应用于纺织服装行业，并已成为服用合成纤维中不可或缺的一份子，而且在军事工业、医疗卫生方面的应用也在日益扩大。目前，我国生产的聚丙烯腈由于受技术的限制，差不多所有的产品都是碱性染料等阳离子染料可染纤维，对于直接染料等阴离子染料几乎没有可染性。虽然阳离子染料对聚丙烯腈纤维的亲和力较好，但是其色谱较少，且一般阳离子染料在聚丙烯腈纤维上的移染性很差，一旦造成上染不均就很难通过移染的方法来补救，在染淡色时，问题更为突出。因此，为了防止染色染花，达到染色均匀的目的，还需要加入各种助剂。而且在染色牢度上，阳离子染料染聚丙烯腈纤维的耐升华牢度并不好。因此，我们必须开发新的染色工艺，寻找一个效率高，耗能低，工艺简单的聚丙烯腈纤维染色工艺。而直接染料种类繁多，色谱齐全，不需使用匀染剂，染色技术简单，而且染色品色彩风格与阳离子染料迥然不同，目前国内外关于聚丙烯腈纤维的直接染料染色技术还未有相关研究报告。因此本发明的目的就是提供一种聚丙烯腈纤维的直接染料染色方法。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明拟解决的技术问题是：提供一种聚丙烯腈纤维的直接染料染色方法。该染色方法用于聚丙烯腈纤维的染色处理，能够有效地使聚丙烯腈纤维具有鲜艳的颜色。本发明所述染色方法用于聚丙烯腈纤维的染色处理，其成品表面染色均匀，颜色鲜艳，色相和深度可控，染色牢度优良，工艺简单，生产成本不高，有利于工业推广。
本发明解决所述催化剂技术问题的技术方案是：设计一种聚丙烯腈纤维的直接染料染色方法，其采用下述工艺处理：
1.聚丙烯腈纤维的预处理：在50℃和搅拌条件下，首先使用含有浓度为2.0g/L的阴离子表面活性剂水溶液洗涤处理聚丙烯腈纤维30分钟后取出水洗烘干；
2.聚丙烯腈纤维的表面改性：精确称量规定重量的所述预处理的聚丙烯腈纤维，浸入浓度为0.10-0.80mol/L的盐酸羟胺水溶液中，其中聚丙烯睛纤维重量(克)与盐酸轻胺水溶液的体积(毫升)之比为1∶50，然后使用氢氧化钠将混合物水溶液的pH值调至5.5-6.0，在70℃和搅拌条件下进行偕胺肪改性反应1.5-2.5小时，反应后将改性的聚丙烯腈纤维取出，使用蒸馏水洗涤5次后烘干备用并计算其增重率；
3.染液的配制：在50℃将直接黄R、直接红GB或直接耐晒黑G等直接染料的溶于蒸馏水中，充分搅拌静置5小时后过滤，使之形成不同颜色的染液，其中染料的浓度为0.4g/L。
4.染色工艺：将上述直接染料染液和经前处理的改性聚丙烯腈纤维置于常温染色机中，保持浴比(纤维重量(克)和有机染液体积(毫升)之比)为1∶50。然后以5℃/min的速度升温至40-100℃后加入氯化钠并使其浓度为0-40g/L，并在此温度进行染色40分钟。染色后将其取出并进行热水洗3次和冷水洗2次得到聚丙烯腈纤维染色样品；
与现有技术相比，该染色方法用于改性聚丙烯腈纤维的染色时可以使得多种不同颜色的直接染料上染到纤维表面。例如当选用直接黄R时可以得到黄色，选用直接红GB时可以得到红色，选用直接耐晒黑G时可以得到黑色。当将两种不同种类的染料进行拼混染色时根据其不同比例可以得到一系列不同颜色。另外，纤维的染色深度可以通过改性聚丙烯腈纤维的增重率、染液中染料浓度和氯化钠的浓度进行调节，能够得到一系列从浅至深的颜色。更为重要的是，所述直接染料色谱齐全，上染料率高，染色改性聚丙烯腈纤维不仅具有鲜艳颜色，而且还具有优良的耐水洗和湿处理牢度，能够满足日常应用的各种需要。
附图说明
图1是本发明所述三种不同颜色的直接染料染色不同增重率改性聚丙烯腈纤维的最大吸收波长处的表面深度(K/Smax)，可以从它们的表面深度(K/S)曲线图中求得。其中氯化钠浓度为20g/L，染色温度为98℃。
图2是本发明所述不同温度下三种不同颜色的直接染料染色聚丙烯腈纤维的最大吸收波长处的表面深度(K/Smax)，其中改性聚丙烯腈纤维的增重率为10.1％，氯化钠浓度为20g/L。
图3是本发明所述不同氯化钠浓度下三种不同颜色的直接染料染色聚丙烯腈纤维的最大吸收波长处的表面深度(K/Smax)。其中改性聚丙烯腈纤维的增重率为10.1％左右，染色温度为98℃。
具体实施方式
提供一种使用常用直接染料对聚丙烯腈纤维进行染色的方法。其特征在于该染色方法主要由四个步骤组成，首先使用盐酸羟胺对聚丙烯腈纤维进行改性，然后使用直接染料对改性聚丙烯腈纤维进行染色。所述盐酸羟胺水溶液0.10-0.80mol/L，pH为5.0-6.0，直接染料可为直接黄R、直接红GB或直接耐晒黑G等纺织染料。该染色方法用于聚丙烯腈纤维的染色处理，能够使得聚丙烯腈纤维具有鲜艳的颜色。本发明所述染色方法用于聚丙烯腈纤维的染色，其成品颜色鲜艳而均匀，牢度好，工艺简单，有利于工业推广。同时，本发明所述聚丙烯腈纤维可以是纱线、绒线、机织物、针织物和无纺布。
使用该染色方法对聚丙烯腈纤维进行染色时，两种不同种类的染料进行拼混染色时根据其不同比例可以得到一系列不同颜色。另外，纤维的染色深度可以通过改性聚丙烯腈纤维的增重率、染液中染料浓度和氯化钠的浓度进行调节，能够得到一系列从浅至深的颜色。更为重要的是，所述直接染料色谱齐全，上染料率高，染色聚丙烯腈纤维不仅具有鲜艳颜色，而且还具有优良的耐水洗和湿处理牢度，能够满足日常应用的各种需要。
由图1可看出，直接黄R、直接红GB或直接耐晒黑G的染色试样K/Smax值均是随着改性聚丙烯腈纤维增重率的增加而增大，并在其增大至10％后达到最大值，然后又随着增重率的增加呈下降趋势，这表明在直接染料的染色实验中，改性聚丙烯腈纤维的增重率最佳值为10％左右。由图2可知，三种直接染料的染色试样K/Smax值均是随着染色温度的提高而增大，在100℃的条件下染色获得的K/Smax值要比在40℃时的高很多，这表明温度的升高有利于染料分子的上染。而图3则表明，在氯化钠浓度较低时，三种直接染料的染色纤维试样的K/Smax值随着氯化钠浓度的增加呈上升趋势，但是当其达到20g/L后，纤维试样的K/Smax值不再增加，反而随着氯化钠浓度的增加而有所下降。这是由于氯化纳等盐可以降低或克服纤维上染过程中纤维上的电荷对染料色素离子的库伦斥力，从而增进直接染料的上染。但是如果盐的浓度过高，会使染料分子在染液中发生聚集，从而阻止染料的上染。因此，当浓度为20g/L时氯化钠对其直接染料的染色过程具有明显的促染作用。
下面介绍本发明的具体实施例，但本发明权利要求不受这些具体实施例的限制。
实施例1
1.聚丙烯腈纤维绒线的预处理：在50℃和搅拌条件下，首先使用含有浓度为2.0g/L的阴离子表面活性剂水溶液洗涤处理聚丙烯腈纤维绒线30分钟后取出水洗烘干；
2.聚丙烯腈纤维绒线的表面改性：精确称量规定重量的所述预处理的聚丙烯腈纤维绒线，浸入浓度为0.40mol/L的盐酸羟胺水溶液中，其中聚丙烯睛纤维绒线重量(克)与盐酸轻胺水溶液的体积(毫升)之比为1∶50，然后使用氢氧化钠将混合物水溶液的pH值调至5.5-6.0，在70℃和搅拌条件下进行偕胺肪改性反应2.5小时，反应后将改性的聚丙烯腈纤维绒线取出，使用蒸馏水洗涤5次后烘干备用并计算其增重率；
3.染液的配制：在50℃将染料直接黄R的溶于蒸馏水中，充分搅拌静置5小时后过滤，使之形成不同颜色的染液，其中染料的浓度为0.4g/L。
4.染色工艺：将上述直接染料染液和经前处理的改性聚丙烯腈纤维绒线置于常温染色机中，保持浴比(纤维重量(克)和有机染液体积(毫升)之比)为1∶50。然后以5℃/min的速度升温至100℃后加入氯化钠并使其浓度为20g/L，并在此温度进行染色40分钟。染色后将其取出并进行热水洗3次和冷水洗2次得到聚丙烯腈纤维绒线染色样品简记为样品1#。
实施例2
1.工艺与实施例1中的步骤1相同。
2.盐酸羟胺的浓度设定为0.60mol/L，偕胺肪改性反应2.0小时，其余工艺与实施例1中的步骤2相同。
3.所述染液染料为直接红GB，其余同实施例1中的步骤3。
4.工艺与实施例1中的步骤4相同，得到聚丙烯腈纤维绒线染色样品简记为样品2#。
实施例3
1.工艺与实施例1中的步骤1相同。
2.盐酸羟胺的浓度设定为0.80mol/L，偕胺肪改性反应1.5小时，其余工艺与实施例1中的步骤2相同。
3.所述染液染料为直接耐晒黑G，其余同实施例1中的步骤3。
4.工艺与实施例1中的步骤4相同，得到聚丙烯腈纤维绒线染色样品简记为样品3#。
为考察聚丙烯腈纤维绒线的直接染料染色牢度，选取三种实施例中聚丙烯腈纤维绒线染色试样，参照国标GB/T3921.1-5-1997《纺织品-色牢度试验-耐洗色牢度》，使用皂洗牢度测试机对染色试样的褪色牢度和沾色牢度进行测定和评级，结果见表1所示。
表1聚丙烯腈纤维绒线的直接染料染色牢度评定
从表1可以看出，使用直接染料染色的三种聚丙烯腈纤维绒线褪色牢度和沾色牢度均可达到4～5级或以上，这表明具有优良的耐水洗和湿处理牢度，能够满足日常应用的各种需要。
Claims (5)
1.一种聚丙烯腈纤维的直接染料染色方法。其特征在于该染色方法主要由四个步骤组成，首先使用盐酸羟胺对聚丙烯腈纤维进行改性，然后使用直接染料对改性聚丙烯腈纤维进行染色。
2.根据权利要求1所述的一种聚丙烯腈纤维的直接染料染色方法，其特征在于所述盐酸羟胺水溶液0.10-0.80mol/L，pH为5.0-6.0。
3.根据权利要求1所述的一种聚丙烯腈纤维的直接染料染色方法，其特征在于所述直接染料可为直接黄R、直接红GB或直接耐晒黑G等纺织染料。
4.根据权利要求1所述的一种聚丙烯腈纤维的直接染料染色方法，其特征在于所述直接染料浓度为0.4g/L，染色温度为40-100℃。
5.一种权利要求1-4任一项所述的一种聚丙烯腈纤维的直接染料染色方法，其采用下述工艺：
步骤1.聚丙烯腈纤维的预处理：在50℃和搅拌条件下，首先使用含有浓度为2.0g/L的阴离子表面活性剂水溶液洗涤处理聚丙烯腈纤维30分钟后取出水洗烘干；
步骤2.聚丙烯腈纤维的表面改性：精确称量规定重量的所述预处理的聚丙烯腈纤维，浸入浓度为0.10-0.80mol/L的盐酸羟胺水溶液中，其中聚丙烯睛纤维重量(克)与盐酸轻胺水溶液的体积(毫升)之比为1∶50，然后使用氢氧化钠将混合物水溶液的pH值调至5.5-6.0，在70℃和搅拌条件下进行偕胺肪改性反应1.5-2.5小时，反应后将改性的聚丙烯腈纤维取出，使用蒸馏水洗涤5次后烘干备用并计算其增重率；
步骤3.染液的配制：在50℃将直接黄R、直接红GB或直接耐晒黑G等直接染料的溶于蒸馏水中，充分搅拌静置5小时后过滤，使之形成不同颜色的染液，其中染料的浓度为0.4g/L。
步骤4.染色工艺：将上述直接染料染液和经前处理的改性聚丙烯腈纤维置于常温染色机中，保持浴比(纤维重量(克)和有机染液体积(毫升)之比)为1∶50。然后以5℃/min的速度升温至40-100℃后加入氯化钠并使其浓度为0-40g/L，并在此温度进行染色40分钟。染色后将其取出并进行热水洗3次和冷水洗2次得到聚丙烯腈纤维染色样品。
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|---|---|---|---|---|
| CN115353675A (zh) * | 2022-10-21 | 2022-11-18 | 河北腾跃铁路装备股份有限公司 | 一种高强度的闸瓦材料及其制备方法 |
| US11946173B2 (en) | 2020-05-20 | 2024-04-02 | Glen Raven, Inc. | Yarns and fabrics including modacrylic fibers |
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Application publication date: 20160323 |
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