CN105908528B - 一种pla/phbv混纺丝低温染色方法 - Google Patents

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Abstract

一种PLA/PHBV混纺丝低温染色方法，步骤包括：将PLA/PHBV混纺丝放于60‑90℃的去离子水润湿、清洗15‑30min；取混纺丝重0.5％‑2％的分散染料，将分散染料溶解于去离子水中构成染液，将混纺丝放入染液中，浴比20‑30：1进行染色，首先将染液的温度以2‑4℃/min升温至65‑75℃，1‑2℃/min升温至90℃‑100℃，保温40‑60min；再以3‑5℃/min降温至50℃取出混纺丝；将混纺丝进行还原清洗，还原清洗液为：保险粉0.5‑1g/L，无水碳酸钠0.5‑1g/L；还原清洗液的温度为75‑90℃，浴比为20‑30：1，还原清洗的时间为20‑30min。本发明解决了PLA/PHBV混纺丝低温染色。具有节约能源，降低生产成本，同时具有得色深，染色均匀，水洗牢度、摩擦牢度良好的特点。

Description

一种PLA/PHBV混纺丝低温染色方法
技术领域
本发明涉及一种PLA/PHBV混纺丝低温染色方法，属于分散染料染色工艺技术领域。
技术背景
近年来，人们逐步意识到传统合成纤维的生产完全依赖于不可再生资源——石油，这样会导致大量的能源和材料消耗，且不可持续。因此，可降解的生物基聚合物及其混纺产品，如聚乳酸(PLA)，聚羟基脂肪酸酯(PHA)逐步发展起来。聚乳酸纤维是产业化较为成功的一种生物基纤维，但是，其较差的耐热性能使得其热处理(纺织、染色、熨烫等)后纤维机械性能严重受损。中国科学院宁波材料技术与工程研究所通过熔融共混纺丝制得的PLA/PHBV混纺丝可以有效改善PLA的耐热性，使之沸水收缩率降至10％以下，并在一定程度上改善了其手感，同时聚羟基丁酸戊酸共聚酯(PHBV)也是一种生物降解物质，保持了混纺纤维的生物性。因此，对于这样一种新型纤维，寻求节能型染色工艺具有很强的现实意义。而目前对PLA/PHBV混纺纤维染色方面的研究屈指可数，这就使得本项研究具有一定的必要性。
发明内容
本发明针对上述情况，对PLA/PHBV混纺丝低温染色作了一系列探索性研究。确定了对PLA/PHBV混纺丝低温染色的分散染料，提供了一种染色工艺，具有得色深，染色均匀，水洗牢度、摩擦牢度良好的特点，同时可节约能源，降低生产成本。
本发明采用的技术方案如下，一种PLA/PHBV混纺丝低温染色方法，步骤包括：
(1)将PLA/PHBV混纺丝放于60-90℃的去离子水润湿、清洗15-30min；
(2)取占混纺丝重0.5％-2％的分散染料，将分散染料溶解于去离子水中构成染液，然后将步骤(1)清洗沥水后的混纺丝放入染液中，浴比20-30：1(染液比混纺丝)进行染色，首先将染液的温度以2-4℃/min升温至65-75℃，1-2℃/min升温至90℃-100℃，保温40-60min；再以3-5℃/min降温至50℃取出混纺丝；
(3)将步骤(2)处理后的混纺丝进行还原清洗，还原清洗液为：保险粉(连二亚硫酸钠)0.5-1g/L，无水碳酸钠0.5-1g/L；还原清洗液的温度为75-90℃，浴比为20-30：1(还原清洗液比混纺丝)，还原清洗的时间为20-30min。
本发明上述的PLA/PHBV混纺丝低温染色方法，步骤还包括还原清洗后的洗涤和烘干步骤：将还原清洗后的混纺丝加入清水中进行洗涤、去除染料浮色，然后置于70℃-80℃的温度下进行烘干。
本发明上述的分散染料涉及两个系列六支染料，分别为SYNO ACETATE RED ECO,SYNO ACETATE YELLOW ECO-01,SYNO ACETATE BLUE ECO-01，KISCOLON RED EN-F,KISCOLON Yellow EN-F,KISCOLON BLUE EN-F,上述染料均由京仁洋行中国有限公司提供；使用时，从六支染料中择一使用即可。本发明所选用的分散染料与特定的混纺丝材料之间由于用量、种类和混纺丝物理结构等等综合因素的相互影响和协调，使得无需调节pH值，也无需添加分散剂即可有好的分散效果和染色效果。
本发明混纺丝中的PHBV的含量在10-50wt％之间；之所以限定该范围是因为用的混纺丝PHBV含量在此范围内时，混纺丝的性能接近PLA，上述工艺染色能够实现最好的染色效果。
本发明之所以采用步骤(1)的步骤进行清洗，这是因为混纺丝材料经纺丝设备出来后通常都会带有一些设备上的润滑油及存放时会玷污，所以在染色前要先去油去污；同时为了后续均匀染色，在染色前也要先用水充分润湿，防止染花；至于水质的要求，主要是有时自来水水质太差会含有有色杂质影响染色质量，要求染色要用软水，而本步骤算是染色前的必备工作，故而与染色同要求。
本发明染色过程的温度控制参数非常关键，是因为混纺丝在玻璃化温度之前升温速度适当放快可以在不影响染色效果的情况下节约时间，而过了玻璃化温度之后放慢升温速度有利于匀染。长丝染色区别于面料染色，相互之间会有覆盖，里层不容易染匀，所以更要缓慢升温染色，以便匀染；正是通过两段升温一段降温的控温过程,本发明实现了均匀染色的效果。
上述步骤(3)中，还原清洗的目的是为了洗去浮色，增加色牢度；而通过保险粉0.5-1g/L，无水碳酸钠0.5-1g/L的浓度限定(溶剂为去离子水)；这样的成分和浓度可以保证还原清洗液为弱碱性，在该条件下对织物进行还原清洗，保证有效去除纤维上未固着的染料，从而使得清洗更加干净。
本发明的有益效果说明：
1.本发明的PLA/PHBV混纺丝的两种主要成分皆为生物基材质，并且化学结构较为相似，PHBV的加入使得纤维分子支链增多，增加了分散染料进入纤维内的“空隙”，从而使纤维比纯聚乳酸纤维得色深。同时可以将沸水收缩率降低至10％以下，并可改善纤维的手感。
2.本发明确定了两种可对PLA/PHBV混纺丝低温染色的分散染料，提供了一种染色工艺，具有得色深，染色均匀，水洗牢度、摩擦牢度良好的特点，同时可节约能源，降低生产成本。
具体实施方式
下面通过实施例进一步详细描述本发明，但本发明不仅仅局限于以下实施例。
PLA/PHBV混纺丝实施例1
染色工艺处方
还原清洗工艺处方
PLA对比实施例1
与PLA/PHBV混纺丝完全同样的染色工艺。
PET对比实施例1
与PLA/PHBV混纺丝完全同样的染色工艺。
表1本实施例染色结果
K/S值表示染色物的得色深浅度。同一波长下，K/S值越大，颜色越深，说明采用此染料在上述工艺下染色，PLA/PHBV混纺丝染色得色深，且牢度不差。上表1的检测数据可知，本发明的染色效果充分优于对比例。
PLA/PHBV混纺丝实施例2
染色工艺处方
还原清洗工艺处方
PLA对比实施例2
与PLA/PHBV混纺丝完全同样的染色工艺。
PET对比实施例2
与PLA/PHBV混纺丝完全同样的染色工艺。
表2本实施例染色结果
K/S值表示染色物的得色深浅度。同一波长下，K/S值越大，颜色越深，说明采用此染料在上述工艺下染色，PLA/PHBV混纺丝染色得色深，且牢度不差。上表2的检测数据可知，本发明的染色效果充分优于对比例。
PLA/PHBV混纺丝实施例3
染色工艺处方
还原清洗工艺处方
PLA对比实施例3
与PLA/PHBV混纺丝完全同样的染色工艺。
PET对比实施例3
与PLA/PHBV混纺丝完全同样的染色工艺。
表3本实施例染色结果
K/S值表示染色物的得色深浅度。同一波长下，K/S值越大，颜色越深，说明采用此染料在上述工艺下染色，PLA/PHBV混纺丝染色得色深，且牢度相似。上表3的检测数据可知，本发明的染色效果充分优于对比例的。

Claims (2)

1.一种PLA/PHBV混纺丝低温染色方法，其特征在于：步骤包括：
（1）将PLA/PHBV混纺丝放于60-90℃的去离子水润湿、清洗15-30 min；
（2）取占混纺丝重0.5%-2%的分散染料，将分散染料溶解于去离子水中构成染液，然后将步骤（1）清洗沥水后的混纺丝放入染液中，浴比20-30：1进行染色，首先将染液的温度以2-4℃/min升温至65-75℃，1-2℃/min升温至90℃-100℃，保温40-60 min；再以3-5℃/min降温至50℃取出混纺丝；
（3）将步骤（2）处理后的混纺丝进行还原清洗，还原清洗液为：保险粉（连二亚硫酸钠）0.5-1 g/L，无水碳酸钠0.5-1 g/L ；还原清洗液的温度为75-90℃，浴比为20-30：1，还原清洗的时间为20-30 min；
所述的混纺丝中的PHBV的含量在10-50wt%；
所述的分散染料为SYNO ACETATE RED ECO, SYNO ACETATE YELLOW ECO-01, SYNOACETATE BLUE ECO-01，KISCOLON RED EN-F, KISCOLON Yellow EN-F, KISCOLON BLUEEN-F中的一种。
2.根据权利要求1所述的PLA/PHBV混纺丝低温染色方法，其特征在于：步骤还包括还原清洗后的洗涤和烘干步骤：将还原清洗后的混纺丝加入清水中进行洗涤、去除染料浮色，然后置于70℃-80℃的温度下进行烘干。
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