CN111101388B - 一种天然植物染料腈纶纤维染色方法 - Google Patents
一种天然植物染料腈纶纤维染色方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种天然植物染料腈纶纤维染色方法，采用天然植物染料加水溶解后直接对改性腈纶纤维进行染色，反应时不需要加热任何的化学添加剂，就可以达到良好的色牢度。所述的改性腈纶纤维在制备时，首先将聚丙烯腈干粉溶解在溶剂中形成腈纶原液，然后加入交联剂二缩水甘油二醇醚，在加热条件下，缓慢加入氨基酸的盐酸溶液，得到纺丝液；然后经过纺丝、水洗、牵伸、上油、烘干和定型，即可得到改性腈纶纤维。由于本发明中加入的氨基酸，精氨酸、天冬酰胺、谷氨酸或天冬氨酸均含有氨基和羧基，且分子式中不含苯环，为单纯的链式结构，反应后分子中的氨基和羧基更容易被保留，故改性腈纶纤维与天然植物染料具有非常好的染色效果。
Description
技术领域
本发明涉及纺织纤维技术领域，尤其涉及一种天然植物染料腈纶纤维染色方法。
背景技术
腈纶是毛纺工业的重要原料，也是合成纤维的重要品种，它可与羊毛、涤纶、粘胶、棉花混纺制成多种精美织物以及人造毛皮和工业产品。
腈纶是聚丙烯腈在我国的商品名，国外则称为“奥纶”、“开司米纶”，美国杜邦公司称为Orlon。是仅次于聚酯和聚酰胺的合成纤维品种。它柔软、轻盈、保暖、耐腐蚀、耐光似羊毛的短纤维。密度比羊毛小。有人造羊毛之称。
腈纶染色方法主要有原液着色和凝胶染色二种。其中凝胶染色纤维是在腈纶湿法纺丝过程中，对尚处于凝胶状态的初生纤维进行染色，所用染料以阳离子染料为主。凝胶染色纤维作为一种量大面广的产品，和传统的印染工艺相比，具有染料省、流程及染色时间短、能耗小、劳动强度低等优点。但是目前腈纶染色仍然以有机合成染料为主，而采用天然染料对腈纶染色后，会导致色牢度不高等缺陷，故有必要研究一种天然植物染料腈纶纤维染色方法，从而提升腈纶纤维染色过程的环保性。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种天然植物染料腈纶纤维染色方法。
本发明的技术方案如下：
一种天然植物染料腈纶纤维染色方法，包括以下步骤：
步骤一、将天然植物染料加入染料桶中加入去离子水，搅拌均匀，得到天然植物染液；
步骤二、直接将改性腈纶纤维浸入天然染料染液中，采用浸染工艺对腈纶纤维进行染色，所述的浸染工艺参数为：天然染料用量为1-8% o.w.f.，温度：55-65℃，染色时间：12-20min，浴比为1:（6-10）；
步骤三、将腈纶纤维取出后，在55-65℃条件下皂洗10-15min，然后在40-50℃条件下干燥，即可；
所述的改性腈纶纤维的制备方法，包括以下步骤：
A、制备腈纶原液：将聚丙烯腈干粉溶解在溶剂中形成腈纶原液；
B、配制氨基酸溶液：将氨基酸溶解于0.2-0.5wt%盐酸中，调节溶液pH至5-6，搅拌至充分溶解得到氨基酸溶液；
C、交联反应：在腈纶原液中加入交联剂二缩水甘油二醇醚，搅拌均匀后，加热并保持温度至60-70℃，在40-60min内缓慢加入氨基酸溶液，得到纺丝液；
D、纺丝：将纺丝液加热至 82-90℃，将加热后的纺丝液从喷丝板的矩形孔中挤出，在凝固浴中经双扩散形成初生纤维；
E、水洗、牵伸：将上述初生纤维水洗后经牵伸机牵伸，
F、上油、烘干、定型：将水洗牵伸后的丝束进行65-70℃上油、干燥、卷曲、切断及打包，即可得到改性腈纶纤维。
优选的，所述的步骤A中，所述的聚丙烯腈干粉的分子量为60000-100000；腈纶原液中聚丙烯腈的重量浓度为20-35%。
优选的，所述的步骤A中，所述的溶剂为二甲基乙酰胺、二甲基甲酰胺或二甲基亚砜中的任意一种。
优选的，所述的步骤B中，氨基酸与盐酸溶液的质量比为(0.5-2)：1。
优选的，所述的步骤B中，所述的氨基酸为精氨酸、天冬酰胺、谷氨酸或天冬氨酸中的任意一种。
优选的，所述的步骤C中，所述的交联剂二缩水甘油二醇醚的加入量为腈纶原液的1-2%。
优选的，所述的步骤E中，水洗时水槽温度为80-100℃，水洗流量为 2500-3000L/h。
优选的，所述的步骤E中，牵伸机的牵伸倍数为1.5-1.8倍，速度为 15-25m/min。
本发明的有益之处在于：本发明采用天然植物染料加水溶解后直接对改性腈纶纤维进行染色，反应时不需要加热任何的化学添加剂，就可以达到良好的色牢度。所述的改性腈纶纤维在制备时，首先将聚丙烯腈干粉溶解在溶剂中形成腈纶原液，然后加入交联剂二缩水甘油二醇醚，在加热条件下，缓慢加入氨基酸的盐酸溶液，得到纺丝液；然后经过纺丝、水洗、牵伸、上油、烘干和定型，即可得到改性腈纶纤维。由于本发明中加入的氨基酸，精氨酸、天冬酰胺、谷氨酸或天冬氨酸均含有氨基和羧基，且分子式中不含苯环，为单纯的链式结构，反应后分子中的氨基和羧基更容易被保留，故改性腈纶纤维与天然植物染料具有非常好的染色效果。
具体实施方式
实施例1
一种天然植物染料腈纶纤维染色方法，包括以下步骤：
步骤一、将苏木天然植物染料加入染料桶中加入去离子水，搅拌均匀，得到天然植物染液；
步骤二、直接将改性腈纶纤维浸入天然染料染液中，采用浸染工艺对腈纶纤维进行染色，所述的浸染工艺参数为：天然染料用量为3% o.w.f.，温度：60℃，染色时间：15min，浴比为1:8；
步骤三、将腈纶纤维取出后，在60℃条件下皂洗12min，然后在45℃条件下干燥，即可；
所述的改性腈纶纤维的制备方法，包括以下步骤：
A、制备腈纶原液：将聚丙烯腈干粉溶解在溶剂中形成腈纶原液；
B、配制氨基酸溶液：将氨基酸溶解于0.35wt%盐酸中，调节溶液pH至5.8，搅拌至充分溶解得到氨基酸溶液；
C、交联反应：在腈纶原液中加入交联剂二缩水甘油二醇醚，搅拌均匀后，加热并保持温度至65℃，在55min内缓慢加入氨基酸溶液，得到纺丝液；
D、纺丝：将纺丝液加热至 85℃，将加热后的纺丝液从喷丝板的矩形孔中挤出，在凝固浴中经双扩散形成初生纤维；
E、水洗、牵伸：将上述初生纤维水洗后经牵伸机牵伸，
F、上油、烘干、定型：将水洗牵伸后的丝束进行67℃上油、干燥、卷曲、切断及打包，即可得到改性腈纶纤维。
所述的步骤A中，所述的聚丙烯腈干粉的分子量为80000；腈纶原液中聚丙烯腈的重量浓度为30%；所述的溶剂为二甲基甲酰胺。
所述的步骤B中，氨基酸与盐酸溶液的质量比为1.5：1；所述的氨基酸为精氨酸。
所述的步骤C中，所述的交联剂二缩水甘油二醇醚的加入量为腈纶原液的1.6%。
所述的步骤E中，水洗时水槽温度为85℃，水洗流量为 2750L/h；牵伸机的牵伸倍数为1.75倍，速度为 18m/min。
实施例2
一种天然植物染料腈纶纤维染色方法，包括以下步骤：
步骤一、将芡实壳天然植物染料加入染料桶中加入去离子水，搅拌均匀，得到天然植物染液；
步骤二、直接将改性腈纶纤维浸入天然染料染液中，采用浸染工艺对腈纶纤维进行染色，所述的浸染工艺参数为：天然染料用量为8% o.w.f.，温度：55℃，染色时间：20min，浴比为1:6；
步骤三、将腈纶纤维取出后，在65℃条件下皂洗10min，然后在50℃条件下干燥，即可；
所述的改性腈纶纤维的制备方法，包括以下步骤：
A、制备腈纶原液：将聚丙烯腈干粉溶解在溶剂中形成腈纶原液；
B、配制氨基酸溶液：将氨基酸溶解于0.45wt%盐酸中，调节溶液pH至5.0，搅拌至充分溶解得到氨基酸溶液；
C、交联反应：在腈纶原液中加入交联剂二缩水甘油二醇醚，搅拌均匀后，加热并保持温度至70℃，在60min内缓慢加入氨基酸溶液，得到纺丝液；
D、纺丝：将纺丝液加热至 90℃，将加热后的纺丝液从喷丝板的矩形孔中挤出，在凝固浴中经双扩散形成初生纤维；
E、水洗、牵伸：将上述初生纤维水洗后经牵伸机牵伸，
F、上油、烘干、定型：将水洗牵伸后的丝束进行65℃上油、干燥、卷曲、切断及打包，即可得到改性腈纶纤维。
所述的步骤A中，所述的聚丙烯腈干粉的分子量为60000；腈纶原液中聚丙烯腈的重量浓度为20%；所述的溶剂为二甲基乙酰胺。
所述的步骤B中，氨基酸与盐酸溶液的质量比为0.5：1；所述的氨基酸为天冬酰胺。
所述的步骤C中，所述的交联剂二缩水甘油二醇醚的加入量为腈纶原液的1%。
所述的步骤E中，水洗时水槽温度为100℃，水洗流量为 2500L/h；牵伸机的牵伸倍数为1.8倍，速度为 15m/min。
实施例3
一种天然植物染料腈纶纤维染色方法，包括以下步骤：
步骤一、将茜草天然植物染料加入染料桶中加入去离子水，搅拌均匀，得到天然植物染液；
步骤二、直接将改性腈纶纤维浸入天然染料染液中，采用浸染工艺对腈纶纤维进行染色，所述的浸染工艺参数为：天然染料用量为1% o.w.f.，温度：65℃，染色时间：12min，浴比为1:10；
步骤三、将腈纶纤维取出后，在55℃条件下皂洗15min，然后在40℃条件下干燥，即可；
所述的改性腈纶纤维的制备方法，包括以下步骤：
A、制备腈纶原液：将聚丙烯腈干粉溶解在溶剂中形成腈纶原液；
B、配制氨基酸溶液：将氨基酸溶解于0.2wt%盐酸中，调节溶液pH至6.0，搅拌至充分溶解得到氨基酸溶液；
C、交联反应：在腈纶原液中加入交联剂二缩水甘油二醇醚，搅拌均匀后，加热并保持温度至60℃，在40min内缓慢加入氨基酸溶液，得到纺丝液；
D、纺丝：将纺丝液加热至 82℃，将加热后的纺丝液从喷丝板的矩形孔中挤出，在凝固浴中经双扩散形成初生纤维；
E、水洗、牵伸：将上述初生纤维水洗后经牵伸机牵伸，
F、上油、烘干、定型：将水洗牵伸后的丝束进行70℃上油、干燥、卷曲、切断及打包，即可得到改性腈纶纤维。
所述的步骤A中，所述的聚丙烯腈干粉的分子量为100000；腈纶原液中聚丙烯腈的重量浓度为35%；所述的溶剂为二甲基亚砜。
所述的步骤B中，氨基酸与盐酸溶液的质量比为2：1；所述的谷氨酸。
所述的步骤C中，所述的交联剂二缩水甘油二醇醚的加入量为腈纶原液的2%。
所述的步骤E中，水洗时水槽温度为80℃，水洗流量为 3000L/h；牵伸机的牵伸倍数为1.5倍，速度为 25m/min。
对比例1
将实施例1中的精氨酸替换为苯丙氨酸，其余配比和制备方法不变。
对比例2
中国发明专利CN1667166A实施例1公开的腈纶-交联植物蛋白复合纤维。
测试染色后的实施例1-3和对比例1-2的改性腈纶纤维（复合纤维）的色牢度，具体测试方法如下：
a）耐摩擦色牢度试验按GB/T 3920执行。
b）耐水色牢度试验按GB/T 5173执行。
c) 耐汗渍色牢度试验按GB/T 3922执行。
d) 耐皂洗色牢度试验按GB/T 3921-2008规定执行，采用单纤维贴衬，试验条件为A（1）。
e）耐唾液色牢度试验按GB/T 18886执行。
表1：色牢度测试结果；
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 对比例1 | 对比例2 | |
| 耐摩擦色牢度 | 4 | 4 | 4 | 3 | 2-3 |
| 耐水色牢度 | 4-5 | 4 | 4-5 | 3-4 | 3 |
| 耐汗渍色牢度 | 4 | 4 | 4 | 3-4 | 3 |
| 耐皂洗色牢度 | 4 | 4 | 4 | 3-4 | 2-3 |
| 耐唾液色牢度 | 4 | 4 | 4 | 3-4 | 3 |
由以上测试数据可以知道，本发明染色后的腈纶纤维具有良好的色牢度。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种天然植物染料腈纶纤维染色方法，其特征在于，包括以下步骤：包括以下步骤：
步骤一、将天然植物染料加入染料桶中加入去离子水，搅拌均匀，得到天然植物染液；
步骤二、直接将改性腈纶纤维浸入天然染料染液中，采用浸染工艺对腈纶纤维进行染色，所述的浸染工艺参数为：天然染料用量为1-8% o.w.f.，温度：55-65℃，染色时间：12-20min，浴比为1:（6-10）；
步骤三、将腈纶纤维取出后，在55-65℃条件下皂洗10-15min，然后在40-50℃条件下干燥，即可；
所述的改性腈纶纤维的制备方法，包括以下步骤：
A、制备腈纶原液：将聚丙烯腈干粉溶解在溶剂中形成腈纶原液；
B、配制氨基酸溶液：将氨基酸溶解于0.2-0.5wt%盐酸中，调节溶液pH至5-6，搅拌至充分溶解得到氨基酸溶液；
C、交联反应：在腈纶原液中加入交联剂二缩水甘油二醇醚，搅拌均匀后，加热并保持温度至60-70℃，在40-60min内缓慢加入氨基酸溶液，得到纺丝液；
D、纺丝：将纺丝液加热至 82-90℃，将加热后的纺丝液从喷丝板的矩形孔中挤出，在凝固浴中经双扩散形成初生纤维；
E、水洗、牵伸：将上述初生纤维水洗后经牵伸机牵伸，
F、上油、烘干、定型：将水洗牵伸后的丝束进行65-70℃上油、干燥、卷曲、切断及打包，即可得到改性腈纶纤维；
所述的步骤A中，所述的聚丙烯腈干粉的分子量为60000-100000；腈纶原液中聚丙烯腈的重量浓度为20-35%；
所述的步骤B中，氨基酸与盐酸溶液的质量比为(0.5-2)：1；
所述的步骤B中，所述的氨基酸为精氨酸、天冬酰胺、谷氨酸或天冬氨酸中的任意一种；
所述的步骤C中，所述的交联剂二缩水甘油二醇醚的加入量为腈纶原液的1-2%。
2.如权利要求1所述的天然植物染料腈纶纤维染色方法，其特征在于，所述的步骤A中，所述的溶剂为二甲基乙酰胺、二甲基甲酰胺或二甲基亚砜中的任意一种。
3. 如权利要求1所述的天然植物染料腈纶纤维染色方法，其特征在于，所述的步骤E中，水洗时水槽温度为80-100℃，水洗流量为 2500-3000L/h。
4. 如权利要求1所述的天然植物染料腈纶纤维染色方法，其特征在于，所述的步骤E中，牵伸机的牵伸倍数为1.5-1.8倍，速度为 15-25m/min。
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