海藻酸鈣纖維的染色方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于纖維染色技術領域，具體涉及一種海藻酸鈣纖維染色的方法。
【背景技術】
[0002] 海藻酸鈣纖維是一類新型的可生物降解的合成纖維。該類纖維的原料來源于海洋 中的藻類植物所含有的天然海藻酸鈉，再通過濕法紡絲工藝制備而成。該類型纖維不僅具 有傳統(tǒng)天然纖維所具有的吸濕、柔軟、保溫和生物相容性等特點，還因其特殊的結構和制備 工藝而具有優(yōu)異的阻燃、抗靜電及抗菌特性，從而具有非常廣泛的產(chǎn)業(yè)化應用前景。
[0003] 但是，海藻酸鈣纖維現(xiàn)階段的主要用途仍然集中于非服裝領域的醫(yī)用敷料、口罩 等行業(yè)，主要是由該類型纖維難于進行染整加工處理所致。海藻酸鈣纖維制備過程中是通 過氯化鈣凝固液中的鈣離子與海藻酸鈉中的鈉離子發(fā)生離子交換而制備的。傳統(tǒng)染整溶液 中常含有大量的鈉離子，如促染劑硫酸鈉、固色劑碳酸鈉及各類活性和直接染料等均含鈉 離子，導致該類型纖維常常再次發(fā)生離子交換，恢復其原有的海藻酸鈉的凝膠狀態(tài)，完全喪 失其作為纖維的各項特性。為了加快實現(xiàn)海藻酸鈣纖維在服裝領域的產(chǎn)業(yè)化應用，努力解 決海藻酸鈣染色加工這一瓶頸問題成為研究的熱點和難點。
[0004] 現(xiàn)有的解決海藻酸鈣纖維染色的方法基本可以分為以下三類。
[0005] 第一類為采用原漿著色的方法。中國專利CN104264280A公開一種采用色淀染料 對海藻纖維原液著色的方法，該申請向海藻纖維紡絲原液中加入色淀染料，攪拌混合均勻 后，經(jīng)過濾脫泡后得到色淀染料著色紡絲原液，進一步制備得到色淀染料染色海藻纖維。王 平等人采用熒光顏料對海藻酸纖維原液進行著色，并研究了其成膜性能（熒光顏料對海藻 纖維紡絲液及其膜性能的影響，紡織學報，2015年第五期，48-53頁）。
[0006] 第二類為纖維改性的方法。中國專利CN161736440A公開一種可染海藻酸鹽纖維 的制造方法，該申請將水溶性樹狀大分子添加到海藻酸鹽纖維紡絲溶液中，通過濕法紡絲 獲得具有良好染色性能的海藻纖維。
[0007] 第三類為采用現(xiàn)有直接及活性染料對海藻酸纖維進行染色。中國專利 CN101413207A公開一種海藻纖維面料的染整工藝，介紹了直接使用活性染料的傳統(tǒng)染色 工藝，通過硫酸鈉和純堿的促染和固色作用實現(xiàn)對海藻酸纖維的著色；孔保運等人研究 了采用氯化鈣代替?zhèn)鹘y(tǒng)硫酸鈉作為活性染料染色海藻酸纖維的促染劑，以避免鈉離子對 纖維的破壞，對海藻酸纖維進行了染色（海藻酸鈣纖維活性染料染色工藝，印染，2013年 第8期，22-24)。呂芳兵等人則采用硝酸鈰代替硫酸鈉的方法，采用幾類活性染料完成了 對海藻酸纖維的染色（海藻纖維活性染料稀土染色，2009年第24期，11-14)。中國專利 CN103981744A公開一種海藻酸鈣纖維的無鹽染色工藝，該申請采用首先對海藻酸纖維使用 硫酸鋁溶液處理后，再使用三種直接染料對其直接染色，最后采用氯化鈣水溶液進行固色 處理的方法對海藻酸纖維進行了染色。
[0008] 上述對海藻酸鈣纖維的染色工藝雖然做出了有益地嘗試，但是仍然存在著諸多的 問題。特別是在使用傳統(tǒng)染料染色過程中，依然存在上色率不高，染料品種少以及對纖維造 成損傷等的缺陷。染色過程相對傳統(tǒng)染色更加復雜，且造成大量助劑的使用和浪費。因此， 找到更適合海藻酸鈣纖維染色的染料和染色工藝仍是亟待解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明的目的是提供一種上染率高、染后強力損失小且具備較高的皂洗牢度的海 藻酸鈣纖維的染色方法。
[0010] 本發(fā)明所述的海藻酸鈣纖維的染色方法，是采用含有多乙烯多胺骨架結構的染料 對海藻酸鈣纖維進行染色。
[0011] 其中，
[0012] 所述的含有多乙烯多胺骨架結構的染料為如下染料中的一種，η = 2~8。
[0013] ⑴ （2) (3, 「
[ 1 ΗΝ- CH2 - H2C-ΝΗ-Η HN-GH2：--H 2：C-ΝΗ-ρΗ HN--HgG·--NH_ I ·- Η - n. | .[ 」n 025^h^jri ' °2S_^N:辦 ? H ^ ij5! H -GH.2-Ct%---N-'SHQj： J n'
[0014] 染色過程是先將含有多乙烯多胺骨架結構的染料溶解于水中，然后調節(jié)其pH值 至3~5得到染液，最后將海藻酸鈣纖維加入染液中進行染色。
[0015] 所述的多乙烯多胺骨架結構染料的用量為海藻酸鈣纖維質量的1~5%，水的用 量為海藻酸1丐纖維質量的10~30倍。
[0016] 采用酸進行pH值調節(jié)，優(yōu)選鹽酸或硫酸。
[0017] 所述的染色溫度為30~60°C，染色時間為30~80min。
[0018] 染色后采用1~4%。的中性皂液在90~95°C下皂煮10~15min，充分水洗、晾干。
[0019] 本發(fā)明的有益效果如下：
[0020] 本發(fā)明所采用的染料和染色工藝是在深入和綜合分析海藻酸鈣纖維的結構基礎 上優(yōu)選和研究出來的。由于海藻酸鈣纖維中含有的大量帶負電性的羥基及羧基，因此染液 中的纖維帶有大量的負電荷?；诖?，本發(fā)明優(yōu)選了一類含有多乙烯多胺骨架結構的染料 對其進行染色。該染料由于在結構中含有較多的伯氨基和仲氨基，其在弱酸性條件下會轉 化為帶正電荷的銨鹽形式，從而使染料分子帶有較多的正電荷。染料在染浴中可以通過靜 電引力的作用實現(xiàn)對纖維的上染、滲透和固著，從而根本上避免了傳統(tǒng)染料染色過程中需 要加入無機鹽促染而導致的纖維損傷這一弊病，纖維染色后強力損失?。煌瑫r，相對于一般 直接染料與纖維之間較弱的分子間作用力和氫鍵的作用，該染料分子與纖維之間的作用力 更強，從而使其具有更高的上染率和皂洗牢度等優(yōu)勢，染色后的纖維顏色均勻、鮮艷，滿足 海藻酸鈣纖維染色要求。此外，該染色工藝簡單、方便、條件溫和，且不需要加入其它金屬離 子及助劑，成本低廉，能方便地實現(xiàn)染液的回收再利用，是一種節(jié)能環(huán)保的染色方法。
【附圖說明】
[0021] 圖1是染料染色前后海藻酸鈣纖維的掃描電鏡照片；
[0022] 圖中：a、染色前的海藻酸鈣纖維；b、采用Y-1染料染色后的海藻酸鈣纖維；c、采用 Y-2染料染色后的海藻酸鈣纖維；d、采用R-1染料染色后的海藻酸鈣纖維。
【具體實施方式】
[0023] 以下結合實施例對本發(fā)明做進一步描述。
[0024] 實施例1
[0025] 所使用的染料Y-1結構如下所示：
[0027] 稱取0. 5克染料Y-1將其溶解于500克水中配置染液。隨后使用5%的鹽酸溶液 調節(jié)染液pH值至4. 5。將25克海藻酸鈣纖維置于染液中，并將染液升溫至40°C后染色處 理50min。染色結束后，將纖維取出并浸泡在含有4%。的中性皂液中于95°C下皂煮lOmin， 將纖維取出后充分水洗，晾干。
[0028] 實施例2
[0029] 所使用的染料Y-2結構如下所述：
[0031] 稱取0. 5克染料Y-2將其溶解于800克水中配置染液。隨后使用5%的鹽酸溶液 調節(jié)染液pH值至3. 5。將50克海藻酸鈣纖維置于染液中，并將染液升溫至30°C后染色處 理30min。染色結束后，將纖維取出并浸泡在含有4%。的中性皂液中于95°C下皂煮lOmin， 將纖維取出后充分水洗，晾干。
[0032] 實施例3
[0033] 所使用的染料R-1結構如下所述：
[0035] 稱取0. 5克染料R-1將其溶解于800克水中配置染液。隨后使用5%的鹽酸溶液 調節(jié)染液pH值至5。將50克海藻酸鈣纖維置于染液中，并將染液升溫至50°C后染色處理 50min。染色結束后，將纖維取出并浸泡在含有4%。的中性皂液中于95°C下皂煮lOmin，將纖 維取出后充分水洗，晾干。
[0036] 染料的上染率是利用朗伯比爾定率，通過分光光度計測試染色前后染液的吸光度 值進行計算的。染色后的皂洗牢度參照GB/T3921-2008進行測定的。染色后纖維的強力性 能參照GB/T14337-2008進行的測定。具體測試結果見表1。
[0037] 表1測試結果表
[0040] 本發(fā)明所用染料合成依據(jù)以下文獻:
[0041 ] (l)Murdoek K C. Heteroalkylenebisanthraquinone:US4278605[P]. 1981
[0042] (2)Phillip E S, Hu C T. Method for dyeing human hair with cationic polymeric dyes:US4182612[P]. 1980.
[0043] (3)李英玲，多胺型和多羧酸型大分子染料的合成及應用[D].大連理工大 學，2007.
[0044] (4) SOPHIE Μ B, CHRISTIAN C, 0L0F ff. Polymeric hair dyes :W0 2009090121[P], 2009.
【主權項】
1. 一種海藻酸鈣纖維的染色方法，其特征在于：采用含有多乙烯多胺骨架結構的染料 對海藻酸鈣纖維進行染色。2. 根據(jù)權利要求1所述的海藻酸鈣纖維的染色方法，其特征在于：含有多乙烯多胺骨 架結構的染料為如下染料中的一種：其中，η = 2~8。3. 根據(jù)權利要求1或2所述的海藻酸鈣纖維的染色方法，其特征在于：先將含有多乙 烯多胺骨架結構的染料溶解于水中，然后調節(jié)其pH值至3~5得到染液，最后將海藻酸鈣 纖維加入染液中進行染色。4. 根據(jù)權利要求3所述的海藻酸鈣纖維的染色方法，其特征在于：多乙烯多胺骨架結 構染料的用量為海藻酸鈣纖維質量的1~5%，水的用量為海藻酸鈣纖維質量的10~30 倍。5. 根據(jù)權利要求3所述的海藻酸鈣纖維的染色方法，其特征在于：采用鹽酸或硫酸進 行pH值調節(jié)。6. 根據(jù)權利要求3所述的海藻酸鈣纖維的染色方法，其特征在于：染色溫度為30~ 60°C，染色時間為30~80min。7. 根據(jù)權利要求3所述的海藻酸鈣纖維的染色方法，其特征在于：染色后采用1~4%。 的中性皂液在90~95°C下皂煮10~15min，充分水洗、晾干。
【專利摘要】本發(fā)明屬于纖維染色技術領域，具體涉及一種海藻酸鈣纖維染色的方法。本發(fā)明所述的海藻酸鈣纖維的染色方法，是采用含有多乙烯多胺骨架結構的染料對海藻酸鈣纖維進行染色。本發(fā)明從根本上避免了傳統(tǒng)染料染色過程中需要加入無機鹽促染而導致的纖維損傷這一弊病，纖維染色后強力損失??；同時，相對于一般直接染料與纖維之間較弱的分子間作用力和氫鍵的作用，該染料分子與纖維之間的作用力更強，從而使其具有更高的上染率和皂洗牢度等優(yōu)勢，染色后的纖維顏色均勻、鮮艷，滿足海藻酸鈣纖維染色要求，是一種節(jié)能環(huán)保的染色方法。
【IPC分類】D06P1/02, D06P3/58
【公開號】CN105332291
【申請?zhí)枴緾N201510868127
【發(fā)明人】黃昊飛, 曲園園, 傅忠君, 祝婕, 夏延致
【申請人】山東理工大學
【公開日】2016年2月17日
【申請日】2015年12月1日