专利名称：一种用于腈纶湿法纺丝的着色方法
一种用于腈纶湿法纺丝的着色方法本发明涉及制造假发纤维的染色方法，特别涉及一种用于湿法纺丝的分步着色方法。随着社会的不断发展，假发日渐成为人们对时尚潮流和对美的ー种追求。作为假发原材料的改性聚丙烯腈纤維，具有较好的弾性、平滑性，常被用作假发原材料。目前，对于腈纶的染色方法分为原液着色和凝胶着色，原液着色是指在聚合加工过程中或过程后，在纺丝前加入着色剂，均匀分散在色浆体系中，制得有色纤 维的生产方法，具有效果优越、エ艺简単、对设备要求低、等优点，但着色剂使用顔料具有颜色不鲜艳，色谱较少的缺陷，而使用染料顔色鲜艳，但与聚合物结合不强，导致染色牢度不高的问题。凝胶着色是腈纶特有的ー种着色法，但是这种方法为纺后湿丝束染色法，成本投入高，操作步骤多且复杂，容易产生エ业污水，且用凝胶着色法染色会产生染色不均匀，容易产生色花，用该方法制备的纤維，耐晒耐候性能都不好。英国专利BP1，099，336公开了将无机颜料、溶剂DMF和分散剂、三こ醇胺或对苯撑ニ胺混合在一起，在球磨机中研磨，得到微细颗粒的顔料，与丙烯腈聚合物原液混合后，纺丝得到纤维，但该方法制备的纤维颜色不够鲜艳，不能作为假发丝着色方法使用；中国专利CN1465758A，介绍了ー种用于原液着色法生产有色腈纶的着色剂的制备方法，选取了 NaSCN水溶液，但是具有添加量大、顔料浓度低以及与改性腈纶的相容性不佳等缺点，且用NaSCN水溶液作溶剤，只能用于NaSCN法的湿法纺丝体系。中国专利CN1051118C公开了一种尼龙纤维的染色方法，该方法使用染料将尼龙纤维浸溃于其中，多次染色制得，但该方法存在染色不牢及染色不易均匀，且エ序繁杂的缺陷。本发明的目的是针对上述不足，提供一种用于湿法纺丝的着色方法，该方法能对染料与顔料的特点取长补短，使制得的纤维颜色鲜艳、色谱广、顔色牢度高、染色均匀稳定的优势，用该エ艺对纤维染色制成的发制品，颜色逼真似人发，且经久耐用，达到仿真的效果。为实现上述目的，设计ー种用于腈纶湿法纺丝的着色方法，纺丝的原料主体为聚丙烯腈，所述的着色方法由以下步骤组成，i.采用控制升温法将所述的聚丙烯腈原料进行低温阳离子染色，温度范围在5(noo°c内，得到预染色聚丙烯腈混合物，ii.制备聚丙烯腈原液着色色楽;，iii .将所述的预染色聚丙烯腈混合物进行原液着色，色浆占预染色丙烯腈重量的
0.8 5%，制备有色改性聚丙烯腈纺丝液，随后采用湿法纺丝エ艺纺丝制得有色聚丙烯腈纤维。
本发明的着色方法还有下述优化方案所述的控制升温法优选由以下步骤组成，a.染色起始温度为50 80で，升温至8(T90°C保温染色15 60min，升温速率优选为 0. 5 2°C /min,b.升温至9(TlO(TC保温染色2(T60min，步骤b的升温速率优选为0. I 1°C /min,c 升温至100°C后沸染45 60min，d.降温至50で。所述的阳离子染色的染浴由占染浴重量百分比0. 019^5%的阳离子染料、0. 5^2%的浓度为98%的こ酸、0. 05 1%的均染剂(平平加_0)、92% 99. 44%的去离子水配制成PH在 6.0 7. 0的染浴。所述的预染色聚丙烯腈混合物最好经过水洗，并于80 110°C烘箱烘干待用。所述制备聚丙烯腈原液着色色浆优选采用下述方法，I)将占原液着色色浆0. 3 8w%的分散剂、0. 2 4w%的助剂加入搅拌釜，加入73 85w%的溶剤，500 1500RPM搅拌，至分散剂完全溶解；2)精确称取占原液着色色浆10 15w%的颜料，缓慢加入搅拌釜。定时20 50min定速2000 2500RPM搅拌。搅拌完成后溶液的外观应呈现粘稠的有光泽的膏状物；3)加入占原液着色色浆150 200 w%合适规格的锆球，换砂磨轮继续定时20 50min，定速2000 2500RPM搅拌。同时研磨体系的外加套要通恒温(20°C )冷却水。直至研磨完成；4)研磨完成后加入固含量一定的聚丙烯腈，使聚丙烯腈固体物含量占色浆4. 5 7 w%，其作用是聚合物能对颜料分子产生ー种支撑力，使色浆体系能够长时间的均一稳定存在.同时可以有效防止顔料的团聚现象。显微观察顔料分子粒径控制在0. 5 I y m ;5)用专用的过滤设备对研磨的色浆溶液进行过滤，使过滤得到顔料分子颗粒控制在生产需要的范围内。所述的分散剂为聚氨酯高分子分散剂、丙烯酸酯高分子分散剂或碳酸酯高分子分散剂中的ー种或多种。所述颜料采用炭黑或有机颜料。炭黑的浓度优选10 25wt%，有机颜料浓度优选8 30wt%,有机颜料中优选酞菁类颜料,酞菁类颜料浓度优选10 20wt%。所述的颜料溶剂为ニ甲基酰胺、ニ甲基こ酰胺或ニ甲基亚砜。所述助剂优选为防沉剂或消光剂或其组合。防尘剂采用气相ニ氧化硅或改性氢化蓖麻油或改性聚脲的N—甲基吡咯烷酮溶液；所述消光剂采用超细ニ氧化硅或滑石粉或ニ氧化钛。在所述的步骤iii中所述的混合在搅拌釜中完成，优选搅拌转速2000 2500RPM，搅拌时间30 50min充分分散均匀。水浴温度优选50 65°C，静止脱泡，既可得到相应的有色纺丝液。最后，采用湿法纺丝エ艺经纺丝凝固、拉伸和热处理等エ序后，制得顔色均匀、稳定、色泽鲜艳的改性聚丙烯腈假发丝。本发明使用的着色方法，可以实现对染料与顔料的充分利用。単一使用染料，由于染料染色的方法エ艺操作繁琐、且上染不均匀，与聚合物结合不牢固；颜料单一使用，顔色不够鲜艳，色谱较少，两种同时使用，可以较理想的制备出颜色艳丽、色谱广、上色容易、不易脱落等优势。为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，对本发明进行进一步详细说明。本申请中的生产设备都是本领域的常用设备，应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用干限定本发明。实施例I 将下述物料按重量比，阳离子染料0. 01%、こ酸(浓度98%) 0. 5%、匀染剂平平加_0(即Peregal-0，脂肪醇聚氧こ烯醚)0. 05%，去离子水99. 44%，配制成PH在6. 0的染浴待用；将改性聚丙烯腈原料浸溃于上述染浴中，采用控制升温法染色，染色起始温度设为50°C，以0. 50C /min的升温速率升温至80°C，保温染色15min，然后以0. 1°C /min的速率升温至90°C，保温染色20min，升温至100°C后沸染45min，最后在20min内缓慢降至50°C，将浸染得到的改性聚丙烯腈原料取出，经水洗后于80°C烘箱烘干待用。将含量在0. 3 w%的聚氨酯型高分子分散剂、0. lw%的防尘剂气相ニ氧化硅和
0.lw%的消光剂超细ニ氧化硅加入搅拌釜，加入73w%的溶剂ニ甲基甲酰胺(DMF)，500RPM搅拌，至分散剂完全溶解；精确称取颜料炭黑10w%，缓慢加入搅拌釜。定时20min定速2000RPM搅拌；加入色浆150w%合适规格(本领域的技术人员可以根据自己的需要进行选择)的锆球，换砂磨轮继续定时20min，定速2000RPM搅拌。同时研磨体系的外加套要通恒温(20°C)冷却水；研磨完成后加入固含量20wt%的聚丙烯腈，使聚丙烯腈固体物含量占色浆4. 5 w%,颜料分子粒径控制在0. 5 ii m。将研磨好的色衆0. 8 5wt%加入到经染色处理的改性聚丙烯腈溶液中，使色衆总固中总颜料的W%达到0. 5w%。定速2000RPM定时30min充分分散均匀。水浴50°C静止脱泡，既可得到相应的有色纺丝液。最后，采用湿法纺丝エ艺经纺丝凝固、拉伸和热处理等エ序后，制得顔色均匀、稳定、色泽鲜艳的改性聚丙烯腈假发丝，经纺织品色牢度试验耐洗色牢度试验，纤维色牢度>8。实施例2将下述物料按重量比，阳离子染料2%、こ酸(98%) 1%、匀染剂平平加-0 0. 5%，去离子水96. 5%，配制成PH在6. 5的染浴待用；将改性聚丙烯腈原料浸溃于上述染浴中，采用控制升温法染色，染色起始温度设为70°C，以1°C /min的升温速率升温至85°C，保温染色30min,然后以0. 5°C /min的速率升温至95°C，保温染色30min，升温至100°C后沸染50min，最后在25min内缓慢降至50°C，将浸染得到的改性聚丙烯腈原料取出，经水洗后于95°C烘箱烘干待用。将含量在3 w%的聚氨酯型高分子分散剂、0. 5w%的防尘剂改性氢化蓖麻油和lw%的消光剂滑石粉加入搅拌釜，加入80w%的溶剂ニ甲基こ酰胺(DMAC)，1000RPM搅拌，至分散剂完全溶解；精确称取颜料有机颜料12w%，缓慢加入搅拌釜。定时30min定速2300RPM搅拌；加入色浆180w%合适规格的锆球，换砂磨轮继续定时30min，定速2300RPM搅拌。同时研磨体系的外加套要通恒温(20°C)冷却水；研磨完成后加入固含量20wt%的聚丙烯腈，使聚丙烯腈固体物含量占色衆6 w%,颜料分子粒径控制在0. 8 ii m。
将研磨好的色浆2wt%加入到经染色处理的改性聚丙烯腈溶液中，使色浆总固中总颜料的W%达到2. 5w%。定速2000RPM定时40min充分分散均匀。水浴60°C静止脱泡，既可得到相应的有色纺丝液。最后，采用湿法纺丝エ艺经纺丝凝固、拉伸和热处理等エ序后，制得顔色均匀、稳定、色泽鲜艳的改性聚丙烯腈假发丝，经纺织品色牢度试验耐洗色牢度试验，纤维色牢度> 8。实施例3将下述物料按重量比，阳离子染料5%、こ酸(98%) 2%、匀染剂平平加-02%，去离子水92%，配制成PH在7的染浴待用；将改性聚丙烯腈原料浸溃于上述染浴中，采用控制升温法染色，染色起始温度设为80°C，以2V /min的升温速率升温至90°C，保温染色60min，然后以1°C /min的速率升温至95°C，保温染色60min，升温至100°C后沸染60min，最后在30min内缓慢降至50°C，将浸染得到的改性聚丙烯腈原料取出，经水洗后于110°C烘箱烘干 待用。将含量在8 w%的聚氨酯型高分子分散剂、2w%的防尘剂改性聚脲的N —甲基吡咯烷酮溶液和2w%的消光剂ニ氧化钛加入搅拌釜，加入73w%的溶剂ニ甲基亚砜(DMS0)，1500RPM搅拌，至分散剂完全溶解；精确称取颜料有机颜料15w%，缓慢加入搅拌釜。定时50min定速2500RPM搅拌；加入色浆200w%合适规格的锆球，换砂磨轮继续定时50min，定速2500RPM搅拌。同时研磨体系的外加套要通恒温(20°C)冷却水；研磨完成后加入固含量20wt%的聚丙烯腈,使聚丙烯腈固体物含量占色衆7 w%,颜料分子粒径控制在I y m。将研磨好的色浆2wt%加入到经染色处理的改性聚丙烯腈溶液中，使色浆总固中总颜料的W%达到4. 5w%。定速2500RPM定时50min充分分散均匀。水浴65°C静止脱泡，既可得到相应的有色纺丝液。最后，采用湿法纺丝エ艺经纺丝凝固、拉伸和热处理等エ序后，制得顔色均匀、稳定、色泽鲜艳的改性聚丙烯腈假发丝，经纺织品色牢度试验耐洗色牢度试验，纤维色牢度> 8。
权利要求
1.一种用于腈纶湿法纺丝的着色方法，纺丝的原料主体为聚丙烯腈，其特征在于所述的着色方法由以下步骤组成， 1.采用控制升温法将所述的聚丙烯腈进行低温阳离子染色，温度范围在5(noo°c内，得到预染色聚丙烯腈混合物， ii.制备聚丙烯腈原液着色色浆， iii 将所述的预染色聚丙烯腈混合物进行原液着色，所述原液着色色浆占预染色丙烯腈重量的0. 8 5%。
2.如权利要求I所述的着色方法，其特征在于所述的控制升温法由以下步骤组成， a.染色起始温度为50 80で，升温至8(T90°C保温染色15 60min， b.升温至9(Tl00°C保温染色2(T60min， c.升温至100°C后沸染45 60min， d.降温至50°C。
3.如权利要求2所述的着色方法，其特征在于步骤(a)的升温速率为0.5^20C /min。
4.如权利要求2或3所述的着色方法，其特征在于步骤(b)的升温速率为0.rrc /min。
5.如权利要求I所述的着色方法，其特征在于所述的阳离子染色的染浴由占染浴重量百分比0. 01% 5%的阳离子染料、0. 5 2%的浓度为98%的こ酸、0. 05 1%的均染剂、929T99. 44%的去离子水组成。
6.如权利要求I所述的着色方法，其特征在于所述的制备聚丙烯腈原液着色色浆由以下步骤组成， 1)将占原液着色色浆0.3 8w%的分散剂、0. 2 4w%的助剂加入搅拌釜，加入73 85w%的溶剤，500 1500RPM搅拌，至分散剂完全溶解， 2)称取占原液着色色浆10 15w%的颜料，缓慢加入搅拌釜，定时20 50min定速2000 2500RPM搅拌，搅拌完成后溶液的外观应呈现粘稠的有光泽的膏状物， 3)加入占原液着色色浆150 200w%合适规格的锆球，换砂磨轮继续定时20 50min，定速2000 2500RPM搅拌，同时研磨体系的外加套要通恒温20°C冷却水，直至研磨完成， 4)研磨完成后加入固含量一定的聚丙烯臆，使聚丙烯腈固体物含量占色浆4.5 7w%,显微观察颜料分子粒径控制在0. 5 I ii m, 5)用过滤设备对研磨的色浆溶液进行过滤，使过滤得到顔料分子颗粒控制在生产需要的范围内。
7.如权利要求6所述的着色方法，其特征在于所述的分散剂为聚氨酯分散剂、丙烯酸酯分散剂或碳酸酯分散剂中的ー种或多种。
8.如权利要求6所述的着色方法，其特征在于所述的颜料为炭黑颜料或酞菁类顔料。
9.如权利要求6所述的着色方法，其特征在于所述的顔料溶剂为ニ甲基酰胺、ニ甲基こ酰胺或ニ甲基亚砜。
全文摘要
本发明涉及制造假发纤维的染色方法，特别涉及一种用于湿法纺丝的分步着色方法，纺丝的原料主体为聚丙烯腈，所述的着色方法由以下步骤组成，i.采用控制升温法将所述的聚丙烯腈进行阳离子染色，温度范围在50~100℃内，得到预染色聚丙烯腈混合物，ii.将经过上述步骤处理的预染色聚丙烯腈混合物进行原液着色，原液着色采用的颜料色浆占预染色丙烯腈重量的0.8~5%，本发明使用的着色方法，可以实现对染料与颜料的充分利用，可以较理想的制备出颜色艳丽、色谱广、上色容易、不易脱落的纤维。
文档编号D01D5/06GK102864514SQ20121039285
公开日2013年1月9日 申请日期2012年10月16日 优先权日2012年10月16日
发明者李全民, 杨明远, 鞠芳英, 刘超文, 刘术佳, 杨翠平 申请人:上海瑞贝卡纤维材料科技有限公司