一种对位芳纶纤维的载体染色方法
【专利摘要】本发明公开的一种对位芳纶纤维的载体染色方法，首先将待染色对位芳纶纤维进行机械梳理；其次将梳理后的对位芳纶纤维进行染色。机械梳理作用有二，第一，通过扫描电镜观察纤维表面形貌，可以发现，梳理后纤维在机械力作用下，表面变得粗糙，部分大分子链发生断裂，出现点状凹坑，有利于染料吸附上染；第二，通过机械梳理除去纤维中的杂质，使纤维蓬松，增大与染料接触的比表面积，利于纤维的染色。通过染色工艺的研究，解决目前对位芳纶染色时上染率低、无法透染、无法染得中深色的问题。本发明使用常规设备，具有工艺简单、环保，流程短、不损害纤维固有优异性能的特点。
【专利说明】一种对位芳纶纤维的载体染色方法
【技术领域】
[0001]本发明属于纺织化学【技术领域】，具体涉及一种对位芳纶纤维的载体染色方法。
【背景技术】
[0002]对位芳纶纤维，全称聚对苯二甲酰对苯二胺纤维，是一种高新技术纤维，纤维的主链结构具有高度的规则性，大分子以十分伸展的状态存在，具有优异的耐高温、防火、耐化学腐蚀性能、力学性能和抗疲劳性，成为先进防护材料和结构材料的重要基础原料，在航空、航天、国防、电子等尖端领域都得到广泛应用，已成为当今世界用途最广、产量最大、最有发展前途的高科技特种纤维，成为一种重要的战略物资。对位芳纶纤维表面呈黄色，由于其特殊的结构，纤维大分子结构紧密，结晶度较大，玻璃化温度很高，没有亲水基团，因此，它的染色十分困难。国内外在解决对位芳纶纤维着色方面，有两个途径:一是在纺丝时加入染料，直接生产色纤维，该方法的优点是色纤维色泽均匀、色牢度好，但成本很高，颜色品种极少；另一种途径就是对纤维进行染色，目前有学者尝试对该纤维进行染色，但存在得色量低、无法染得深浓色、色牢度不理想、设备、工艺复杂不适合工业化生产等问题，是国内外目前研究的难点和热点。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种对位芳纶纤维的载体染色方法，解决了现有对位芳纶染色时上染率低、无法透染、无法染得中深色的问题。
[0004]本发明所采用的技术方案是，一种对位芳纶纤维的载体染色方法，具体按照以下步骤实施:
[0005]步骤1:将待染色对位芳纶纤维进行机械梳理；
[0006]步骤2:将步骤I得到的梳理后的对位芳纶纤维进行染色。
[0007]本发明的特征还在于，
[0008]其中的步骤I将待染色对位芳纶纤维进行机械梳理，包括开清棉和梳棉两个工序，开清棉工艺参数为:打手速度:700?900r/min,豪猪打手转速:400?600r/min ;梳棉工艺参数为:锡林速度280?360r/min，刺辊速度:700?900r/min，道夫速度:15?30r/min。
[0009]其中的步骤2将步骤I得到的梳理后的对位芳纶纤维进行染色，具体按照以下步骤实施:将待染纤维装入散纤维染色机的散纤维桶里，放水至规定水位，升温到60?80°C，使纤维在染桶内堆置密度均匀，且充分润湿，采用阳离子染料载体染色法进行染色，染色后的纤维净洗、出缸。
[0010]其中的染色所用的染液的配方为:阳离子染料相对于纤维重量2%?10%，载体35?55g/L，促染剂30?50g/L,高温匀染剂0.5?1.5g/L。
[0011]其中的染色pH值为3?4，浴比为1:15?1:30。
[0012]其中的染色升温曲线为:始染温度60°C?80°C，以I?2°C /min的速率升温至120°C?140°C，保温50?70min，保温结束后以I?2°C /min的速率降温至70°C，然后冷水洗、热水洗、2g/L净洗剂净洗30min、热水洗、出缸后脱水烘干。
[0013]其中的阳离子染料采用Dystar兰FGGL、Dystar黑FDL、Dystar红FBL或Dystar金黄GL-E的一种。
[0014]其中的载体采用烷基苯催化剂或芳纶环保染色载体HPS-505。
[0015]其中的促染剂采用NaCl。
[0016]其中的高温匀染剂采用苯乙烯苯酚聚氧乙烯醚硫酸铵盐。
[0017]本发明的有益效果是，包括机械梳理工序和染色工序。机械梳理作用有二，第一，通过扫描电镜观察纤维表面形貌，可以发现，梳理后纤维在机械力作用下，表面变得粗糙，部分大分子链发生断裂，出现点状凹坑，有利于染料吸附上染；第二，通过机械梳理除去纤维中的杂质，使纤维蓬松，增大与染料接触的比表面积，利于纤维的染色。通过染色工艺的研究，解决目前对位芳纶染色时上染率低、无法透染、无法染得中深色的问题。本发明使用常规设备，具有工艺简单、环保，流程短、不损害纤维固有优异性能的特点。
【具体实施方式】
[0018]下面结合【具体实施方式】对本发明进行详细说明。
[0019]本发明对位芳纶纤维的载体染色方法，具体按照以下步骤实施:
[0020]步骤1:将待染色对位芳纶纤维进行机械梳理。工艺流程:风道喂入一A036C开棉机一A092A给棉机一A076C成卷机一A186H梳棉机。
[0021]包括开清棉和梳棉两个工序。开清棉工序:由于对位芳纶纤维属于中长纤维，具有不含杂质且仅有少量并丝、束丝、硬丝等特点，所以，开清棉在工序采用“精细抓棉、少落或者不落、多梳少打、充分开松”的两箱两刀短流程工艺路线。工艺参数为:打手速度:700?900r/min,豪猪打手转速:400 ?600r/min。
[0022]梳棉工序:梳棉工序采用“轻定量、慢速度、大速比、强转移、多梳少伤少落”的工艺原则。工艺参数为:锡林速度280?360r/min，刺辊速度:700?900r/min，道夫速度:15?30r/mino
[0023]以上工艺参数设置可以有效减少纤维损伤，并提高纤维分离度、单纤化程度。
[0024]步骤2:将梳理后的对位芳纶纤维进行染色。将待染纤维装入散纤维染色机的散纤维桶(GR73-50)里，放水至规定水位，升温到60?80°C，使纤维在染桶内堆置密度均匀，且充分润湿。采用阳离子染料载体染色法进行染色。染液中含有染料、载体、促染剂、高温匀染剂。染色后的纤维净洗、出缸。
[0025]染液的配方为:阳离子染料2%?10%(对纤维重量)，载体35?55g/L，促染剂30?50g/L，高温匀染剂0.5?1.5g/L，乙酸调节pH值3?4，浴比1:15?1:30。阳离子染料采用 Dystar 兰 FGGL、Dystar 黑 FDL、Dystar 红 FBL、Dystar 金黄 GL-E 等的一种。载体为烷基苯催化剂或芳纶环保染色载体HPS-505，促染剂采用NaCl，高温匀染剂为苯乙烯苯酚聚氧乙烯醚硫酸铵盐。
[0026]通过实验研究，得出在使用此种载体时，对纤维染色效果最佳的载体浓度为35?55g/L，低于35g/L，则染深色效果不理想，载体浓度在35?55g/L时，纤维染色效果最好，继续增加载体浓度，则纤维得色深度不再增加。[0027]染色升温曲线为:始染温度60°C?80°C，以I?2°C /min的速率升温至120°C?140°C，保温50?70min。保温结束后以I?2V /min的速率降温至70°C，然后冷水洗、热水洗、净洗(净洗剂2g/L,净洗30min)、热水洗、出缸后脱水烘干。
[0028]染色后纤维样品性能测试:
[0029]耐光色牢度:6级。(测试标准:GB/T8427_2008《纺织品色牢度试验耐人造光色牢度:氙弧》)
[0030]实施例1
[0031](I)将待染色原纤维进行机械梳理。
[0032]工艺流程:风道喂入一A036C开棉机一A092A给棉机一A076C成卷机一A186H梳棉机。
[0033]采取的技术措施:
[0034]开清棉工序:由于对位芳纶纤维属于中长纤维，具有不含杂质且仅有少量并丝、束丝、硬丝等特点，所以，开清棉在工序采用“精细抓棉、少落或者不落、多梳少打、充分开松”的两箱两刀短流程工艺路线。工艺参数为:打手速度:700r/min，豪猪打手转速:400r/min。
[0035]梳棉工序:梳棉工序采用“轻定量、慢速度、大速比、强转移、多梳少伤少落”的工艺原则。工艺参数为:锡林速度330r/min，刺辊速度:750r/min，道夫速度:20r/min。
[0036](2)将梳理后的纤维进行染色。将待染纤维装入散纤维染色机的散纤维桶(GR73-50)里，放水至规定水位，升温到80°C，使纤维在染桶内堆置密度均匀，且充分润湿。采用阳离子染料载体法进行染色。染液中含有Dystar黑FDL10% (对纤维重)，烷基苯催化剂40g/L, NaC140g/L,苯乙烯苯酹聚氧乙烯醚硫酸铵盐lg/L,用乙酸调节染液pH值至3?4左右。始染温度为80°C，以1.50C /min的速率升温至130°C，保温60min。保温结束后，以2V /min的速率降温至70°C。染色后的纤维经过冷水洗、热水洗、净洗、热水洗，出缸后脱水、烘干。
[0037]实施例2
[0038]( I)将待染色原纤维进行机械梳理。
[0039]工艺流程:风道喂入一A036C开棉机一A092A给棉机一A076C成卷机一A186H梳棉机。
[0040]采取的技术措施:
[0041]开清棉工序:由于对位芳纶纤维属于中长纤维，具有不含杂质且仅有少量并丝、束丝、硬丝等特点，所以，开清棉在工序采用“精细抓棉、少落或者不落、多梳少打、充分开松”的两箱两刀短流程工艺路线。工艺参数为:打手速度:750r/min，豪猪打手转速:530r/min。
[0042]梳棉工序:梳棉工序采用“轻定量、慢速度、大速比、强转移、多梳少伤少落”的工艺原则。工艺参数为:锡林速度280r/min，刺辊速度:700r/min，道夫速度:15r/min。
[0043](2)将梳理后的纤维进行染色。将待染纤维装入散纤维染色机的散纤维桶(GR73-50)里，放水至规定水位，升温到70°C，使纤维在染桶内堆置密度均匀，且充分润湿。采用阳离子染料载体法进行染色。染液中含有Dystar红FBL2% (对纤维重)，芳纶环保染色载体55g/L, NaC130g/L,苯乙烯苯酹聚氧乙烯醚硫酸铵盐0.5g/L,用乙酸调节染液pH值至3?4左右。始染温度为70°C，以1°C /min的速率升温至120°C，保温50min。保温结束后，以1°C /min的速率降温至70°C。染色后的纤维经过冷水洗、热水洗、净洗、热水洗，出缸后脱水、烘干。
[0044]实施例3
[0045]( I)将待染色原纤维进行机械梳理。
[0046]工艺流程:风道喂入一A036C开棉机一A092A给棉机一A076C成卷机一A186H梳棉机。
[0047]采取的技术措施:
[0048]开清棉工序:由于对位芳纶纤维属于中长纤维，具有不含杂质且仅有少量并丝、束丝、硬丝等特点，所以，开清棉在工序采用“精细抓棉、少落或者不落、多梳少打、充分开松”的两箱两刀短流程工艺路线。工艺参数为:打手速度:900r/min，豪猪打手转速:600r/min。
[0049]梳棉工序:梳棉工序采用“轻定量、慢速度、大速比、强转移、多梳少伤少落”的工艺原则。工艺参数为:锡林速度360r/min，刺辊速度:900r/min，道夫速度:30r/min。
[0050](2)将梳理后的纤维进行染色。将待染纤维装入散纤维染色机的散纤维桶(GR73-50)里，放水至规定水位，升温到60°C，使纤维在染桶内堆置密度均匀，且充分润湿。采用阳离子染料载体法进行染色。染液中含有Dystar兰FGGL5%(对纤维重)，烷基苯催化剂35g/L, NaC150g/L,苯乙烯苯酹聚氧乙烯醚硫酸铵盐1.5g/L,用乙酸调节染液pH值至3?4左右。始染温度为60°C，以2°C /min的速率升温至140°C，保温70min。保温结束后，以
1.5°C /min的速率降温至70°C。染色后的纤维经过冷水洗、热水洗、净洗、热水洗，出缸后脱水、烘干。
[0051]本发明创新的工艺步骤是先对纤维进行机械梳理再进行染色。机械梳理作用有二，第一，通过扫描电镜观察纤维表面形貌，可以发现，梳理后纤维在机械力作用下，表面变得粗糙，部分大分子链发生断裂，出现点状凹坑，有利于染料吸附上染；第二，通过机械梳理除去纤维中的杂质，使纤维蓬松，增大与染料接触的比表面积，利于纤维的染色。纤维机械梳理后再进行染色比直接进行染色纤维得色更深，有利于提高上染率，染得中深色。
[0052]同时，在纤维加入染液前，增加了润湿水洗步骤，可以使染色时纤维得色更加均匀。
[0053]本发明另一创新之处是采用的载体为环保载体。载体的作用是使纤维发生溶胀，空隙率增加，玻璃化温度降低，有利于染料上染。前人染色研究采用的载体伴有强烈的刺激性气味，本发明采用的载体既有良好的染色加深效果，又兼具环保无污染的特点。
【权利要求】
1.一种对位芳纶纤维的载体染色方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施: 步骤1:将待染色对位芳纶纤维进行机械梳理； 步骤2:将步骤I得到的梳理后的对位芳纶纤维进行染色。
2.根据权利要求1所述的对位芳纶纤维的载体染色方法，其特征在于，所述的步骤I将待染色对位芳纶纤维进行机械梳理，包括开清棉和梳棉两个工序，开清棉工艺参数为:打手速度:700?900r/min，豪猪打手转速:400?600r/min ;梳棉工艺参数为:锡林速度280?360r/min，刺辊速度:700 ?900r/min，道夫速度:15 ?30r/min。
3.根据权利要求1所述的对位芳纶纤维的载体染色方法，其特征在于，所述的步骤2将步骤I得到的梳理后的对位芳纶纤维进行染色，具体按照以下步骤实施:将待染纤维装入散纤维染色机的散纤维桶里，放水至规定水位，升温到60?80°C，使纤维在染桶内堆置密度均匀，且充分润湿，采用阳离子染料载体染色法进行染色，染色后的纤维净洗、出缸。
4.根据权利要求3所述的对位芳纶纤维的载体染色方法，其特征在于，所述的染色所用的染液的配方为:阳离子染料相对于纤维重量2%?10%，载体35?55g/L，促染剂30?50g/L，高温匀染剂0.5?1.5g/L。
5.根据权利要求3所述的对位芳纶纤维的载体染色方法，其特征在于，所述的染色pH值为3?4，浴比为1:15?I:30o
6.根据权利要求3所述的对位芳纶纤维的载体染色方法，其特征在于，所述的染色升温曲线为:始染温度60°C?80°C，以I?2°C /min的速率升温至120°C?140°C，保温50?70min，保温结束后以I?2°C /min的速率降温至70°C，然后冷水洗、热水洗、2g/L净洗剂净洗30min、热水洗、出缸后脱水烘干。
7.根据权利要求4所述的对位芳纶纤维的载体染色方法，其特征在于，所述的阳离子染料采用 Dystar 兰 FGGL、Dystar 黑 FDL、Dystar 红 FBL 或 Dystar 金黄 GL-E 的一种。
8.根据权利要求4所述的对位芳纶纤维的载体染色方法，其特征在于，所述的载体采用烷基苯催化剂或芳纶环保染色载体HPS-505。
9.根据权利要求4所述的对位芳纶纤维的载体染色方法，其特征在于，所述的促染剂采用NaCl。
10.根据权利要求4所述的对位芳纶纤维的载体染色方法，其特征在于，所述的高温匀染剂采用苯乙烯苯酹聚氧乙烯醚硫酸铵盐。
【文档编号】D06P3/24GK103498214SQ201310471446
【公开日】2014年1月8日 申请日期:2013年10月9日 优先权日:2013年10月9日
【发明者】张生辉, 肖倩倩 申请人:陕西元丰纺织技术研究有限公司