一种聚乳酸纳米纤维素复合纤维染色工艺的制作方法

本发明涉及纺织加工，具体为一种聚乳酸/纳米纤维素复合纤维染色工艺。

背景技术：

1、聚乳酸纤维是以玉米、谷物等农产品中天然糖类得到的聚乳酸酯为原料经纺丝而制得的聚酯纤维。聚乳酸纤维是具有可降解、绿色环保、性能优良的特点。聚乳酸纤维适宜采用分散染料进行染色，然而聚乳酸纤维存在着上染率不高、染色牢固度低、染料利用率低等不足。例如申请号cn202010905523.6的中国发明专利申请中，公开了一种聚乳酸纤维筒纱染色工艺，其包括如下步骤：步骤一：松筒；通过松式络筒机，把规格不一的坯纱按计划要求翻到在塑料筒管上，清除纱线上的某些疵点、杂质、改善纱线品质，筒子上纱线的结头要小而牢，采用较大的纱线卷绕角；步骤二：装笼；把松筒纱按要求装上纱笼的纱杆上，并且进行固定住，以备染色；步骤三：染色；将筒纱置于筒纱染色装置中的筒纱固定架上；按照1：1-50的浴比，使用染色前处理液对筒纱进行前处理，并且在染色剂内添加扩散剂nno，并且进行调整碱度；步骤四：脱水；纱线染色加工完毕后，进行脱水，脱水采用离心式脱水机高速运转完成；步骤五：烘干；将步骤四中脱水后的纱线采用高频烘干机烘干，纱线经过上下两个加热板进行烘干；并且在高频烘干机烘干后侧的固定安装有抽风机，将蒸汽抽排出去；步骤六：倒筒；将染色筒子纱翻倒成为符合退绕要求的成形良好的筒子纱。

2、再例如在申请号cn200610012779.4的中国发明专利申请中，公开了聚乳酸纤维/棉混纺梭织布的染色工艺，其包括a.退浆工序，b.煮漂工序，c.丝光工艺，d.染色工序。

3、而且传统的钎维素纤维加工工艺，其得到纤维素纤维强度较低，抗原纤化性能差，用该纤维制造的织物易掉毛、起球。

技术实现思路

1、本发明针对现有技术的不足，提供一种聚乳酸/纳米纤维素复合纤维染色工艺，工艺简单，实现良好的染色效果同时，提高聚乳酸/纳米纤维素复合纤维强度及抗原纤化性能。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种聚乳酸/纳米纤维素染色工艺，包括纺丝液制备工序、纺丝工序和染色工序，

3、所述纺丝液制备工序是将纳米纤维素悬浮液、聚乳酸溶液以及添加剂均匀混合在一起，在30-80℃下静置1-2h并进行高能电子束辐射形成凝胶，凝胶经水洗得到水凝胶纺丝液，其中，高能电子束辐射的辐照量为10-50kgy，辐照时间为20至40分钟，其中，聚乳酸溶液与纳米纤维素溶液质量比为10:1-1:1，聚乳酸溶液与添加剂溶液质量比为10:1-1:1，聚乳酸溶液是将聚乳酸分散于有机溶剂中，聚乳酸的质量浓度为5-10％，纳米纤维素悬浮液是将长度为10-100nm的纤维素纤维分散在水中，纤维素的质量浓度为5-20％；

4、所述纺丝工序是将上述水凝胶纺丝液送入湿法纺丝设备纺丝形成纤维，纤维经过高能电子束辐射干燥强化得到纤维长丝，其中辐照量为10-50kgy，辐照时间在3-5分钟；

5、所述染色工序，染料与纤维的重量比为1～10％，浴比1:45-55，分散剂nno的量0.8-1.2g/l，染色液ph值为4.8-5.2，以1.5℃-2.5℃/分钟升温至58℃-62℃，加入纤维，以0.8℃-1.2℃/分钟升温至染色温度108℃-112℃，保温染色时间18-22分钟；之后降温到58℃-62℃，添加保险粉2.5-3.5g/l，无水碳酸钠2.5-3.5g/l，净洗剂2.5-3.5g/l洗去纤维上的浮色，充分水洗，晾干或进行后处理工艺。

6、作为本发明的优选方式，其中，水凝胶纺丝液经纺丝设备喷丝孔中喷丝，丝线进入水凝固浴中经水洗、牵伸、高能电子束辐射干燥制备得到聚乳酸/纳米纤维素纤维。丝线牵引速度控制在0～100厘米/分钟。

7、作为本发明的优选方式，所述有机溶剂为n,n-二甲基甲酰胺、四氢呋喃、1,4-二氧六环、氯仿、丙酮中一种或两种以上的混合。

8、作为本发明的优选方式，所述添加剂为聚乙二醇、甘油、羧甲基壳聚糖、羧甲基纤维素、聚乙烯醇或聚氧化乙烯。

9、作为本发明的优选方式，所述纤维素纤维为甘蔗纤维。

10、作为本发明的优选方式，所述聚乳酸的分子量在10,000～270,000。

11、作为本发明的优选方式，所述染料为分散染料与活性染料的混合物。

12、作为本发明的优选方式，所述分散染料为偶氮型分散红、分散蓝或分散黄；所述活性染料为活性红、活性蓝或活性黄。

13、与现有技术相比：本发明制备方法简单易行、绿色环保，有利于技术产业化转化，本发明聚乳酸/纳米纤维素复合纤维染色工艺，纤维上染率达到80％，复合纤维纤维强度增强1-2倍，抗原纤化能力提升1-2倍。采用本发明的技术方案，聚乳酸/纳米纤维素复合纤维采用两次辐照处理，第一次辐照的作用是增强纳米纤维素和聚乳酸之间的羟基或羧基进行预先交联缩合，形成适度的醚键、酯键，以形成适合纺丝的纺丝液，第二次辐照作用是采用辐射强化纺丝组分中羟基或羧基进行深度交联缩合程度，增强纤维强度及提高抗原纤化能力的同时，提高分散染料与纤维之间的亲和力，提升纤维染色性能。本发明利用聚乳酸/纳米纤维素复合纤维水凝胶纺丝，无需使用传统纤维素纤维纺丝工艺中使用的n-甲基吗啉n氧化物(nmmo)溶剂，省去了溶剂回收工艺，节省了设备投资。

技术特征：

1.一种聚乳酸和纳米纤维素复合纤维染色工艺，包括纺丝液制备工序、纺丝工序和染色工序，其特征在于，

2.如权利要求1所述的一种采用聚乳酸和纳米纤维素制备抗原纤化纤维的方法，其特征在于，所述有机溶剂为n,n-二甲基甲酰胺、四氢呋喃、1,4-二氧六环、氯仿、丙酮中一种或两种以上的混合。

3.如权利要求2所述的一种采用聚乳酸和纳米纤维素制备抗原纤化纤维的方法，其特征在于，所述添加剂为聚乙二醇、甘油、羧甲基壳聚糖、羧甲基纤维素、聚乙烯醇或聚氧化乙烯。

4.如权利要求3所述的一种采用聚乳酸和纳米纤维素制备抗原纤化纤维的方法，其特征在于，所述纤维素纤维为甘蔗纤维。

5.如权利要求4所述的一种采用聚乳酸和纳米纤维素制备抗原纤化纤维的方法，其特征在于，所述染料为分散染料与活性染料的混合物。

6.如权利要求5所述的一种采用聚乳酸和纳米纤维素制备抗原纤化纤维的方法，其特征在于，所述分散染料为偶氮型分散红、分散蓝或分散黄；所述活性染料为活性红、活性蓝或活性黄。

技术总结
本发明涉及化工纺织加工技术领域，公开了一种聚乳酸/纳米纤维素复合纤维染色工艺，包括纺丝液制备工序、纺丝工序和染色工序，所述纺丝液制备工序是将纳米纤维素悬浮液、聚乳酸溶液以及添加剂均匀混合在一起，在30‑80℃下静置1‑2h并进行高能电子束辐射形成凝胶，凝胶经水洗得到水凝胶纺丝液；所述纺丝工序是将上述水凝胶纺丝液送入湿法纺丝设备纺丝形成纤维，纤维经过高能电子束辐射干燥强化得到纤维长丝，其中辐照量为10‑50kGy，辐照时间在3‑5分钟。本发明制备方法简单易行、绿色环保，制得的复合纤维上染率达到80％，复合纤维强度增强1‑2倍，抗原纤化能力提升1‑2倍。

技术研发人员：肖进彬,尹红辉
受保护的技术使用者：晋江安润纺织有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23