專利名稱：粘膠纖維的紡練染色方法
技術領域：
本發明涉及紡練過程中對絲條進行染色的人造纖維，具體的說是用于紡練染色粘膠纖維生產過程中粘膠的染色方法。
背景技術：
人造纖維又稱人造絲、粘膠纖維、再生纖維素纖維，通過紡前粘膠注色或后期染整加工，可以制成各種顏色的人造纖維產品，廣泛應用于色織、家紡、金銀絲、繡花線、紗線領域。
絲條成型后進行染色簡稱紡后染色已是淘汰工藝，存在工藝復雜、成本高、排污量大等弊端。于是近年提出了紡前著色工藝，即，將顏料注入粘膠中成為有色粘膠，再進行紡絲。
傳統紡前注色方法生產的著色絲，由于所用顏料顆粒較大，粒度不均一，在粘膠中分散性差，造成可紡性差，生產成本高，產品色光暗淡，并且無法用于繡花線生產(主要因為所做出的繡花線的質量如光澤度、手感等達不到使用要求)；后期染整加工需要排掉大量的剩余染液，不利于環境保護，還要增加水、電、汽能源消耗；后期染整加工還容易受到人造纖維產品質量、染整工藝波動等因素影響，造成染色不均勻、色牢度差等問題。
有人在專利中提到了采用靛類、蒽醌類還原染料的有色粘膠纖維及生產方法。該方法是用靛類、蒽醌類還原染料在堿性條件下還原成隱色體鹽對粘膠著色，通過紡絲、精練及烘干制成有色粘膠纖維。由于該方法色漿中所采用的還原染料沒有使用氧化劑，粘膠配色過程也沒有采取控制措施，也就不能對靛類、蒽醌類還原染料的氧化還原過程進行有效的控制，得到的有色粘膠纖維顏色不穩定、可紡性差，無法實現工業化大生產。
紡練染色粘膠纖維生產方法的原理是配制還原染液及色漿，然后將其與粘膠混合，在紡練過程中(從噴絲到精練結束的過程)絲條在氧化劑和酸或堿環境下氧化顯色，經過紡絲得到紡練染色粘膠纖維。本發明提出的就是從色漿配制到絲條顯色過程的染色方法。

發明內容
本發明旨在針對現有有色粘膠纖維生產方法中染色方法存在的上述缺陷，提供一種粘膠纖維紡練染色方法，采用本發明可實現有色人造纖維工業化大生產及其深加工產品生產。通過對染色機理的研究，打破傳統普通粘膠纖維紡前著色，后期染整加工的傳統工藝，直接生產出有色粘膠纖維。采用本發明能實現單絲染色，提高有色絲條的染色均勻性，色牢度，色亮度，豐富色彩品種，達到繡花線的使用標準；同時大幅降低生產成本，使用方便，后續加工無污染，保護環境；染色品質滿足市場要求，色澤艷麗、染色均勻、手感舒適、應用廣泛。
為實現上述目的，本發明采用的技術方案如下粘膠纖維紡練染色方法，工藝步驟包括色漿配制、粘膠配色、粘膠染色，其特征在于在色漿配制工序中，根據粘膠纖維顏色的要求，稱取一種或幾種染料，將其混合分散到除鹽水中，加入堿性溶液，在溶液中加入還原劑和氧化劑，最后用除鹽水定容、溶液過濾，制成色漿備用；在粘膠配色工序中，將備用色漿加入到粘膠中，經充分混合后制得染色粘膠，染色粘膠從機臺的噴絲頭噴出形成還原絲條；還原絲條從形成到精練的紡練過程中或紡練過程結束時，在氧化劑和酸或堿作用下，染液中的染料分子被氧化析出，均勻分布在纖維內部，與纖維分子形成氫鍵結合，絲條開始顯色，反應完全后固定為預期顏色，完成染色全過程。
在粘膠配色工序中，先將備用色漿裝入儲備裝置中，并隔絕空氣保護，根據粘膠流量按比例加入一定體積的色漿到粘膠管中，經過混合裝置充分混合后，再進入粘膠緩沖罐中攪拌混合，混合好的染色粘膠用供膠泵輸送，通過靜態混合器送到機臺紡絲。
所述染料采用還原染料、硫化染料或非水溶性有機染料。
所述還原劑和氧化劑的加入量分別為反應摩爾數的1～5倍和0.5～2倍。
所述還原劑為保險粉或二氧化硫脲。
所述氧化劑為H2O2、NaNO2、重絡酸鈉或亞氯酸鈉。
所述堿性溶液可用NaOH水溶液。
定容后的溶液體積為粘膠體積的0.5％～10％。
本發明色漿濃度為0.005％～10％；含堿2～6％。
在酸、堿環境下氧化的粘膠甲纖7.9～8.3％熟成度8.0～12.0ml含堿6.0±1.0％
表面張力42～56(dymes/cm)粘度25～45秒粘膠原液的漿種包括木漿、棉漿、竹漿以及相互任意組合中的一種。本發明適用于任何粘膠纖維產品的染色，包括粘膠短纖維、長纖維。
本發明所述色漿配制中包括的裝置有染液調配罐、染液儲罐、碾磨機、染液過濾機、染液過濾泵、循環泵、變頻器。
本發明所述粘膠配色中包括的裝置有粘膠輸送泵、粘膠緩沖罐、靜態混合器、計量泵、電磁流量計、差壓變送器、電器自動控制系統。
本發明的有益效果表現在本發明由于在染料中加入還原劑和氧化劑，由此配制出的染色粘膠可實現后期即紡練過程的氧化反應，使染色粘膠中的染液中的染料分子被氧化析出，均勻分布在纖維內部，與纖維分子形成氫鍵結合，由此保證了紡前還原、紡練氧化顯色的生產要求。
并通過對還原劑和氧化劑的加入量的控制、色漿溶液與粘膠體積比的控制、色漿濃度的控制、色漿與粘膠配制及混合等的控制使得氧化還原過程得到保障，保證了紡練顯色過程和最終固色。
該方法可實現工業化大生產及其深加工產品生產，打破傳統普通粘膠纖維紡前著色后期染整加工的傳統工藝，直接生產出有色粘膠纖維。并具備如下優點1、實現單絲染色，提高有色絲條的染色均勻性、色牢度，色亮度，豐富色彩品種，達到繡花線的使用標準；2、大幅降低生產成本，使用方便，后續加工無污染，保護環境；3、染色品質滿足市場要求，色澤艷麗、染色均勻、手感舒適、應用廣泛。
4、可實現工藝化大生產、可紡性好，生產成本低。
采用本發明除了在前期技術的研究和固定設備的少量投入外，在生產過程中的染料和后處理化工料的投入也相對傳統染色技術大大較少，減少了制作工序，降低了能耗，節約了生產成本。實現印染廢水零排放，在環保費用減少的經濟價值以及給社會環境保護帶來的較大影響遠遠高出在使用的直接經濟價值。


圖1為本發明工藝流程圖
具體實施例方式
本發明提出的是紡練染色粘膠纖維生產過程中的染色方法，確切的說是粘膠纖維的紡練染色方法。
本發明提到的紡練染色粘膠纖維生產方法是在染料中加入還原劑和氧化劑，將上述染料與粘膠混合制得染色粘膠，送機臺紡絲獲得還原絲條；還原絲條從形成到精練的紡練過程中或紡練過程結束時，在酸或堿環境下氧化、顯色，形成紡練染色粘膠纖維。
絲條在酸或堿環境下氧化，是根據染料的不同而進行工藝選擇，有些染料在酸環境下氧化，有些染料在堿環境下氧化。由于粘膠從噴頭噴到酸浴槽后，其內的酸液本身就是酸環境，再加上硫酸，在酸環境氧化的染色粘膠在酸浴槽內就開始氧化反應，染液中的染料分子被氧化析出，均勻分布在纖維內部，與纖維分子形成氫鍵結合，開始顯色。顯色過程貫穿于整個紡練過程，直到固色為預期顏色。
本發明之所以稱為紡練染色，其原因在于絲條顏色是在紡練過程中顯現，而最終成色在紡練之后。在將染液加入粘膠時，以及在氧化反應過程中的任意時刻，其顏色均不同于預期顏色。此特征明顯區別與紡前注色工藝，紡前注色工藝中，預先加什么顏色的顏料，后期就得到什么顏色的絲條，因此稱作著色絲。著色絲由于所用顏料顆粒較大，粒度不均一，在粘膠中分散性差，造成可紡性差，生產成本高，產品色光暗淡，并且無法用于繡花線生產；后期染整加工需要排掉大量的剩余染液，不利于環境保護，還要增加水、電、汽能源消耗；后期染整加工還容易受到人造纖維產品質量、染整工藝波動等因素影響，造成染色不均勻、色牢度差等問題。
本發明由于在染料中加入氧化劑，可實現后期即紡練過程的氧化反應，使染色粘膠中的染液中的染料分子被氧化析出，均勻分布在纖維內部，與纖維分子形成氫鍵結合，由此保證了紡前還原、紡練氧化顯色的生產要求；通過對還原劑和氧化劑的加入量的控制、色漿溶液與粘膠體積比的控制、色漿濃度的控制、色漿與粘膠配制及混合等的控制使得氧化還原過程得到保障，保證了紡練顯色過程和最終固色。采用本發明提高了可紡性、色光度，并去掉了后期染整工藝，減少廢液排放和能源消耗，且可直接用于繡花線生產。
實施例1紡練染色方法粘膠纖維紡練染色方法，工藝步驟包括色漿配制、粘膠配色、粘膠染色。在色漿配制工序中，根據粘膠纖維顏色的要求，稱取一種或幾種染料，將其混合分散到除鹽水中，加入堿性溶液，在溶液中加入還原劑和氧化劑，最后用除鹽水定容、溶液過濾，制成色漿備用；在粘膠配色工序中，將備用色漿加入到粘膠中，經充分混合后制得染色粘膠，染色粘膠從機臺的噴絲頭噴出形成還原絲條；還原絲條從形成到精練的紡練過程中或紡練過程結束時，在氧化劑和酸或堿作用下，染液中的染料分子被氧化析出，均勻分布在纖維內部，與纖維分子形成氫鍵結合，絲條開始顯色，反應完全后固定為預期顏色，完成染色全過程。
在粘膠配色工序中，先將備用色漿裝入儲備裝置中，并隔絕空氣保護，根據粘膠流量按比例加入一定體積的色漿到粘膠管中，經過混合裝置充分混合后，再進入粘膠緩沖罐中攪拌混合，混合好的染色粘膠用供膠泵輸送，通過靜態混合器送到機臺紡絲。
所述染料采用還原染料、硫化染料或非水溶性有機染料。
所述還原劑和氧化劑的加入量分別為反應摩爾數的1～5倍和0.5～2倍。
所述還原劑為保險粉或二氧化硫脲。
所述氧化劑為H2O2、NaNO2、重絡酸鈉或亞氯酸鈉。
所述堿性溶液可用NaOH水溶液。
定容后的溶液體積為粘膠體積的0.5％～10％。
本發明色漿濃度為0.005％～10％；含堿2～6％。
本發明所述色漿配制中包括的裝置有染液調配罐、染液儲罐、碾磨機、染液過濾機、染液過濾泵、循環泵、變頻器。
本發明所述粘膠配色中包括的裝置有粘膠輸送泵、粘膠緩沖罐、靜態混合器、計量泵、電磁流量計、差壓變送器、電器自動控制系統。
實施例2酸環境氧化的染色粘膠甲纖7.9～8.3％熟成度8.0～12.0ml含堿6.0±1.0％表面張力42～56(dymes/cm)粘度25～45秒實施例3酸環境氧化下的染色方法A、色漿配制根據粘膠纖維顏色的要求，按照濃度比例稱取一定量的一種或幾種染料，將其混合分散到除鹽水中，加入堿性溶液，再根據反應摩爾比，在溶液中加入還原劑和氧化劑，最后用除鹽水定容，再將溶液過濾到儲罐中，過濾去掉顆粒雜質，制成色漿備用；B、粘膠配色將備用色漿裝入儲備裝置中，并隔絕空氣保護，根據溶液體積為粘膠體積的0.5％～10％的比例加入一定體積的染液到粘膠管中，經過混合裝置充分混合后，再進入粘膠緩沖罐中攪拌混合，將染色粘膠用供膠泵輸送，通過二級靜態混合器送到機臺紡絲；C、染色染液中的染料分子與粘膠分子充分混合均勻后，經噴絲孔進入酸浴中，在氧化劑和酸作用下，染液中的染料分子被氧化析出，均勻分布在纖維內部，與纖維分子形成氫鍵結合。
D、固色然后按連續紡、半連續紡或異型扁平紡的生產工序進行紡絲生產，形成紡練染色絲餅或絲絞；絲餅或絲絞送精練工序，經過氧化反應最終固定成預期的顏色，，經壓洗、烘干、調濕后絡筒，制成紡練染色粘膠纖維產品。
實施例4堿環境氧化的染色粘膠甲纖7.9～8.3％熟成度8.0～12.0ml含堿6.0±1.0％表面張力42～56(dymes/cm)粘度25～45秒實施例5堿環境氧化的紡絲方法A、色漿配制根據粘膠纖維顏色的要求，按照濃度比例稱取一定量的一種或幾種染料，將其混合分散到除鹽水中，加入堿性溶液，再根據反應摩爾比，在溶液中加入還原劑和氧化劑，最后用除鹽水定容，再將溶液過濾到儲罐中，過濾去掉顆粒雜質，制成色漿備用；B、粘膠配色將備用色漿裝入儲備裝置中，并隔絕空氣保護，根據粘膠流量按比例加入一定體積的染液到粘膠管中，經過混合裝置充分混合后，再進入粘膠緩沖罐中攪拌混合，將染色粘膠用供膠泵輸送，通過二級靜態混合器送到機臺紡絲，形成絲餅或絲絞。
C、染色、固色絲餅或絲絞去酸后，將其置入堿性環境，比如堿洗，在氧化劑和堿的作用下，染液中的染料分子被氧化析出，均勻分布在纖維內部，與纖維分子形成氫鍵結合，此時開始顯色，并放置一定時間后氧化反應完全最終固定成預期的顏色，得到紡練染色粘膠纖維產品。
實施例6H015黃色人造纖維
具體實施例方式
①根據生產有色人造纖維的重量，計算所需染料用量，按對甲纖比例加入。
②將染料分散于適量除鹽水中，加入適量的堿，再加入還原劑和氧化劑，還原劑和氧化劑的加入量分別為反應摩爾數的1～5倍和0.5～2倍，然后用除鹽水定容，定容后的溶液體積為粘膠體積的0.5％～10％，再將溶液過濾到儲罐中，去掉雜質顆粒，頂部加氮氣保護。染液配好后盡快用完，以不超過三天為宜。
③用計量泵將染液加入到粘膠管道中，鎖定染液瞬時加入量與粘膠流量比，加入染液后的粘膠首先通過一段靜態混合器混合，再進入紡絲膠罐中攪拌混合，然后用供膠泵輸送，通過二級靜態混合器到機臺紡絲。
④按正常工藝進行紡絲操作，送精練工序，經壓洗、烘干、調濕后絡筒，即可得到成品H015黃色人造纖維。
⑤將④步驟中調濕后的絲餅直接成三元、加捻、成絞或成筒，即可得到成品H015黃色繡花線。
權利要求
1.粘膠纖維紡練染色方法，工藝步驟包括色漿配制、粘膠配色、粘膠染色，其特征在于在色漿配制工序中，根據粘膠纖維顏色的要求，稱取一種或幾種染料，將其混合分散到除鹽水中，加入堿性溶液，在溶液中加入還原劑和氧化劑，最后用除鹽水定容、溶液過濾，制成色漿備用；在粘膠配色工序中，將備用色漿加入到粘膠中，經充分混合后制得染色粘膠，染色粘膠從機臺的噴絲頭噴出形成還原絲條；還原絲條從形成到精練的紡練過程中或紡練過程結束時，在氧化劑和酸或堿作用下，染液中的染料分子被氧化析出，均勻分布在纖維內部，與纖維分子形成氫鍵結合，絲條開始顯色，反應完全后固定為預期顏色，完成染色全過程。
2.根據權利要求1所述的粘膠纖維紡練染色方法，其特征在于在粘膠配色工序中，先將備用色漿裝入儲備裝置中，并隔絕空氣保護，根據粘膠流量按比例加入一定體積的色漿到粘膠管中，經過混合裝置充分混合后，再進入粘膠緩沖罐中攪拌混合，混合好的染色粘膠用供膠泵輸送，通過靜態混合器送到機臺紡絲。
3.根據權利要求1所述的粘膠纖維紡練染色方法，其特征在于所述染料采用還原染料、硫化染料或非水溶性有機染料。
4.根據權利要求1所述的粘膠纖維紡練染色方法，其特征在于所述還原劑為保險粉或二氧化硫脲。
5.根據權利要求1所述的粘膠纖維紡練染色方法，其特征在于所述氧化劑為H2O2、NaNO2、重絡酸鈉或亞氯酸鈉。
6.根據權利要求1、4或5所述的粘膠纖維紡練染色方法，其特征在于所述還原劑和氧化劑的加入量分別為反應摩爾數的1～5倍和0.5～2倍。
7.根據權利要求1所述的粘膠纖維紡練染色方法，其特征在于所述堿性溶液為NaOH水溶液。
8.根據權利要求1所述的粘膠纖維紡練染色方法，其特征在于定容后的溶液體積為粘膠體積的0.5％～10％。
9.根據權利要求1所述的粘膠纖維紡練染色方法，其特征在于色漿濃度為0.005％～10％；含堿2～6％。
10.根據權利要求1所述的粘膠纖維紡練染色方法，其特征在于在酸或堿環境下氧化的染色粘膠甲纖7.9～8.3％；熟成度8.0～12.0ml；含堿6.0±1.0％；表面張力42～56(dymes/cm)；粘度25～45秒。
全文摘要
本發明公開了一種紡練染色粘膠纖維的染色方法，以克服現有有色粘膠纖維生產染色方法不能保證還原氧化過程得到有效控制的弊端。該方法是色漿中加入還原劑和氧化劑，將備用色漿加入到粘膠中，經充分混合后制得染色粘膠，染色粘膠從噴絲頭噴出形成還原絲條；還原絲條從形成到精練的紡練過程中或紡練過程結束時，在氧化劑和酸或堿作用下絲條開始顯色，反應完全后固定為預期顏色。本發明打破傳統普通粘膠纖維紡前著色，后期染整加工的傳統工藝，能實現單絲染色，提高絲條染色均勻性、色牢度、色亮度，達到繡花線的使用標準，同時大幅降低生產成本，后續加工無污染，產品色澤艷麗、染色均勻、手感舒適、應用廣泛。
文檔編號D01F2/00GK101058898SQ200710049069
公開日2007年10月24日 申請日期2007年5月11日 優先權日2007年5月11日
發明者馮濤, 鄧傳東, 李蓉玲, 張勇, 胡遠成 申請人:宜賓海絲特纖維有限責任公司