專利名稱：聚丙烯纖維或織物的染色方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于紡織領(lǐng)域，特別涉及一種利用低溫等離子體接枝聚合法對聚丙烯纖維或織物進行改性的染色方法。
背景技術(shù)：
眾所周知，聚丙烯纖維是世界五大纖維之一，其原料來源豐富，制造工藝簡單，成本低廉(約為滌綸的一半)，并且具有一般纖維不可比擬的優(yōu)點，如質(zhì)地輕、強力高、彈性好、耐腐蝕、不起球、導濕性、保暖性好等。但由于聚丙烯纖維大分子具有極其規(guī)整的等規(guī)立體結(jié)構(gòu)，并且不含任何可染基團，使得這種本身具有非常良好的服用性能的纖維根本無法上染，嚴重阻礙了該纖維在服裝服飾領(lǐng)域這一廣闊市場中的發(fā)展。因此，聚丙烯纖維可染問題的解決不僅意味著一種具有優(yōu)秀性能新型服用纖維的誕生，而且創(chuàng)造出極大的經(jīng)濟和社會效益。
目前，解決聚丙烯纖維的染色問題大致分為以下四種途徑(1)采用常規(guī)的染色方法，選用合適的染料，通過添加促染劑、攜染劑和纖維膨化劑等使未經(jīng)改性的聚丙烯纖維染色；(2)在聚丙烯熱熔原液中加入適當?shù)挠袡C或無機涂料；(3)把有接受染料能力的添加劑摻加到聚合物的熔體里去，然后再進行紡絲；(4)應用纖維的改性方法，即連接某種具有接受染料能力的單體或官能團到聚丙烯大分子上去，形成共聚物或接枝共聚物。但這些方法多存在不同程度的性能缺陷，如固色率低、深染性差、色譜狹窄、無法實現(xiàn)印花工藝、纖維強力差、無法進行細旦紡絲、對人體有害、成本較高無法實現(xiàn)工業(yè)化等。
通常，未經(jīng)改性的聚丙烯分子結(jié)晶結(jié)構(gòu)緊密，結(jié)晶度很高，纖維中不存在極性或離子性基團，缺少可以染色的染座，在纖維與染料之間唯一有可能存在的分子間力是較弱的范氏力，迄今為止尚未能找到合適的染料。有研究者以1，4二羥基蒽醌為母體和以鄰甲基對烷基苯胺為原料，合成蒽醌染料，用于聚丙烯纖維或織物的染色，上染率可達70％；20世紀90年代，由德國發(fā)明的染色新工藝——超臨界二氧化碳的無水染色法，可用分散染料上染聚丙烯纖維或織物，這種方法是使染料在超臨界二氧化碳中呈單分子溶解狀態(tài)，染浴中的染料分子運動活躍，快速到達纖維表面，容易滲透到纖維內(nèi)部，其特點是染色時間短，色澤均勻，但目前尚屬初試階段；也有研究者對聚丙烯纖維或織物進行改性，在其表面引入可染染座，從而使纖維表面染上顏色，所用的試劑有強氧化劑、磺化劑、氯磺化劑、鹵化劑等，特別是用鹵化劑的鹵化反應，能有效地提高聚丙烯的染色性；目前使用較多的共混改性方法是將異相高聚物均勻地混合在聚丙烯樹脂中，直接紡絲制成可染型聚丙烯，如CN1141967A采用含有二羥基苯磺酸鈉的聚對苯二甲酸雙羥乙脂為添加劑，與聚丙烯共混，達到分散可染或陽離子可染；CN1036798C采用飽和二元酸與飽和二元醇的共聚物為第二組分，乙烯-醋酸乙烯脂共聚物、聚對苯二甲酸丁二醇脂或聚苯乙烯作為第三組分，得到分散染料可染聚丙烯纖維。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種可使聚丙烯纖維或織物常壓沸染的改性方法及相應的染色工藝。
本發(fā)明的方法是采用低溫等離子體處理方法對聚丙烯纖維或織物進行表面改性，在織物表面引入丙烯酸類單體或利用丙烯酸類單體溶液在聚丙烯纖維或織物表面接枝上有利于上染和促進深染的染座，從而使得經(jīng)此法處理的聚丙烯纖維或織物能采用“常壓沸染”工藝染色。
本發(fā)明的聚丙烯纖維或織物改性方法(1)采用低溫等離子體表面處理法將聚丙烯纖維或織物放入低溫等離子體處理設(shè)備的反應腔中進行低溫等離子體處理，處理條件為功率20W～120W，時間10s～180s，真空度0.2torr～1.0torr，處理氣氛可選用空氣、氧氣、氮氣、氬氣或氦氣；然后將處理后的纖維或織物浸泡在濃度為5wt％～50wt％的丙烯酸、丙烯酰胺、丙烯酸羥乙酯或丙烯酸羥丙酯溶液中1h～8h；將處理后的纖維或織物采用“常壓沸染”法進行染色；
或(2)采用等離子體接枝法將丙烯酸、乙烯吡啶或乙烯吡咯烷酮單體通入低溫等離子體設(shè)備的反應腔中，控制等離子體設(shè)備的處理條件功率20W～100W，時間10s～180s，真空度0.2torr～1.0torr，使丙烯酸、乙烯吡啶或乙烯吡咯烷酮單體氣氛起輝對聚丙烯纖維或織物進行低溫等離子體處理；將處理后的纖維或織物采用“常壓沸染”染色方法進行染色；所述的低溫染色方法(見附圖)采用“常壓沸染”工藝，始染溫度30～40℃，以1～2℃/min的速度逐漸升溫至染液沸騰，續(xù)染40～50分鐘，取出水洗。
所述的染色使用的染料為分散染料。
所述的染色使用的助劑為金屬離子螯合物、分散劑(甲基萘磺酸鹽甲醛縮合物分散劑或木質(zhì)素磺酸鹽)、勻染劑(具螯合、分散勻染作用的陰/非復配型表面活性劑)及醋酸/醋酸鈉(或硫酸銨)緩沖劑。
利用低溫等離子體接枝聚合法進行改性聚丙烯纖維或織物采用“常壓染色”法染色，可染中深乃至黑色，色澤鮮艷、色譜廣泛，上染率達80～90％，色牢度達到4～5級。


圖1.本發(fā)明聚丙烯纖維或織物染色工藝示意圖。
具體實施例方式
實施例1將聚丙烯織物放入低溫等離子體處理設(shè)備反應腔中進行低溫等離子體處理，處理條件為功率60W，時間120s，真空度0.5torr，處理氣氛選用空氣，然后將處理后的織物浸泡在濃度為20wt％的丙烯酸溶液中3h。用分散染料進行染色，始染溫度30℃，以2℃/min的速度逐漸升溫至染液沸騰，續(xù)染40～50分鐘，取出水洗。上染率達80～90％，色牢度達到4～5級。
實施例2將聚丙烯織物放入低溫等離子體處理設(shè)備反應腔中進行低溫等離子體處理，處理條件為功率100W，時間90s，真空度0.7torr，處理氣氛選用空氣，然后將處理后的織物浸泡在濃度為15wt％的丙烯酸溶液中2h。用分散染料進行染色，始染溫度30℃，以2℃/min的速度逐漸升溫至染液沸騰，續(xù)染40～50分鐘，取出水洗。上染率達80～90％，色牢度達到4～5級。
實施例3將聚丙烯織物放入低溫等離子體處理設(shè)備反應腔中進行低溫等離子體處理，處理條件為功率100W，時間100s，真空度0.3torr，處理氣氛選用氬氣，然后將處理后的織物浸泡在濃度為15wt％的丙烯酸溶液中4h。用分散染料進行染色，始染溫度35℃，以2℃/min的速度逐漸升溫至染液沸騰，續(xù)染40～50分鐘，取出水洗。上染率達80～90％，色牢度達到4～5級。
實施例4將聚丙烯織物放入低溫等離子體處理設(shè)備反應腔中進行低溫等離子體處理，處理條件為功率100W，時間120s，真空度0.5torr，處理氣氛選用氮氣，然后將處理后的織物浸泡在濃度為15wt％的丙烯酸溶液中6h。用分散染料進行染色，始染溫度30℃，以1℃/min的速度逐漸升溫至染液沸騰，續(xù)染40～50分鐘，取出水洗。上染率達80～90％，色牢度達到4～5級。
實施例5將聚丙烯織物放入低溫等離子體處理設(shè)備反應腔中進行低溫等離子體處理，處理條件為功率100W，時間120s，真空度0.5torr，處理氣氛選用氮氣，然后將處理后的織物浸泡在濃度為15wt％的丙烯酸溶液中2h。用分散染料進行染色，始染溫度40℃，以1.5℃/min的速度逐漸升溫至染液沸騰，續(xù)染40～50分鐘，取出水洗。上染率達80～90％，色牢度達到4～5級。
實施例6將聚丙烯織物放入低溫等離子體處理設(shè)備反應腔中進行低溫等離子體處理，處理條件為功率100W，時間90s，真空度0.5torr，處理氣氛選用空氣，然后將處理后的織物浸泡在濃度為15wt％的丙烯酰胺溶液中2h。用分散染料進行染色，始染溫度30℃，以2℃/min的速度逐漸升溫至染液沸騰，續(xù)染40～50分鐘，取出水洗。上染率達80～90％，色牢度達到4～5級。
實施例7將聚丙烯織物放入低溫等離子體處理設(shè)備反應腔中進行低溫等離子體處理，處理條件為功率120W，時間100s，真空度0.2torr，處理氣氛選用空氣，然后將處理后的織物浸泡在濃度為20wt％的丙烯酸羥丙酯溶液中2h。用分散染料進行染色，始染溫度30℃，以2℃/min的速度逐漸升溫至染液沸騰，續(xù)染40～50分鐘，取出水洗。上染率達80～90％，色牢度達到4～5級。
實施例8將聚丙烯織物放入低溫等離子體處理設(shè)備反應腔中進行低溫等離子體處理，處理條件為功率30W，時間120s，真空度0.9torr，處理氣氛選用空氣，然后將處理后的織物浸泡在濃度為20wt％的丙烯酸溶液中5h。用分散染料進行染色，始染溫度40℃，以2℃/min的速度逐漸升溫至染液沸騰，續(xù)染40～50分鐘，取出水洗。上染率達80～90％，色牢度達到4～5級。
實施例9將丙烯酸單體通入低溫等離子體設(shè)備反應腔中，控制處理條件功率90W，時間180s，真空度0.5torr，使丙烯酸單體氣氛起輝對聚丙烯織物進行低溫等離子體處理。用分散染料進行染色，始染溫度30℃，以1℃/min的速度逐漸升溫至染液沸騰，續(xù)染40～50分鐘，取出水洗。上染率達80～90％，色牢度達到4～5級。
實施例10將丙烯酸單體通入低溫等離子體設(shè)備反應腔中，控制處理條件功率100W，時間120s，真空度0.8torr，使丙烯酸單體氣氛起輝對聚丙烯織物進行低溫等離子體處理。用分散染料進行染色，始染溫度30℃，以2℃/min的速度逐漸升溫至染液沸騰，續(xù)染40～50分鐘，取出水洗。上染率達80～90％，色牢度達到4～5級。
實施例11將乙烯吡啶單體通入低溫等離子體設(shè)備反應腔中，控制處理條件功率30W，時間180s，真空度1.0torr，使乙烯吡啶單體氣氛起輝對聚丙烯織物進行低溫等離子體處理。用分散染料進行染色，始染溫度35℃，以2℃/min的速度逐漸升溫至染液沸騰，續(xù)染40～50分鐘，取出水洗。上染率達80～90％，色牢度達到4～5級。
實施例12將乙烯吡咯烷酮單體通入低溫等離子體設(shè)備反應腔中，控制處理條件功率120W，時間120s，真空度0.2torr，使乙烯吡咯烷酮單體氣氛起輝對聚丙烯織物進行低溫等離子體處理。用分散染料進行染色，始染溫度30℃，以2℃/min的速度逐漸升溫至染液沸騰，續(xù)染40～50分鐘，取出水洗。上染率達80～90％，色牢度達到4～5級。
權(quán)利要求
1.一種聚丙烯纖維或織物的染色方法，其特征是所述的染色方法是(1)采用等離子體表面處理法將聚丙烯纖維或織物放入低溫等離子體處理設(shè)備的反應腔中進行低溫等離子體處理，處理功率20W～120W，真空度0.2torr～1.0torr；然后將處理后的纖維或織物浸泡在濃度為5wt％～50wt％的丙烯酸、丙烯酰胺、丙烯酸羥乙酯或丙烯酸羥丙酯溶液中；將處理后的纖維或織物采用常壓沸染法進行染色；或(2)采用等離子體接枝法將丙烯酸、乙烯吡啶或乙烯吡咯烷酮單體通入低溫等離子體設(shè)備的反應腔中，等離子體設(shè)備的處理功率20W～100W，真空度0.2torr～1.0torr，使丙烯酸、乙烯吡啶或乙烯吡咯烷酮單體氣氛起輝對聚丙烯纖維或織物進行低溫等離子體處理；將處理后的纖維或織物采用常壓沸染法進行染色。
2.按權(quán)利要求1所述的方法，其特征是所述的采用等離子體表面處理法中使用的氣氛是空氣、氧氣、氮氣、氬氣或氦氣。
3.按權(quán)利要求1所述的方法，其特征是所述的纖維或織物在低溫等離子體處理設(shè)備中的處理時間是10s～180s。
4.按權(quán)利要求1所述的方法，其特征是所述的浸泡時間是1小時～8小時。
5.按權(quán)利要求1所述的方法，其特征是所述的常壓沸染工藝的始染溫度為30～40℃，以1～2℃/min的速度逐漸升溫至染液沸騰，續(xù)染40～50分鐘，取出水洗。
6.按權(quán)利要求1或5所述的方法，其特征是所述的染色使用的染料為分散染料。
全文摘要
本發(fā)明屬于紡織領(lǐng)域，特別涉及一種利用低溫等離子體接枝聚合法對聚丙烯纖維或織物進行改性的染色方法。本發(fā)明的方法是采用低溫等離子體處理方法對聚丙烯纖維或織物進行表面改性。本發(fā)明在等離子體處理的過程中引入丙烯酸等單體或利用丙烯酸等單體溶液在聚丙烯纖維或織物表面接枝上有利于上染和促進深染的染座，從而使得經(jīng)此法處理的聚丙烯纖維或織物能采用“常溫沸染”工藝染色。
文檔編號D06P5/22GK1530489SQ0311932
公開日2004年9月22日 申請日期2003年3月14日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月14日
發(fā)明者師楊, 高曙光, 李蘭, 劉必前, 師 楊 申請人:中科納米技術(shù)工程中心有限公司