一種可無鹽染色的再生纖維素纖維的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及紡織工業(yè)用原材料及其制造方法，特別是一種可無鹽染色的再生纖維素纖維的制備方法。該方法在制備再生纖維素纖維的過程中將陽離子淀粉溶液采取紡前混合或者紡間注射技術(shù)與紡絲液混合紡絲制備再生纖維素纖維，并在此過程中加入交聯(lián)劑使得陽離子淀粉與纖維素大分子鏈之間發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，使之固著在纖維大分子鏈上。制備得到的再生纖維素纖維上含有大量的陽離子基團(tuán)，對帶有負(fù)電荷的染料母體的吸附效果更好，在染色過程中無需加入電解質(zhì)促染，在降低了生產(chǎn)成本，節(jié)約能源的同時，也減少了過多的無機(jī)鹽的使用對環(huán)境的污染。
【專利說明】-種可無鹽染色的再生纖維轟纖維的制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及紡織工業(yè)用原材料及其制造方法，特別是一種可無鹽染色的再生纖維 素纖維的制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 淀粉是植物王國中儲存的一種聚多糖類物質(zhì)，它一般W直徑為1-10微米或更大 一些的微粒形式存在，該些顆粒主要沉積在植物的種子、塊莖或根部中。雖然，淀粉來源遍 布整個植物世界，但只有少數(shù)幾種作物被廣泛地用于商品淀粉的生產(chǎn)，玉米是制取淀粉的 最主要來源，其它還有小麥、馬鈴墓、木墓及甘墓等。從結(jié)構(gòu)上來講淀粉是一種高聚糖，主要 W葡萄糖?；幕h(huán)通過a -D-(l - 4)鍵連接而成。
[0003] 陽離子淀粉是用各種含團(tuán)基或環(huán)氧基的有機(jī)胺類化合物與淀粉分子中的輕基進(jìn) 行離化反應(yīng)，生成的一種含有氨基、氮原子上帶有正電荷的淀粉離衍生物。陽離子淀粉主要 有叔胺鹽類和季饋鹽類，作為具有親水基的高分子物質(zhì)，它不僅原料來源廣、無毒性、價廉， 而且產(chǎn)物可完全生物降解，對環(huán)境無污染。陽離子淀粉用作洗涂添加劑，具有對皮膚刺激性 低、生物降性好、毒性低等特性。陽離子淀粉具有許多優(yōu)點(diǎn)，因此被廣泛應(yīng)用于造紙、紡織、 油田、采礦業(yè)、污水處理、粘合劑、化妝品（留香劑）和其他工業(yè)。低取代度陽離子淀粉主要 用于造紙工業(yè)，高取代度陽離子淀粉主要用于水處理和陰離子交換等方面。
[0004] 陽離子改性再生纖維素纖維是一種通過在再生纖維素纖維分子結(jié)構(gòu)中引入帶正 電荷的基團(tuán)再生纖維素纖維，從而使整個纖維表面帶正電荷，而在進(jìn)行染色時由于染料帶 負(fù)電荷，容易與帶正電荷纖維發(fā)生作用而無需加鹽促染。
[0005] 目前將纖維素纖維陽離子化多采用兩種途徑，一是采用后處理的方式直接對纖維 進(jìn)行接枝改性，二是在纖維的紡絲制備過程中對紡絲原料進(jìn)行接枝改性。前者方法簡單，成 本低廉，但是作用僅限于表面，且作用的耐久性較差；后者工藝復(fù)雜，技術(shù)要求高，但是處理 效果徹底，持久性好，二者各有利弊。
[0006] 現(xiàn)有的纖維素纖維陽離子化改性技術(shù)大都采用的改性劑為環(huán)氧氯丙焼胺化物及 其衍生物通過接枝改性的方法與纖維素大分子鏈結(jié)合的方法。通過該方法制備得到的再生 纖維素有改性均勻徹底，得到的纖維有勻染和透染的特點(diǎn)。但是也有著工藝復(fù)雜，反應(yīng)條件 苛刻，接枝率低等缺點(diǎn)。
[0007] 陽離子淀粉作為一種來源廣泛，價格低廉，環(huán)保無污染的工業(yè)原料，在很多工業(yè)都 有極其廣泛的應(yīng)用，如造紙、紡織、采礦業(yè)、污水處理、洗涂化工等。但是作為紡絲添加劑用 作改性劑，卻尚未見過相關(guān)文獻(xiàn)和報道。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是；對再生纖維素纖維進(jìn)行陽離子化的過程中存在的 改性不徹底、僅限于表面、工藝復(fù)雜等問題，提出了一種可無鹽染色的再生纖維素纖維的制 備方法，該方法在制備再生纖維素纖維的過程中將陽離子淀粉溶液采取紡前混合或者紡間 注射技術(shù)與紡絲液混合紡絲制備再生纖維素纖維，并在此過程中加入交聯(lián)劑使得陽離子淀 粉與纖維素大分子鏈之間發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，使之固著在纖維大分子鏈上。
[000引技術(shù)方案：
[0010] 一種可無鹽染色的再生纖維素纖維的制備方法，包括如下步驟：將陽離子淀粉通 過紡前混合或者紡間注射的方式與再生纖維素纖維混合，并加入交聯(lián)劑使離子淀粉與纖維 素之間發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，制備得到陽離子淀粉改性的再生纖維素纖維。
[0011] 所述的陽離子淀粉是W溶液的形式加入；優(yōu)選是水溶液；陽離子淀粉在溶液中的 含量是10?20wt%。
[0012] 所述的陽離子淀粉的添加量為再生纖維素纖維的甲纖含量的5?30wt%。
[001引所述的陽離子淀粉的取代度為0. 03?0. 05,粘度為500?1500mpa ? S。
[0014] 所述的交聯(lián)劑為戊二酵或己二酵中的一種或兩種的混合；交聯(lián)劑用量為再生纖維 素纖維的甲纖含量的3?5wt%。
[0015] 所述陽離子淀粉改性的再生纖維素纖維的干強(qiáng)為2. 1?2. 4cNAltex ;濕強(qiáng)1. 3? 1. 7cNAltex ;干伸 16. 0 ?20. 0%。
[0016] 有益效果
[0017] 本發(fā)明中的陽離子可染再生纖維素纖維的制備過程中使用的改性劑是陽離子淀 粉來源廣泛，價格便宜，各方面性質(zhì)可調(diào)可控，同時具有反應(yīng)條件溫和和環(huán)保無污染的優(yōu) 點(diǎn)。制備得到的再生纖維素纖維上含有大量的陽離子基團(tuán)，對帶有負(fù)電荷的染料母體的吸 附效果更好，在染色過程中無需加入電解質(zhì)促染，在降低了生產(chǎn)成本，節(jié)約能源的同時，也 減少了過多的無機(jī)鹽的使用對環(huán)境的污染。

【具體實(shí)施方式】
[0018] 下面通過【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。但本領(lǐng)域技術(shù)人員將會理 解，下列實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明，而不應(yīng)視為限定本發(fā)明的范圍。實(shí)施例中未注明具體技 術(shù)或條件者，按照本領(lǐng)域內(nèi)的文獻(xiàn)所描述的技術(shù)或條件（例如參考趙濤編著的《染整工藝 與原理》，中國紡織出版社，2009)或者按照產(chǎn)品說明書進(jìn)行。所用試劑或儀器未注明生產(chǎn)廠 商者，均為可W通過市購獲得的常規(guī)產(chǎn)品。
[0019] W范圍形式表達(dá)的值應(yīng)當(dāng)W靈活的方式理解為不僅包括明確列舉出的作為范圍 限值的數(shù)值，而且還包括涵蓋在該范圍內(nèi)的所有單個數(shù)值或子區(qū)間，猶如每個數(shù)值和子區(qū) 間被明確列舉出。例如，"大約0. 1 %至約5%"的濃度范圍應(yīng)當(dāng)理解為不僅包括明確列舉 出的約0. 1%至約5%的濃度，還包括有所指范圍內(nèi)的單個濃度（如，1%、2%、3%和4% ) 和子區(qū)間（例如，0. 1 %至 0.5%、1 %至 2.2%、3. 3%至 4.4% )。
[0020] 本發(fā)明采用直接加入陽離子淀粉的方法，對再生纖維素纖維進(jìn)行陽離子化的改 性，而沒有采用胺化試劑改性纖維素的方法，原因是陽離子淀粉的加入避免了利用胺化試 劑直接改性紡絲原液是所需要的溫度、抑等條件對紡絲液性質(zhì)的影響，此外陽離子淀粉與 纖維素都屬于葡萄糖系衍生物，相容性好。作為W葡萄糖為最基本單元的陽離子淀粉與纖 維素結(jié)構(gòu)相似，性質(zhì)相近，有著很好的互溶性，本身二者之間就可W氨鍵相結(jié)合，交聯(lián)劑的 引入使得二者之間的結(jié)合更加牢固，改性效率更高，效果更好。陽離子淀粉的引入可W是在 進(jìn)行紡絲前與再生纖維素纖維混合，也可W是在紡絲過程期間通過注射的方式與再生纖維 素纖維混合。陽離子淀粉是優(yōu)選是通過w溶液的形式加入，例如是水溶液，陽離子淀粉在 溶液中的含量是10?20wt%。陽離子淀粉的添加量為再生纖維素纖維的甲纖含量的5? 30wt%，更優(yōu)選為10?20wt%。所述的陽離子淀粉的取代度為0. 03?0. 05,陽離子淀粉 溶液的粘度為500?1500mpa ? S。
[0021] 本發(fā)明所述的交聯(lián)劑優(yōu)選戊二酵和己二酵為輕基交聯(lián)劑，可是陽離子淀粉與纖維 素大分子結(jié)構(gòu)中的輕基發(fā)生反應(yīng)，從而使二者結(jié)合得更加牢固，利用效率更高；交聯(lián)劑用量 為再生纖維素纖維的甲纖含量的1?8wt%，更優(yōu)選3?5wt%。
[0022] 經(jīng)過上述方法得到的改性再生纖維素纖維的干強(qiáng)為2. 1?2. 4cNAltex ;濕強(qiáng) 1. 3 ?1. 7cN/化ex ;干伸 16. 0 ?20. 0%。
[0023] W下實(shí)施例中采用的再生纖維素纖維可W通過常規(guī)的方式制備得到，一個常規(guī)的 步驟流程是；浸潰、壓棒、粉碎、老成、黃化、連續(xù)溶解、過濾、脫泡。在制得粘膠紡絲液之后， 通過落球法測定其粘度，落球法是指2mm鋼球從所述粘膠溶液中下落20cm所需的時間。
[0024] 在制備得到了再生纖維素纖維之后，通過測定其染色性能，在W下的實(shí)施例中，采 用R-04染料對纖維染色，測定上染百分率％。染料用量為2% (O.W. f)，浴比50:1，6(TC， 30min。
[0025] 實(shí)施例1
[0026] 粘膠紡絲液的制備：
[0027] 原料為聚合度為500?600的棉漿稍，其甲纖含量大于90%，且按照W下工藝路 線制膠：浸潰、壓棒、粉碎、老成、黃化、連續(xù)溶解、過濾、脫泡。按照上述工藝制造而成粘膠 紡絲液甲纖含量為8.9%，化0H質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6.0,粘度為（落球法）59s，熟程度為（10% 畑仰8. 8ml。
[002引陽離子淀粉溶液的制備：
[0029] 在反應(yīng)蓋內(nèi)，用蒸觸水配制質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的陽離子淀粉溶液，充分?jǐn)埌杓纯色@ 得較為均勻的陽離子淀粉溶液。采用板框?yàn)V機(jī)經(jīng)雙層細(xì)布過濾，壓力在0. 2Mpa W下，得到 均勻的陽離子淀粉溶液。
[0030] 粘膠原液與陽離子淀粉溶液的混合：
[0031] 采用比例粟定量地將陽離子淀粉溶液加入上述待用的粘膠溶液中，并混合均勻， 作為混合物。陽離子淀粉溶液采用注射粟W 6升/min的速度注射到動態(tài)混合器中，同時向 混合器中加入占甲纖質(zhì)量3 %的戊二酵，使其與紡絲原液混合均勻，粘膠溶液的流量為50 升/min,常溫下靜置比。其中，陽離子淀粉的質(zhì)量為甲纖重量的0%、5%、8%、15%、20%、 30%。其中0%的添加量是指未在紡絲的過程中加入陽離子淀粉，為對照例。
[00礎(chǔ)濕法紡絲：
[0033] 將陽離子淀粉溶液與粘膠的混合溶液充分反應(yīng)后送入濕法紡絲工序進(jìn)行紡絲。噴 絲頭規(guī)格為21000孔X0. 06mm，紡絲速度為55m/min，凝固浴溫度為52°C，塑化浴溫度為 95°C。凝固浴組成為：硫酸115g/L，硫酸軸325g/l，硫酸鋒11. 5g/L。
[0034] 經(jīng)過上述步驟制備的纖維的主要指標(biāo)如下。
[00 巧]

【權(quán)利要求】
1. 一種可無鹽染色的再生纖維素纖維的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：將陽 離子淀粉通過紡前混合或者紡間注射的方式與再生纖維素纖維混合，并加入交聯(lián)劑使離子 淀粉與纖維素之間發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，制備得到陽離子淀粉改性的再生纖維素纖維。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可無鹽染色的再生纖維素纖維的制備方法，其特征在于：所 述的陽離子淀粉是以溶液的形式加入。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的可無鹽染色的再生纖維素纖維的制備方法，其特征在于：所 述的溶液是水溶液。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的可無鹽染色的再生纖維素纖維的制備方法，其特征在于：陽 離子淀粉在溶液中的含量是10?20wt%。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可無鹽染色的再生纖維素纖維的制備方法，其特征在于：所 述的陽離子淀粉的添加量為再生纖維素纖維的甲纖含量的5?30wt%。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可無鹽染色的再生纖維素纖維的制備方法，其特征在于：所 述的陽離子淀粉的取代度為〇. 03?0. 05,粘度為500?1500mpa ? S。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可無鹽染色的再生纖維素纖維的制備方法，其特征在于：所 述的交聯(lián)劑為戊二醛或乙二醛中的一種或兩種的混合；交聯(lián)劑用量為再生纖維素纖維的甲 纖含量的3?5wt%。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可無鹽染色的再生纖維素纖維的制備方法，其特征在于：所 述陽離子淀粉改性的再生纖維素纖維的干強(qiáng)為2. 1?2. 4cN/ dtex ;濕強(qiáng)1. 3?1. 7cN/ dtex ;干伸 16. 0 ?20. 0%。
【文檔編號】D01F8/18GK104480558SQ201410718210
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年12月1日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月1日
【發(fā)明者】毛軍, 陳紅霞, 陸鵬, 丁可敬 申請人:江蘇金太陽紡織科技有限公司