聚乳酸纤维的染色方法及聚乳酸色丝

本发明涉及聚乳酸染色，尤其涉及一种聚乳酸纤维的染色方法及聚乳酸色丝。背景技术：1、聚乳酸纤维(pla纤维)是以玉米、小麦等淀粉为原料，经发酵转化成乳酸，再经聚合、熔融纺丝而制成，其制品废弃后可在自然条件下被微生物分解成水和二氧化碳，不会破坏生态平衡。因此，聚乳酸纤维被认为是21世纪最有发展前景的新材料。2、聚乳酸纤维纺丝用的聚乳酸主要由l-乳酸聚合制得，聚乳酸纤维不耐高温，属对温度较敏感的纤维。然而纺织品在染色过程中，需要加入染料等化学物品，并进行高温处理，但是聚乳酸纤维不耐高温，高温染色过程容易对聚乳酸纤维的特性造成破坏。因此，难以在染色的过程中通过提高染色温度的方式提高聚乳酸纤维的染色深度。而在纺织领域，消费者对于产品的款式、色彩是极为看重的，因此如何制备色彩亮丽的聚乳酸纤维受到了研究者的广泛关注。3、申请号为cn201711279891.9的专利公开了一种聚乳酸纤维色丝，该聚乳酸纤维色丝采用聚乳酸切片和色母粒混合，经加热熔融后经喷丝板挤出成型，经拉伸和热处理后得到具备颜色的聚乳酸纤维色丝，所述的色丝纤维截面呈圆形或长方形。该方法是直接将色母粒与聚乳酸切片熔融共混，在纺丝过程中色母粒的颗粒(尤其是无法与聚乳酸熔融纺丝液相容的色母粒)会嵌入在纤维之间使得纤维的连续性变差，进而影响纤维的强度；同时会使得聚乳酸纤维色丝的降解性能加速，导致聚乳酸纤维在储存和使用过程中出现问题。4、有鉴于此，有必要设计一种改进的聚乳酸纤维的染色方法及聚乳酸色丝，以解决上述问题。技术实现思路1、本发明的目的在于提供一种聚乳酸纤维的染色方法及聚乳酸色丝，染色过程首先将聚乳酸切片、混合助剂以及改性淀粉按特定顺序共混，熔融纺丝得到特殊结构的聚乳酸纤维原丝，在此基础上将聚乳酸纤维原丝置于染液中进行染色，在特定的熔融纺丝工艺、混合助剂以及改性淀粉的相互协同下，最终得到色彩艳丽、高强度的聚乳酸色丝。2、为实现上述发明目的，本发明提供了一种聚乳酸纤维的染色方法，包括如下步骤：3、s1.将预设比例的聚乳酸切片和混合助剂共混，接着加入改性淀粉共混，加热熔融后经喷丝板挤出纺丝成型，牵伸、热定型后得到聚乳酸纤维原丝；4、s2.将步骤s1得到的所述聚乳酸纤维原丝在预设温度下，置于含有预设质量浓度的分散染料的染液中染色，得到聚乳酸色丝。5、作为本发明的进一步改进，步骤s1中，所述混合助剂占所述聚乳酸切片质量的1％-20％；所述改性淀粉占所述聚乳酸切片质量的1％-10％。6、作为本发明的进一步改进，所述混合助剂包括第一助剂、第二助剂以及第三助剂，所述第一助剂、第二助剂以及第三助剂的质量比为70％-85％:5％-15％:5％-15％。7、作为本发明的进一步改进，步骤s1中，所述加热熔融的温度为180-250℃，纺丝成型的速度为1000-3000m/min，牵伸的倍数为1-2倍，热定型的温度为100-150℃。8、作为本发明的进一步改进，步骤s2中，分散染料的预设质量浓度为1％-3％，染色温度为80-120℃，升温速度为0.5-2℃/min。9、作为本发明的进一步改进，染色时间为10-100min，染液的ph为4-6。10、作为本发明的进一步改进，所述第一助剂包括季铵盐、十二烷基苯醚、十六烷基-n-二甲基氨基乙酸钠盐中的一种或多种；第二助剂包括磷酸钠、磷酸钾中的一种或多种；第三助剂包括氯化铵、碳酸钙、碳酸钠中的一种或多种；改性淀粉包括热塑性淀粉、酯化淀粉、多孔淀粉中的一种或多种。11、作为本发明的进一步改进，所述分散染料包括分散蓝、分散红、分散黄中的一种或多种。12、作为本发明的进一步改进，还包括如下步骤：13、s3.将步骤s2得到的所述聚乳酸色丝在50-100℃下皂洗10-30min。14、本发明还提供了一种聚乳酸色丝，采用上述所述的聚乳酸纤维的染色方法染色得到。15、本发明的有益效果是：16、(1)本发明提供的聚乳酸纤维的染色方法，首先将聚乳酸切片、混合助剂以及改性淀粉按特定顺序共混，使得混合助剂和改性淀粉嵌在聚乳酸的无定型区，熔融纺丝、牵伸、热定型后，将混合助剂和改性淀粉均匀、牢固嵌合在纤维原丝的孔隙以及聚乳酸分子链之间的缝隙中，同时混合助剂和改性淀粉与聚乳酸中的活性基团相互键合，得到特殊结构的聚乳酸纤维原丝。接着将聚乳酸纤维原丝在染液中进行染色，随着染色温度的升高，第三助剂借助自身的发泡溶胀作用，将聚乳酸纤维原丝中的聚乳酸分子链之间的间隙扩大，为分散染料顺利进入聚乳酸分子链的间隙中提供有利条件；聚乳酸纤维原丝中的第一助剂和第二助剂相互协同，改善分散染料在聚乳酸纤维中的分散度，使分散染料更容易均匀地分散在聚乳酸纤维中，与此同时，第二助剂能够有效增加分散染料与聚乳酸纤维之间的黏附力，在提高染色均匀性的同时提高其色牢度；同时改性淀粉的存在进一步提高聚乳酸的染色性能，在特定的熔融纺丝工艺、混合助剂以及改性淀粉的相互协同下，最终得到色彩艳丽、高强度的聚乳酸色丝。17、(2)本发明提供的聚乳酸纤维的染色方法，操作简单，在相对较低的染色温度下，即可实现较深的染色效果，有利于减少高温染色过程中的聚乳酸纤维的强力损失；纺丝和染色过程不破坏聚乳酸的分子链结构，所得聚乳酸色丝的强力和柔性较好；染色过程中需要的助剂少，染色后的残液污染小。相比于不添加混合助剂和改性淀粉、或者在染液中添加混合助剂和改性淀粉进行染色的方法，本发明的染色深度更好。技术特征：1.一种聚乳酸纤维的染色方法，其特征在于，包括如下步骤：2.根据权利要求1所述的聚乳酸纤维的染色方法，其特征在于，步骤s1中，所述混合助剂占所述聚乳酸切片质量的1％-20％；所述改性淀粉占所述聚乳酸切片质量的1％-10％。3.根据权利要求2所述的聚乳酸纤维的染色方法，其特征在于，所述混合助剂包括第一助剂、第二助剂以及第三助剂，所述第一助剂、第二助剂以及第三助剂的质量比为70％-85％:5％-15％:5％-15％。4.根据权利要求1所述的聚乳酸纤维的染色方法，其特征在于，步骤s1中，所述加热熔融的温度为180-250℃，纺丝成型的速度为1000-3000m/min，牵伸的倍数为1-2倍，热定型的温度为100-150℃。5.根据权利要求1所述的聚乳酸纤维的染色方法，其特征在于，步骤s2中，分散染料的预设质量浓度为1％-3％，染色温度为80-120℃，升温速度为0.5-2℃/min。6.根据权利要求5所述的聚乳酸纤维的染色方法，其特征在于，染色时间为10-100min，染液的ph为4-6。7.根据权利要求3所述的聚乳酸纤维的染色方法，其特征在于，所述第一助剂包括季铵盐、十二烷基苯醚、十六烷基-n-二甲基氨基乙酸钠盐中的一种或多种；第二助剂包括磷酸钠、磷酸钾中的一种或多种；第三助剂包括氯化铵、碳酸钙、碳酸钠中的一种或多种；改性淀粉包括热塑性淀粉、酯化淀粉、多孔淀粉中的一种或多种。8.根据权利要求5所述的聚乳酸纤维的染色方法，其特征在于，所述分散染料包括分散蓝、分散红、分散黄中的一种或多种。9.根据权利要求1所述的聚乳酸纤维的染色方法，其特征在于，还包括如下步骤：10.一种聚乳酸色丝，其特征在于：采用权利要求1-9任一项所述的聚乳酸纤维的染色方法染色得到。技术总结本发明提供了一种聚乳酸纤维的染色方法及聚乳酸色丝，染色过程先将预设比例的聚乳酸切片、混合助剂以及改性淀粉按特定顺序共混，加热熔融后经喷丝板挤出纺丝成型，牵伸、热定型后得到聚乳酸纤维原丝；接着将聚乳酸纤维原丝在预设温度下，置于含有预设质量浓度的分散染料的染液中染色，得到聚乳酸色丝。本发明在特定的熔融纺丝工艺、混合助剂以及改性淀粉的相互协同下，最终得到色彩艳丽、高强度的聚乳酸色丝；操作简单，在较低的染色温度下，即可实现较深的染色效果，有利于减少高温染色过程聚乳酸纤维的强力损失；纺丝和染色过程不破坏聚乳酸的分子链结构，所得聚乳酸色丝的强力和柔性较好；染色过程中需要的助剂少，染色后的残液污染小。技术研发人员：潘恒,徐卫林,夏良君,侯君,冉颀,余豪受保护的技术使用者：武汉纺织大学技术研发日：技术公布日：2024/8/13