海藻酸钙纤维的染色方法技术领域
本发明属于纤维染色技术领域，具体涉及一种海藻酸钙纤维染色的方法。
背景技术
海藻酸钙纤维是一类新型的可生物降解的合成纤维。该类纤维的原料来源于海洋中的藻
类植物所含有的天然海藻酸钠，再通过湿法纺丝工艺制备而成。该类型纤维不仅具有传统天
然纤维所具有的吸湿、柔软、保温和生物相容性等特点，还因其特殊的结构和制备工艺而具
有优异的阻燃、抗静电及抗菌特性，从而具有非常广泛的产业化应用前景。
但是，海藻酸钙纤维现阶段的主要用途仍然集中于非服装领域的医用敷料、口罩等行业，
主要是由该类型纤维难于进行染整加工处理所致。海藻酸钙纤维制备过程中是通过氯化钙凝
固液中的钙离子与海藻酸钠中的钠离子发生离子交换而制备的。传统染整溶液中常含有大量
的钠离子，如促染剂硫酸钠、固色剂碳酸钠及各类活性和直接染料等均含钠离子，导致该类
型纤维常常再次发生离子交换，恢复其原有的海藻酸钠的凝胶状态，完全丧失其作为纤维的
各项特性。为了加快实现海藻酸钙纤维在服装领域的产业化应用，努力解决海藻酸钙染色加
工这一瓶颈问题成为研究的热点和难点。
现有的解决海藻酸钙纤维染色的方法基本可以分为以下三类。
第一类为采用原浆着色的方法。中国专利CN104264280A公开一种采用色淀染料对海藻
纤维原液着色的方法，该申请向海藻纤维纺丝原液中加入色淀染料，搅拌混合均匀后，经过
滤脱泡后得到色淀染料着色纺丝原液，进一步制备得到色淀染料染色海藻纤维。王平等人采
用荧光颜料对海藻酸纤维原液进行着色，并研究了其成膜性能(荧光颜料对海藻纤维纺丝液
及其膜性能的影响，纺织学报，2015年第五期，48-53页)。
第二类为纤维改性的方法。中国专利CN161736440A公开一种可染海藻酸盐纤维的制造
方法，该申请将水溶性树状大分子添加到海藻酸盐纤维纺丝溶液中，通过湿法纺丝获得具有
良好染色性能的海藻纤维。
第三类为采用现有直接及活性染料对海藻酸纤维进行染色。中国专利CN101413207A公
开一种海藻纤维面料的染整工艺，介绍了直接使用活性染料的传统染色工艺，通过硫酸钠和
纯碱的促染和固色作用实现对海藻酸纤维的着色；孔保运等人研究了采用氯化钙代替传统硫
酸钠作为活性染料染色海藻酸纤维的促染剂，以避免钠离子对纤维的破坏，对海藻酸纤维进
行了染色(海藻酸钙纤维活性染料染色工艺，印染，2013年第8期，22-24)。吕芳兵等人则
采用硝酸铈代替硫酸钠的方法，采用几类活性染料完成了对海藻酸纤维的染色(海藻纤维活
性染料稀土染色，2009年第24期，11-14)。中国专利CN103981744A公开一种海藻酸钙纤
维的无盐染色工艺，该申请采用首先对海藻酸纤维使用硫酸铝溶液处理后，再使用三种直接
染料对其直接染色，最后采用氯化钙水溶液进行固色处理的方法对海藻酸纤维进行了染色。
上述对海藻酸钙纤维的染色工艺虽然做出了有益地尝试，但是仍然存在着诸多的问题。
特别是在使用传统染料染色过程中，依然存在上色率不高，染料品种少以及对纤维造成损伤
等的缺陷。染色过程相对传统染色更加复杂，且造成大量助剂的使用和浪费。因此，找到更
适合海藻酸钙纤维染色的染料和染色工艺仍是亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种上染率高、染后强力损失小且具备较高的皂洗牢度的海藻酸钙
纤维的染色方法。
本发明所述的海藻酸钙纤维的染色方法，是采用含有多乙烯多胺骨架结构的染料对海藻
酸钙纤维进行染色。
其中，
所述的含有多乙烯多胺骨架结构的染料为如下染料中的一种，n＝2～8。
染色过程是先将含有多乙烯多胺骨架结构的染料溶解于水中，然后调节其pH值至3～5
得到染液，最后将海藻酸钙纤维加入染液中进行染色。
所述的多乙烯多胺骨架结构染料的用量为海藻酸钙纤维质量的1～5％，水的用量为海藻
酸钙纤维质量的10～30倍。
采用酸进行pH值调节，优选盐酸或硫酸。
所述的染色温度为30～60℃，染色时间为30～80min。
染色后采用1～4‰的中性皂液在90～95℃下皂煮10～15min，充分水洗、晾干。
本发明的有益效果如下：
本发明所采用的染料和染色工艺是在深入和综合分析海藻酸钙纤维的结构基础上优选和
研究出来的。由于海藻酸钙纤维中含有的大量带负电性的羟基及羧基，因此染液中的纤维带
有大量的负电荷。基于此，本发明优选了一类含有多乙烯多胺骨架结构的染料对其进行染色。
该染料由于在结构中含有较多的伯氨基和仲氨基，其在弱酸性条件下会转化为带正电荷的铵
盐形式，从而使染料分子带有较多的正电荷。染料在染浴中可以通过静电引力的作用实现对
纤维的上染、渗透和固着，从而根本上避免了传统染料染色过程中需要加入无机盐促染而导
致的纤维损伤这一弊病，纤维染色后强力损失小；同时，相对于一般直接染料与纤维之间较
弱的分子间作用力和氢键的作用，该染料分子与纤维之间的作用力更强，从而使其具有更高
的上染率和皂洗牢度等优势，染色后的纤维颜色均匀、鲜艳，满足海藻酸钙纤维染色要求。
此外，该染色工艺简单、方便、条件温和，且不需要加入其它金属离子及助剂，成本低廉，
能方便地实现染液的回收再利用，是一种节能环保的染色方法。
附图说明
图1是染料染色前后海藻酸钙纤维的扫描电镜照片；
图中：a、染色前的海藻酸钙纤维；b、采用Y-1染料染色后的海藻酸钙纤维；c、采用
Y-2染料染色后的海藻酸钙纤维；d、采用R-1染料染色后的海藻酸钙纤维。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明做进一步描述。
实施例1
所使用的染料Y-1结构如下所示：
称取0.5克染料Y-1将其溶解于500克水中配置染液。随后使用5％的盐酸溶液调节染液
pH值至4.5。将25克海藻酸钙纤维置于染液中，并将染液升温至40℃后染色处理50min。染
色结束后，将纤维取出并浸泡在含有4‰的中性皂液中于95℃下皂煮10min，将纤维取出后
充分水洗，晾干。
实施例2
所使用的染料Y-2结构如下所述：
称取0.5克染料Y-2将其溶解于800克水中配置染液。随后使用5％的盐酸溶液调节染液
pH值至3.5。将50克海藻酸钙纤维置于染液中，并将染液升温至30℃后染色处理30min。染
色结束后，将纤维取出并浸泡在含有4‰的中性皂液中于95℃下皂煮10min，将纤维取出后
充分水洗，晾干。
实施例3
所使用的染料R-1结构如下所述：
称取0.5克染料R-1将其溶解于800克水中配置染液。随后使用5％的盐酸溶液调节染液
pH值至5。将50克海藻酸钙纤维置于染液中，并将染液升温至50℃后染色处理50min。染
色结束后，将纤维取出并浸泡在含有4‰的中性皂液中于95℃下皂煮10min，将纤维取出后
充分水洗，晾干。
染料的上染率是利用朗伯比尔定率，通过分光光度计测试染色前后染液的吸光度值进行
计算的。染色后的皂洗牢度参照GB/T3921-2008进行测定的。染色后纤维的强力性能参照
GB/T14337-2008进行的测定。具体测试结果见表1。
表1测试结果表
实施例
断裂强力
强力损失率
上染率
皂洗牢度
实施例1
3.35cN/dtex
5.9％
81％
3～4级
实施例2
3.28cN/dtex
7.9％
86％
4级
实施例3
3.24cN/dtex
9.0％
79％
3～4级
未染色海藻酸钙纤维
3.56cN/dtex
本发明所用染料合成依据以下文献：
(1)MurdoekKC.Heteroalkylenebisanthraquinone:US4278605[P].1981
(2)PhillipES,HuCT.Methodfordyeinghumanhairwithcationicpolymericdyes:
US4182612[P].1980.
(3)李英玲,多胺型和多羧酸型大分子染料的合成及应用[D].大连理工大学,2007.
(4)SOPHIEMB,CHRISTIANC,OLOFW.Polymerichairdyes:WO2009090121[P].
2009.