可染海藻酸盐纤维的制造方法 【技术领域】
本发明涉及可染海藻酸盐纤维的制造方法，特别涉及通过在纺丝溶液中添加树状大分子染色改性剂，经湿法纺丝制造可染海藻酸盐纤维的方法。
背景技术
海藻酸盐纤维是以天然海藻中提取的多糖为原料，水溶性的金属盐溶液为凝固浴，通过湿法纺丝生产工艺得到的新型纤维。海藻中积累了海洋中丰富的矿物质，并含有碳水化合物、氨基酸、脂肪及各种维生素等成分，可以激活细胞的新陈代谢，具有消炎、止痒的功能，使得海藻酸盐纤维对人体皮肤有自然养护、保湿、美容的功效，同时对皮肤病治疗也具有特殊用途。另外，海藻酸盐纤维还具有良好的生物可降解、生物相容性和优异的吸湿性、阻燃性和电磁屏蔽能力，使得海藻酸盐纤维非常适合用于生产高档服装和内衣面料、防护服以及装饰用纺织品和医用纺织品。但是海藻酸盐纤维目前主要用于生产医用敷料，这是由于其耐盐和耐碱性能比较差，传统的染色工艺难以实现海藻酸盐纤维的染色，限制了其在多个领域的应用。因此，如何实现海藻酸盐纤维的染色成为海藻酸盐纤维研究领域迫在眉睫的问题，目前鲜见这方面的报道。
【发明内容】
本发明的任务在于提供一种可染海藻酸盐纤维的制造方法。
其技术解决方案是：
一种可染海藻酸盐纤维的制造方法，步骤是将水溶性的树状大分子化合物添加到海藻酸盐水溶液中，采用湿法纺丝设备和工艺，经凝固、牵伸、水洗和后处理，得到可染海藻酸盐纤维。
上述水溶性的树状大分子化合物在可染海藻酸盐纤维中的含量为1％～10％，以重量百分数计。
上述水溶性的树状大分子化合物是聚酰胺-胺类的树枝状大分子化合物，所选用的聚酰胺-胺类的树枝状大分子化合物优选1.0代～4.0代聚酰胺-胺树状大分子化合物中的任意一种。
上述可染海藻酸盐纤维的制造方法具体包括如下步骤：
a称取适量的聚酰胺-胺树状大分子化合物，将其溶解于蒸馏水中；
b选取适量的海藻酸盐溶于步骤a所获取的聚酰胺-胺树状大分子水溶液中，制得质量百分比浓度为3％～8％的海藻酸盐纤维纺丝溶液；其中，聚酰胺-胺树状大分子化合物对海藻酸盐的质量百分比为1％～10％；
c选取适量凝固剂溶于水中制得质量百分比浓度为2％～10％的凝固剂水溶液，作为纺丝用凝固浴；
d将步骤b制取的海藻酸盐纤维纺丝溶液经过滤和脱泡后，在压力作用下进入步骤c制取的凝固浴中凝固，再经牵伸、水洗和干燥后得到可染海藻酸盐纤维。
上述步骤b中，海藻酸盐的溶解温度是20℃～40℃，并在此温度下机械搅拌2～6小时。
上述步骤c中，所述凝固剂是氯化钙、氯化钡、氯化铝、硫酸铜试剂中的任意一种或几种的组合。
上述步骤d中：海藻酸盐纤维纺丝溶液的脱泡工艺是减压脱泡12～24h或静置脱泡24～36h；凝固浴的温度是25℃～60℃；纤维的牵伸采用三段牵伸工艺，每段牵伸1.1～2.2倍；纤维的水洗温度是20℃～50℃，烘干温度是40℃～80℃。
上述步骤b中，所述海藻酸盐优选海藻酸钠或海藻酸钾。
本发明的有益技术效果是：
1.本发明实现了海藻酸盐纤维的染色，不仅有助于推动海藻酸盐纤维在服用和装饰用纺织品领域的应用，开发出各种功能性的纺织服装，满足人们生活的多元化需求；而且有助于加速我国纺织行业的产品升级和更新换代，提高产品的附加值和市场竞争力，促进我国纺织行业的可持续发展。
2.海藻酸盐水溶液是由海藻酸盐溶于水中制取，在现有技术中可直接作为海藻酸盐纤维纺丝溶液，然后采用湿法纺丝设备和工艺等处理即可得到海藻酸盐纤维，但是用此法制取的海藻酸盐纤维染色性能较差。本发明创造性的在海藻酸盐纤维纺丝溶液中添加树状大分子染色改性剂，利用现有海藻酸盐纤维的生产工艺，制造了染色性能优异的海藻酸盐纤维。该方法简单易行，且操作工艺可控，可根据纤维的染色工艺要求调整染色改性剂的用量。
3.本发明制造的海藻酸盐纤维，具有很高的上染率，一般可以达到80％以上，比现有技术生产的海藻酸盐纤维地上染率提高10～15倍。另外，纤维的色牢度较好，尤其是湿处理牢度优异，达到4级以上。
4.本发明制造的可染海藻酸盐纤维采用直接染料或活性染料染色，与传统的染色工艺相比，本发明制造的海藻酸盐纤维的染色无需使用盐促染和碱剂固色，缩短了工艺流程。
【具体实施方式】
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
称取1.2克第二代(2.0代)的聚酰胺-胺树状大分子化合物溶于960ml蒸馏水中，然后加入40克海藻酸钠，在25℃机械搅拌4小时得到质量百分比浓度为4％的海藻酸钠纤维纺丝溶液，然后经过滤、减压脱泡14h得到海藻酸钠纤维纺丝原液。在压力作用下，海藻酸钠纺丝原液经计量泵、喷丝头进入温度为30℃，质量百分比浓度为4％的氯化钙水溶液凝固浴中，凝固后再对其进行牵伸处理，纤维的牵伸采用三段牵伸工艺，每段牵伸1.5～1.8倍，然后经水洗、干燥后得到可染海藻酸钠纤维。上述步骤中，纤维的水洗温度是40℃，烘干温度是60℃。
实施例2
称取2.0克第二代(2.0代)的聚酰胺-胺树状大分子化合物，溶于950ml蒸馏水中，得到聚酰胺-胺树状大分子水溶液，然后向聚酰胺-胺树状大分子水溶液中加入50克海藻酸钠，在30℃下机械搅拌3.5h得到质量百分比浓度为5％的海藻酸钠纤维纺丝溶液，将上述海藻酸钠纤维纺丝溶液过滤、减压脱泡16h得到海藻酸钠纤维纺丝原液。在压力作用下，海藻酸钠纤维纺丝原液经计量泵、喷丝头进入温度为40℃，质量百分比浓度为5％的氯化钡水溶液凝固浴中凝固，然后依次经过牵伸、水洗、干燥后得到可染海藻酸钠纤维。上述步骤中，纤维的牵伸采用三段牵伸工艺，每段牵伸1.6～1.9倍，纤维的水洗温度是40℃，烘干温度是60℃。
实施例3
称取3.6克第二代(2.0代)的聚酰胺-胺树状大分子化合物溶于940mL蒸馏水中，然后加入60克海藻酸钠，在35℃机械搅拌3.5h得到质量百分比浓度为6％的海藻酸钠纤维纺丝溶液，然后经过滤、减压脱泡18h得到海藻酸钠纤维纺丝原液。在压力作用，海藻酸钠纤维纺丝原液经计量泵、喷丝头进入温度为45℃，质量百分比浓度为6％的氯化铝水溶液凝固浴中，经凝固、牵伸、水洗、干燥后得到可染海藻酸钠纤维。上述步骤中，纤维的牵伸采用三段牵伸工艺，每段牵伸1.7～2.0倍，纤维的水洗温度是45℃，烘干温度是65℃。
实施例4
称取5.6克第二代(2.0代)的聚酰胺-胺树状大分子化合物溶于930mL蒸馏水中，然后加入70克海藻酸钠，在40℃机械搅拌3h得到质量百分比浓度为7％的海藻酸钠纤维纺丝溶液，然后经过滤、减压脱泡19h得到海藻酸钠纤维纺丝原液。在压力作用，海藻酸钠纤维纺丝原液经计量泵、喷丝头进入温度为50℃，质量百分比浓度为7％的氯化钙水溶液凝固浴中，经凝固、牵伸、水洗、干燥后得到可染海藻酸钠纤维。上述步骤中，纤维的牵伸采用三段牵伸工艺，每段牵伸1.8～2.1倍，纤维的水洗温度是50℃，烘干温度是70℃。
实施例5
称取8克第二代(2.0代)的聚酰胺-胺树状大分子化合物溶于920mL蒸馏水中，然后加入80克海藻酸钠，在40℃机械搅拌4h得到质量百分比浓度为8％的海藻酸钠纤维纺丝溶液，然后经过滤、减压脱泡22h得到海藻酸钠纤维纺丝原液。在压力作用，海藻酸钠纤维纺丝原液经计量泵、喷丝头进入温度为50℃，质量百分比浓度为8％的氯化钙水溶液凝固浴中，经凝固、牵伸、水洗、干燥后得到可染海藻酸钠纤维。上述步骤中，纤维的牵伸采用三段牵伸工艺，每段牵伸1.8～2.2倍，纤维的水洗温度是50℃，烘干温度是80℃。
上述实施例中，我们选用第二代(2.0代)聚酰胺-胺树状大分子化合物，当然，我们也可以选用第一代(1.0代)、第三代(3.0代)或第四代(4.0代)聚酰胺-胺树状大分子化合物，用以达到相同或相近似的技术效果。
上述实施例中，聚酰胺-胺树状大分子化合物与海藻酸钠的加入顺序也可以变换，即先向蒸馏水中加入海藻酸钠制取海藻酸钠水溶液，然后向海藻酸钠水溶液中加入水溶性的聚酰胺-胺树状大分子化合物。
上述实施例中，脱泡工艺可以在减压条件下脱泡12～24h，也可以静置脱泡24～36h。
有必要指出的是，上述实施例只用于对本发明进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，从事该领域的技术人员根据上述发明内容的指导，对本发明所做出的一些非本质性的改进和调整仍属于本发明的保护范围。
普通海藻酸盐纤维和实施例1、2、3、4、5所得到的可染海藻酸盐纤维的性能如表1所示。
表1普通和可染海藻酸盐纤维的性能
注：1.纤维的染色工艺如下：
称取0.04克活性染料(活性艳红K-2G，活性黄K-RN，活性艳蓝P-3R)加入到100克水中搅拌溶解，在60℃下投入2克海藻酸盐纤维，染色30min。然后在90℃的水中煮洗10min，再用冷水洗5min，在80℃烘干或者晾干。
2.参照国家标准《GB/T 3921-2008纺织品色牢度试验耐皂洗色牢度》测试纤维的水洗色牢度。实施例1、2、3、4、5所得海藻酸盐纤维对活性艳红K-2G、活性黄K-RN和活性艳蓝P-3R的皂洗色牢度均达到或超过4级。