一种可无盐无碱染色的海藻纤维阳离子粘胶面料及生产方法
技术领域
本发明涉及纺织印染技术领域，具体涉及一种可无盐无碱染色的海藻纤维阳离子粘胶面料及生产方法。
背景技术
海藻纤维，是海洋藻类植物中提取海藻酸钙为原料经纺丝制得的生物基纤维。海藻纤维纺织品具有阻燃、高吸湿、易去除、抑菌、防辐射、高吸收性与凝胶阻塞、止血保湿与生物相容与可降解等多种性能，可以减少伤口微生物滋生、去除异味、加速伤口愈合。同时该面料废弃物能够生物分解回归大自然，不污染环境。
海藻纤维主要应用在生物医学、卫生护理领域，可作为战场急救包、医用敷料、止血急救材料、绷带、创口填充条、手术后护理材料、纸尿裤、护理垫、吸湿垫、卫生棉、湿巾、面膜等产品原料。海藻纤维难于进行染整加工处理，限制了其在纺织服装领域中的应用。海藻纤维容易在含有无机或有机钠盐的溶液中发生纤维与溶液之间的离子交换，从而使纤维发生凝胶化，甚至完全溶解于水中。而无机或有机钠盐，碱又是传统染料在染色过程中必须添加的染色助剂，因此海藻纤维一直无法采用传统染色工艺进行染色。若能将海藻纤维的复合功能性与纺织应用及流行时尚等设计相互结合，将能够获得广大消费者的青睐与使用，顺应健康、环保理念的进一步推广，海藻纤维在高档保健服装、儿童玩具以及医疗、环保等领域应用前景广阔。
目前海藻纤维的染色主要通过原液着色、与有色纤维混纺、与有色纱线色织来实现。中国专利CN 105970528 A公开了一种海藻纤维染色工艺，该方法采用冷轧堆低温染色工艺，解决了海藻纤维面料染色技术难题，染色效果好，失重率低于10％。该专利详细介绍了对海藻纤维面料实施的染色实验，其中无盐无碱环境中染料上色只在面料表面，有盐碱的环境中面料失重高达38％以上。中国专利CN 108342912 A公开多羧酸型染料染色海藻纤维的方法，该方法实现了海藻纤维高上染率、纤维强力损失小。中国专利CN 103981744 A公开了一种海藻酸钙纤维的无盐染色方法，该方法实现了海藻纤维直接染料无盐染色工艺，染色纤维的强度损失率≤10％。但上述两项专利仅涉及海藻纤维的染色并未涉及海藻纤维混纺面料的染色。
上述专利对海藻纤维面料的染色难题有所改进，但海藻纤维仍然存在失重率较高的情况，以上专利数据中显示海藻纤维的失重率最好情况是控制在10％以内。可见对海藻纤维进行染色不可避免会降低其含量，对于海藻纤维这种价格相对昂贵的纤维，10％的失重率仍大大增加了企业的生产成本，这也是制约海藻纤维面料染色生产的一大难题。
发明内容
针对现有技术的海藻纤维染色失重率高的不足，本发明通过多组分面料设计，借助阳离子粘胶纤维无盐无碱的染色特性，提供一种可无盐无碱染色的海藻纤维阳离子粘胶面料及生产方法，实现无盐无碱条件下海藻纤维面料的上染，属于一种灵活多变的颜色加工方式，可有效缩短色纺、色织定制有色纤维的加工时间，节约成本。通过本方法制得的海藻纤维阳离子粘胶面料海藻纤维失重率<5％，浅中色色牢度整体>4级。
第一方面，本发明提供一种可无盐无碱染色的海藻纤维阳离子粘胶面料，面料包括海藻纤维、阳离子粘胶纤维和第三组分纤维，所述海藻纤维在面料中的质量百分比为5％-50％，所述阳离子粘胶纤维在面料中的质量百分比为10％-80％，所述第三组分纤维在面料中的质量百分比为10％-80％。
进一步的，所述第三组分纤维选自棉纤维、再生纤维素纤维、涤纶纤维、腈纶纤维、羊毛纤维的一种或多种。
进一步的，所述海藻纤维在面料中的质量百分比为10％-30％，阳离子粘胶纤维在面料中的质量百分比为20％-50％，第三组分纤维在面料中的质量百分比为20％-70％。
进一步的，所述面料的组织结构包括针织面料、梭织面料。
优选的，所述梭织面料为任意免上浆梭织面料。
第二方面，本发明提供一种可无盐无碱染色的海藻纤维阳离子粘胶面料的生产方法，方法包括：前处理、染色、皂洗和后整理。
进一步的，所述前处理为27wt％浓度的双氧水0-10wt％，去油剂0.5-3g/L，氯化钙0.1-1g/L，浴比1：5-1：30，70-100℃下保温10-60min，升温速率1-5℃/min，水洗。
双氧水起漂白剂作用，海藻纤维和阳离子粘胶纤维本身是白色，无需氧漂只需去油，当第三组分纤维为棉纤维时需要氧漂处理。
进一步的，所述染色为染料对阳离子粘胶纤维上色，对海藻纤维或第三组分纤维不上色；染料用量为0.01-10％(o.w.f)，匀染剂0-1g/L，氯化钙0.1-1g/L，PH：4.0-7.0，浴比1：5-1：30，升温至60-100℃，升降温速率为0.5-3℃/min，保温时间30-90min，降温至40℃，降温速率为1-3℃/min，水洗。
优选的，所述染料包括活性染料、酸性染料、直接染料中的一种或几种。
进一步的，所述皂洗为任意中性皂洗剂，用量0.5-5g/L，氯化钙0.1-1g/L，浴比1：5-1：30，皂洗温度40-80℃，皂洗时间10-30min，皂洗后40-80℃热水洗10-30min。
进一步的，所述后整理为烘干、拉幅定型，定型温度150-190℃，速度为25-55m/min。
本发明的设计思路在于，
海藻纤维虽然具有阻燃、高吸湿、易去除、抑菌、防辐射、高吸收性与凝胶阻塞、止血保湿与生物相容与可降解等多种性能，但传统染色工艺的无机或有机钠盐以及碱都会使其发生凝胶化；
阳离子粘胶纤维是对粘胶纤维的羟基进行接枝改性，经过改性后的纤维对阴离子型染料亲和性高，在无盐无碱的环境中即可染色，且上染率高，可有效防止传统染整染料、盐、碱用量大、处理成本高的问题。本纤维对活性染料、酸性染料、直接染料、阴离子型分散染料皆具有较好的亲和性，在常温下即可大量吸附；
海藻纤维和阳离子粘胶纤维的强力及起球性能较差，添加第三组纤维可改善面料的强力、起球性等性能。另外，棉纤维、再生纤维素纤维、涤纶纤维、腈纶纤维、羊毛纤维的价格相对较低，向面料中加入第三组分纤维能够减少海藻纤维的添加量，从而降低生产成本。添加有色的第三组分纤维还可以形成各种特殊的织物风格。
染色后成品面料中的阳离子粘胶纤维上色，通过调整面料中阳离子粘胶纤维的含量，面料可实现任意活性、酸性、直接染料染色。
本发明的有益效果在于，
本发明提供一种可无盐无碱染色的海藻纤维阳离子粘胶面料及生产方法，
(1)可实现无盐无碱染色生产，海藻纤维失重率<5％，浅中色色牢度整体>4级；
(2)省去了固色工序，减少了化学试剂的使用，染色废水排放，生态环保；
(3)改变了海藻纤维面料色纺、色织的单一生产方式，提供了一种更加灵活多变、节省成本的染色加工方式；
(4)本面料具有优异的抗菌性，大肠杆菌(抑菌率％)>90％，金黄色葡萄球菌(抑菌率％)>90％，白色念珠菌(抑菌率％)>90％；
(5)加入氯化钙平衡染整用水中Na+的含量，减少海藻纤维的凝胶化损失。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是实施例1的染整路线参考图；
图2是实施例2的染整路线参考图；
图3是实施例3的染整路线参考图；
图4是对比例1的染整路线参考图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
如无特别说明，本申请的实施例中的原料和化学品均通过商业途径购买。
实施例1
如图1所示，一种可无盐无碱染色的海藻纤维阳离子粘胶针织面料及生产方法：
采用精梳雅赛尔纤维/阳离子粘胶纤维/海藻纤维混纺：40/30/30混纺30支纱，克重240g/m2，所采用的组织为毛圈组织。
前处理：去油剂1g/L，氯化钙0.2g/L，80℃保温20min，浴比1：10，升温速率3℃/min，水洗；
染色：酸性染料配方(亨斯迈)：酸性红Red G0.28％(o.w.f)、酸性黄Yellow2R1.20％(o.w.f)；
冰醋酸0.7g/L调节pH＝4.2±0.2，投入染料，氯化钙0.2g/L，浴比1：10，升温至60℃，升温速率为1℃/min，保温时间10min，升温至80℃，升温速率为0.7℃/min，保温时间30min，降温至60℃，降温速率为1℃/min，最后降温至40℃，降温速率为3℃/min，水洗；
皂洗：中性皂洗剂0.5g/L，氯化钙0.2g/L，浴比1：10，皂洗温度60℃，皂洗时间10min，40℃热水洗10min；
后整理：烘干、拉幅定型，定型温度150℃，速度为35m/min。
实施例2
如图2所示，实施例2与实施例1的区别在于染色工艺不同，具体为：
染色：无碱活性染料配方(韩国京仁)：无碱活性红Red HT-3BN0.152％(o.w.f)，无碱活性黄Yellow HT-MN0.427％(o.w.f)，无碱活性蓝Blue HT-MN0.05％(o.w.f)；
匀染剂0.5g/L，投入染料，氯化钙0.2g/L，浴比1：10，升温至60℃，升降温速率为0.5℃/min，保温时间30min，降温至40℃，水洗。
实施例3
实施例3与实施例1的区别在于染色工艺不同，具体为：
染色：直接染料配方(德司达)：直接红Red F-3B0.022％(o.w.f)，直接黄YellowK-CF0.125％(o.w.f)，直接蓝Blue K-CFN0.005％(o.w.f)；
匀染剂0.5g/L，投入染料，氯化钙0.2g/L，浴比1：10，升温至60℃，升降温速率为0.7℃/min，保温时间30min，降温至40℃，水洗。
对比例1
对比例1为海藻纤维阳离子粘胶面料常规染色工艺，与实施例1、2、3的区别在于染色、皂洗工艺不同，具体为：
染色：活性染料配方(日本住友)：活性红Red3BF150％0.252％(o.w.f)，活性黄Yellow 3RF 150％0.657％(o.w.f)，活性蓝Blue BRF150％0.105％(o.w.f)；
匀染剂0.5g/L，投入染料，元明粉40g/L，浴比1：10，升温至60℃，升降温速率为1℃/min，保温时间30min，加入纯碱20g/L，调整PH值10.5-11.5，保温60min，降温至40℃，水洗。
皂洗：中性皂洗剂0.5g/L，浴比1：10，皂洗温度80℃，皂洗时间10min，40℃热水洗10min。
测试例
对实施例1-3及对比例1生产的海藻纤维阳离子粘胶面料进行耐洗色牢度、耐水色牢度、耐摩擦色牢度、顶破强力和海藻纤维失重率测试，其中1-4项测试执行标准参照GB/T18401-2010B国家纺织产品基本安全技术规范、GB/T 22848-2009针织成品布，海藻纤维失重率测试执行标准参照GB/T 35443-2017纺织品定量化学分析海藻纤维与某些其他纤维的混合物。性能测试结果如下表1所示。
表1海藻纤维阳离子粘胶面料实施例1-3及对比例1的性能测试
实测结果表明，本申请的一种可无盐无碱染色的海藻纤维阳离子粘胶面料染色加工工艺简单，不需要盐、碱类化学品，工艺时间缩短，成品面料色泽均匀，色牢度合格，顶破强力合格，海藻纤维失重率<5％。对比例中常规染色工艺导致海藻纤维溶胀损失严重，成品面料强力降低明显，海藻纤维失重率高达32％，顶破强力降到135N，低于标准要求。本申请未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。
尽管通过参考附图并结合优选实施例的方式对本发明进行了详细描述，但本发明并不限于此。在不脱离本发明的精神和实质的前提下，本领域普通技术人员可以对本发明的实施例进行各种等效的修改或替换，而这些修改或替换都应在本发明的涵盖范围内/任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求所述的保护范围为准。
