專利名稱：一種固體色母粒組合物、其制備方法及應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及纖維加工染色領(lǐng)域，具體地，涉及一種固體色母粒組合物，其制備方法及應(yīng)用。
背景技術(shù)：
纖維內(nèi)染色近些年開始流行，纖維內(nèi)染色的工藝比紗線或者面料的外染色在廢水廢氣和能源方面有著顯著的環(huán)保和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。目前纖維內(nèi)著色通用的方法是在紡絲切片或者熔體階段，用色母粒染色的方式， 針對(duì)每一種纖維的顏色配備一種傳統(tǒng)色母粒，生產(chǎn)彩色纖維。該傳統(tǒng)色母粒用于纖維染色的缺點(diǎn)是1、通常，色母工廠需要配備三千余種或更多的色母粒；2、纖維工廠的每種色母粒都不能完全的消耗，因此，中型纖維工廠大都有上百種閑置的色母粒，造成顯著的庫存管理困難和浪費(fèi)。而且，傳統(tǒng)色母使用前需要預(yù)先干燥，增加了工廠工序，造成能源損耗。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種新型的固體色母粒組合物，該色母粒組合物用于纖維染色用量小，有效利用率高，且通過簡(jiǎn)單組合能覆蓋近3000種傳統(tǒng)色母，且可以在線配色，配色均勻。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種固體色母粒組合物，該固體色母粒組合物為基本色固體色母粒，其包含以下按重量百分?jǐn)?shù)計(jì)的原料409Γ90%的染料或顏料，余量為分散劑，所述的分散劑包含蠟及低熔點(diǎn)合成樹脂中的任意一種以上。上述的固體色母粒組合物，其中，所述的蠟包含聚乙烯蠟、礦物蠟及費(fèi)托蠟中的任意一種以上。上述的固體色母粒組合物，其中，所述的染料為溶劑型染料，所述的低熔點(diǎn)合成樹脂是指熔點(diǎn)80-170攝氏度的氨基樹脂、丙烯酸樹脂或聚酯樹脂。上述的固體色母粒組合物，其中，所述的基本色包含淺三元色，該淺三元色固體色母粒包含以下按重量百分?jǐn)?shù)計(jì)的原料409Γ60%的染料或顏料，余量為分散劑；其中，所述的淺三元色包含淺紅、淺黃及淺藍(lán)。上述的固體色母粒組合物，其中，所述的基本色還包含深三元色，該深三元色固體色母粒包含以下按重量百分?jǐn)?shù)計(jì)的原料609Γ90%的染料或顏料，余量為分散劑；其中，所述的深三元色包含深紅、深黃及深藍(lán)。上述的固體色母粒組合物，其中，所述的基本色還包含補(bǔ)充色，該補(bǔ)充色固體色母粒包含以下按重量百分?jǐn)?shù)計(jì)的原料509Γ85%的染料或顏料，余量為分散劑；其中，所述的補(bǔ)充色包含綠、紫、黑、白。上述的固體色母粒組合物，其中，所述的固體色母粒組合物還包含按重量百分?jǐn)?shù)計(jì)為30-85%的熒光增白劑。上述的固體色母粒組合物，其中，所述的固體色母粒組合物還包含按重量百分?jǐn)?shù)計(jì)為10-85%的功能性添加劑，該功能性添加劑包含氨綸吸酸劑、聚酯成核劑、納米銀抗菌劑、熱穩(wěn)定劑及抗氧化劑中的任意一種以上。本發(fā)明還提供了一種上述的固體色母粒組合物的制備方法，該方法包含以下步驟按上述的配方比例，將染料或顏料和分散劑用干混機(jī)混合分散均勻，再通過雙螺桿熔融加工和造粒機(jī)進(jìn)行分散和粒徑控制，并經(jīng)冷卻、切粒，得到固體色母粒。本發(fā)明還提供了上述的固體色母粒組合物用于纖維染色的用途，所述的纖維是指熔融紡絲工藝的纖維，該固體色母粒組合物通過在先添加的方式用于纖維染色。本發(fā)明根據(jù)三角配色原理，采用10個(gè)左右的基本色去覆蓋纖維行業(yè)生產(chǎn)所需的絕大部分顏色(3000余種)，運(yùn)用在線配色原理配比顏色，確定各種基本色的用量，以達(dá)到方便加工，減少能源消耗，降低庫存儲(chǔ)量等實(shí)際意義。本發(fā)明提供的新型固體色母粒，選擇高效分散劑制成，在線添加混配時(shí)，不會(huì)出現(xiàn)色相分離和顏色不均勻現(xiàn)象，使在線配色達(dá)到可行性?？傊?，本發(fā)明提供了高濃度固體色母粒組合物，添加量少，分散均勻，能減少生產(chǎn)中的預(yù)干燥步驟，且少量種類的基本色母粒即可實(shí)現(xiàn)對(duì)絕大多數(shù)顏色的覆蓋，能減少浪費(fèi)， 降低有色纖維的生產(chǎn)成本。
具體實(shí)施例方式新型固體色母粒(8 10個(gè)基本色)的制備
固體色母基本色的選取原則三個(gè)淺三元色(染料含量按重量百分?jǐn)?shù)計(jì)為40%飛5%)， 三個(gè)深三元色(染料含量按重量百分?jǐn)?shù)計(jì)為609Γ909Ο，另外四個(gè)補(bǔ)充色綠、紫、黑、白(染料含量按重量百分?jǐn)?shù)計(jì)為50% 85%)。基本色的加工將染料或者顏料按照比例和分散劑(比如蠟、氨基樹脂和丙烯酸樹脂等低熔點(diǎn)合成樹脂)，用干混機(jī)混合分散均勻，并通過雙螺桿熔融加工，造粒機(jī)進(jìn)行分散并對(duì)染料或顏料的粒徑進(jìn)行控制(通常用于纖維的小于5微米)，使得成品新型色母滿足低壓濾值的生產(chǎn)條件，能夠有效減少濾網(wǎng)的更換和清洗次數(shù)；然后通過冷卻、切粒等程序， 使得成品色母的粒子尺寸大小接近于纖維塑料切片，同時(shí)使色母造粒盡量圓滑，滿足加料過程中的自由流動(dòng)，對(duì)于顏色的穩(wěn)定和重現(xiàn)性有積極和重要作用。基本色母粒的清單
淺紅基本色母，60%顏色含量； 淺黃基本色母，60%顏色含量； 淺藍(lán)基本色母，60%顏色含量； 深紅基本色母，85%顏色含量； 深黃基本色母，85%顏色含量； 深藍(lán)基本色母，85%顏色含量； 白基本色母，60%顏色含量； 黑基本色母，50%顏色含量； 綠基本色母，60%顏色含量； 紫基本色母，60%顏色含量。本發(fā)明的固體色母組合物，在使用過程中，也可以根據(jù)情況加入熒光增白劑，以提供熒光效果。配比顏色
實(shí)際加工中，可以根據(jù)客戶的目標(biāo)樣品或者CIE IA^b值進(jìn)行配方選取和調(diào)配。配方以廣4種基本色按照一定比例，基本色分別放在喂料斗內(nèi)，通過分別計(jì)量并且同時(shí)喂料的方式，完成在線配色。以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式做進(jìn)一步地說明。實(shí)施例1深棕色聚酰胺六(PA6)FDY纖維的制備
首先，分別生產(chǎn)顏色含量為60%的紅、黃、綠三個(gè)基本色的色母粒分別取紅、黃、綠色的溶劑性染料60份和40份分散劑聚乙烯蠟PE520，用干混機(jī)混合分散均勻，并通過雙螺桿熔融加工、造粒機(jī)進(jìn)行分散并對(duì)染料的粒徑進(jìn)行控制，使得染料的粒徑小于5微米，然后通過冷卻、切粒等程序，使得成品色母的粒子尺寸大小接近于紡絲切片，同時(shí)使色母造粒盡量圓滑，滿足加料過程中的自由流動(dòng)。然后，配比顏色。取傳統(tǒng)深棕色母粒1份，該色母通常以1%添加量用于生產(chǎn)深棕色彩色纖維。采用CIE的數(shù)據(jù)配色方法，得到如下結(jié)果用紅色0. 14%、黃色0. 14%、 綠色0.0 混合，可以完全替代上述傳統(tǒng)深棕色母粒1%添加量(1份)的目標(biāo)顏色。最后，生產(chǎn)深棕色纖維用三個(gè)料斗的加料裝置，加料裝置是TOTech多頭體積式在線配色自動(dòng)加料裝置，把上述每個(gè)基本色(紅、黃、綠)分別加入料斗，以纖維切片為100份的比例，設(shè)定不同輸出計(jì)量紅色0. 14% (0. 14份)、黃色0. 14% (0. 14份)、綠色0. 02% (0. 02 份)，同步運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)器(可以接入24V信號(hào)輸出端進(jìn)行同步控制)，使得色母粒與聚酰胺六 (PA6)切片(制備該深棕色纖維的原料)同步輸入螺桿，在^K)-270°C溫度范圍內(nèi)，切片及色母逐漸受熱熔融均化，混合后的熔體再經(jīng)計(jì)量泵定量擠出，經(jīng)紡絲中的組件過濾除去雜質(zhì)， 再經(jīng)噴絲孔吐出形成熔體細(xì)流，再經(jīng)冷卻、后續(xù)拉伸和卷繞，完成深棕色纖維加工。TMTech的在線配色加料裝置可以實(shí)現(xiàn)萬分之一以上的添加精度，其包含電子控制器、喂料倉、步進(jìn)電機(jī)、計(jì)量螺桿及管道連接混料器，其核心是，步進(jìn)電機(jī)和計(jì)量螺桿。步進(jìn)電機(jī)的變頻控制可以達(dá)到每秒鐘震動(dòng)一次，實(shí)現(xiàn)連接電機(jī)的螺桿振動(dòng)式推進(jìn)，配合每次震動(dòng)掉落的色母顆粒個(gè)數(shù)和色母粒體積大小，從而實(shí)現(xiàn)了精度達(dá)到萬分之一。本實(shí)施例中，因新型色母固體顆粒全部采用憎水載體，加料過程不需要傳統(tǒng)色母所必須的烘干步驟；本實(shí)施例通過在分散過程中對(duì)染料的粒徑控制，使得紡絲組件(即過濾裝置)的清洗周期從2個(gè)星期延長到1個(gè)月。本實(shí)施例生產(chǎn)的有色纖維沒有發(fā)現(xiàn)明顯斷絲， 不影響纖維制品的強(qiáng)度，纖維表面光潔均勻；且纖維物性符合標(biāo)準(zhǔn)，斷裂伸長，斷裂強(qiáng)度，磨擦，皂洗，烘干遷移，等指標(biāo)略高于傳統(tǒng)色母粒。實(shí)施例2 米黃色聚酯纖維的制備
首先，分別生產(chǎn)顏色含量為60%的紅、黃、白三種基本色的色母粒通常在加工淺色時(shí)， 白色母粒僅起到?jīng)_淡色的作用，否則該例中紅色用量過于低，太低的添加將影響精確度，進(jìn)而影響顏色重現(xiàn)性。分別取60份紅、黃、白色顏料和40份分散劑，該分散劑由費(fèi)托蠟Hmi 和礦物蠟58號(hào)石蠟等份混合，用干混機(jī)混合分散均勻，并通過雙螺桿熔融加工、造粒機(jī)進(jìn)行分散并對(duì)染料或顏料粒徑進(jìn)行控制，使之小于5微米，然后通過冷卻、切粒等程序，使得成品色母的粒子尺寸大小接近于紡絲切片，同時(shí)使色母造粒盡量圓滑，滿足加料過程中的自由流動(dòng)。
然后，配比顏色。取傳統(tǒng)米黃色母粒1份，該色母通常以1%添加量用于生產(chǎn)彩色纖維。采用CIE的數(shù)據(jù)配色方法，得到如下結(jié)果用紅色0. 018%、黃色0. 138%、白色 0. 混合，可以完全替代上述傳統(tǒng)米黃色母粒1%添加量(1份)的目標(biāo)顏色。最后，生產(chǎn)米黃色纖維用三個(gè)料斗的加料裝置，加料裝置是TOTech多頭體積式在線配色自動(dòng)加料裝置。把每個(gè)基本色分別加入料斗，以纖維切片為100份，設(shè)定不同輸出計(jì)量紅色0. 018%(0. 018份)、黃色0. 138%(0. 138份)、白色0. 262%(0. 262份)，同步運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)器(可以接入24V信號(hào)輸出端進(jìn)行同步控制)，顏色加料口選取在擠出機(jī)第二段加熱區(qū)的前端，如果是熔體直紡，則選取在增壓泵之后，管道內(nèi)的靜態(tài)混合器或者動(dòng)態(tài)混合器之前。這時(shí)，經(jīng)過TMtech稱量后的三元色母粒同步進(jìn)入輔助的色母熔融螺桿，合并使用加熱計(jì)量增壓泵，進(jìn)行精確添加。熔融螺桿(可用單螺桿或者雙螺桿)設(shè)定在15(Γ260度之間均可以。 在這里，計(jì)量泵和增壓注料泵及其連接管道都在160度以上，并且盡量靠近熔體管道的溫度260度左右。這樣溫度近似的色母熔融流與主體管道熔融聚酯溫度近似，不會(huì)造成局部樹脂熱交換反應(yīng)，從而也就不會(huì)引起再結(jié)晶和重新熔融所帶來的影響結(jié)晶度和聚合度的問題。熔體和熔融色母經(jīng)過計(jì)量泵、噴絲板，再經(jīng)后續(xù)拉伸和卷繞，完成有色纖維加工。本實(shí)施例中，因新型色母固體顆粒采用憎水載體，加料過程不需要傳統(tǒng)色母所必須的烘干步驟；本實(shí)施例通過在分散過程中對(duì)染料的粒徑控制，使得紡絲組件(即過濾裝置)的清洗周期從2個(gè)星期延長到1個(gè)月。本實(shí)施例生產(chǎn)的有色纖維沒有發(fā)現(xiàn)明顯斷絲， 不影響纖維制品的強(qiáng)度，纖維表面光潔均勻；且纖維物性符合標(biāo)準(zhǔn)，斷裂伸長，斷裂強(qiáng)度，磨擦，皂洗，烘干遷移，等指標(biāo)略高于傳統(tǒng)色母粒。上述實(shí)施例1中，也可將新型色母粒按配比顏色所得出的比例進(jìn)行預(yù)先混合造粒，再一起加入到紡絲線上。本發(fā)明的技術(shù)方案還可包括在基本色的加工過程中生產(chǎn)功能性的添加劑母粒，這些功能性添加劑如氨綸吸酸劑，聚酯成核劑，納米銀抗菌劑，熱穩(wěn)定劑，抗氧化劑等。本發(fā)明談及的纖維是熔融紡絲工藝的纖維，常見的如聚酯(PET、PBT、PTT)，丙綸 (PP)，聚酰胺-俗名錦綸(PA6、PA66)，聚對(duì)苯硫醚(PPS)，熔紡氨綸(PU)等樹脂?？捎迷?Ρ0Υ, FDY, UDY，熔噴無紡材料工藝，單絲紡絲等工藝。在線添加是指三類1)在切片紡絲中將固體色母與切片一起加入；2)在切片紡絲中在螺桿的熔融段將熔融色母加入；3)在直紡紡絲中的熔體管道中直接加入熔融色母。本發(fā)明的工藝使色母廠只需要提供10種左右的顏色原料，纖維工廠只需要準(zhǔn)備 10種左右的原料庫存，即可生產(chǎn)絕大多少彩色纖維；而且本發(fā)明的新型固體色母粒的用量比傳統(tǒng)色母小得多，進(jìn)一步可以節(jié)約成本。同時(shí)新型色母選擇憎水載體，無須像傳統(tǒng)色母那樣需要預(yù)先干燥，有效減少能源損耗和簡(jiǎn)化工廠工序。盡管本發(fā)明的內(nèi)容已經(jīng)通過上述優(yōu)選實(shí)施例作了詳細(xì)介紹，但應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到上述的描述不應(yīng)被認(rèn)為是對(duì)本發(fā)明的限制。在本領(lǐng)域技術(shù)人員閱讀了上述內(nèi)容后，對(duì)于本發(fā)明的多種修改和替代都將是顯而易見的。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)由所附的權(quán)利要求來限定。
權(quán)利要求
1.一種固體色母粒組合物，其特征在于，該固體色母粒組合物為基本色固體色母粒，其包含以下按重量百分?jǐn)?shù)計(jì)的原料409Γ90%的染料或顏料，余量為分散劑，所述的分散劑包含蠟及低熔點(diǎn)合成樹脂中的任意一種以上。
2.如權(quán)利要求1所述的固體色母粒組合物，其特征在于，所述的蠟包含聚乙烯蠟、礦物蠟及費(fèi)托蠟中的任意一種以上。
3.如權(quán)利要求1或2所述的固體色母粒組合物，其特征在于，所述的染料為溶劑型染料，所述的低熔點(diǎn)合成樹脂是指熔點(diǎn)80-170攝氏度的氨基樹脂、丙烯酸樹脂或聚酯樹脂。
4.如權(quán)利要求3所述的固體色母粒組合物，其特征在于，所述的基本色包含淺三元色， 該淺三元色固體色母粒包含以下按重量百分?jǐn)?shù)計(jì)的原料40%飛0%的染料或顏料，余量為分散劑。
5.如權(quán)利要求1或2或4所述的固體色母粒組合物，其特征在于，所述的基本色還包含深三元色，該深三元色固體色母粒包含以下按重量百分?jǐn)?shù)計(jì)的原料609Γ90%的染料或顏料，余量為分散劑。
6.如權(quán)利要求1或2或4所述的固體色母粒組合物，其特征在于，所述的基本色還包含補(bǔ)充色，該補(bǔ)充色固體色母粒包含以下按重量百分?jǐn)?shù)計(jì)的原料509Γ85%的染料或顏料，余量為分散劑。
7.如權(quán)利要求1所述的固體色母粒組合物，其特征在于，所述的固體色母粒組合物還包含按重量百分?jǐn)?shù)計(jì)為30-85%的熒光增白劑。
8.如權(quán)利要求1或2或4或7所述的固體色母粒組合物，其特征在于，所述的固體色母粒組合物還包含按重量百分?jǐn)?shù)計(jì)為10-85%的功能性添加劑，該功能性添加劑包含氨綸吸酸劑、聚酯成核劑、納米銀抗菌劑、熱穩(wěn)定劑及抗氧化劑中的任意一種以上。
9.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的固體色母粒組合物的制備方法，其特征在于，該方法包含以下步驟按權(quán)利要求1的配方比例，將染料或顏料和分散劑用干混機(jī)混合分散均勻，再通過雙螺桿熔融加工和造粒機(jī)進(jìn)行分散和粒徑控制，并經(jīng)冷卻、切粒，得到固體色母粒。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或2或4或7所述的固體色母粒組合物用于纖維染色的用途，所述的纖維是指熔融紡絲工藝的纖維，該固體色母粒組合物通過在先添加的方式用于纖維染色。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種固體色母粒組合物、其制備方法及應(yīng)用，該固體色母粒組合物為基本色固體色母粒，其包含以下按重量百分?jǐn)?shù)計(jì)的原料40%~90%的染料或顏料，余量為分散劑，所述的分散劑包含蠟及低熔點(diǎn)合成樹脂中的任意一種以上。本發(fā)明提供的固體色母粒組合物的制備方法，工藝簡(jiǎn)便，制得的固體色母粒組合物可以在線配色，在線添加，能減少生產(chǎn)中的預(yù)干燥步驟，簡(jiǎn)化有色纖維生產(chǎn)工藝，且該固體色母粒組合物容易高度分散，添加量少，且少量種類的基本色母粒即可實(shí)現(xiàn)對(duì)絕大多數(shù)顏色的覆蓋，能減少浪費(fèi)，降低有色纖維的生產(chǎn)成本，適用于纖維染色，可進(jìn)行在線添加。
文檔編號(hào)D01F1/04GK102400236SQ201110307298
公開日2012年4月4日 申請(qǐng)日期2011年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月13日
發(fā)明者徐志彬, 鄧佳, 郭海洋, 靳茂全 申請(qǐng)人:上海容志材料科技有限公司