[发明专利]一种原液着色聚乳酸纤维及其制备方法

说明书

本发明公开了一种原液着色聚乳酸纤维及其制备方法，所述方法包括步骤A、原液着色聚乳酸母粒的制备：将65～85wt％聚乳酸粉体、5～20wt％环保色料和10～30wt％辅料混合均匀，干燥后经螺杆挤出机挤出造粒制成原液着色聚乳酸母粒；所述辅料为聚乙烯蜡和纳米碳酸钙的混合物；B、原液着色聚乳酸纤维的制备：将5～12wt％原液着色聚乳酸母粒和88～95wt％聚乳酸切片进行纺丝和牵伸得到原液着色聚乳酸纤维。所述原液着色聚乳酸母粒中色料分散均匀，可适用纤维体系，而采用原液着色聚乳酸母粒为原料加工成原液着色聚乳酸纤维，能够从根本上克服聚乳酸抗水解能力差的缺陷，解决现有技术色母载体与聚乳酸切片不能相容的问题。

技术领域

本发明属于纤维生产技术领域，具体涉及一种原液着色聚乳酸纤维及其制备方法。

背景技术

合成纤维聚酯、尼龙、聚丙烯、亚克力是以石油化工产品为原料合成的，其物理和化学性质稳定，但存在着使用后废弃物无法分解的问题，同时，石油是不可再生资源，伴随着石化原料的损耗，为了实现可持续发展，纺织领域需要有新的替代原料，特别是对环境友好的聚合物。聚乳酸(PLA)就是一个杰出的代表，其原料乳酸可来自于再生能源如玉米、甜菜等，PLA属于线性脂肪族热塑性聚酯，这种分子结构意味着其具有良好的生物相容性和可降解性能，在一定的温度、pH值和水分的条件下，能够分解为水和二氧化碳。美国NatureWorks公司是全球PLA纤维开发和生产的引领者，PLA纤维主要用于一次性产品，占NatureWorks公司总销量的60％～70％。其它纺织尖端公司如美国DuPont、Unifi、FiberInnovation、Parkdale、Interface、日本帝人、钟纺、可乐丽等公司也掌握了PLA开发的关键技术，并开发相关的PLA纺织品，处于PLA开发的前沿，中国目前还处于被动的模仿状况。

PLA纤维相比较来源于石油基的PET纤维，具有透湿性好、弹性回复高、燃烧热小、燃烧发烟少、耐紫外线性好、折射率低，富有光泽、织物手感好和可生物降解等突出优势。但PLA纤维还存在一些缺陷，比如线性脂肪族热塑性聚酯结构使得其抗水解能力差，因而染色和后整理工艺会对纤维产生较多不利影响，降低了服用性能。

UK Polymer Showcase 2007London College of Fashion公开了为了取消后续的染色步骤，避免潜在的水解、降解，美国DyeCat^TM公司开发了合适的发色团加载到催化剂结构上，应用在PLA的聚合阶段，直接一步做成了有色PLA聚合物，并开发了黑色PLA聚酯以及通常需要高染料的负载一些难以实现的颜色。在还未掌握PLA核心关键生产技术的当前，国内尚难以实现幅度如此之大的跨越。

中国专利201710137990.7公开了一种聚乳酸纤维纺前原液着色用溶剂载体型色母，原料组成：溶剂载体40-89.5％、染料或颜料10-60％和分散剂0.5-5％。所选用聚乳酸专用溶剂载体型色母中的几类溶剂载体与聚乳酸具有良好相容性，通过在线添加，利用率提高，实际上面临诸多困难，对配色人员的技术要求高，相应的生产设备也需要进行改造，品种更换时颜料残留操作较为复杂，不是市场上主流的生产方式。中国专利201611143792.3公开了一种聚乳酸纤维纺前原液着色用色母粒，按重量份计由以下组分组成：40～95份熔点为180℃的改性PET聚酯，0～50份颜料A或染料a，0～25份颜料B或染料b，0～15份颜料C或染料c，0～10份颜料D或染料d，0.3～1.0份热稳定助剂，0～2.5份分散助剂，0～2.5份流变改性剂，在纺丝时加入色母粒，可以得到耐水性色牢度3级以上、耐光照色牢度4级以上的聚乳酸纤维。以上2篇专利研究的载体为溶剂载体、180℃的改性PET聚酯，都需要考虑与聚乳酸切片的相容性问题，试验研究过程都较为复杂繁琐。