植物染料在线染色纯棉纱线的方法

摘要

本发明涉及纺织品染色技术领域，具体涉及一种植物染料在线染色纯棉纱线的方法。采用植物染液对纯棉纱线进行上染并络成松式筒纱，再经蒸纱固色、水洗处理，实现植物染料对纯棉纱线的在线染色。本发明将植物染料的上染和固色分离，互溶的植物染料能够进行任意拼色，同时先对纯棉纱线进行上染，植物染料附着在纯棉纱线的表面，再经蒸纱固色，植物染料进入纯棉纱线的内部，实现了植物染料的原位染色，染料能够100％吸附，大幅度扩大了植物染料的色谱，使植物染料的颜色更加丰富。

说明书

技术领域

本发明涉及纺织品染色技术领域，具体涉及一种植物染料在线染色纯棉纱线的方法。

背景技术

植物染料是指提取自植物的树皮、果皮、花、叶、茎等各个部位用于染色的一类染料，具有无污染、无毒害等特点，且对环境友好，具有良好的生物降解性，因此备受瞩目。随着人们生活水平不断地提高，对自身健康和保健等方面的关注越来越强烈，同时处于对环境保护的需要，开发植物染料更加迫切。

植物染料主要应用于天然纤维产品，在高档真丝制品、保健内衣、婴幼用品、家纺产品、装饰用品等领域拥有广阔的发展前景。但是，传统植物染料染色工艺中还存在一些问题：染色重现性差、染色牢度较差、色谱不全、对纤维亲和力较低、难以实现大量生产、标准化问题等。另外，因多数植物染料上染都有各自的上染工艺，因此难以实现拼色。

中国专利CN106087476A公开一种基于植物染料的拼色上染工艺，将若干种植物染料溶解后配成染液，并且加入表面活性剂，调节染液为中性后，将织物浸入染液进行染色；所述的若干种植物染料为红色染料、黄色染料和蓝色染料，所述的红色染料为红花提取物；所述的黄色染料为栀子提取物；所述的蓝色染料为靛蓝提取物。该专利是对织物进行染色，采用浸染的方式，在染色过程中上染与固色同时进行，需要高温染色，染色条件控制变量较多。

中国专利CN110924190A公开一种提高天然植物染料染色性能的方法，通过向天然植物染料中添加染色助剂，辅以物理处理手段，分散均匀得到混合染料进行染色，所述制备得到的助剂有利于带动染料分子进入纺织物料纤维结晶区，有利于渗透染色，能够加快上染速率，降低电荷间的排斥力，使得染料分子以键合的方式结合在被染织物上，从而提高上染率和各项色牢度，并且能够避免湿热、光照等带来的褪色问题。该专利主要是提供一种可以提高天然植物染料染色性能的染色助剂的生产方法，不涉及染色方法。

中国专利CN111005171A公开一种纤维素纤维筒子纱在线染色彩点纱的制备装置及方法，采用筒子纱染色机对纤维素纤维筒纱进行预处理，预处理所用助剂为碳酸钠和阳离子型固色剂；将染色组件安装在络筒机上，同时在染槽中加入配好的染色液，并将预处理后的筒纱经过压纱杆贴附在染色转轮上，启动络筒机和染色转轮开始染色，染色结束后将纱线烘干。该专利预处理为碱处理，所用设备为络筒机改装的在线染色设备，最终呈现的色纱状态为彩点纱。

中国专利CN107938050A公开一种嵌入式复合纺纱的纱线在线染色的方法，利用嵌入式复合纺纱方法具有长丝对短纤维紧密包缠的特点，对环锭细纱机上长丝筒至前罗拉之间的涤纶长丝运行途径处设置染色装置，对前罗拉至细纱管之间的细纱运行路径处设置烘干装置。染色装置对涤纶长丝施加色浆，烘干装置对加捻成形的细纱进行烘干，且利用涤纶长丝以空间螺旋状包缠在棉粗纱外侧来实现复合纱线的在线染色。本发明将纺纱和染色同步进行。该专利是将纺纱与染色同时进行，在纺纱的过程中添加染色设备，适用于特殊结构的复合纱线的染色，不适用于正常的环锭纺纺纱的染色。

目前，关于利用植物染料在线染色的工艺方法尚且没有论文或专利报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种植物染料在线染色纯棉纱线的方法，将植物染料的上染和固色分离，互溶的植物染料能够进行任意拼色，实现了植物染料的在线染色，从而大幅度扩大了植物染料的色谱，使植物染料的颜色更加丰富。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：

所述的植物染料在线染色纯棉纱线的方法，采用植物染液对纯棉纱线进行上染并络成松式筒纱，再经蒸纱固色、水洗处理，实现植物染料对纯棉纱线的在线染色。

其中：

植物染液由以下质量百分数的原料制得：植物染料0.5-6wt.％，渗透剂0.2-2wt.％，乙醇0.1-50wt.％，余量为水。

植物染料为单一植物染料或能够互溶的植物染料；优选地，植物染料为栀子蓝、栀子黄、板栗壳黄棕或桑葚红中的一种或多种。

所述植物染料栀子蓝选自常州美胜生物材料有限公司的产品Natural 0004深蓝色。

所述植物染料栀子黄选自常州美胜生物材料有限公司的产品Natural 0003亮黄色。

所述植物染料板栗壳黄棕选自常州美胜生物材料有限公司的产品Natural 0002黄棕色。

所述植物染料桑葚红选自常州美胜生物材料有限公司的产品Natural 0001玫红色。

植物染液的制备过程如下：将渗透剂、乙醇依次加入水中，于20-30℃混合10-15min，再加入植物染料，搅拌均匀；其中渗透剂为聚乙二醇醚衍生物WAM，选自淄博鲁瑞精细化工有限公司生产的产品。

纯棉纱线为棉纤维阳离子改性纱或筒纱改性处理工艺生产的改性原纱，为环锭纺纱线；纯棉纱线的改性纤维含量为40-100％。

棉纤维阳离子改性纱选自山东百隆新材料有限公司的产品；筒纱改性处理工艺生产的改性原纱是80-95℃下，采用改性剂BS对纱线进行处理30-50min，再水洗、烘干制得，其中改性剂BS的浓度为5g/L，选自江苏汉诺斯化学品有限公司的产品。

松式筒纱的带液率为20-100％，松式筒纱的密度为0.35-0.45g/cm

蒸纱固色温度为100-120℃，蒸纱固色时间为10-30min。

水洗温度为70-95℃，水洗时间为10-30min。

水洗后使用射频烘干机烘干，烘干时间为1-3h。射频烘干的原理是电场作用力使水分子激烈运动，温度一般为50℃。

本发明利用单纱上浆机改造的在线染色设备进行染色，适用于正常环锭纺纱线的染色，呈现的色纱状态为一色纱。单纱上浆机改造的在线染色设备为本领域技术人员所熟悉。

本发明所述的植物染料在线染色纯棉纱线的方法，包括以下步骤：

(1)纯棉纱线的选取：选用棉纤维阳离子改性纱或筒纱改性处理工艺生产的改性原纱；

(2)植物染液配制：将渗透剂、乙醇依次加入水中，于20-30℃混合10-15min，再加入植物染料，搅拌均匀；

(3)染色处理：利用植物染液对纯棉纱线进行在线上染，并络成适合筒纱染色机使用的松式筒纱；

(4)蒸纱固色：将松式筒纱放入高温高压蒸锅中，利用饱和蒸汽进行蒸纱固色处理；

(5)水洗、烘干：将固色后的松式筒纱放入筒纱染色机中进行水洗，再利用射频烘干机进行烘干。

本发明的有益效果如下：

本发明先采用植物染液对纯棉纱线进行上染，再经蒸纱固色，实现植物染料对纯棉纱线的在线染色，染料能够实现100％吸附，避免了传统染色排液中大量未吸附染料的浪费。

植物染料对上染温度要求特别高，都有各自的上染工艺，难以实现植物染料的拼色，造成植物染料的颜色较少、色谱不全。而本发明将植物染料的上染和固色分离，互溶的植物染料能够进行任意拼色，先对纯棉纱线进行上染，植物染料附着在纯棉纱线的表面，再经蒸纱固色，植物染料进入纯棉纱线的内部，实现了植物染料的原位染色，染料能够100％吸附，大幅度扩大了植物染料的色谱，使植物染料的颜色更加丰富。

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

(1)纯棉纱线的选取：选用筒纱改性处理工艺生产的改性原纱，其改性纤维含量为50％；筒纱改性处理工艺生产的改性原纱是90℃下，采用改性剂BS对纱线进行处理40min，再水洗、烘干制得，其中改性剂BS的浓度为5g/L，选自江苏汉诺斯化学品有限公司的产品；

(2)植物染液配制：将聚乙二醇醚衍生物WAM、乙醇依次加入水中，于25℃混合12min，再加入植物染料栀子黄、植物染料栀子蓝，搅拌至染料完全溶解；其中植物染液中：植物染料栀子黄1.5wt.％、植物染料栀子蓝2wt.％、聚乙二醇醚衍生物WAM 1.5wt.％、乙醇15wt.％、水80wt.％；

(3)染色处理：将植物染液放入单纱上浆机改装的在线染色设备中，对纯棉纱线进行在线上染，并络成适合筒纱染色机使用的松式筒纱；松式筒纱的带液率为70％，松式筒纱的密度为0.4g/cm

(4)蒸纱固色：将松式筒纱放入高温高压蒸锅中，利用饱和蒸汽进行蒸纱固色；蒸纱固色温度为105℃，蒸纱固色时间为20min；

(5)水洗、烘干：将固色后的松式筒纱放入筒纱染色机中进行水洗，水洗温度为70℃，水洗时间为20min，再利用射频烘干机烘干3h。

实施例2

(1)纯棉纱线的选取：选自山东百隆新材料有限公司的棉纤维阳离子改性纱，其改性纤维含量为100％；

(2)植物染液配制：将聚乙二醇醚衍生物WAM、乙醇依次加入水中，于20℃混合15min，再加入植物染料板栗壳黄棕、植物染料桑葚红，搅拌至染料完全溶解；其中植物染液中：植物染料板栗壳黄棕2wt.％、植物染料桑葚红2wt.％、聚乙二醇醚衍生物WAM 2wt.％、乙醇20wt.％、水74wt.％；

(3)染色处理：将植物染液放入单纱上浆机改装的在线染色设备中，对纯棉纱线进行在线上染，并络成适合筒纱染色机使用的松式筒纱；松式筒纱的带液率为60％，松式筒纱的密度为0.42g/cm

(4)蒸纱固色：将松式筒纱放入高温高压蒸锅中，利用饱和蒸汽进行蒸纱固色；蒸纱固色温度为110℃，蒸纱固色时间为15min；

(5)水洗、烘干：将固色后的松式筒纱放入筒纱染色机中进行水洗，水洗温度为85℃，水洗时间为15min，再利用射频烘干机烘干1h。

实施例3

(1)纯棉纱线的选取：选用筒纱改性处理工艺生产的改性原纱，其改性纤维含量为75％；筒纱改性处理工艺生产的改性原纱是80℃下，采用改性剂BS对纱线进行处理50min，再水洗、烘干制得，其中改性剂BS的浓度为5g/L，选自江苏汉诺斯化学品有限公司的产品；

(2)植物染液配制：将聚乙二醇醚衍生物WAM、乙醇依次加入水中，于30℃混合10min，再加入植物染料桑葚红、植物染料栀子黄，搅拌至染料完全溶解；其中植物染液中：植物染料桑葚红2wt.％、植物染料栀子黄1wt.％、聚乙二醇醚衍生物WAM 0.5wt.％、乙醇10wt.％、水86.5wt.％；

(3)染色处理：将植物染液放入单纱上浆机改装的在线染色设备中，对纯棉纱线进行在线上染，并络成适合筒纱染色机使用的松式筒纱；松式筒纱的带液率为50％，松式筒纱的密度为0.38g/cm

(4)蒸纱固色：将松式筒纱放入高温高压蒸锅中，利用饱和蒸汽进行蒸纱固色；蒸纱固色温度为120℃，蒸纱固色时间为10min；

(5)水洗、烘干：将固色后的松式筒纱放入筒纱染色机中进行水洗，水洗温度为90℃，水洗时间为10min，再利用射频烘干机烘干2h。

将实施例1-3得到的染色后的纱线进行色牢度测试，测试结果如表1。表中的沾、变分别代表沾色牢度、变色牢度。

表1色牢度测试数据表