本发明涉及纺织印染技术领域，具体为一种山羊绒纤维的低温染色方法。
背景技术：
山羊绒纤维是高品质的纺织原料，具有“软黄金”的美称，用其加工的羊绒制品(如羊绒衫、羊绒面料)具有手感滑糯、轻盈、保暖、高雅的特性。尤其随着人们生活节奏的加快，可机洗、易护理、服用性良好的服装更加受到消费者欢迎。山羊绒纤维传统的高温染色不仅耗能大，而且使山羊绒纤维在高温下遭受化学试剂和热的作用，引起山羊绒纤维泛黄，大大影响纤维外观及物理机械性能，破坏山羊绒纤维优良的天然品质。
由于山羊绒纤维表面有鳞片层，且纤维具有卷曲特征，在山羊绒产品洗涤过程中，定向排列的鳞片经摩擦力作用导致纤维之间发生位移，产生缩绒(毡化)，织物面积收缩，形状不稳定，降低了产品的服用性能。山羊绒产品存在的不足表现为易护理性较差，机洗后毡缩变形，起毛起球等。但目前对羊绒织物进行防缩处理的技术，主要针对针织物与编织物，一般在整理过程中进行防缩处理且对织物进行防缩处理时，容易对织物颜色产生影响。
技术实现要素：
本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种对山羊绒纤维预处理有效且低温上染率高的山羊绒纤维的低温染色方法，解决了上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种山羊绒纤维的低温染色方法，包括如下步骤：
步骤S1：防收缩预处理包括：蛋白酶预处理，高温酶失活，高锰酸钾处理和还原处理；
步骤S2：配置染料混合溶液，染料混合溶液中包含活性染料、元明粉、可溶性氯化稀土、pH值调节剂和水，山羊绒纤维与活性染料的重量之比为1：(0.02～0.045)；山羊绒纤维与可溶性氯化稀土的重量之比为1：(0.001～0.005)，染料混合溶液的pH值为6～6.5；
步骤S3：将面料浸渍于离子液体与乙酸乙酯的混合溶液中，并置于-15～-5℃的低温条件下处理10～30min，再升温至70～80℃保温0.5～2h，将面料轧干取出，然后依次用乙酸乙酯和水清洗，烘干；
步骤S4：将S3所得面料浸渍在S2所得染料混合溶液中，升温至30～35℃，保温2～5h，然后再次升温至70～85℃，升温速率为1～1.5℃/min，保温1～3h后降温；
步骤S5：取出面料自然干燥，然后多次水洗、脱水烘干，得染色后的山羊绒纤维。
优选地，所述步骤S2中的pH值调节剂为选自柠檬酸-柠檬酸钠缓冲对和乙酸-乙酸钠缓冲对中的一种。
优选地，所述步骤S2中的可溶性氯化稀土为选自氯化镨、氯化钕、氯化钐和氯化钆中的至少一种。
优选地，所述步骤S2中的染料混合溶液还包括匀染剂，山羊绒纤维与匀染剂的重量之比为1：(0.01～0.03)。
优选地，所述步骤S2中的山羊绒纤维与元明粉的重量之比为1：(0.02～0.025)。
优选地，所述步骤S3中的离子液体为选自1-异丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐离子液体、1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐离子液体、1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐离子液体中的至少一种。
优选地，所述步骤S2中的染料混合溶液中还包括双氧水和硫脲。
优选地，所述步骤S1中的防收缩预处理包括：
步骤S1-1：蛋白酶预处理：将山羊绒纤维用水浸泡5～10min，脱水；将脱水后的山羊绒纤维放在质量浓度为5～8％的蛋白酶溶液中，在温度为30～40℃的条件下处理0.2～0.3h，保持pH值为5～7；
步骤S1-2：高温酶失活：将步骤S1-1得到的山羊绒纤维置于50～60℃的水浴中处理5～20min，脱水；
步骤S1-3：高锰酸钾处理：将步骤S1-2得到的山羊绒纤维置于质量浓度为2～15％的高锰酸钾溶液中，在温度为30～40℃的条件下处理0.2～0.4h，保持pH值为5～6，脱水；
步骤S1-4：还原处理：将步骤S1-3得到的山羊绒纤维置于还原处理液中，在温度为50～60℃的条件下处理10～20min，烘干，得到防缩山羊绒纤维。
优选地，所述步骤S1-1中的蛋白酶溶液采用Savinase蛋白酶溶液。
优选地，所述步骤S1-4中的还原处理液由质量浓度为10～20％的亚硫酸钠溶液、质量浓度为1～8％的冰乙酸按照2.5～6：1的质量比混合而成。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：针对羊绒针织物、机织物生产主要采用纤维染色的情况，对山羊绒纤维进行防缩处理，根据生产需要进行染色加工，不会影响织物的颜色，防缩的纤维可以满足针织物、编织物、机织物的加工。本发明方法要求对工艺参数进行较为严格的控制，以便处理的山羊绒纤维具有防缩功能，同时纤维损伤小，而且不会影响染色。
具体实施方式
本发明公开了一种山羊绒纤维的低温染色方法。
实施例1
一种山羊绒纤维的低温染色方法，包括如下步骤：
步骤S1：防收缩预处理包括如下步骤：
步骤S1-1：蛋白酶预处理：将山羊绒纤维用水浸泡5min，脱水；将脱水后的山羊绒纤维放在质量浓度为8％的蛋白酶溶液中，在温度为30℃的条件下处理0.3h，保持pH值为7；
步骤S1-2：高温酶失活：将步骤S1-1得到的山羊绒纤维置于50℃的水浴中处理5min，脱水；
步骤S1-3：高锰酸钾处理：将步骤S1-2得到的山羊绒纤维置于质量浓度为2～15％的高锰酸钾溶液中，在温度为30℃的条件下处理0.2h，保持pH值为5，脱水；
步骤S1-4：还原处理：将步骤S1-3得到的山羊绒纤维置于还原处理液中，在温度为50℃的条件下处理10min，烘干，得到防缩山羊绒纤维。
步骤S2：配置染料混合溶液，染料混合溶液中包含活性染料、元明粉、可溶性氯化稀土、pH值调节剂和水，山羊绒纤维与活性染料的重量之比为1：0.02；山羊绒纤维与氯化稀土的重量之比为1：0.001，染料混合溶液的pH值为6；pH值调节剂为柠檬酸；可溶性氯化稀土为氯化镧，山羊绒纤维与元明粉的重量之比为1：0.025；
步骤S3：将面料浸渍于离子液体与乙酸乙酯的混合溶液中，并置于-5℃的低温条件下处理10min，再升温至70℃保温0.5h，将面料轧干取出，然后依次用乙酸乙酯和水清洗，烘干。其中，混合溶液中离子液体的重量百分比为50％；离子液体为1-异丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐离子液体。
步骤S4：将S3所得面料浸渍在S1所得染料混合溶液中，升温至30℃，保温2h，然后再次升温至70℃，保温1h后降温；S4中再次升温的升温速率为1℃/min
步骤S5：取出面料自然干燥，然后多次水洗、脱水烘干，得染色后的山羊绒纤维。
实施例2
实施例2与实施例1的区别在于：
步骤S1：防收缩预处理包括如下步骤：
步骤S1-1：蛋白酶预处理：将山羊绒纤维用水浸泡5min，脱水；将脱水后的山羊绒纤维放在质量浓度为5％的蛋白酶溶液中，在温度为30℃的条件下处理0.2h，保持pH值为5；
步骤S1-2：高温酶失活：将步骤S1-1得到的山羊绒纤维置于60℃的水浴中处理20min，脱水；
步骤S1-3：高锰酸钾处理：将步骤S1-2得到的山羊绒纤维置于质量浓度为15％的高锰酸钾溶液中，在温度为40℃的条件下处理0.4h，保持pH值为6，脱水；
步骤S1-4：还原处理：将步骤S1-3得到的山羊绒纤维置于还原处理液中，在温度为60℃的条件下处理20min，烘干，得到防缩山羊绒纤维。
步骤S2：配置染料混合溶液，染料混合溶液中包含活性染料、元明粉、可溶性氯化稀土、pH值调节剂和水，山羊绒纤维与活性染料的重量之比为1：0.025；所述可溶性氯化稀土中的稀土元素为选自轻稀土和中稀土中的至少一种，山羊绒纤维与氯化稀土的重量之比为1：0.005，染料混合溶液的pH值为6.5；可溶性氯化稀土为氯化镨和氯化钐1：1的混合；pH值调节剂为柠檬酸-柠檬酸钠缓冲对；
步骤S3：将面料浸渍于离子液体与乙酸乙酯的混合溶液中，并置于-15℃的低温条件下处理30min；离子液体为1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐离子液体，再升温至80℃保温2h，将面料轧干取出，然后依次用乙酸乙酯和水清洗，烘干；
步骤S4：将S3所得面料浸渍在S1所得染料混合溶液中，升温至35℃，保温5h，然后再次升温至85℃，保温3h后降温；S4中再次升温的升温速率为1.5℃/min；
步骤S5：取出面料自然干燥，然后多次水洗、脱水烘干，得染色后的山羊绒纤维。
实施例3
实施例3与实施例1的区别在于：
步骤S1：防收缩预处理包括如下步骤：
步骤S1-1：蛋白酶预处理：将山羊绒纤维用水浸泡8min，脱水；将脱水后的山羊绒纤维放在质量浓度为8％的蛋白酶溶液中，在温度为40℃的条件下处理0.3h，保持pH值为6；
步骤S1-2：高温酶失活：将步骤S1-1得到的山羊绒纤维置于50℃的水浴中处理5min，脱水；
步骤S1-3：高锰酸钾处理：将步骤S1-2得到的山羊绒纤维置于质量浓度为2％的高锰酸钾溶液中，在温度为30℃的条件下处理0.2h，保持pH值为5，脱水；
步骤S1-4：还原处理：将步骤S1-3得到的山羊绒纤维置于还原处理液中，在温度为50℃的条件下处理10min，烘干，得到防缩山羊绒纤维。
步骤S2：配置染料混合溶液，染料混合溶液中包含活性染料、元明粉、可溶性氯化稀土、pH值调节剂和水，山羊绒纤维与活性染料的重量之比为1：0.032；所述可溶性氯化稀土中的稀土元素为选自轻稀土和中稀土中的至少一种，山羊绒纤维与氯化稀土的重量之比为1：0.003，染料混合溶液的pH值为6.5；可溶性氯化稀土为氯化钕和氯化钆混合而成，重量之比为9：1；pH值调节剂为乙酸-乙酸钠缓冲对；山羊绒纤维与元明粉的重量之比为1：0.02。
步骤S3：将面料浸渍于离子液体与乙酸乙酯的混合溶液中，并置于-10℃以下的低温条件下处理20min；离子液体为1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐离子液体，再升温至75℃保温1.2h，将面料轧干取出，然后依次用乙酸乙酯和水清洗，烘干；
步骤S4：将S3所得面料浸渍在S1所得染料混合溶液中，升温至32℃，保温3.5h，然后再次升温至77℃，保温2h后降温；S4中再次升温的升温速率为1.25℃/min；
步骤S5：取出面料自然干燥，然后多次水洗、脱水烘干，得染色后的山羊绒纤维。
其它实施例中，所述染料混合溶液还包括匀染剂，匀染剂的添加量与山羊绒纤维重量之比为0.02：1。
实施例4
实施例4与实施例3的区别在于：离子液体为1-异丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐离子液体，可溶性氯化稀土为氯化钕和氯化钆混合而成，氯化钆占可溶性氯化稀土的重量百分比为20％；山羊绒纤维与元明粉的重量之比为1：0.02；染料混合溶液中还包括双氧水和硫脲，染料混合溶液中过氧化氢的摩尔浓度为0.02mol/L，染料混合溶液中过氧化氢的摩尔浓度为0.015mol/L。
实施例5
实施例5与实施例4的区别在于：山羊绒纤维与元明粉的重量之比为1：0.02；染料混合溶液中还包括双氧水和硫脲，染料混合溶液中过氧化氢的摩尔浓度为0.04mol/L，染料混合溶液中过氧化氢的摩尔浓度为0.025mol/L。
实施例6
实施例6与实施例5的区别为：染料混合溶液中还包括双氧水和硫脲，染料混合溶液中过氧化氢的摩尔浓度为0.035mol/L，染料混合溶液中过氧化氢的摩尔浓度为0.03mol/L。
测试例
1、随机抽取10根羊毛织物中的山羊绒纤维，采用电子单纤维强力机对其强力进行检测，取平均值。
2、采用分光光度计对山羊绒纤维的上染率进行检测。
3、采用手感仪对山羊绒纤维的手感进行检测(Ⅰ～Ⅴ级，Ⅰ级柔软度最优)。
采用722N型可见分光光度计测定原液和染后残液的吸光度A0和An，则染料在纤维上的上染百分率为：
上染率＝(1-AnNn/A0N0)*100％
An——残液的吸光度；
A0——空白染液的吸光度；
Nn——残液的稀释倍数；
N0——空白染液的稀释倍数。
4、毡缩性能
称取重0.5g的山羊绒纤维放入65mm×65mm×85mm螺纹塑料瓶中，加入50ml的缩绒剂溶液，放入自制滚动箱，转速60r/min,滚动30min后取出烘干，利用自制快速凝固浆液方法测试毡缩球体积，每次试样测试5次，求其平均体积。
上述1-4检测值见下表：
本发明制备得到的防缩山羊绒纤维的毡缩体积为10～14cm3，纤维强力为2.8～3.3cN。这些参数说明，处理的山羊绒纤维具有防缩效果，并保持了山羊绒纤维原有的优良性能，而且上染率高。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。