一种提升蛋白质纤维纱线染色均匀性的植物染色工艺的制作方法

1.本发明涉及染色技术领域，具体为一种提升蛋白质纤维纱线染色均匀性的植物染色工艺。


背景技术：

2.蛋白质纤维纱线纤维是服用性能优异的天然蛋白质纤维，呈卷曲状，其基本组成是α
‑
氨基酸由酰胺键联接而成的螺旋大分子，蛋白大分子之间主要是依靠分子间的二硫键、盐式键和氢键等形成分子内的各级组织。
3.在天然染料染色过程中，由于染料和纤维之间直接性低，上染率低，染色牢度差，天然染料的染色方法由于其种类和结构的不同而有较大差异天然染料的主要染色方法是媒染法，它分为预媒、同媒和后媒。其中预媒法是先使织物在染色前与媒染剂结合，然后再染色，适用于染浅色和中浅色，但染色过程复杂，工艺时间较长；同媒法染色工艺最简单，时间最短，但上染率不高；后媒法是先使织物与染料结合后，再加入媒染剂处理，该方法上染率最高，染后织物色光变化最小。采用媒染法对织物进行染色，通过在纤维、媒染剂和天然色素之间形成稳定的配合键，能够改善染色牢度，且不同的媒染剂，染后织物颜色也有差异。但缺点是媒染法通常需使用金属媒染剂，导致染色不均，影响蛋白质纤维纱的染色品质。
4.(一)解决的技术问题
5.针对现有技术的不足，一种提升蛋白质纤维纱线染色均匀性的植物染色工艺，本工艺通过对蛋白质纤维纱线的多段处理在蛋白质纤维纱线纤维上接枝纳米多孔碳微球从根本上增加染料分子染料扩散进入蛋白质纤维纱线纤维的通道和扩散速度，同时通过含多巴胺接枝共聚物的引入使得蛋白质纤维纱线纤维存在更多的活性位点，并对媒染剂定向诱捕间接染料分子均匀的分布在蛋白质纤维纱线的表面，最后通过柔软剂平滑剂的处理使得染料分子牢固的吸附在蛋白质纤维纱线的表面不产生串色的现象，同时修复蛋白质纤维纱线的损伤。同时多孔碳微球和含多巴胺的引入对蛋白质纤维纱的韧性和弹性。
6.(二)技术方案
7.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种提升蛋白质纤维纱线衫染色均匀性的染色工艺方法包括以下步骤：
8.(1)接枝纳米碳微球：水性聚氨酯pu和水性丙烯酸酯pa和氨基化纳米碳微球按质量比加入一定质量的水后超声分散30min，均匀搅拌60
‑
120min。再加入表面活化的蛋白质纤维纱线处理，制得接枝氨基化纳米碳微球蛋白质纤维纱线。
9.(2)接枝多巴胺：将二次预处理的蛋白质纤维纱线、多巴胺、1
‑
乙基
‑
(3
‑
二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸钠和n
‑
羟基琥珀酰亚胺充分反应，水洗，烘干。制得含有多巴胺接枝氨基化纳米碳微球蛋白质纤维纱线。
10.(3)染色处理：
①
植物染料在上染前粉碎、浸泡可以使染料的色素对水的溶解度更好，染料可以更好地上染到面料上，对于难溶于水的染料，还可以通过用95％的乙醇溶液反
复浸渍1
‑
2次，将染料提取出来。
②
再往染色装置中加入制得含有多巴胺接枝氨基化纳米碳微球蛋白质纤维纱线和媒染剂处理液搅拌均匀，浴比为1：20
‑
35，在70
‑
90℃预媒30min。
③
将织物取出洗净，放入植物染料水溶液中，以1℃/min的升温速率缓慢升温至130
‑
150℃，染色40
‑
60min后取出水洗。
④
使用0.1g/l的中性皂洗剂5n在70℃下皂洗后烘干)。
11.(4)柔性处理：加入柔软剂和平滑剂，调节ph7，取出，在70
‑
90℃真空干燥10
‑
30分钟后，冷却至室温，再经水洗2
‑
3次，再于40
‑
60℃真空烘干蛋白质纤维纱线衫线。
12.优选的，所述步骤(1)中水性聚氨酯pu和水性丙烯酸酯pa和氨基化纳米碳微球按质量比2：1：0.05
‑
0.1
13.优选的，所述步骤(1)中用ph调节剂调节ph值为6
‑
7，活化蛋白质纤维纱线处理浴比为1:20，加入处理时间为30
‑
40min，处理温度45
‑
55℃。
14.优选的，所述步骤(2)中蛋白质纤维纱线、多巴胺1
‑
乙基
‑
(3
‑
二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸钠和n
‑
羟基琥珀酰亚胺的质量比为100:20:4:8
‑
10，二次预处理的浴比为1:40～1:60，于40～50℃振荡6～10h。
15.优选的，所述步骤(3)中蛋白质纤维纱线、媒染剂和植物染料的质量比是5:2:4
‑
8。
16.优选的，所述步骤(3)中染色的ph:4
‑
6，浴比：1:50，加热至30
‑
50℃，保温染色1
‑
3小时。
17.优选的，所述步骤(3)中酸性性染料含量35
‑
40％、渗透剂含量0.3
‑
0.6％、均染剂含量1
‑
3％。渗透剂为氨基磺酸钠；均染剂为元明粉。
18.优选的，所述步骤(4)中柔软处理的ph＝7，处理温度30
‑
50℃处理时间15
‑
30min。其中柔软剂为氨基硅油，柔软剂的含量为2
‑
5％，平滑剂的含量为3
‑
10％。
19.(三)有益的技术效果
20.与现有技术相比，本发明具备以下实验原理和有益技术效果：
21.一种提升蛋白质纤维纱线染色均匀性的植物染色工艺，其在蛋白质纤维纱线纤维表面引入接枝的表面接枝氨基的碳微球存在羰基、羧基等；这些基团与铵根发生席夫碱反应或者氨解反应，同时又具备丰富的孔结构，它的引入可以增强蛋白质纤维纱线对染料分子吸附速度，和吸附量，从根本上为增加染料分子染料扩散进入蛋白质纤维纱线纤维的通道和扩散速度。
22.一种提升蛋白质纤维纱线染色均匀性的植物染色工艺，水性聚氨酯pu和水性丙烯酸酯pa起到辅助氨基化碳微球附着与接枝到蛋白质纤维纱线的表面，通过其表面的粘附力以及化学反应，使碳微球能够均匀的分布在蛋白质纤维纱线的表面。
23.一种提升蛋白质纤维纱线染色均匀性的植物染色工艺，其在蛋白质纤维纱线纤维表面接枝多巴胺，多巴胺具有良好的生物相容性、生物可降解性，并且降解产物对生物体和环境不产生任何有害作用。化学结构中的邻苯二酚、多官能团胺和亚胺既可以作为共价键改性的起始点，又可以作为媒染剂中金属离子的锚栓，而且纤维、媒染剂和天然色素之间形成稳定的配合键，能够改善染色牢度，同时可以通过多巴胺的锚栓作用可以达到达到均匀染色的目的。
24.一种提升蛋白质纤维纱线染色均匀性的植物染色工艺，接枝氨基的多孔碳微球和多巴胺的本身结构具有一定的强度和韧性，并对蛋白质纤维纱线蛋白纤维具有一定的修复作用，整个工艺设计过程中通过柔软剂和平滑剂的处理使得染料分子牢固的吸附在蛋白质
纤维纱线的表面不产生串色的现象，同时修复蛋白质纤维纱线的损伤，并附加了手感更柔滑，且不易起球等功效。
具体实施方式
25.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：所述一种提升蛋白质纤维纱线衫染色均匀性的染色工艺如下：
26.(1)接枝纳米碳微球：水性聚氨酯pu和水性丙烯酸酯pa和氨基化纳米碳微球按质量比加入一定质量的水后超声分散30min，均匀搅拌60
‑
120min。再加入表面活化的蛋白质纤维纱线处理，制得接枝氨基化纳米碳微球蛋白质纤维纱线。
27.(2)接枝嵌多巴胺：按质量比100:20:4:8
‑
10将预处理的蛋白质纤维纱线、多巴胺、1
‑
乙基
‑
(3
‑
二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸钠和n
‑
羟基琥珀酰亚胺充分反应水洗，烘干。制得含有多巴胺接枝氨基化纳米碳微球蛋白质纤维纱线中，浴比为1:40～1:60，于40～50℃振荡6～10h，充分水洗，烘干。制得含有多巴胺接枝氨基化纳米碳微球蛋白质纤维纱线。
28.(3)染色处理：
①
植物染料在上染前粉碎、浸泡可以使染料的色素对水的溶解度更好，染料可以更好地上染到面料上，对于难溶于水的染料，还可以通过用95％的乙醇溶液反复浸渍1
‑
2次，将染料提取出来。
②
再往染色装置中加入制得含有多巴胺接枝氨基化纳米碳微球蛋白质纤维纱线和媒染剂处理液搅拌均匀，浴比为1：20
‑
35，在70
‑
90℃预媒30min。
③
将织物取出洗净，放入植物染料水溶液中，以1℃/min的升温速率缓慢升温至130
‑
150℃，染色40
‑
60min后取出水洗。
④
使用0.1g/l的中性皂洗剂5n在70℃下皂洗后烘干(蛋白质纤维纱线、媒染剂和植物染料的质量比是5:2:4
‑
8)。
29.(4)柔性处理：加入柔软剂和平滑剂，调节ph7，继续保温处理15
‑
30分钟后，取出，在70
‑
90℃真空干燥10
‑
30分钟后，冷却至室温，再经水洗2
‑
3次，再于40
‑
60℃真空烘干蛋白质纤维纱线衫线(其中柔软剂为氨基硅油，柔软剂的含量为2
‑
5％，平滑剂的含量为3
‑
10％)。
30.实施例1
31.(1)水性聚氨酯pu和水性丙烯酸酯pa和氨基化纳米碳微球按质量比2：1：0.05加入一定质量的水后超声分散30min，均匀搅拌60min。用ph调节剂调节ph值为6
‑
7之间，浴比为1:20，加入处理时间为30min，处理温度45℃。制得接枝氨基化纳米碳微球蛋白质纤维纱线。
32.(2)按质量比100:20:4:8将预处理的蛋白质纤维纱线、多巴胺、1
‑
乙基
‑
(3
‑
二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸钠和n
‑
羟基琥珀酰亚胺充分反应水洗，浴比为1:40，于40℃振荡6h，充分水洗，烘干。制得含有嵌段接枝共聚物的接枝氨基化纳米碳微球蛋白质纤维纱线。
33.(3)染色：
①
茜草植物染料在上染前粉碎、浸泡可以使染料的色素对水的溶解度更好，染料可以更好地上染到面料上，对于难溶于水的染料，还可以通过用95％的乙醇溶液反复浸渍1
‑
2次，将染料提取出来。
②
再往染色装置中加入制得含有多巴胺接枝氨基化纳米碳微球蛋白质纤维纱线和明矾处理液搅拌均匀，浴比为1：20，在70℃预媒30min。
③
将织物取出洗净，放入植物染料水溶液中，以1℃/min的升温速率缓慢升温至130℃，染色40
‑
60min后取出水洗。
④
使用0.1g/l的中性皂洗剂5n在70℃下皂洗后烘干(蛋白质纤维纱线、明矾和茜草植物染料的质量比是5:2:4)。
34.(4)柔性处理：加入柔软剂和平滑剂，调节ph7，保温处理15
‑
30分钟后，取出，在70
℃真空干燥10
‑
30分钟后，冷却至室温，再经水洗3次，再于40℃真空烘干蛋白质纤维纱线衫线(其中柔软剂为氨基硅油，柔软剂的含量为2
‑
5％，平滑剂的含量为3
‑
10％)。
35.实施例2
36.(1)水性聚氨酯pu和水性丙烯酸酯pa和氨基化纳米碳微球按质量比2：1：0.07加入一定质量的水后超声分散30min，均匀搅拌80min。用ph调节剂调节ph值为6
‑
7之间，浴比为1:20，加入处理时间为35min，处理温度50℃。制得接枝氨基化纳米碳微球蛋白质纤维纱线。
37.(2)按质量比100:20:4:9将预处理的蛋白质纤维纱线、多巴胺、1
‑
乙基
‑
(3
‑
二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸钠和n
‑
羟基琥珀酰亚胺充分反应水洗，浴比为1:50，于40～50℃振荡8h，充分水洗，烘干。制得含有嵌段接枝共聚物的接枝氨基化纳米碳微球蛋白质纤维纱线。
38.(3)染色：
①
苏木植物染料在上染前粉碎、浸泡可以使染料的色素对水的溶解度更好，染料可以更好地上染到面料上，对于难溶于水的染料，还可以通过用95％的乙醇溶液反复浸渍1
‑
2次，将染料提取出来。
②
再往染色装置中加入制得含有多巴胺接枝氨基化纳米碳微球蛋白质纤维纱线和皂矾处理液搅拌均匀，浴比为1：25，在75℃预媒30min。
③
将织物取出洗净，放入植物染料水溶液中，以1℃/min的升温速率缓慢升温至135℃，染色60min后取出水洗。
④
使用0.1g/l的中性皂洗剂5n在70℃下皂洗后烘干(蛋白质纤维纱线、皂矾和苏木植物染料的质量比是5:2:5)。
39.(4)柔性处理：加入柔软剂和平滑剂，调节ph7，调节ph7，继续保温处理20分钟后，取出，在70
‑
90℃真空干燥20分钟后，冷却至室温，再经水洗2次，再于40
‑
60℃真空烘干蛋白质纤维纱线衫线(其中柔软剂为氨基硅油，柔软剂的含量为2
‑
5％，平滑剂的含量为3
‑
10％)。
40.实施例3
41.(1)水性聚氨酯pu和水性丙烯酸酯pa和氨基化纳米碳微球按质量比2：1：0.08加入一定质量的水后超声分散30min，均匀搅拌100min。用ph调节剂调节ph值为7之间，浴比为1:20，加入处理时间为40min，处理温度50℃。制得接枝氨基化纳米碳微球蛋白质纤维纱线。
42.(2)按质量比100:20:4:9将预处理的蛋白质纤维纱线、多巴胺、1
‑
乙基
‑
(3
‑
二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸钠和n
‑
羟基琥珀酰亚胺充分反应水洗，浴比为1:50，于40～50℃振荡9h，充分水洗，烘干。制得含有嵌段接枝共聚物的接枝氨基化纳米碳微球蛋白质纤维纱线。
43.(3)
①
五倍子植物染料在上染前粉碎、浸泡可以使染料的色素对水的溶解度更好，染料可以更好地上染到面料上，对于难溶于水的染料，还可以通过用95％的乙醇溶液反复浸渍1
‑
2次，将染料提取出来。
②
再往染色装置中加入制得含有多巴胺接枝氨基化纳米碳微球蛋白质纤维纱线和处理液搅拌均匀，浴比为1：40，在85℃预媒30min。
③
将织物取出洗净，放入植物染料水溶液中，以1℃/min的升温速率缓慢升温至140℃，染色60min后取出水洗。
④
使用0.1g/l的中性皂洗剂5n在70℃下皂洗后烘干(蛋白质纤维纱线、草木灰和五倍子植物染料的质量比是5:2:6)。
44.(4)柔性处理：加入柔软剂和平滑剂，调节ph7，继续保温处理30分钟后，取出，在80℃真空干燥30分钟后，冷却至室温，再经水洗3次，再于50℃真空烘干蛋白质纤维纱线衫线(其中柔软剂为氨基硅油，柔软剂的含量为2
‑
5％，平滑剂的含量为3
‑
10％)。
45.实施例4
46.(1)水性聚氨酯pu和水性丙烯酸酯pa和氨基化纳米碳微球按质量比2：1：0.09加入一定质量的水后超声分散30min，均匀搅拌100min。用ph调节剂调节ph值为7之间，浴比为1:20，加入处理时间为40min，处理温度55℃。制得接枝氨基化纳米碳微球蛋白质纤维纱线。
47.(2)按质量比100:20:4:10将预处理的蛋白质纤维纱线、多巴胺、1
‑
乙基
‑
(3
‑
二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸钠和n
‑
羟基琥珀酰亚胺充分反应水洗，浴比为1:50，于50℃振荡9h，充分水洗，烘干。制得含有嵌段接枝共聚物的接枝氨基化纳米碳微球蛋白质纤维纱线。
48.(3)
①
植物染料在上染前粉碎、浸泡可以使染料的色素对水的溶解度更好，染料可以更好地上染到面料上，对于难溶于水的染料，还可以通过用95％的乙醇溶液反复浸渍1
‑
2次，将染料提取出来。
②
再往染色装置中加入制得含有多巴胺接枝氨基化纳米碳微球蛋白质纤维纱线和皂矾处理液搅拌均匀，浴比为1：45，在85℃预媒30min。
③
将织物取出洗净，放入植物染料水溶液中，以1℃/min的升温速率缓慢升温至140℃，染色60min后取出水洗。
④
使用0.1g/l的中性皂洗剂5n在70℃下皂洗后烘干(蛋白质纤维纱线、皂矾和姜黄植物染料的质量比是5:2:7)。
49.(4)柔性处理：加入柔软剂和平滑剂，调节ph7，继续保温处理30分钟后，取出，在90℃真空干燥30分钟后，冷却至室温，再经水洗3次，再于60℃真空烘干蛋白质纤维纱线衫线(其中柔软剂为氨基硅油，柔软剂的含量为2
‑
5％，平滑剂的含量为3
‑
10％)。
50.实施例5
51.(1)水性聚氨酯pu和水性丙烯酸酯pa和氨基化纳米碳微球按质量比2：1：0.1加入一定质量的水后超声分散30min，均匀搅拌120min。用ph调节剂调节ph值为7之间，浴比为1:20，加入处理时间为40min，处理温度55℃。制得接枝氨基化纳米碳微球蛋白质纤维纱线。
52.(2)按质量比100:20:4:10将预处理的蛋白质纤维纱线、多巴胺、1
‑
乙基
‑
(3
‑
二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸钠和n
‑
羟基琥珀酰亚胺充分反应水洗，浴比为1:60，于450℃振荡10h，充分水洗，烘干。制得含有嵌段接枝共聚物的接枝氨基化纳米碳微球蛋白质纤维纱线。
53.(3)
①
青黛植物染料在上染前粉碎、浸泡可以使染料的色素对水的溶解度更好，染料可以更好地上染到面料上，对于难溶于水的染料，还可以通过用95％的乙醇溶液反复浸渍1
‑
2次，将染料提取出来。
②
再往染色装置中加入制得含有多巴胺接枝氨基化纳米碳微球蛋白质纤维纱线和明矾处理液搅拌均匀，浴比为1：50，在70
‑
90℃预媒30min。
③
将织物取出洗净，放入植物染料水溶液中，以1℃/min的升温速率缓慢升温至150℃，染色40
‑
60min后取出水洗。
④
使用0.1g/l的中性皂洗剂5n在70℃下皂洗后烘干(蛋白质纤维纱线、明矾和青黛植物染料的质量比是5:2:8)。
54.(4)柔性处理：加入柔软剂和平滑剂，调节ph7，继续保温处理30分钟后，取出，在90℃真空干燥30分钟后，冷却至室温，再经水洗3次，再于60℃真空烘干蛋白质纤维纱线衫线(其中柔软剂为氨基硅油，柔软剂的含量为2
‑
5％，平滑剂的含量为3
‑
10％)。
55.对比例1
56.(1)水性聚氨酯pu和水性丙烯酸酯pa和氨基化纳米碳微球按质量比2：1：0.05加入一定质量的水后超声分散30min，均匀搅拌60min。用ph调节剂调节ph值为6之间，浴比为1:20，加入处理时间为30min，处理温度45
‑
55℃。制得接枝氨基化纳米碳微球蛋白质纤维纱
线。
57.(2)
①
茜草植物染料在上染前粉碎、浸泡可以使染料的色素对水的溶解度更好，染料可以更好地上染到面料上，对于难溶于水的染料，还可以通过用95％的乙醇溶液反复浸渍1
‑
2次，将染料提取出来。
②
再往染色装置中加入制得含有多巴胺接枝氨基化纳米碳微球蛋白质纤维纱线和明矾处理液搅拌均匀，浴比为1：20，在70℃预媒30min。
③
将织物取出洗净，放入植物染料水溶液中，以1℃/min的升温速率缓慢升温至130℃，染色40min后取出水洗。
④
使用0.1g/l的中性皂洗剂5n在70℃下皂洗后烘干(蛋白质纤维纱线、明矾和茜草植物染料的质量比是5:2:4)。
58.(3)柔性处理：加入柔软剂和平滑剂，调节ph7，继续保温处理15分钟后，取出，在70℃真空干燥10分钟后，冷却至室温，再经水洗3次，再于40℃真空烘干蛋白质纤维纱线衫线(其中柔软剂为氨基硅油，柔软剂的含量为2
‑
5％，平滑剂的含量为3
‑
10％)。
59.对比例2
60.(1)按质量比100:20:4:8将预处理的蛋白质纤维纱线、多巴胺、1
‑
乙基
‑
(3
‑
二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸钠和n
‑
羟基琥珀酰亚胺充分反应水洗，浴比为1:40，于40℃振荡6h，充分水洗，烘干。制得含有嵌段接枝共聚物的接枝氨基化纳米碳微球蛋白质纤维纱线。
61.(2)染色：
①
茜草植物染料在上染前粉碎、浸泡可以使染料的色素对水的溶解度更好，染料可以更好地上染到面料上，对于难溶于水的染料，还可以通过用95％的乙醇溶液反复浸渍1
‑
2次，将染料提取出来。
②
再往染色装置中加入制得含有多巴胺接枝氨基化纳米碳微球蛋白质纤维纱线和明矾处理液搅拌均匀，浴比为1：20，在70℃预媒30min。
③
将织物取出洗净，放入植物染料水溶液中，以1℃/min的升温速率缓慢升温至130℃，染色40
‑
60min后取出水洗。
④
使用0.1g/l的中性皂洗剂5n在70℃下皂洗后烘干(蛋白质纤维纱线、明矾和茜草植物染料的质量比是5:2:4)。
62.(3)柔性处理：加入柔软剂和平滑剂，调节ph7，继续保温处理15
‑
30分钟后，取出，在70℃真空干燥10分钟后，冷却至室温，再经水洗3次，再于40℃真空烘干蛋白质纤维纱线衫线(其中柔软剂为氨基硅油，柔软剂的含量为2
‑
5％，平滑剂的含量为3
‑
10％)。
63.将实施例与对比例对蛋白质纤维纱线染色后的效果试验结果如下：
64.[0065][0066]
其中，发明人通过大量实验得出，本方法可以师染料扩散的更加均匀，当染料染到蛋白质纤维纱线上时，不会破坏蛋白质纤维纱线的柔软，可以使蛋白质纤维纱线保留原有的柔软度，不会变的僵硬，而且经过多次洗涤不会褪色。
[0067]
综上所述，本发明能够使染料更加柔和，在蛋白质纤维纱线进行染色后，蛋白质纤维纱线表面更加柔软，且不易褪色。
[0068]
以上所述仅是本发明的一种实施方式，应当指出，对于本领域普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干相似的变形和改进，这些也应视为本发明的保护范围内。