本发明属于纺织品预处理和染色技术领域，具体涉及一种改善羊毛天然染料和活性染料染色深度的制备方法。
背景技术：
羊毛是一种高档的天然蛋白质纤维，具有光泽柔和、回弹性好、吸湿性强、不易沾污、轻便保暖等优良的性能；羊毛最外层为鳞片层，由原生质细胞膜转化而来，是角质化了的细胞，具有较强的化学惰性，在染料对羊毛染色过程中会起到阻碍染料进入纤维内部的作用；羊毛在染色过程中一般需要采取高温染色、预处理、媒染等措施以促进染色的顺利进行。
天然染料在对羊毛进行染色时，因为天然染料本身与纤维的亲和力小，要提高染色上染率和色牢度，一般采用金属离子媒染法，但是金属离子媒染剂的引入常常会导致天然染料染色色泽的变化，及纺织品中金属离子的含量超标问题；毛用活性染料对羊毛染色时，一般需要较多的中性盐促染以及高的染色温度以促进染色的顺利进行。
对羊毛进行预处理以缓解羊毛鳞片层对染色的阻碍作用的方法，目前研究和应用得较多的方法包括：运用物理方法进行表面刻蚀，运用生物酶、化学方法的“减法”去鳞片层，以此削弱鳞片层对染色的影响，但是运用等离子、电离辐射等物理方法，存在着成本高、能耗大、效率低等问题；生物酶法清洁、无污染，但也存在着生产成本高、反应难以有效控制等问题；化学方法如双氧水、高锰酸钾氧化法等，双氧水需在金属离子的催化作用下才可以迅速高效去除鳞片，而高锰酸钾处理，还原产物二氧化锰易在羊毛纤维上形成难去除的褐色沉积物。
由上所述，寻求简单、易行，纤维强力损伤较小，处理后染色均匀，且能够提高染色时羊毛表面得色量的预处理方法具有十分重要的意义，运用碱预处理羊毛是途径之一。但据前期预实验及文献显示，直接用稀氢氧化钠预处理羊毛后再用天然染料或毛用活性染料染色，易造成染色不匀；用有机碱乙醇胺对羊毛进行预处理后再染色，乙醇胺的用量较大。
本发明采用两种有机碱乙醇钠、柠檬酸钠与耐碱性渗透剂复配后作为预处理剂，在低浓度、低温条件下对羊毛进行预处理，借助于预处理剂对羊毛的轻度水解及渗透作用，以减弱鳞片层在羊毛染色时的阻碍作用。此方法预处理后的羊毛强力损伤小，手感柔软。预处理后的羊毛，在低温条件下用天然染料或毛用活性染料染色，可提高羊毛的染色深度，染色匀染性好，色牢度亦有所提升。
技术实现要素：
为了克服现有羊毛预处理技术存在的不足和局限性，本发明提出了一种改善羊毛天然染料和毛用活性染料染色深度的制备方法。
为了达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明是一种改善羊毛天然染料和活性染料染色深度的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
（1）羊毛预处理：将羊毛纤维浸渍在由柠檬酸钠、乙醇钠、渗透剂和水组成的溶液中，在30-50℃下处理20-40min，所述柠檬酸钠质量分数为0.02-0.06%，乙醇钠质量分数为0.01-0.04%，渗透剂质量分数为0.01-0.05%，其余为水；
（2）酸中和、水洗：将经步骤（1）预处理后的羊毛纤维，先用适量酸中和水洗；
（3）染色：将经步骤（2）制备的羊毛纤维，采用染料进行染色。
本发明的进一步改进在于：在步骤（1）中，柠檬酸钠和乙醇钠的质量分数总和为0.03-0.08%。
本发明的进一步改进在于：渗透剂为异辛醇聚氧乙烯醚磷酸酯钠盐。
本发明的进一步改进在于：在步骤（3）中，染料应用为天然染料或毛用活性染料，染色方法为浸染法，浴比1：15，染料浓度为2%owf，在室温下放入羊毛，以1.5-2℃/min升温至80℃，在此温度保温染色40-60min，降温至30-40℃，取出羊毛，水洗、烘干。
本发明的有益效果是：（1）因稀有机碱在低温条件下对羊毛纤维具有轻度的水解作用，提高了羊毛纤维的柔软度，且对纤维强度的损失率较低；（2）预处理可以减弱鳞片层在羊毛染色时的阻碍作用，能极明显的提高羊毛纤维对天然染料和毛用活性染料的染色深度，且能提高色牢度；（3）本发明方法简单易行，实施成本低，可以节省能源。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例详细说明如后。
具体实施方式
为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例对本发明做进一步详细描述，该实施例仅用于解释本发明，并不对本发明的保护范围构成限定。
如实施例所示，本发明是一种改善羊毛天然染料和活性染料染色深度的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
（1）羊毛预处理：将羊毛纤维浸渍由柠檬酸钠、乙醇钠、渗透剂和水组成的溶液，在30-50℃下处理20-40min，所述柠檬酸钠质量分数为0.02-0.06%，乙醇钠质量分数为0.01-0.04%，渗透剂质量分数为0.01-0.05%，其余为水；
（2）酸中和、水洗：将经步骤（1）将预处理后的羊毛纤维，用适量酸中和水洗；
（3）染色：将经步骤（2）制备的羊毛纤维，采用染料进行染色。
其中：在所述步骤（1）中，柠檬酸钠和乙醇钠的质量分数的总和范围为0.03-0.08%；所述渗透剂为异辛醇聚氧乙烯醚磷酸酯钠盐；在所述步骤（3）中，染料为天然染料或毛用活性染料，染色方法为浸染法，浴比1：15，染料浓度为2%owf，在室温下放入羊毛，以1.5-2℃/min升温至80℃，在此温度保温染色40-60min，降温至30-40℃，取出羊毛，水洗、烘干。
本实施例中的渗透剂为渗透剂ope，天然染料为苋菜红色素、红米红色素，活性染料为兰纳素兰3gc、安诺素活性大红ds，均为市售产品。
实施例1
首先将10kg羊毛纱线浸渍在由0.05kg柠檬酸钠、0.02kg乙醇钠、0.02kg渗透剂ope和99.92kg水组成的预处理溶液中，浸渍温度为45℃，浸渍时间为30min，预处理完成后，经酸中和、水洗处理，将羊毛纱线的ph值调至中性；然后，将上述羊毛纱线浸渍由0.20kg苋菜红色素天然染料和适量水组成的150kg染色溶液，将染色溶液升温至80℃，在至温度下保持60min；染色完成后，经水洗和烘干，制得红色染色羊毛纱线。
实施例2
首先将10kg羊毛纱线浸渍在由0.06kg柠檬酸钠、0.02kg乙醇钠、0.04kg渗透剂ope和99.88kg水组成的预处理溶液中，浸渍温度为30℃，浸渍时间为40min；预处理完成后，经酸中和、水洗处理，将羊毛纱线的ph值调至中性；然后，将上述羊毛纱线浸渍由0.20kg苋菜红色素天然染料和适量水组成的150kg染色溶液，将染色溶液升温至80℃，在至温度下保持60min；染色完成后，经水洗和烘干，制得红色染色羊毛纱线。
实施例3
首先将10kg羊毛纱线浸渍在由0.04kg柠檬酸钠、0.04kg乙醇钠、0.01kg渗透剂ope和99.91kg水组成的预处理溶液中，浸渍温度为35℃，浸渍时间为20min；预处理完成后，经酸中和、水洗处理，将羊毛纱线的ph值调至中性；然后，将上述羊毛纱线浸渍由0.20kg苋菜红色素天然染料和适量水组成的150kg染色溶液，将染色溶液升温至80℃，在至温度下保持60min；染色完成后，经水洗和烘干，制得红色染色羊毛纱线。
实施例4
首先将10kg羊毛纱线浸渍在由0.03kg柠檬酸钠、0.03kg乙醇钠、0.02kg渗透剂ope和99.92kg水组成的预处理溶液中，浸渍温度为50℃，浸渍时间为20min；预处理完成后，经酸中和、水洗处理，将羊毛纱线的ph值调至中性；然后，将上述羊毛纱线浸渍由0.20kg红米红色素天然染料、适量硫酸调节溶液的ph值为2.2和水组成的150kg染色溶液，将染色溶液升温至80℃，在至温度下保持40min；染色完成后，经水洗和烘干，制得红色染色羊毛纱线。
实施例5
首先将10kg羊毛纱线浸渍在由0.02kg柠檬酸钠、0.01kg乙醇钠、0.01kg渗透剂ope和99.96kg水组成的预处理溶液中，浸渍温度为50℃，浸渍时间为40min；预处理完成后，经酸中和、水洗处理，将羊毛纱线的ph值调至中性；然后，将上述羊毛纱线浸渍由0.20kg红米红色素天然染料、适量硫酸调节溶液的ph值为2.2和水组成的150kg染色溶液，将染色溶液升温至80℃，在至温度下保持40min；染色完成后，经水洗和烘干，制得红色染色羊毛纱线。
实施例6
首先将10kg羊毛纱线浸渍在由0.05kg柠檬酸钠、0.02kg乙醇钠、0.02kg渗透剂ope和99.91kg水组成的预处理溶液中，浸渍温度为45℃，浸渍时间为30min；预处理完成后，经酸中和、水洗处理，将羊毛纱线的ph值调至中性；然后，将上述羊毛纱线浸渍由0.20kg兰纳素兰3gc、0.10kg元明粉、适量醋酸调节溶液的ph值为5.0和水组成的150kg染色溶液，将染色溶液升温至80℃，在至温度下保持60min，染色结束后降温至70℃；接着在上述染色溶液中加入适量氨水调节溶液的ph值为9.5，在70℃下氨水固色处理20min；固色处理完成后，经水洗和烘干，制得蓝色染色羊毛纱线。
实施例7
首先将10kg羊毛纱线浸渍在由0.03kg柠檬酸钠、0.03kg乙醇钠、0.05kg渗透剂ope和99.89kg水组成的预处理溶液中，浸渍温度为40℃，浸渍时间为30min。预处理完成后，经酸中和、水洗处理，将羊毛纱线的ph值调至中性。然后，将上述羊毛纱线浸渍由0.20kg安诺素活性大红ds、0.10kg元明粉、适量醋酸调节溶液的ph值为5.0和水组成的150kg染色溶液，将染色溶液升温至80℃，在至温度下保持60min，染色结束后降温至70℃；接着在上述染色溶液中加入适量氨水调节溶液的ph值为9.5，在70℃下氨水固色处理20min；固色处理完成后，经水洗和烘干，制得红色染色羊毛纱线。
对比例1
将10kg羊毛纱线浸渍由0.20kg苋菜红色素天然染料和149.80kg水组成的染色溶液，将染色溶液升温至80℃，在至温度下保持60min；染色完成后，经水洗和烘干，制得红色染色羊毛纱线。
对比例2
将10kg羊毛纱线浸渍由0.20kg红米红色素天然染料、适量硫酸（调节溶液的ph值为2.2）和水组成的150kg染色溶液，将染色溶液升温至80℃，在至温度下保持40min；染色完成后，经水洗和烘干，制得红色染色羊毛纱线。
对比例3
将10kg羊毛纱线浸渍由0.20kg兰纳素兰3gc、0.10kg元明粉、适量醋酸调节溶液的ph值为5.0和水组成的150kg染色溶液，将染色溶液升温至80℃，在至温度下保持60min，染色结束后降温至70℃；接着在上述染色溶液中加入适量氨水调节溶液的ph值为9.5，在70℃下氨水固色处理20min；固色处理完成后，经水洗和烘干，制得蓝色染色羊毛纱线。
对比例4
将10kg羊毛纱线浸渍由0.20kg安诺素活性大红ds、0.10kg元明粉、适量醋酸调节溶液的ph值为5.0和水组成的150kg染色溶液，将染色溶液升温至80℃，在至温度下保持60min，染色结束后降温至70℃；接着在上述染色溶液中加入适量氨水调节溶液的ph值为9.5，在70℃下氨水固色处理20min；固色处理完成后，经水洗和烘干，制得红色染色羊毛纱线。
性能测试：
染色纱线的k/s值在电脑测色配色仪上测试，测定光源为d65光源，10°视角，染色羊毛线均匀紧密地绕在白色硬纸板上，测定四次取平均值。
耐日晒色牢度按照gb/t8427-2008《纺织品色牢度试验耐人造光色牢度：氙弧》测定。
耐皂洗色牢度参照gb/t3921-2008《纺织品色牢度试验耐皂洗色牢度》测定，按照gb250-2008《评定沾色用灰色样卡》进行评级。
断裂强力按照gb/t3916-2013《纺织品卷装纱单根纱线断裂强力和断裂伸长率的测定（cre法）》测定。
强力损失率：以未处理羊毛纱线的断裂强力为标样，以经染色处理羊毛纱线的断裂强力为试样，计算强力损失率。
手感：人工触摸评价。
测试结果见表
测试结果表明：羊毛纱线经预处理，能明显提高染色羊毛纱线的k/s值和色牢度，且具有柔软的手感；实施例1和对比例1的结果表明，与未经预处理的染色羊毛相比，k/s值提高了155.76%，皂洗变色牢度提高了1.5级，皂洗沾色牢度提高了1级，耐光牢度提高了0.5级；实施例4和对比例2的结果表明，与未预处理的染色羊毛相比，k/s值提高了53.70%，皂洗变色和沾色牢度提高了1级，耐光牢度提高了1级；实施例6和对比例3的结果表明，与未预处理的染色羊毛相比，k/s值提高了55.30%，皂洗变色提高了0.5级；实施例7和对比例4的结果表明，与未预处理的染色羊毛相比，k/s值提高了37.13%，皂洗变色提高了0.5级，耐光牢度提高了0.5级。
羊毛纱线经预处理和染色加工，强力损失率低于7%，虽高于羊毛纱线仅经染色加工的强力损失率，但不影响后续的纺织加工。