本发明涉及纺织品染整技术领域，具体而言，涉及一种羊绒纤维的染色方法以及染色羊绒纤维和羊绒制品。
背景技术：
羊绒是世界上十分贵重的一种天然纺织原料，具有轻、柔、糯等特性，被誉为动物纤维之王，在国际市场上有“软黄金”的美誉。而食用色素染色的羊绒制品兼有高品质、环保的优点，将进一步提升产品价值。
食用色素主要分为天然色素和化学合成色素两大类。其中，国内外学者对天然色素/染料在棉、丝绸、羊毛上的染色应用已有报道，但由于天然色素/染料存在价格昂贵、原料供应困难、色素提取问题、色牢度低等诸多困难，一直制约其大批量工业化生产。食用合成色素已经有较成熟的产品，产量大、批次稳定，但现有的食用色素用于羊绒纤维的染色，存在染色效率不好，色牢度低的问题，这也是实现食用合成色素在羊绒产业工业化应用亟待解决的问题。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种羊绒纤维的染色方法以及染色羊绒纤维和羊绒制品，以提高食用色素对羊绒纤维染色的染色效果和色牢度。
本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。
本发明提供的一种羊绒纤维的染色方法，其包括：将纤维表面具有铝溶胶的羊绒纤维在含有食用色素的染液中进行染色。
本发明还提供了一种染色羊绒纤维，其通过将羊绒纤维采用上述羊绒纤维的染色方法染色后得到，可选地，染色羊绒纤维的耐皂洗色牢度的棉沾级别为4以上，毛沾级别为4以上，变色级别为3以上，耐碱性汗渍色牢度的棉沾级别为4以上，毛沾级别为4以上，变色级别为3以上，耐酸性汗渍色牢度的棉沾级别为4以上，毛沾级别为4以上，变色级别为3以上。
本发明还提供了一种羊绒制品，其以上述染色羊绒纤维为原料来制得。
通过选用纤维表面具有铝溶胶的羊绒纤维来作为食用色素染色的原料，使得将羊绒纤维在染液中与食用色素结合进行染色的过程中，铝溶胶具有的吸附和固化作用，使得在铝溶胶和羊绒纤维的较好吸附的基础上，通过正电荷离子例如铝离子和食用色素的阴离子基团结合，进而提高食用色素对羊绒纤维的染色效果，并且显著提高了获得的染色羊绒纤维的耐皂洗色牢度和耐汗渍色牢度，进一步提升了羊绒制品的品质和价值。
具体实施方式
为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施方式或实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
下面对本发明实施方式的涉及的一种羊绒纤维的染色方法以及染色羊绒纤维和羊绒制品进行具体说明。
本发明的一些实施方式提供了一种羊绒纤维的染色方法，其包括：将纤维表面具有铝溶胶的羊绒纤维在含有食用色素的染液中进行染色。
发明人通过研究发现，食用色素特别是食用合成色素大多数都具有类似于强酸性染料结构，因此，其水溶性较高，导致其与羊绒的亲和性不够，因此，在用食用色素对羊绒纤维进行染色时，染色效果不佳，且染色后的羊绒纤维的色牢度较差。
发明人在此基础上通过大量的实验和研究发现，在对羊绒纤维通过食用色素进行染色之前，先在羊绒纤维的表面附着铝溶胶再进行食用色素染色，能够显著提高染色后得到的羊绒纤维的染色效果和耐皂洗色牢度和耐汗渍色牢度。而达到以上效果的原因可能在于：一方面，羊绒纤维表面的铝溶胶由于铝溶胶本身具有很强的吸附阴离子物质的能力，从而其有利于羊绒纤维对食用合成色素的吸附，同时铝溶胶本身的溶胶特性也有利于其能够和羊绒纤维进行充分的吸附结合，进而提高染色效果和染色后的色牢稳定性；另一方面，铝溶胶还有利于食用合成色素在羊绒表面的富集，从而在纤维界面形成较高浓度梯度，促进食用合成色素向纤维内部扩散上染，提高得色量；此外，更重要的是，通过铝溶胶中的铝离子能够与食用色素中阴离子基团结合，达到络合固色，提高色牢度的目的。
进一步地，一些实施方式中，铝溶胶为氢氧化铝溶胶，羊绒纤维为羊绒散纤维。
具体地，一些实施方式中，铝溶胶是由碳酸氢盐和铝盐在水溶液中反应并形成于羊绒纤维表面；通过直接在羊绒纤维表面反应生成铝溶胶的方式可以使得铝溶胶能够更好的在羊绒纤维上进行分布，也有利于铝溶胶能够较好的吸附于羊绒纤维的表面。
进一步地，铝溶胶的含量也在一定程度上能够影响原位染色的效果，铝溶胶的含量较低则达不到预期的染色效果，铝溶胶的含量过高也可能导致食用色素的富集团聚而导致染色不均等，因此，一些实施方式中，铝盐的质量为所述羊绒纤维质量的1.5～2.5％。
发明人进一步发现，羊绒纤维最终的染色效果和羊绒纤维表面的铝溶胶的吸附和分布情况以及铝溶胶的稳定性相关，因此，为了使得在羊绒纤维的表面形成分布情况均匀，吸附状况较佳且稳定的铝溶胶，纤维表面具有溶胶的羊绒纤维是通过在羊绒纤维上原位生成溶胶所形成的，具体地，上述纤维表面具有铝溶胶的羊绒纤维的制备方法包括以下步骤：
将羊绒纤维放入碳酸氢盐溶液，再滴加铝盐的溶液至碳酸氢盐溶液中。一些实施方式中，在将羊绒纤维放入碳酸氢盐溶液后，搅拌10～30min，再滴加铝盐的溶液，其可以使得羊绒纤维能够充分与碳酸氢盐溶液进行接触混合，使得羊绒纤维的表面能够均匀附着有碳酸氢盐。
具体地，一些实施方式中，碳酸氢盐溶液为碳酸氢钠溶液；一些实施方式中，碳酸氢盐的浓度为0.5～2g/l，即碳酸氢钠溶液的浓度可以为0.5g/l，0.8g/l，1.0g/l，1.5g/l或2.0g/l等。一些实施方式中，为了使得能够更好的在羊绒纤维表面形成铝溶胶，羊绒纤维和碳酸氢盐溶液的浴比可为1：20～1：50。
进一步地，一些实施方式中，铝盐包括硫酸铝、三氯化铝和明矾中的至少一种。一些实施方式中，铝盐的溶液中铝盐的浓度为2～5g/l。
进一步地，一些实施方式中，滴加所述铝盐的溶液后，再调节溶液体系的ph值为5～7，升温至35～50℃，继续反应10～60min。可以采用有机酸调节ph值，进一步优选有机酸为醋酸或甲酸。有机酸的加入有利于保护羊绒，也有利于铝溶胶在羊绒纤维的表面进行均匀吸附，在35～50℃，继续反应10～60min，使得反应能够充分均匀地进行。
通过以上方式能够在羊绒纤维的表面形成吸附效果好的铝溶胶，且分布均匀稳定，而具体达到以上效果的原因可能在于：在碳酸氢盐的作用下，羊绒纤维带负电性，加入铝盐时，铝离子因库仑力作用向羊绒纤维表面迁移，同时铝离子与碳酸氢盐发生反应，生成氢氧化铝溶胶，均匀吸附于羊绒表面。之后用有机酸调节是使溶胶继续稳定、均匀地生成，且在制备溶胶的过程中通过酸的调节保护羊绒受损伤。
进一步地，一些实施方式中，染液中含有食用色素和醋酸。染液中含有醋酸其使得染液呈弱酸性，弱酸性环境有利于保护羊绒的纤维结构不被破坏，且也有利于上染。一些实施方式，食用色素的质量为纤维表面具有铝溶胶的羊绒纤维的质量的0.1％～2％，醋酸的质量为所述纤维表面具有铝溶胶的羊绒纤维的质量的1％～1.5％。
一些实施方式中，染液中还含有渗透剂和消泡剂。渗透剂和消泡剂的存在有利于染色效果。渗透剂在染液中的浓度可为0.1～0.5g/l，消泡剂在所述染液中的浓度可为0.1～0.5g/l。
一些实施方式中，纤维表面具有铝溶胶的羊绒纤维与染液的浴比为1：20～1：50，优选1：50。
进一步地，一些实施方式中，染液配置为食用色素0.1％～2％(o.m.f)，醋酸1.0％～1.5％(o.m.f)，渗透剂0.1～0.5g/l，消泡剂0.1～0.5g/l，溶剂水。
具体地，一些实施方式中，渗透剂可为渗透剂sp-2，消泡剂可为消泡剂ffa。
进一步地，一些实施方式中，食用色素为食用合成色素，根据染色的色彩需要，食用合成色素包括芥菜红、胭脂红、赤藓红、新红、诱惑红、日落黄、柠檬黄、亮蓝和靛蓝中的至少一种。
为了达到较佳的染色效果，上述进行染色是将纤维表面具有铝溶胶的羊绒纤维在染液中进行浸染。
具体地，一些实施方式中，将纤维表面具有铝溶胶的羊绒纤维浸置于染液中，以1～3℃/min的速率升温至90～98℃，染色30～120min，冷却水洗，烘干。
本发明的一些实施方式还提供了一种羊绒纤维，其通过将羊绒纤维采用上述羊绒纤维的染色方法染色后得到，可选的，染色后的羊绒纤维的耐皂洗色牢度的棉沾级别为4以上，毛沾级别为4以上，变色级别为3以上，耐碱性汗渍色牢度的棉沾级别为4以上，毛沾级别为4以上，变色级别为3以上，耐酸性汗渍色牢度的棉沾级别为4以上，毛沾级别为4以上，变色级别为3以上。
本发明的一些实施方式还提供了一种羊绒制品，其以上述羊绒纤维为原料制得。例如，采用上述羊绒纤维织造得到的衣物等，或者采用上述羊绒纤维压制的布料以及布料制备得到的制品，或者将上述羊绒纤维和其他纤维混合后纺织得到的产品等。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
以下实施例和对比例中的渗透剂均使用市售渗透剂sp-2，消泡剂均使用市售消泡剂ffa。
实施例1
将5g羊绒散纤维加入到浴比为1:50的0.5g/l碳酸氢钠溶液中，常温搅拌30min，然后逐滴加入2％(o.m.f)的2g/l硫酸铝溶液，再用醋酸调节ph为6，升温至35℃反应20min，冷却水洗，甩干。然后将处理好的羊绒散纤维置于染液(浴比1:50，食用合成色素柠檬黄1％(o.m.f)，醋酸1.0％(o.m.f)，渗透剂0.1g/l，消泡剂0.1g/l)中，以3℃/min的速率升温至95℃染色45min，冷却水洗，烘干，最终得到食用合成色素柠檬黄染色羊绒纤维。
实施例2
将5g羊绒散纤维加入到浴比为1:20的2g/l碳酸氢钠溶液中，常温搅拌10min，然后逐滴加入2％(o.m.f)的5g/l明矾溶液，再用蚁酸调节ph为6，升温至45℃反应40min，冷却水洗，甩干。然后将处理好的羊绒散纤维置于染液(浴比1:50，食用合成色素亮蓝0.5％(o.m.f)，醋酸1.5％(o.m.f)，渗透剂0.5g/l，消泡剂0.5g/l)中，以1℃/min的速率升温至90℃染色60min，冷却水洗，烘干，最终得到食用合成色素亮蓝染色羊绒纤维。
实施例3
将5g羊绒散纤维加入到浴比为1:50的1g/l碳酸氢钠溶液中，常温搅拌20min，然后逐滴加入2％(o.m.f)的2g/l三氯化铝溶液，再用醋酸调节ph为6，升温至45℃反应30min，冷却水洗，甩干。然后将处理好的羊绒散纤维置于染液(浴比1:50，食用合成色素胭脂红2％(o.m.f)，醋酸1.5％(o.m.f)，渗透剂0.2g/l，消泡剂0.2g/l)中，以2℃/min的速率升温至90℃染色90min，冷却水洗，烘干，最终得到食用合成色素胭脂红染色羊绒纤维。
实施例4
在浓度为1g/l碳酸氢钠溶液中，逐滴加入2g/l三氯化铝溶液，再用醋酸调节ph为6，升温至45℃反应30min，再加入5g羊绒散纤维(其中，碳酸氢钠溶液的用量参照羊绒散纤维和碳酸氢钠溶液的浴比为1：50，三氯化铝的用量为羊绒散纤维质量的2％)，搅拌20min，水洗，甩干。然后将处理好的羊绒散纤维置于染液(浴比1:50，食用合成色素胭脂红2％(o.m.f)，醋酸1.5％(o.m.f)，渗透剂0.2g/l，消泡剂0.2g/l)中，以2℃/min的速率升温至90℃染色90min，冷却水洗，烘干，最终得到食用合成色素胭脂红染色羊绒纤维。
实施例5
将5g羊绒散纤维加入到浴比为1:20的2g/l碳酸氢钠溶液中，常温搅拌10min，然后逐滴加入4％(o.m.f)的5g/l明矾溶液，再用蚁酸调节ph为6，升温至45℃反应40min，冷却水洗，甩干。然后将处理好的羊绒散纤维置于染液(浴比1:50，食用合成色素亮蓝0.5％(o.m.f)，醋酸1.5％(o.m.f)，渗透剂0.5g/l，消泡剂0.5g/l)中，以1℃/min的速率升温至90℃染色60min，冷却水洗，烘干，最终得到食用合成色素亮蓝染色羊绒纤维。
对比例1
将5g羊绒散纤维置于染液(浴比1:50，食用合成色素柠檬黄1％(o.m.f)，醋酸1.0％(o.m.f)，渗透剂0.1g/l，消泡剂0.1g/l)中，以3℃/min的速率升温至95℃染色45min，冷却水洗，烘干，最终得到食用合成色素柠檬黄染色羊绒纤维。
对比例2
将5g羊绒散纤维加入到浴比为1:50的媒染液(2％(o.m.f)的2g/l硫酸铝溶液)中，常温搅拌30min，水洗，甩干。然后将处理好的羊绒散纤维置于染液(浴比1:50，食用合成色素柠檬黄1％(o.m.f)，醋酸1.0％(o.m.f)，渗透剂0.1g/l，消泡剂0.1g/l)中，以3℃/min的速率升温至95℃染色45min，冷却水洗，烘干，最终得到食用合成色素柠檬黄染色羊绒纤维。
试验例
对实施例1～5和对比例1～2获得的染色羊绒纤维的色深值(k/s值)、耐皂洗色牢度、耐汗渍色牢度进行测试。
其中，染色纤维的色深值在datacolor650tm测色配色仪上进行测定，光源d65，视角10°，测定并记录最大反射波长处k/s值。
耐皂洗色牢度测试参照gb/t3921-2008《纺织品色牢度试验耐皂洗色牢度》方法a(1)(中性皂片5g/l，皂洗温度为40℃，浴比1:50，时间30min，水洗，烘干)进行测定。按照变色用及沾色用灰色样卡进行评级。
耐汗渍色牢度测试参照gb/t3922-2013《纺织品色牢度试验耐汗渍色牢度》，实验过程中采用垂直侧放的摆放方式，测试用贴衬采用棉、毛两种单纤维贴衬，按照变色用及沾色用灰色样卡进行评级。
测试结果如表1所示。
表1染色羊绒纤维性能指标测试结果
综上所述，本发明的实施方式首次公开了一种羊绒纤维食用合成色素染色方法，使食用合成色素不仅能够广泛应用于食品领域，而且能够在纺织染整领域中得以应用，拓展了食用合成色素的应用范围。其次，运用铝盐在羊绒纤维表面形成微溶胶，并通过溶胶的吸附和固化作用，显著提高食用合成色素在羊绒上的耐皂洗色牢度和耐汗渍牢度，进一步提升了羊绒制品的价值。此外，本发明实施方式与传统染色工艺相比，不增加设备，成本低，条件温和，简单易行，适合大规模工业化生产。
以上所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。