本發(fā)明涉及纖維或紗線染色領(lǐng)域，具體地說是一種采用天然染料染色的高色牢度全色譜紗線制備方法。

背景技術(shù)：

合成染料以其多彩的色澤和優(yōu)良的染色牢度得到廣泛的使用，然而合成染料在工業(yè)生產(chǎn)過程中給環(huán)境造成很大的污染，一些合成染料對(duì)人體健康有一定的危害。近年來歐洲對(duì)紡織品不斷設(shè)置“綠色壁壘”，禁用的染料、助劑和其他化學(xué)品范圍不斷擴(kuò)大，如：歐洲最主要的oeko-texstandard100和reach法規(guī)，給我國紡織品和服裝業(yè)出口帶來很大的影響。在全球綠色環(huán)保浪潮的影響下，天然植物染色又重新回到人們的視野。天然染料具有生態(tài)平衡特點(diǎn)：安全性高、無毒、色澤自然鮮艷，有一定的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和藥理保健作用，例如抗菌，消炎，祛濕，防臭，活血行氣。且天然染料不污染環(huán)境，制造條件溫和，為生物可再生資源，無三廢處理問題，足以重新引起染料界關(guān)注。

天然染料根據(jù)來源可分為植物染料、動(dòng)物染料和礦物染料，其中以植物染料為主。印度、孟加拉國、日本、韓國、美國、意大利以及我國等國家都相繼采用植物染料染色并取得一些的成果，例如，jetts等用一種印度植物楝樹的葉子作為天然染料，對(duì)棉織物進(jìn)行超聲波染色；taekyeongkim等通過使用抗壞血酸、五倍子酸、茶多酚等天然化合物對(duì)天然染料的耐曬牢度提升進(jìn)行了研究，使天然染料的耐曬牢度提高至1級(jí)左右。在我國，北京銅牛紡織有限公司推出了利用天然植物染料染色的“銅牌?！毕盗型b；江蘇三毛集團(tuán)也應(yīng)用植物染料制備高支天素麗環(huán)保型高檔面料，效果較好；海瀾集團(tuán)和東華大學(xué)紡織學(xué)院承擔(dān)的國家“863”高新技術(shù)項(xiàng)目—“天然染料制備及其在生態(tài)紡織品開發(fā)與羊毛清潔生產(chǎn)中的應(yīng)用技術(shù)”，促使天然染料染色向產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。目前印度、意大利和德國等國家的一些染料公司都在開發(fā)生產(chǎn)天然植物染料。

天然染料在紡織品染色中也存在的一些主要問題：

①染色重復(fù)性差。常用的天然染料絕大多數(shù)是植物染料，即使是同一種植物，由于產(chǎn)地不同，氣候條件不同及采集時(shí)間不同都會(huì)影響色素的組成和色澤，而這必然會(huì)導(dǎo)致染料的染色重復(fù)性差。盡管所染纖維的色調(diào)可通過使用不同的媒染劑來調(diào)控，但是染色的重現(xiàn)性仍然很差。

②拼染配伍性差。從應(yīng)用分類來看，天然染料類別差異大，色譜不全，比如主要的藍(lán)色為靛藍(lán)，屬于還原染料，而其他天然植物染料大部分屬于直接染料，從結(jié)構(gòu)上看難以找到同類別的天然染料三元色，因而不能像正常染色打樣那樣獲得各種顏色。因此市場(chǎng)上的天然染料染色產(chǎn)品僅染其本色，很少拼色。

③色牢度差，缺乏相應(yīng)的高色牢度生態(tài)染色技術(shù)。由于天然染料發(fā)色基團(tuán)的固有的不穩(wěn)定性，導(dǎo)致天然染料耐洗和耐光牢度差，盡管在天然染料染色中，使用媒染和某些后處理可提高染色牢度，傳統(tǒng)的媒染劑大多含有重金屬離子，其中許多被列入生態(tài)紡織品所禁用的名單。

纖維先染色后紡紗，可紡性大大下降。為了獲得一定的染色深度，纖維染色前通常要進(jìn)行前處理，前處理會(huì)破壞原棉上的蠟質(zhì)，棉纖維親水性強(qiáng)，紡紗易起棉結(jié)，必須加入蓬松劑等改善可紡性。如果不進(jìn)行前處理染色深度就較低。另外，采用天然染料媒染法，染色后對(duì)纖維損傷更大，可紡性更差。因此，市場(chǎng)上的天然染料染色都是針對(duì)紗線和織物染色，很少用于纖維染色。

基于以上的情況，我們認(rèn)為天然植物染料染色紗線的開發(fā)仍然面臨很多實(shí)際應(yīng)用問題，在傳統(tǒng)紗線和織物染色領(lǐng)域很難有大的發(fā)展前景。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提供一種采用天然染料染色的高色牢度全色譜紗線制備方法，以有效避免天然染料染色重現(xiàn)性差，色牢度低，色譜不全等問題。

為此，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案：一種采用天然染料染色的高色牢度全色譜紗線制備方法，其步驟如下：

1)纖維采用雙活性基改性劑改性；

2)配置和篩選天然染料組合，改性纖維單一天然染料染色；

3)將各天然染料染色后的纖維混色，并紡紗。

4)采用單活性基固色劑固色，然后水洗。

進(jìn)一步說，所述雙活性基改性劑包括雙(2,3-環(huán)氧丙基二甲基氯化銨)乙烯,雙活性基改性劑用量為纖維重量的1～6％。改性纖維染色與常規(guī)纖維染色相比，改性纖維染色時(shí)不使用其它大量助劑和柔軟劑等化學(xué)藥品，不影響纖維的可紡性，造成纖維強(qiáng)力損傷小，成紗質(zhì)量好。

進(jìn)一步說，所述天然染料根據(jù)顏色進(jìn)行配置，顏色色系的配置包括如下一種或多種相組合，天然染料的紅色系來源包括茜草、桑葚，黃色系來源包括梔子、姜，藍(lán)色系來源包括蓼藍(lán)、菘藍(lán)，棕色系來源包括板栗殼、薯莨。各色系為天然染料分別對(duì)改性纖維染色，無需添加其它助劑。

進(jìn)一步說，所述紡紗工序直接包括纖維混和、梳棉、牽伸、粗紗、細(xì)紗；紡紗時(shí)需三道及以上梳棉工序和并條機(jī)一道及以上并條。紡紗時(shí)無需添加蓬松劑，經(jīng)染色后的改性纖維封閉了纖維表面的羥基，使纖維之間的摩擦系數(shù)下降，可紡性增強(qiáng)，紡紗時(shí)需三道及以上梳棉工序和并條機(jī)一道及以上并條，以保證混色均勻性。

進(jìn)一步說，纖維混合時(shí)通過調(diào)節(jié)染色后單色纖維的組合和比例獲得各種色彩，或混入本色原棉纖維降低顏色深度。

進(jìn)一步說，所述固色采用的固色劑與纖維改性劑是同系物，都是環(huán)氧丙基甲基氯化銨的物質(zhì)，但是固色劑為采用單活性基，主要為2,3-環(huán)氧丙基三甲基氯化銨，作用為封閉染料的陰離子，提高色牢度，其用量為纖維重量的0.1-1％，視著色深度和有色成分占比決定。

進(jìn)一步說，紅色系選用桑葚色素染色工藝如下，桑葚色素10％(o.w.f)；溫度90℃；保溫時(shí)間60min；浴比1：10；纖維室溫入染,升溫速率2℃/min,升溫至90℃,保溫60mim。

進(jìn)一步說，藍(lán)色系選用蓼藍(lán)色素染色工藝如下，蓼藍(lán)色素10％(o.w.f)；燒堿3％(o.w.f)；保險(xiǎn)粉3％(o.w.f)；溫度40℃；時(shí)間30min；浴比1：10；蓼藍(lán)中先加燒堿,攪拌,再加保險(xiǎn)粉,攪拌,升溫速率2℃/min升溫至40℃,保溫30min,然后取出,空氣中氧化。

進(jìn)一步說，棕色系選用板栗殼色素染色工藝如下，板栗殼色素20％(o.w.f)；溫度90℃；時(shí)間60min；浴比1：10；室溫入染,升溫速率2℃/min,升溫至90℃,保溫60mim。

與現(xiàn)有的天然染料拼色生產(chǎn)多色彩紗線相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1)本發(fā)明開發(fā)的“纖維改性，紗線固色”的方法，通過雙活性基改性劑改性對(duì)纖維改性，實(shí)現(xiàn)了天然染色的無媒染色，且對(duì)纖維損傷少，上染率高。天然染料上染后封閉了陽離子基團(tuán)，使纖維更加蓬松，提高了可紡性，成紗后同樣采用單活性基固色劑封閉水溶性集團(tuán)，在不增加化學(xué)組成的情況下，近一步提高染色牢度，實(shí)現(xiàn)了天然染料染料染色紗線的制備。

2)與常規(guī)法相比，本發(fā)明能實(shí)現(xiàn)全色譜紗線制備且無需染料拼色。由于天然染料色譜不全，從結(jié)構(gòu)上看難以找到同類別的天然染料三元色，使得染色拼色對(duì)色有難度。本發(fā)明利用纖維分別染色在混色拼色的方法有效解決了天然染料自身的缺陷。

3)與常規(guī)法相比，本發(fā)明生產(chǎn)的紗線環(huán)保、色牢度高。采用雙活性基改性劑改性改性棉纖維，未使用媒染劑，生態(tài)環(huán)保。由于各天然染料分別染色，使用的都是其最佳染色工藝，并且染料經(jīng)過篩選的色牢度相對(duì)高的染料，因此生產(chǎn)的紗線色牢度比傳統(tǒng)工藝更高。

4)與常規(guī)法相比，本發(fā)明使用助劑少，整個(gè)過程中，僅采用一類環(huán)氧丙基氯化銨助劑，在不同的工序中，分別作為纖維改性劑、紡紗蓬松劑、紗線染色固色劑。

具體實(shí)施方式

以下通過實(shí)施例描述本發(fā)明的技術(shù)方案。本發(fā)明結(jié)合纖維前處理技術(shù)和紗線后整理技術(shù)，紗線的質(zhì)量更加。

實(shí)施例1

潘通色tcx17-1612(l^*＝48，a^*＝25,b^*＝-3)純棉紗線的制備方法如下：

1)纖維改性：取雙活性基改性劑改性并加水，雙活性基改性劑改性是纖維重量的2％；纖維與雙活性基改性劑改性浴比1:10，溫度：95℃，浸泡時(shí)間：30min。

2)配置篩選天然染料并染色，紅色系選用桑葚色素，藍(lán)色系選用蓼藍(lán)色素，棕色系選用板栗殼色素。

①紅色系選用桑葚色素染色工藝

纖維室溫入染,升溫速率2℃/min,升溫至90℃,保溫60mim。

②藍(lán)色系選用蓼藍(lán)色素染色工藝

蓼藍(lán)中先加燒堿,攪拌,再加保險(xiǎn)粉,攪拌,升溫速率2℃/min升溫至40℃,保溫30min,然后取出,空氣中氧化。

③棕色系選用板栗殼色素染色工藝

室溫入染,升溫速率2℃/min,升溫至90℃,保溫60mim。

3)混色紡紗，將染色后的桑葚色素染色纖維、蓼藍(lán)色素染色纖維、紫膠色素染色纖維以64.60：6.10：29.30的比例混和，經(jīng)過三道梳棉工序，經(jīng)并條機(jī)一道并條，通過牽伸，紡成粗紗，再加捻成不同支數(shù)的細(xì)紗。測(cè)得l^*＝48.88,a^*＝23.76,b^*＝-2.32。顏色值的測(cè)定條件：采用color-eye7000a，d65光源，包含鏡面反射，大孔徑。l^*代表亮度，a^*,b^*為色度。

4)單活性基固色劑，然后水洗。取單活性基固色劑、非離子柔軟劑并加水，單活性基固色劑是纖維重量的1％，非離子柔軟劑為纖維重量的3％；浴比1:5，溫度：80℃，浸泡時(shí)間：10min，干燥后，60℃溫水洗一遍，10℃-20℃水洗一遍。

5)效果測(cè)試

表1：預(yù)期技術(shù)指標(biāo)

實(shí)施例2：潘通色tcx16-1324(l^*＝66,a^*＝4,b^*＝26)的天然染料染色棉/粘50/50較混紡紗的制備方法如下：

1)纖維改性：取雙活性基改性劑改性并加水，雙活性基改性劑改性是纖維重量的2％；纖維與雙活性基改性劑改性浴比1:10，溫度：95℃，浸泡時(shí)間：30min。

2)配置篩選天然染料并染色，黃色系選用梔子黃色素和姜色素，及本色原棉纖維、本色粘膠纖維。

①黃色系選用板栗殼色素染色工藝；

室溫入染,升溫速率2℃/min,升溫至90℃,保溫60mim。

②黃色系選用板姜色素染色工藝

室溫入染,升溫速率2℃/min,升溫至60℃,保溫60mim。

3)混色紡紗，將梔子黃色素染色纖維、姜色素染色纖維、原棉纖維、本色粘膠纖維以質(zhì)量比14.40：32.50：3.20：50混和，經(jīng)過三道梳棉工序，經(jīng)并條機(jī)一道并條，通過牽伸，紡成粗紗，再加捻成不同支數(shù)的細(xì)紗。測(cè)色l^*＝65.91,a^*＝4.08,b^*＝26.63。顏色值的測(cè)定條件：采用color-eye7000a，d65光源，包含鏡面反射，大孔徑。

4)單活性基固色劑，然后水洗。取單活性基固色劑、非離子柔軟劑并加水，單活性基固色劑是纖維重量的1％，非離子柔軟劑為纖維重量的3％；浴比1:5，溫度：80℃，浸泡時(shí)間：10min，干燥后，60℃溫水洗一遍，10℃-20℃水洗一遍。

5)效果測(cè)試

表2：預(yù)期技術(shù)指標(biāo)