CN109722882B - 提高天然彩色棉色深及色泽稳定性的加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种提高天然彩色棉色深及色泽稳定性的加工方法，包括将固色处理后天然彩色棉进行水洗和烘干处理；还包括如下步骤：先对天然彩色棉进行干燥处理，然后对干燥后天然彩色棉进行液氨处理，得液氨处理后天然彩色棉；将明胶、渗透剂和水混合形成蛋白溶液，再将蛋白溶液调节至pH 2.0～7.0，得处理液；将液氨处理后天然彩色棉放入处理液中于15℃～70℃浸轧，使得浸轧后的天然彩色棉的带液率为30％～150％，然后冷堆放置；得固色处理后天然彩色棉。采用本发明的方法能使天然彩色棉的颜色变得鲜艳明亮，颜色明显加深，变得更加均匀；水洗和日晒色牢度均能有效提升。
Description
技术领域
本发明涉及天然彩色棉生产加工领域中提高天然彩色棉产品色深及色泽稳定性的方法。
背景技术
我国是世界上最大的天然彩色棉种植生产大国，彩棉生产量长期占到世界彩棉总产量的60％以上，我国的彩棉生产加工在世界上占有重要地位。绿色环保是天然彩色棉的标志性特色，彩棉生产加工产生的污染少，其产品不需要染色，产品具有显著的健康环保优势。在全球纺织业升级换代、提高附加值的背景下，天然彩色棉产业显然成为了新兴纺织、绿色纺织的重要名片。
虽然我国的天然彩色棉育种及产品设计加工方兴未艾，也取得了明显的进展。我国注册的天然彩色棉品种数量已经超过30个，占到了全球注册的天然彩色棉品种数量的一半以上。天然彩色棉的结构性质的研究也常年活跃，尤其是最近几年，我国相继发现了天然彩色棉的功能性，如抗菌性能、抗氧化性性能。这都对天然彩色棉的推广产生了积极影响。但是，天然彩色棉仍然有一些缺陷，如色泽单调、颜色不鲜艳、不均匀，颜色稳定性较差等。由于其色素物质为天然产物，在色泽稳定性改性工作具有很高的难度，至今这一技术难题仍然没有解决。目前报道了许多天然彩色棉固色整理的方法，如金属离子络合法，石油醚回流法(专利201110055247.X)等。但是这些方法缺陷明显而未见实际应用。例如，金属离子络合会显著改变天然彩色棉产品的色泽，石油醚回流法仅限于实验室处理，难以在工业化应用。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种易于工业化加工、效果好的提高天然彩色棉色深及色泽稳定性的加工方法。
为了解决上述技术问题，本发明提供一种提高天然彩色棉色深及色泽稳定性的加工方法，包括将固色处理后的天然彩色棉进行水洗和烘干处理；还包括如下步骤：
1)、先对天然彩色棉进行干燥处理，然后对干燥后天然彩色棉进行液氨处理30～600分钟，得液氨处理后天然彩色棉；
2)、将明胶、渗透剂和水混合形成蛋白溶液，所述蛋白溶液中明胶的质量浓度为0.1％～15％，渗透剂的质量浓度为0.05％～5％；再将蛋白溶液调节至pH 2.0～7.0，得处理液；
将液氨处理后天然彩色棉放入处理液中于15℃～70℃浸轧，使得浸轧后的天然彩色棉的带液率为30％～150％(处理时间约为5秒)，然后冷堆放置；得固色处理后天然彩色棉。
作为本发明的提高天然彩色棉色深及色泽稳定性的加工方法的改进：所述步骤2)中的冷堆时间为3～72h。
作为本发明的提高天然彩色棉色深及色泽稳定性的加工方法的进一步改进：对天然彩色棉进行干燥处理直至回潮率为3％～15％(质量％)。
作为本发明的提高天然彩色棉色深及色泽稳定性的加工方法的进一步改进：所述渗透剂为JFC、吐温20、吐温80、拉开粉。
作为本发明的提高天然彩色棉色深及色泽稳定性的加工方法的进一步改进，所述天然彩色棉为以下任一：纯天然彩色棉纤维、纱线或者织物，天然彩色棉混纺纱线、混纺织物及交织产品。
作为本发明的提高天然彩色棉色深及色泽稳定性的加工方法的进一步改进：所述天然彩色棉为不经精炼和漂白的天然彩色棉(优选)，或者为经精炼不经漂白的天然彩色棉。
在本发明中：
1)、以液氨处理天然彩色棉纤维或产品，利用液氨的渗透及转移能力，使位于纤维中腔附近的色素物质向纤维外层转移，以提高天然彩色棉的色深(颜色深度)；
2)、在一定的反应条件下，将天然彩色棉采用明胶等蛋白溶液浸渍处理，使天然彩色棉纤维中的色素与蛋白质发生络合反应，固定纤维中的色素物质，以改善天然彩色棉产品色泽的耐水洗及耐光稳定性。即，利用多酚-蛋白络合机理，使用蛋白质与天然彩色棉的多酚类色素物质发生结合，降低色素的溶解性，达到固色的效果。
本发明的技术优势为：液氨和蛋白溶液络合处理后，天然彩色棉的颜色变得鲜艳明亮，颜色明显加深，变得更加均匀；其产品的水洗和日晒色牢度提升约一个等级。更重要的是，本方法简便、易于在现有纺织后加工设备上进行，加工成本较低。所使用的化学制剂不会影响天然彩色棉产品生态环保的性质。即，本发明的加工方法绿色环保、加工方便、成本低廉，很适合天然彩色棉产品的工业化加工。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述，但本发明的保护范围并不仅限于此：
以下案例中所用的天然彩色棉均具体为天然彩色棉纤维。
实施例1、一种提高天然彩色棉色深及色泽稳定性的加工方法，依次进行以下步骤：
1)、将天然彩色棉于100℃下预烘干，直至烘干后天然彩色棉的回潮率为4.2％。
将烘干后的天然彩色棉浸渍在液氨中，浸渍处理45分钟。
2)、将液氨处理后天然彩色棉浸渍在45℃的处理液中，浸渍约5秒后轧除多余处理液，浸轧后的天然彩色棉带液率为80％(质量％)，然后将浸轧后的天然彩色棉卷绕成筒并冷堆放置12h；得固色处理后的天然彩色棉；
将明胶、渗透剂和水混合形成蛋白溶液，蛋白溶液中明胶的质量浓度为1.8％，渗透剂的质量浓度为0.8％；再利用浓度为37％的盐酸溶液调节蛋白溶液至pH 3.8，得处理液。
所述渗透剂为渗透剂JFC。
3)、将步骤2)所得的固色处理后天然彩色棉进行水洗，直至纤维呈中性，于100℃下烘1～2分钟，卷绕成筒、存储。
结果分析：根据国家纺织品洗涤标准GBT 8629-2001来评价加工前后天然彩色棉的耐水洗色牢度。根据GB/T8427-2008评价加工前后天然彩色棉的耐日晒色牢度，并测试样品的颜色值。结果如表1所示。
经过本方法加工后的天然彩色棉的色深显著优于未处理样，且颜色变得更明亮。水洗20次后，未按本方法加工的天然彩色棉颜色褪色明显，而经本方法加工的天然彩色棉颜色变化幅度小，水洗色牢度提升一个等级，日晒色牢度提升半个等级。本方法提高天然彩色棉的色深及色泽稳定性效果明显。
实施例2、一种提高天然彩色棉色深及色泽稳定性的加工方法，依次进行以下步骤：
1)、将天然彩色棉于40℃下预烘干，直至烘干后天然彩色棉的回潮率为13.3％。
将烘干后的天然彩色棉浸渍在液氨中，浸渍处理120分钟。
2)、将液氨处理后天然彩色棉浸渍在65℃的处理液中，浸渍约5秒后轧除多余处理液，浸轧后的天然彩色棉带液率为35％，然后将浸轧后的天然彩色棉卷绕成筒并冷堆放置3.5h；得固色处理后天然彩色棉；
将明胶、渗透剂和水混合形成蛋白溶液，蛋白溶液中明胶的质量浓度为0.18％，渗透剂的质量浓度为1.5％；再利用醋酸调节蛋白溶液至pH 2.3，得处理液。
所述渗透剂为吐温20。
3)、将步骤2)所得的固色处理后天然彩色棉进行水洗，于90℃下烘1～2分钟，卷绕成筒、存储。
结果分析：根据国家纺织品洗涤标准GBT 8629-2001来评价加工前后天然彩色棉的耐水洗色牢度。根据GB/T8427-2008评价加工前后天然彩色棉的耐日晒色牢度，并测试样品的颜色值。结果如表1所示。
经过本方法加工后的天然彩色棉的色深优于未处理样，且颜色变得更明亮。水洗20次后，未按本方法加工的天然彩色棉颜色褪色明显，而经本方法加工的天然彩色棉颜色变化幅度较小，水洗色牢度提升半个等级，日晒色牢度提升半个等级。本方法提高天然彩色棉的色深及色泽稳定性有较好的效果。
实施例3、一种提高天然彩色棉色深及色泽稳定性的加工方法，依次进行以下步骤：
1)、将天然彩色棉于100℃下预烘干，直至烘干后天然彩色棉的回潮率为9.5％。
将烘干后的天然彩色棉浸渍在液氨中，浸渍处理600分钟。
2)、将液氨处理后天然彩色棉浸渍在45℃的处理液中，浸渍约5秒后轧除多余处理液，浸轧后的天然彩色棉带液率为100％，然后将浸轧后的天然彩色棉卷绕成筒并冷堆放置36h；得固色处理后天然彩色棉；
将明胶、渗透剂和水混合形成蛋白溶液，蛋白溶液中明胶的质量浓度为8.5％，渗透剂的质量浓度为3.5％；再利用硫酸调节蛋白溶液至pH 5.0，得处理液。
所述渗透剂为吐温80。
3)、将步骤2)所得的固色处理后天然彩色棉进行水洗，于100℃下烘1～2分钟，卷绕成筒、存储。
结果分析：根据国家纺织品洗涤标准GBT 8629-2001来评价加工前后天然彩色棉的耐水洗色牢度。根据GB/T8427-2008评价加工前后天然彩色棉的耐日晒色牢度，并测试样品的颜色值。结果如表1所示。
经过本方法加工后的天然彩色棉的色深显著优于未处理样，且颜色变得更明亮。水洗20次后，未按本方法加工的天然彩色棉颜色褪色明显，而经本方法加工的天然彩色棉颜色变化幅度小，水洗色牢度提升一个等级，日晒色牢度提升半个等级。本方法提高天然彩色棉的色深及色泽稳定性效果显著。
实施例4、一种提高天然彩色棉色深及色泽稳定性的加工方法，依次进行以下步骤：
1)、将天然彩色棉于100℃下预烘干，直至烘干后天然彩色棉的回潮率为7.8％。
将烘干后的天然彩色棉浸渍在液氨中，浸渍处理180分钟。
2)、将液氨处理后天然彩色棉浸渍在65℃的处理液中，浸渍约5秒后轧除多余处理液，浸轧后的天然彩色棉带液率为145％，然后将浸轧后的天然彩色棉卷绕成筒并冷堆放置48h；得固色处理后的天然彩色棉；
将明胶、渗透剂和水混合形成蛋白溶液，蛋白溶液中明胶的质量浓度为12.8％，渗透剂的质量浓度为4.8％；再利用磷酸调节蛋白溶液至pH 6.5，得处理液。
所述渗透剂为渗透剂JFC。
3)、将步骤2)所得的固色处理后天然彩色棉进行水洗，于100℃下烘1～2分钟，卷绕成筒、存储。
结果分析：根据国家纺织品洗涤标准GBT 8629-2001来评价加工前后天然彩色棉的耐水洗色牢度。根据GB/T8427-2008评价加工前后天然彩色棉的耐日晒色牢度，并测试样品的颜色值。结果如表1所示。
经过本方法加工后的天然彩色棉的颜色深度深于未处理样，且颜色变得更明亮。水洗20次后，未按本方法加工的天然彩色棉颜色褪色明显，而经本方法加工的天然彩色棉颜色变化幅度较小，经测试水洗色牢度提升半个等级，日晒色牢度提升半个等级。本方法提高天然彩色棉的色深及色泽稳定性效果明显。
实施例5、一种提高天然彩色棉色深及色泽稳定性的加工方法，依次进行以下步骤：
1)、将天然彩色棉于90℃下预烘干，直至烘干后天然彩色棉的回潮率为7.4％。
将烘干后的天然彩色棉浸渍在液氨中，浸渍处理50分钟。
2)、将液氨处理后天然彩色棉浸渍在15℃的处理液中，浸渍约5秒后轧除多余处理液，浸轧后的天然彩色棉带液率为35％，然后将浸轧后的天然彩色棉卷绕成筒并冷堆放置4h；得固色处理后的天然彩色棉；
将明胶、渗透剂和水混合形成蛋白溶液，蛋白溶液中明胶的质量浓度为0.5％，渗透剂的质量浓度为1.0％；再利用浓度为37％的盐酸溶液调节蛋白溶液至pH 2.2，得处理液。
所述渗透剂为拉开粉。
3)、将步骤2)所得的固色处理后天然彩色棉进行水洗，于100℃下烘1～2分钟，卷绕成筒、存储。
结果分析：根据国家纺织品洗涤标准GBT 8629-2001来评价加工前后天然彩色棉的耐水洗色牢度。根据GB/T8427-2008评价加工前后天然彩色棉的耐日晒色牢度，并测试样品的颜色值。结果如表1所示。
经过本方法加工后的天然彩色棉的颜色深度深于未处理样，颜色明亮程度有一定改善。水洗20次后，未按本方法加工的天然彩色棉颜色褪色明显，而经本方法加工的天然彩色棉颜色变化幅度较小，经测试水洗色牢度提升半个等级，日晒色牢度提升半个等级。本方法提高天然彩色棉的色深及色泽稳定性有一定的效果。
表1、实施例1～5中加工前后天然彩色棉的颜色值及色牢度
由表1可知，液氨处理联合明胶络合的方法能较好地起到增深和稳定色泽的效果，并且不同的处理条件(液氨处理时间、明胶浓度、固色pH、温度、冷堆时间)对天然彩色棉色泽的增深及提高颜色稳定性存在一定的影响。
对比例1-1、
相对于实施例3，取消步骤1)中的预烘干处理，即，液氨处理前天然彩色棉回潮率为20.8％。其他条件等同于实施例3。
天然彩色棉处理后的颜色值及结果如表2所示。
结果分析：在该条件下液氨处理天然彩色棉，颜色加深不明显，颜色明度变化也不明显。天然彩色棉的色泽反而蓝光、绿光增多，颜色变得偏蓝绿，其原先色光显著改变。显然，处理前天然彩色棉的回潮率较大对处理效果产生了不利影响。因为天然彩色棉含水量较大，与液氨形成氨水，呈碱性的氨水改变了天然彩色棉色素的结构。不仅如此，这也影响了天然彩色棉后续的固色加工。使用明胶溶液络合整理后，天然彩色棉的水洗色牢度并没有得到提升。
因此，液氨处理前，天然彩色棉较高的回潮率(大于15％)会带来不利影响。
对比例1-2、
相对于实施例3，液氨浸渍处理时间改为15分钟，其他条件等同于实施例3。
天然彩色棉处理后的颜色值及结果如表2所示。
在该条件下液氨处理天然彩色棉，颜色值变化不大。天然彩色棉的水洗色牢度没有获得改善。显然，处理时间短，天然彩色棉的增色、固色效果不显著。
对比例1-3、
相对于实施例3，采用质量浓度约为1％的氢氧化钠溶液调节蛋白溶液至pH9.2，其他条件等同于实施例3。
天然彩色棉处理后的颜色值及结果如表2所示。在该条件下处理天然彩色棉，天然彩色棉的颜色增深情况与实施例3类似。但是色泽稳定性相比于处理前基本无变化，说明在碱性条件下，明胶络合整理基本没有效果。
对比例1-4、
相对于实施例3，调节蛋白溶液至pH 1.2，其他条件等同于实施例3。
天然彩色棉处理后的颜色值及结果如表2所示。在该条件下处理天然彩色棉，天然彩色棉的颜色显著变浅，没有类似实例3类似所示的增深效果。而且色泽稳定性相比于处理前明显变差，说明在pH过低的处理条件下，效果反而更差。
对比例1-5、
相比于实施例3，冷堆时间改为1.5小时，其他条件等同于实施例3。
天然彩色棉处理后的颜色值及颜色稳定性测试结果如表2所示。在该条件下处理天然彩色棉，天然彩色棉的颜色增深程度与实施例3类似。但是色泽稳定性相比于处理前基本无变化，说明在冷堆时间短，反应不充分，明胶络合整理效果也较差。
对比例1-6、
将实施例3中的明胶改成丝胶蛋白，用量不变；其他条件等同于实施例3。
天然彩色棉处理后的颜色值及颜色稳定性测试结果如表2所示。
在该条件下处理天然彩色棉，天然彩色棉的颜色增深程度与实施例3类似。但是耐水洗色泽稳定性相比于处理前基本无变化，仅耐日晒色牢度提升半个等级。说明丝胶络合整理效果差。
对比例1-7、
将实施例3中的明胶改成胶原蛋白，用量不变；其他条件等同于实施例3。
天然彩色棉处理后的颜色值及颜色稳定性测试结果如表2所示。
在该条件下处理天然彩色棉，天然彩色棉的颜色增深程度与实施例3类似。但是耐水洗和耐日晒色泽稳定性相比于处理前基本无变化。说明胶原络合整理效果差。
对比例1-8、
相比于实施例3，明胶的质量浓度改为0.05％，其他条件等同于实施例3。
处理后的天然彩色棉的颜色值及色牢度结果如表2所示。在该条件下处理天然彩色棉，天然彩色棉的颜色增深程度与实施例3类似。但是色泽稳定性相比于处理前基本无变化，说明在明胶质量分数过小的情况下，明胶络合整理效果差。
对比例1-9、
相比于实施例3，明胶的质量浓度改为18％，其他条件等同于实施例3。
处理后的天然彩色棉的颜色值及色牢度结果如表2所示。
在该条件下处理天然彩色棉，天然彩色棉的颜色深度变浅，色光明显改变。但是色泽耐日晒稳定性相比于处理前下降半个等级，说明在明胶质量分数过高的情况下，明胶络合整理反而会引起负面效果。
对比例1-10、
相比于实施例3，取消渗透剂的使用，即，渗透剂的质量浓度为0，其他条件等同于实施例3。
处理后的天然彩色棉的颜色值及色牢度结果如表2所示。
在该条件下处理天然彩色棉，天然彩色棉的颜色增深程度与实施例3类似。但是色泽稳定性相比于处理前基本无变化，说明在没有渗透剂的情况下，络合反应难以进行，明胶络合整理起不到效果。
对比例1-11、
相比于实施例3，将渗透剂的质量浓度改成8％，其他条件等同于实施例3。
处理后的天然彩色棉的颜色值及色牢度结果如表2所示。
在该条件下处理天然彩色棉，天然彩色棉的颜色增深程度与实施例3类似。但是色泽耐日晒稳定性相比于处理前反而变差，说明在渗透剂质量分数过大，可能会导致渗透剂残留过多，反而影响色泽日晒稳定性。
表2、对比例中加工前后天然彩色棉的颜色值及色牢度与实施例3的对比
最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本发明的若干个具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。
Claims (4)
1.提高天然彩色棉色深及色泽稳定性的加工方法，包括将固色处理后天然彩色棉进行水洗和烘干处理；其特征是还包括如下步骤：
1)、先对天然彩色棉进行干燥处理直至回潮率为7.4％～15％，然后对干燥后天然彩色棉进行液氨处理30～600分钟，得液氨处理后天然彩色棉；
2)、将明胶、渗透剂和水混合形成蛋白溶液，所述蛋白溶液中明胶的质量浓度为0.1％～15％，渗透剂的质量浓度为0.8％～5％；再将蛋白溶液调节至pH2.0～7.0，得处理液；
将液氨处理后天然彩色棉放入处理液中于15℃～70℃浸轧，使得浸轧后的天然彩色棉的带液率为30％～150％，然后冷堆放置；得固色处理后天然彩色棉；
所述渗透剂为JFC、吐温20、吐温80、拉开粉。
2.根据权利要求1所述的提高天然彩色棉色深及色泽稳定性的加工方法，其特征是：所述步骤2)中的冷堆时间为3～72h。
3.根据权利要求1或2所述的提高天然彩色棉色深及色泽稳定性的加工方法，其特征是所述天然彩色棉为以下任一：纯天然彩色棉纤维、纱线或者织物，天然彩色棉混纺纱线、混纺织物及交织产品。
4.根据权利要求3所述的提高天然彩色棉色深及色泽稳定性的加工方法，其特征是：所述天然彩色棉为不经精练 和漂白的天然彩色棉，或者为经精练不经漂白的天然彩色棉。
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