CN112323200A - 高色纯度天然棕色棉抗菌纱线的加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高色纯度天然棕色棉抗菌纱线的加工方法，将天然棕色棉与染色纤维混合作为原料，所述原料中，天然棕色棉的质量含量为90％～99.8％；将原料共混纺纱，得高色纯度天然棕色棉抗菌纱线。经本发明方法加工的天然棕色棉纱线，色彩纯度明显提升，色系不变；对比现有方法，本发明得到的天然棕色棉纱线抗菌性能基本不变。本方法简便、易于在现有纺纱加工设备上进行，加工成本低。
Description
技术领域
本发明涉及一种高色纯度天然彩色棉抗菌纱线的加工方法。
背景技术
天然彩色棉无需漂白和染色加工，对比普通白棉有显著的环保和经济优势。发展天然彩色棉生产和加工技术符合纺织产业发展的方向。天然彩色棉具有很好的抗菌、抗氧化功能，是一种天然功能性纤维。
但是，天然彩色棉仍然有一些缺陷没有解决，比如色系单调、色泽朦胧不够鲜艳，且颜色也会随着水洗次数的增加而逐渐变浅。归根结底，这是由天然彩色棉色素物质复杂所导致的。
目前报道了许多提升天然彩色棉纤维色彩纯度或深度的方法，如金属离子络合法等。但是，金属离子络合往往会使纤维颜色朝黑色、灰色等色系转变，反而会改变天然彩棉本身的颜色。另外，这种方法不可避免地会改变天然彩色棉纤维的色素结构，降低其抗菌性能。还有液氨处理法(专利CN201910025529.1)、超临界二氧化碳流体处理法(CN201110056272.X)及碱处理法(发明专利CN200810060008.1)等。但这些方法难以实用化，比如碱处理法会导致大量的色素流失，影响彩棉产品抗菌性能；液氨处理法和超临界二氧化碳流体处理法需要大型的、昂贵的设备。因此，需要采取新的思路，开发简便、低成本的天然彩色棉产品增深、增艳技术。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种高色纯度天然棕色棉抗菌纱线的加工方法。
为了解决上述技术问题，本发明提供一种高色纯度天然棕色棉抗菌纱线的加工方法：
将天然棕色棉与染色纤维混合作为原料，所述原料中，天然棕色棉的质量含量为90％～99.8％；
将原料共混纺纱，得高色纯度天然棕色棉抗菌纱线。
说明：共混纺纱为常规技术，包括精梳→混合给湿→开松→梳棉机→并条机→粗纱机→细纱机→络筒工序，从而获得纱线。
作为本发明的高色纯度天然棕色棉抗菌纱线的加工方法的改进：所述染色纤维为蓝色染料染色纤维。
所述蓝色染色纤维的颜色值范围为：L*＝20～57，a*＝42～66，b*＝－105～－58。
作为本发明的高色纯度天然棕色棉抗菌纱线的加工方法的进一步改进：所述高色纯度天然棕色棉抗菌纱线的颜色值的范围为：L*＝40.0～52.8，a*＝12.0～14.0，b*＝18.5～30.0。
作为本发明的高色纯度天然棕色棉抗菌纱线的加工方法的进一步改进：蓝色染料为蓝色天然染料或蓝色合成染料(均为常规染料)；纤维为天然纤维和再生纤维素纤维(均属于常规纤维)；具体如下：
蓝色天然染料为天然靛蓝、天然蓝草染料，蓝色合成染料为活性蓝2、直接蓝215、直接蓝86。天然纤维为棉纤维、羊毛、绢丝；再生纤维素纤维为黏胶、莫代尔纤维。
本发明涉及高色纯度天然棕色棉抗菌纱线的加工方法，包括用蓝色系染料将白棉染色，然后与天然棕色棉纤维以一定的比例共混、纺成细纱，形成高色彩纯度、深度的天然彩色棉纱线。
天然棕色棉色素物质由黄色和棕色等颜色的物质组成；其中黄色物质较多的占比极大地降低了天然棕色棉纤维的色彩纯度，导致天然棕色棉纤维及其纺织品的色彩不鲜艳，影响产品外观。
本发明的原理是：利用蓝色系的染料反射出蓝色光，与天然棕色棉反射出的部分黄色光互补、中和，抵消其黄色光，使天然棕色棉的色光更纯。例如，使天然棕色棉显现出更棕、更艳丽。
由于天然棕色棉的色素物质成分复杂，导致色泽不纯、不鲜艳，视觉朦胧。现有的增深、增艳加工技术会造成天然棕色棉色素物质流失，影响天然棕色棉固有的抗菌性能；或使用大型特殊加工设备，成本高昂。本发明提供了一种高色纯度天然棕色棉抗菌纱线的加工方法，基于色光互补原理，以共混纺纱的方式，抑制天然棕色棉的黄光，提升天然棕色棉的色彩纯度，且不影响其固有的抗菌性能；对比其他方法，本发明方法简便、效果好，成本低廉，可在常规纺纱加工设备上进行。
与现有技术相比，本发明具有以下技术优势：
1、现有的改善天然彩色棉产品色泽的方法都是采用化学的方法，如金属离子络合、石油醚回流法、超临界二氧化碳流体处理法等，这些方法或成本高、或产生污染、或对天然彩色棉的颜色和抗菌性能产生不利影响。而本方法是物理的方法，仅需选用合适的染色纤维、合适的共混比例、在常规的纺纱机上通过常规的共混纺纱方式得到。
2、本方法不会影响天然棕色棉的色素结构，不会影响天然棕色棉的抗菌性能。
综上所述，经本发明方法加工的天然棕色棉纱线，色彩纯度明显提升，色系不变；对比现有方法，本发明得到的天然棕色棉纱线抗菌性能基本不变。本方法简便、易于在现有纺纱加工设备上进行，加工成本低。
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棕色棉的颜色值为L*＝52.7、a*＝14.3、b*＝30.3。
实施例1、一种高色纯度天然棕色棉抗菌纱线的加工方法，依次进行以下步骤：
1)染色棉纤维制备：将白棉纤维以浴比1:150置于温度为50℃的天然靛蓝染液中，染色时间为30min，染液含有1.2g/L的天然靛蓝染料、8.0g/L的NaOH、10.0g/L的保险粉。染色后，用清水洗去纤维浮色(至洗脱液无色)，于50℃下烘干(至恒重)，得到染色棉纤维。
所得染色棉纤维的颜色值为：L*＝22、a*＝52、b*＝－105。
2)纺纱：先按质量百分比92:8准备天然棕色棉与染色棉纤维，然后依次进行如下程序：精梳→混合给湿→开松→梳棉机→并条机→粗纱机→细纱机→络筒工序，得到线密度为14.8tex，捻度为100.3的混纺纱线。
说明：上述工序可依据已公开于2010年的学位论文《天然彩色棉/真丝混纺纱线及其产品的结构与性能》的纺纱方法进行。
实施例2、一种高色纯度天然棕色棉抗菌纱线的加工方法，依次进行以下步骤：
1)染色羊毛纤维制备：将羊毛以浴比1:100置于温度为50℃的天然蓝草染液中，染色时间为60min，染液含有1.8g/L的天然蓝草染料、1.5g/L的渗透剂JFC、1.5g/L的渗透剂平平加O、1.0g/L的元明粉。染色后，将用清水洗去纤维浮色，于50℃下烘干，得到染色羊毛纤维。
所得染色羊毛纤维的颜色值为：L*＝45、a*＝66、b*＝－68。
2)纺纱：先按质量百分比99:1准备天然棕色棉与染色羊毛纤维，然后依次进行如下程序：精梳→混合给湿→开松→梳棉机→并条机→粗纱机→细纱机→络筒工序，得到线密度为14.4tex，捻度为93.4的混纺纱线。
实施例3、一种高色纯度天然棕色棉抗菌纱线的加工方法，依次进行以下步骤：
1)染色绢丝纤维的制备：将绢丝以浴比1:50置于温度为60℃的活性蓝2染液中，染色时间为90min，染液含有1.2g/L的活性蓝2染料、2.0g/L的渗透剂JFC、1.5g/L的匀染剂平平加O。染色后，将用清水洗去纤维浮色，于50℃下烘干，得到染色绢丝纤维。
所得染色绢丝的颜色值为：L*＝34、a*＝53、b*＝－89。
2)纺纱：先按质量百分比97:3准备天然棕色棉与染色绢丝纤维，然后依次进行如下程序：精梳→混合给湿→开松→梳棉机→并条机→粗纱机→细纱机→络筒工序，得到线密度为15.1tex，捻度为98.8的混纺纱线。
实施例4、一种高色纯度天然棕色棉抗菌纱线的加工方法，依次进行以下步骤：
1)染色黏胶纤维的制备：将再生纤维素纤维——黏胶纤维以浴比1:100置于温度为80℃的直接蓝215染液中，染色时间为60min，染液含有2.0g/L的直接蓝215染料、1.2g/L的渗透剂JFC、2.0g/L的元明粉。染色后，将用清水洗去纤维浮色，于50℃下烘干，得到染色黏胶纤维。
所得染色黏胶纤维的颜色值为：L*＝57、a*＝42、b*＝－58。
2)纺纱：先按质量百分比99.7:0.3准备天然棕色棉与染色黏胶纤维，然后依次进行如下程序：精梳→混合给湿→开松→梳棉机→并条机→粗纱机→细纱机→络筒工序，得到线密度为15.5tex，捻度为95.8的混纺纱线。
实施例5、一种高色纯度天然棕色棉抗菌纱线的加工方法，依次进行以下步骤：
1)染色莫代尔纤维的制备：将再生纤维素纤维——莫代尔纤维以浴比1:30置于温度为70℃的直接蓝86染液中，染色时间为90min，染液含有2.5g/L的直接蓝86染料、2.0g/L的渗透剂JFC、2.0g/L的匀染剂平平加O。染色后，将用清水洗去纤维浮色，于50℃下烘干，得到染色莫代尔纤维。
所得染色莫代尔纤维的颜色值为：L*＝28、a*＝61、b*＝－96。
2)纺纱：将按质量百分比95:5准备天然棕色棉与染色莫代尔纤维，然后依次进行如下程序：精梳→混合给湿→开松→梳棉机→并条机→粗纱机→细纱机→络筒工序，得到线密度为14.7tex，捻度为104.3的混纺纱线。
实验一、
将天然棕色棉直接按照实施例1的步骤2)所述程序进行纺纱，所得的纯纺棕棉纱线作为对照。
将作为对照的纯纺棕棉纱线以及上述实施例1～实施例5所得的混纺纱线，均匀、致密地绕在纸板上(绕3层)，在恒温恒湿室中平衡8h后，测试样品的颜色值。结果如表1所示。
实验二、
将作为对照的纯纺棕棉纱线以及上述实施例1～实施例5所得的混纺纱线，根据国家纺织品抗菌性能测试方法GB/T 20944.2-2007《纺织品抗菌性能的评价》一一第2部分：吸收法来评价抗菌性能，测试结果如表1所示。
表1、本发明实施例1～5中天然棕色棉的颜色值和抗菌性能
结果分析：对比纯纺棕棉纱线原样，经过本方法加工的天然棕色棉纱，L*值明显降低，K/S明显增大，即纱线的色深增加明显；a*略有下降，棕色色光变化不大。但是，b*值下降幅度较大，即棕色棉的黄色光下降显著，即，天然棕色棉的纯度(即饱和度)显著增加。
另外，由于混入的其他纤维含量很少，经本发明方法加工后的天然棕色棉产品相对于未经本方法加工的天然棕色棉纯纺纱线，对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抗菌性能基本保持不变，即，本加工方法对天然棕色棉固有的抗菌性能不会造成负面影响。
对比例1、按照专利CN201110056272.X(超临界二氧化碳处理法)所述的最优条件，即，将天然棕色棉于室温下的丙酮中浸泡10h，浸泡完毕后自然晾干48h，进行预处理；然后将纤维放入超临界流体染色仪中的染料釜中，加入30ml体积分数为95％的乙醇作为夹带剂，同时在染色釜中填充10g的脱脂棉，然后调节二氧化碳气体的压力和温度至40MPa和40℃，对天然棕色棉进行处理处理2h。
对比例2、按照发明专利CN200810060008.1(碱处理法)所述的最优条件，即，用NaOH配制pH＝12的处理液，烷基苯磺酸钠的浓度为0.2％，三磷酸钠的浓度为0.5％，25℃处理15分钟，浴比1∶20。
对比例3、按照专利CN201910025529.1(液氨处理法)所述的最优条件，即，将100℃下预烘干后的天然棕色棉浸渍在液氨中处理600分钟，然后浸渍在45℃、pH 5.0的增深固色处理液(含质量浓度为8.5％的明胶、3.5％的吐温80的水溶液)中，浸渍约5秒后轧除多余处理液，带液率约为100％，然后冷堆放置36h；再进行水洗，于100℃下烘1～2分钟。
按实验一、实验二所述测试方法测试对比例1～对比例3处理后的天然棕色棉纤维的颜色值及抗菌性能。结果分别如表2所示。
表2、本发明对比例1～3中天然棕色棉的颜色值和抗菌性能
结果分析：
对比例1的加工方法对天然棕色棉的增深有一定的效果(L*小幅下降，K/S值有一定增加)，对黄色光的抑制也略有效果(b*值略减小)，但是远不如本发明的效果。而且，加工后的天然棕色棉的抗菌性能有小幅的下降，总的来说，对比例1所产生的效果不如本发明。
对比例2中，天然棕色棉的增深效果明显，对黄色光的抑制也显著，对色光增纯效果也较好，可媲美本发明的部分加工条件下产生的效果；但是，抗菌性能下降幅度很大。可见，对比例2的加工方法对天然棕色棉固有的抗菌性能损伤很大，难以在实际应用中推广。
对比例3中，天然棕色棉的色深和色彩纯度均有一定的增加，但效果不如本发明；另外，该方法对天然棕色棉的抗菌性能有小幅损伤。可见，对比例3产生的综合效应不如本发明。
对比例4、将实施例1中的天然棕色棉与染色棉纤维的质量比由“92:8”改成“88:12”，其余等同于实施例1。
对比例5-1、将实施例1中的“白棉纤维”改为常见的合成纤维——“涤纶纤维”，其余等同于实施例1。
对比例5-2、将实施例1中的“白棉纤维”改为常见的合成纤维——“锦纶纤维”，其余等同于实施例1。
上述对比例与实施例1的性能对比如下表3所述。
表3、颜色值和抗菌性能的对比
结果分析：
对比例4所获结果可见，染色纤维的含量过高，混纺的天然棕色棉纱线的抗菌性能下降明显。而且，染色纤维含量太高还会造成天然棕色棉纱线色光明显改变，蓝色过于明显(b*下降过大)。
对比例5-1、5-2所获的效果十分有限，天然棕色棉纱线的黄光只是略微减少，且色深增加幅度也很小。但是，天然棕色棉纱线的抗菌性能相对于原样却明显下降。可见，利用常规合成纤维进行共混，效果是较差的。
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 (6)
1.高色纯度天然棕色棉抗菌纱线的加工方法，其特征是：
将天然棕色棉与染色纤维混合作为原料，所述原料中，天然棕色棉的质量含量为90％～99.8％；
将原料共混纺纱，得高色纯度天然棕色棉抗菌纱线。
2.根据权利要求1所述的高色纯度天然棕色棉抗菌纱线的加工方法，其特征是：所述染色纤维为蓝色染料染色纤维。
所述蓝色染色纤维的颜色值范围为：L*＝20～57，a*＝42～66，b*＝－105～－58。
3.根据权利要求1或2所述的高色纯度天然棕色棉抗菌纱线的加工方法，其特征是：所述高色纯度天然棕色棉抗菌纱线的颜色值的范围为：L*＝40.0～52.8，a*＝12.0～14.0，b*＝18.5～30.0。
4.根据权利要求3所述的一种高色纯度天然棕色棉抗菌纱线的加工方法，其特征是：蓝色染料为蓝色天然染料或蓝色合成染料；纤维为天然纤维和再生纤维素纤维。
5.根据权利要求4所述的一种高色纯度天然棕色棉抗菌纱线的加工方法，其特征是：蓝色天然染料为天然靛蓝、天然蓝草染料，蓝色合成染料为活性蓝2、直接蓝215、直接蓝86。
6.根据权利要求4所述的一种高色纯度天然棕色棉抗菌纱线的加工方法，其特征是：天然纤维为棉纤维、羊毛、绢丝；再生纤维素纤维为黏胶、莫代尔纤维。
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