一种染色纺织品的处理方法

技术领域

本发明涉及纺织技术领域，具体涉及一种染色纺织品的处理方法。

背景技术

纺织印染行业是产生环境污染的主要行业，随着人们对环境保护问题日渐重视，倡导绿色环保、可持续发展的生产理念。消费者对纺织品的要求，已从纺织品的实用性和美观性的基本要求，逐渐地更加注重纺织品的安全性和环保性。因此，天然植物染料染色天然纤维的纺织品受到了消费者的青睐。天然纤维包括了棉、麻、毛、丝等纤维。由天然植物染料染色的天然纤维纺织品，因其具有天然降解的性能，且具有无毒、无害、对环境友好的性质，逐渐受到人们的喜爱。传统天然植物染料染色天然纤维，由于天然植物染料与纤维的固着牢度差，需要加入金属媒染剂进行络合，提升了天然植物染料染色纺织品的固着牢度，获得了具有较好的耐水洗色牢度和摩擦色牢度，但其日晒牢度仍未得到提升。由于金属媒染剂的加入，导致了染色废水中含有金属离子，使得对环境存在潜在污染的可能性。另外，金属离子与天然植物染料和纤维的络合，使得纺织品中金属含量超标，同样对人体安全也存在潜在的威胁。因此，需要开发一种新型的无媒染剂的整理工艺，提升天然植物染料染色纺织品的色牢度，同时又解决金属媒染剂造成的潜存的环境污染和人体安全。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中，天然植物染料染色纺织品色牢度差的问题，提供一种染色纺织品的处理方法，该处理方法可以提高天然植物染料染色纺织品的日晒色牢度、耐水洗色牢度和摩擦色牢度。

为了实现上述目的，本发明提供一种染色纺织品的处理方法，所述处理方法包括以下步骤：

(1)将乙醇与聚乙烯吡咯烷酮混合，得到聚乙烯吡咯烷酮-乙醇溶液；

(2)将染色纺织品浸渍于所述聚乙烯吡咯烷酮-乙醇溶液中，然后挤出多余溶液，接着晾干，得到预处理后的纺织品；

(3)将乙醇与正硅酸四乙酯混合，得到正硅酸四乙酯-乙醇溶液，将乙醇与氨水混合，得到氨水-乙醇混合溶液，然后向所述正硅酸四-乙酯溶液中滴加所述氨水-乙醇混合溶液，接着搅拌，得到二氧化硅凝胶混合溶液；

(4)将所述预处理后的纺织品浸渍于所述二氧化硅凝胶混合溶液中，进行搅拌，然后挤出多余溶液，接着晾干。

优选地，在步骤(1)中，所述聚乙烯吡咯烷酮的平均分子量≥1200000。

优选地，所述聚乙烯吡咯烷酮与所述乙醇的固液比为2-3g/L。

优选地，在步骤(2)中，所述染色纺织品的制备方法包括：将纺织品浸渍于天然植物染料溶液中，在80-98℃下染色50-70min，接着晾干。

优选地，所述天然植物染料溶液中天然植物染料的用量为8-11％o.w.f.。

优选地，所述天然植物染料溶液与所述纺织品的浴比为15-30：1。

优选地，所述天然植物染料选自桅子黄、桅子红、桅子蓝、姜黄、叶绿素铜钠和茜素红中的一种或两种以上。

优选地，所述天然植物染料为叶绿素铜钠。

优选地，所述纺织品为纯棉针织物。

优选地，在步骤(2)中，所述浸渍的时间为2-5min。

优选地，挤出多余溶液后，控制染色纺织品的带液率为40-60％。

优选地，在步骤(3)中，所述正硅酸四乙酯与所述乙醇的体积比为10-30：100。

优选地，所述氨水与所述乙醇的体积比为5-30：100。

优选地，在步骤(3)中，所述滴加的速度为0.2-0.5mL/s。

优选地，在步骤(3)中，所述搅拌的条件包括：速度为1000-1400rpm，时间为4-8min。

优选地，在步骤(4)中，所述搅拌的条件包括：速度为1000-1400rpm，时间为150-190min。

优选地，挤出多余溶液后，控制预处理后的纺织品的带液率为80-150％。

由于致密的二氧化硅涂层对纺织品上固着的染料具有保护作用，在光照条件下能够减弱染料的光敏反应，减少纤维上的染料分子与活性氧的接触从而保护染料不被氧化；且二氧化硅涂层具有一定的疏水性，可一定程度避免固着在纤维上的染料会在后续的洗涤过程中大量地溶解在水中被洗脱。因此采用溶胶-凝胶法制备二氧化硅涂层，可有效地提高染料在纺织品纤维上的日晒牢度、耐水洗色牢度和摩擦色牢度。由于二氧化硅与纤维之间的结合力较差，在进行二氧化硅涂层处理前，先采用浸渍法完成聚乙烯吡咯烷酮对染色物的处理。聚乙烯吡咯烷酮是一种非离子型高分子化合物，不仅具有优异的生理相容性与安全性，而且粘结性良好，能够使二氧化硅涂层更牢固的附着在纤维表面。另外，吸附在染色纺织品上的聚乙烯吡咯烷酮和二氧化硅，不会对纺织品的颜色产生影响。此外，本方法工序简单有效，对环境友好。

具体实施方式

以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。

本发明提供一种染色纺织品的处理方法，所述处理方法包括以下步骤：

(1)将乙醇与聚乙烯吡咯烷酮混合，得到聚乙烯吡咯烷酮-乙醇溶液；

(2)将染色纺织品浸渍于所述聚乙烯吡咯烷酮-乙醇溶液中，然后挤出多余溶液，接着晾干，得到预处理后的纺织品；

(3)将乙醇与正硅酸四乙酯混合，得到正硅酸四乙酯-乙醇溶液，将乙醇与氨水混合，得到氨水-乙醇混合溶液，然后向所述正硅酸四-乙酯溶液中滴加所述氨水-乙醇混合溶液，接着搅拌，得到二氧化硅凝胶混合溶液；

(4)将所述预处理后的纺织品浸渍于所述二氧化硅凝胶混合溶液中，进行搅拌，然后挤出多余溶液，接着晾干。

在优选情况下，在步骤(1)中，所述聚乙烯吡咯烷酮的平均分子量≥1200000，所用的聚乙烯吡咯烷酮的平均分子量较大，可以使得聚乙烯吡咯烷酮-乙醇溶液具有良好的粘度，能够在织物表面成膜。

在一种优秀的实施方式中，在步骤(1)中，所述聚乙烯吡咯烷酮的平均分子量为1300000。

在优选的实施方式中，在步骤(1)中，所述聚乙烯吡咯烷酮与所述乙醇的固液比为2-3g/L，具体可以为2g/L、2.1g/L、2.2g/L、2.3g/L、2.4g/L、2.5g/L、2.6g/L、2.7g/L、2.8g/L、2.9g/L或3g/L。

在优选情况下，在步骤(2)中，所述染色纺织品的制备方法包括：将纺织品浸渍于天然植物染料溶液中，在80-98℃下染色50-70min，接着晾干。

在具体的实施方式中，在步骤(1)中，所述染色的温度可以为80℃、83℃、86℃、89℃、92℃、95℃或98℃，所述染色的时间可以为50min、55min、60min、65min或70min。

在本发明中，所述天然植物染料溶液中天然植物染料的用量为8-11％o.w.f，具体可以为8％o.w.f、9％o.w.f、10％o.w.f或11％o.w.f。

在本发明中，所述天然植物染料溶液与所述纺织品的浴比为15-30：1，具体可以为15：1、18：1、21：1、24：1、27：1或30：1。

在本发明中，所述浴比指的是天然植物染料溶液体积(mL)与纺织品重量(g)的比例。

优选地，所述天然植物染料选自桅子黄、桅子红、桅子蓝、姜黄、叶绿素铜钠和茜素红中的一种或两种以上，进一步优选为叶绿素铜钠。

在本发明中，所述纺织品选自含有棉、麻、毛、丝的一种或多种成分的散纤维、纱线或织物。

优选地，所述纺织品选自纤维素纤维织物，进一步优选为纯棉针织物。

在较为优选的实施方式中，在步骤(1)中，为了使得聚乙烯吡咯烷酮能够充分溶解，因此乙醇与聚乙烯吡咯烷酮混合的具体操作步骤包括：将聚乙烯吡咯烷酮加入到乙醇中，然后在50-70℃下振荡20-40min。

在具体的实施方式中，所述振荡的温度可以为50℃、55℃、60℃、65℃或70℃，所述振荡的时间可以为20min、25min、30min、35min或40min。

在优选情况下，在步骤(2)中，所述浸渍的时间为2-5min，具体可以为2min、3min、4min或5min。

在优选情况下，在步骤(2)中，挤出多余溶液后，控制染色纺织品的带液率为40-60％，具体可以为40％、45％、50％、55％或60％。

在优选情况下，在步骤(3)中，所述正硅酸四乙酯与所述乙醇的体积比为10-30：100，具体可以为10：100、15：100、20：100、25：100或30：100。

在一种优选的实施方式中，在步骤(3)中，所述正硅酸四乙酯与所述乙醇的体积比为20：100。

在优选情况下，在步骤(3)中，所述氨水与所述乙醇的体积比为5-30：100，具体可以为5：100、10：100、15：100、20：100、25：100或30：100。

在一种优选的实施方式中，在步骤(3)中，所述氨水与所述乙醇的体积比为20：100。

在优选情况下，在步骤(3)中，所述滴加的速度为0.2-0.5mL/s，具体可以为0.2mL/s、0.3mL/s、0.4mL/s或0.5mL/s。

在优选情况下，在步骤(3)中，所述搅拌的条件包括：速度为1000-1400rpm，时间为4-8min，具体地，速度可以为1000rpm、1100rpm、1200rpm、1300rpm或1400rpm，时间可以为4min、5min、6min、7min或8min。

在本发明步骤(4)中，在搅拌过程中，正硅酸四乙酯在弱碱性条件下水解所形成的二氧化硅纳米粒子可以逐渐附着织物纤维表面。

因此在优选情况下，为了获得更好的处理效果，在步骤(4)中，所述搅拌的条件包括：速度为1000-1400rpm，时间为150-190min，具体地，速度可以为1000rpm、1100rpm、1200rpm、1300rpm或1400rpm，时间可以为150min、160min、170min、180min或190min。

在本发明步骤(4)中，挤出多余溶液后，控制预处理后的纺织品的带液率为80-150％，具体可以为80％、90％、100％、110％、120％、130％、140％或150％。

在一种优选的实施方式中，在步骤(4)中，挤出多余溶液后，控制预处理后的纺织品的带液率为100％。

在本发明步骤(4)中，在晾干结束后，将晾干后得到的纺织品进行润洗，接着继续晾干。

在本发明中，所述润洗指的是采用水或乙醇对整理后的面料进行淋洗，用以去除浮在织物表面多余的整理剂。

在优选情况下，采用乙醇进行润洗，且润洗的次数为两次。

在优选情况下，本发明步骤(2)、(3)以及(4)的操作均在常温下进行。

在本发明中，所述常温指的是20-30℃，在优选情况下，所述常温为25℃。

由于致密的二氧化硅涂层对织物上固着的染料具有保护作用，在光照条件下能够减弱染料的光敏反应，减少纤维上的染料分子与活性氧的接触从而保护染料不被氧化；且二氧化硅涂层具有一定的疏水性，可一定程度避免固着在纤维上的染料会在后续的洗涤过程中大量地溶解在水中被洗脱。因此采用溶胶-凝胶法制备二氧化硅涂层，可有效地提高染料在纤维素纤维上的日晒牢度、耐水洗色牢度和摩擦色牢度。由于二氧化硅与纤维之间的结合力较差，在进行二氧化硅涂层处理前，先采用浸渍法完成聚乙烯吡咯烷酮对染色物的处理。聚乙烯吡咯烷酮是一种非离子型高分子化合物，不仅具有优异的生理相容性与安全性，而且粘结性良好，在本方案能够使二氧化硅涂层更牢固的附着在纤维表面。

本方法的优点在于：附着在染色物表面的PVP@SiO

以下将通过实施例对本发明进行详细描述。但本发明的保护范围不仅限于此。

以下所用的聚乙烯吡咯烷酮的平均分子量为1300000，以下室温均指的是25℃。

实施例1

(1)将叶绿素铜钠与水混合，得到叶绿素铜钠染料溶液，将6g纯棉针织物浸渍于叶绿素铜钠染料溶液中，控制叶绿素铜钠染料溶液与纯棉针织物的浴比为20：1，叶绿素铜钠染料溶液中叶绿素铜钠染料的用量为10％o.w.f.，在95℃下染色60min，取出后避光晾干，得到染色纯棉针织物；

(2)将0.5g聚乙烯吡咯烷酮加入到250mL乙醇中，然后在60℃下振荡30min，冷却至室温，得到聚乙烯吡咯烷酮-乙醇溶液；

(3)将染色纯棉针织物浸渍于所述聚乙烯吡咯烷酮-乙醇溶液中，浸渍的时间为2min，然后取出，挤出多余溶液，控制染色纯棉针织物的带液率为40％，接着避光晾干，得到预处理后的纯棉针织物；

(4)将正硅酸四乙酯与乙醇混合，得到正硅酸四乙酯-乙醇溶液(正硅酸四乙酯与乙醇的体积比为20:100)，将氨水与乙醇混合，得到氨水-乙醇混合溶液(氨水与乙醇的体积比为20：100)，然后向正硅酸四-乙酯溶液中滴加氨水-乙醇混合溶液，滴加的速度为0.3mL/s，滴加完毕后在1200rpm的速度下搅拌5min，得到二氧化硅凝胶混合溶液；

(5)将预处理后的纯棉针织物浸渍于二氧化硅凝胶混合溶液中，在1200rpm的速度下搅拌180min，然后取出，挤出多余溶液，控制预处理后的纯棉针织物的带液率为100％，避光晾干，然后用乙醇润洗两次，接着避光晾干，得到处理后的染色纯棉针织物A1；

其中，步骤(3)、(4)以及(5)的操作均在室温下进行。

实施例2

按照实施例1的操作实施，与之不同的是，在步骤(4)中，所述正硅酸四乙酯与乙醇的体积比为10:100，得到处理后的染色纯棉针织物A2。

实施例3

按照实施例1的操作实施，与之不同的是，在步骤(4)中，所述正硅酸四乙酯与乙醇的体积比为30:100，得到处理后的染色纯棉针织物A3。

实施例4

按照实施例2的方法实施，与之不同的是，在步骤(4)中，所述氨水与乙醇的体积比为5：100，得到处理后的染色纯棉针织物A4。

实施例5

按照实施例2的方法实施，与之不同的是，在步骤(4)中，所述氨水与乙醇的体积比为30：100，得到处理后的染色纯棉针织物A5。

实施例6

(1)将叶绿素铜钠与水混合，得到叶绿素铜钠染料溶液，将6g纯棉针织物浸渍于叶绿素铜钠染料溶液中，控制叶绿素铜钠染料溶液与纯棉针织物的浴比为15：1，叶绿素铜钠染料溶液中叶绿素铜钠染料的用量为8％o.w.f.，在90℃下染色50min，取出后避光晾干，得到染色纯棉针织物；

(2)将3g聚乙烯吡咯烷酮加入到1000mL乙醇中，然后在50℃下振荡40min，冷却至室温，得到聚乙烯吡咯烷酮-乙醇溶液；

(3)将染色纯棉针织物浸渍于所述聚乙烯吡咯烷酮-乙醇溶液中，浸渍的时间为4min，然后取出，挤出多余溶液，控制染色纯棉针织物的带液率为60％，接着避光晾干，得到预处理后的纯棉针织物；

(4)将正硅酸四乙酯与乙醇混合，得到正硅酸四乙酯-乙醇溶液(正硅酸四乙酯与乙醇的体积比为20：100)，将氨水与乙醇混合，得到氨水-乙醇混合溶液(氨水与乙醇的体积比为20：100)，然后向正硅酸四-乙酯溶液中滴加氨水-乙醇混合溶液，滴加的速度为0.4mL/s，滴加完毕后在1000rpm的速度下搅拌8min，得到二氧化硅凝胶混合溶液；

(5)将预处理后的纯棉针织物浸渍于二氧化硅凝胶混合溶液中，在1400rpm的速度下搅拌150min，然后取出，挤出多余溶液，控制预处理后的纯棉针织物的带液率为90％，避光晾干，然后用乙醇润洗两次，接着避光晾干，得到处理后的染色纯棉针织物A6；

其中，步骤(3)、(4)以及(5)的操作均在室温下进行。

实施例7

(1)将叶绿素铜钠与水混合，得到叶绿素铜钠染料溶液，将6g纯棉针织物浸渍于叶绿素铜钠染料溶液中，控制叶绿素铜钠染料溶液与纯棉针织物的浴比为30：1，叶绿素铜钠染料溶液中叶绿素铜钠染料的用量为11％o.w.f.，在85℃下染色65min，取出后避光晾干，得到染色纯棉针织物；

(2)将0.5g聚乙烯吡咯烷酮加入到200mL乙醇中，然后在70℃下振荡20min，冷却至室温，得到聚乙烯吡咯烷酮-乙醇溶液；

(3)将染色纯棉针织物浸渍于所述聚乙烯吡咯烷酮-乙醇溶液中，浸渍的时间为3min，然后取出，挤出多余溶液，控制染色纯棉针织物的带液率为50％，接着避光晾干，得到预处理后的纯棉针织物；

(4)将正硅酸四乙酯与乙醇混合，得到正硅酸四乙酯-乙醇溶液(正硅酸四乙酯与乙醇的体积比为20：100)，将氨水与乙醇混合，得到氨水-乙醇混合溶液(氨水与乙醇的体积比为20：100)，然后向正硅酸四-乙酯溶液中滴加氨水-乙醇混合溶液，滴加的速度为0.5mL/s，滴加完毕后在1400rpm的速度下搅拌4min，得到二氧化硅凝胶混合溶液；

(5)将预处理后的纯棉针织物浸渍于二氧化硅凝胶混合溶液中，在1000rpm的速度下搅拌190min，然后取出，挤出多余溶液，控制预处理后的纯棉针织物的带液率为130％，避光晾干，然后用乙醇润洗两次，接着避光晾干，得到处理后的染色纯棉针织物A7；

其中，步骤(3)、(4)以及(5)的操作均在室温下进行。

空白组

将叶绿素铜钠与水混合，得到叶绿素铜钠染料溶液，将6g纯棉针织物浸渍于叶绿素铜钠染料溶液中，控制叶绿素铜钠染料溶液与纯棉针织物的浴比为20：1，叶绿素铜钠染料溶液中叶绿素铜钠染料的用量为10％o.w.f.，在95℃下染色60min，取出后避光晾干，得到染色纯棉针织物D1。

对比例1

(1)将叶绿素铜钠与水混合，得到叶绿素铜钠染料溶液，将6g纯棉针织物浸渍于叶绿素铜钠染料溶液中，控制叶绿素铜钠染料溶液与纯棉针织物的浴比为20：1，叶绿素铜钠染料溶液中叶绿素铜钠染料的用量为10％o.w.f.，在95℃下染色60min，取出后避光晾干，得到染色纯棉针织物；

(2)将0.5g聚乙烯吡咯烷酮加入到250mL乙醇中，然后在60℃下振荡30min，冷却至室温，得到聚乙烯吡咯烷酮-乙醇溶液；

(3)将染色纯棉针织物浸渍于所述聚乙烯吡咯烷酮-乙醇溶液中，浸渍的时间为2min，然后取出，挤出多余溶液，控制染色纯棉针织物的带液率为40％，接着避光晾干，得到预处理后的纯棉针织物，然后用乙醇润洗两次，接着避光晾干，得到处理后的染色纯棉针织物D2；

其中，步骤(3)的操作在室温下进行。

对比例2

(1)将叶绿素铜钠与水混合，得到叶绿素铜钠染料溶液，将6g纯棉针织物浸渍于叶绿素铜钠染料溶液中，控制叶绿素铜钠染料溶液与纯棉针织物的浴比为20：1，叶绿素铜钠染料溶液中叶绿素铜钠染料的用量为10％o.w.f.，在95℃下染色60min，取出后避光晾干，得到染色纯棉针织物；

(2)将正硅酸四乙酯与乙醇混合，得到正硅酸四乙酯-乙醇溶液(正硅酸四乙酯与乙醇的体积比为20:100)，将氨水与乙醇混合，得到氨水-乙醇混合溶液(氨水与乙醇的体积比为20:100)，然后向正硅酸四-乙酯溶液中滴加氨水-乙醇混合溶液，滴加的速度为0.3mL/s，滴加完毕后在1200rpm的速度下搅拌5min，得到二氧化硅凝胶混合溶液；

(3)将步骤(1)得到的染色纯棉针织物浸渍于二氧化硅凝胶混合溶液中，在1200rpm的速度下搅拌180min，然后取出，挤出多余溶液，控制染色纯棉针织物的带液率为100％，避光晾干，然后用乙醇润洗两次，接着避光晾干，得到处理后的染色纯棉针织物D3；

其中，步骤(2)以及(3)的操作均在室温下进行。

测试例1

分别对A1-A7、D1-D3进行耐水洗色牢度(ISO 105C06：C2S)、耐摩擦色牢度(ISO105-X12)和耐日晒色牢度测试(ISO 105B02)。

结果如表1所示。

表1

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通过表1的结果可以看出，采用本发明的处理方法，提高了天然植物染料染色纤维的日晒牢度、耐水洗色牢度和摩擦色牢度，本工序简单有效，无需添加媒染剂，且对环境友好。

以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。