植物染料在线媒染纱线的工艺

技术领域

本发明涉及纺织品染色技术领域，具体涉及一种植物染料在线媒染纱线的工艺。

背景技术

纺织品染色中，使用的染料分为天然染料和化学合成染料，与化学合成染料不同，天然染料多源于自然界，其种类繁多，来源充足广泛，可再生性好，易于降解，并且无毒无害，安全系数高。同时，天然染料的颜色自然，具有优雅柔美的感觉，符合人们多样化的需求。但其应用于染色存在一些问题，如颜色鲜艳度不高、色相不齐等，最突出的是染色牢度差。为克服此问题，人们通常使用媒染剂以增加染料与纤维间的亲和力，达到良好的上染效果。媒染剂是一类协助染料更好地上染纤维的媒介物，目前常用的媒染剂为Cu、Fe、Al、Cr、Ni、Sn等金属的盐。

中国专利CN106087476A公开一种基于植物染料的拼色上染工艺，将若干种植物染料溶解后配成染液，并且加入表面活性剂，调节染液为中性后，将织物浸入染液进行染色；所述的若干种植物染料为红色染料、黄色染料和蓝色染料，所述的红色染料为红花提取物；所述的黄色染料为栀子提取物；所述的蓝色染料为靛蓝提取物。该专利是对织物进行染色，采用浸染的方式，在染色过程中上染与固色同时进行，需要高温染色，染色条件控制变量较多。

中国专利CN110924190A公开一种提高天然植物染料染色性能的方法，通过向天然植物染料中添加染色助剂，辅以物理处理手段，分散均匀得到混合染料进行染色，所述制备得到的助剂有利于带动染料分子进入纺织物料纤维结晶区，有利于渗透染色，能够加快上染速率，降低电荷间的排斥力，使得染料分子以键合的方式结合在被染织物上，从而提高上染率和各项色牢度，并且能够避免湿热、光照等带来的褪色问题。该专利主要是提供一种可以提高天然植物染料染色性能的染色助剂的生产方法，不涉及染色方法。

中国专利CN101148826A公开一种植物染料染纯棉纱的工艺方法，采用以下工艺步骤：将纯棉纱或线置于预处理锅中加入水，均匀加入煮练酶处理后冷水冲洗，沥干；经预处理好的纯棉纱或线置于染锅内，加入水、植物染料及盐；经升温加入无害媒染剂；再升温、保温，排水后，用冷水、热水洗；再用冷水洗，加入环保柔软剂浸泡；沥干，烘燥。该专利是利用传统植物染料染色工艺进行媒染染色，加入生态预处理，降低染色疵点。

中国专利CN111005171A公开一种纤维素纤维筒子纱在线染色彩点纱的制备装置及方法，采用筒子纱染色机对纤维素纤维筒纱进行预处理，预处理所用助剂为碳酸钠和阳离子型固色剂；将染色组件安装在络筒机上，同时在染槽中加入配好的染色液，并将预处理后的筒纱经过压纱杆贴附在染色转轮上，启动络筒机和染色转轮开始染色，染色结束后将纱线烘干。该专利预处理为碱处理，所用设备为络筒机改装的在线染色设备，最终呈现的色纱状态为彩点纱。

中国专利CN107938050A公开一种嵌入式复合纺纱的纱线在线染色的方法，利用嵌入式复合纺纱方法具有长丝对短纤维紧密包缠的特点，对环锭细纱机上长丝筒至前罗拉之间的涤纶长丝运行途径处设置染色装置，对前罗拉至细纱管之间的细纱运行路径处设置烘干装置。染色装置对涤纶长丝施加色浆，烘干装置对加捻成形的细纱进行烘干，且利用涤纶长丝以空间螺旋状包缠在棉粗纱外侧来实现复合纱线的在线染色。本发明将纺纱和染色同步进行。该专利是将纺纱与染色同时进行，在纺纱的过程中添加染色设备，适用于特殊结构的复合纱线的染色，不适用于正常的环锭纺纺纱的染色。

目前，关于利用植物染料在线媒染的工艺方法尚且没有论文或专利报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种植物染料在线媒染纱线的工艺，利用媒染剂对纱线进行预处理，最大程度上减少了植物染料染色过程中上染不匀和上染率偏低的问题；另外将植物染料的上染和固色分离，互溶的植物染料能够进行任意拼色，实现了植物染料的在线染色，大幅度扩大了植物染料的色谱，使植物染料的颜色更加丰富。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：

所述的植物染料在线媒染纱线的工艺，先利用媒染剂对纱线进行预处理，再采用植物染液对纱线进行上染并络成松式筒纱，经蒸纱固色、水洗处理，实现植物染料对纱线的在线染色。

其中：

媒染剂为染色助剂AML、硫酸亚铁或明矾；所述媒染剂的浓度为5-20g/L。染色助剂AML为杭州彩润科技有限公司自主研发的一种含铁盐的矿物质媒染剂。

预处理温度为40-60℃，预处理时间为10-15min。

植物染液由以下质量百分数的原料制得：植物染料0.5-10wt.％，渗透剂0.5-2wt.％，余量为水。

植物染料为单一植物染料或能够互溶的植物染料；优选地，植物染料为植物染剂RBS玫红、植物染剂YTB黄、植物染剂RD红、植物染剂VTE红或植物染剂YD黄中的一种或多种。植物染料均选自杭州彩润科技有限公司的产品。

植物染液的制备过程如下：将渗透剂加入水中，于20-30℃混合10-15min，再加入植物染料，搅拌均匀；其中渗透剂为聚乙二醇醚衍生物WAM，选自淄博鲁瑞精细化工有限公司生产的产品。

松式筒纱的带液率为20-100％，优选60-80％；松式筒纱的密度为0.32-0.45g/cm

蒸纱固色温度为100-120℃，蒸纱固色时间为10-30min。

水洗后使用射频烘干机烘干，烘干时间为1-3h。射频烘干的原理是电场作用力使水分子激烈运动，温度一般为50℃。

本发明利用单纱上浆机改造的在线染色设备进行染色，适用于本发明环锭纺纱线的染色，呈现的色纱状态为一色纱。单纱上浆机改造的在线染色设备为本领域技术人员所熟悉。

本发明所述的植物染料在线媒染纱线的工艺，包括以下步骤：

(1)松式络筒：在松式络筒机上将纱线络成适合筒纱染色的松式筒纱，松式筒纱的密度为0.32-0.45g/cm

(2)纱线媒染预处理：将松式筒纱置于筒纱染色机内的媒染剂中进行预处理，再烘干处理；

(3)植物染液配制：将渗透剂加入水中，混合，再加入植物染料，搅拌均匀；

(4)染色处理：利用植物染液对媒染预处理后的松式筒纱进行在线上染，并再次络成适合筒纱染色机使用的松式筒纱；

(5)蒸纱固色：将松式筒纱放入高温高压蒸锅中，利用饱和蒸汽进行蒸纱固色处理；

(6)水洗、烘干：将固色后的松式筒纱放入筒纱染色机中进行水洗，再利用射频烘干机进行烘干。

本发明的有益效果如下：

本发明先采用媒染剂对纱线进行预处理，再采用植物染液对纱线进行上染，经蒸纱固色，实现植物染料对纱线的在线染色。染色过程中，借助媒染剂形成的络合配位结构能够与纤维牢固结合，通过金属离子连接染料分子和纤维，不仅提高了上染率，也改善了染色牢度。最大程度上减少了植物染料染色过程中上染不匀和上染率偏低的问题，而且染料能够实现100％吸附，避免了传统染色排液中大量未吸附染料的浪费。

本发明采用媒染剂预处理后，媒染剂先附着在纱线表面，再利用在线染色设备将植物染料附着在纱线纤维上，在蒸纱固色的过程中植物染料与媒染剂在络合的同时再与纤维反应，与纤维牢固结合，能够实现植物染料均匀上染的目的。

植物染料对上染温度要求特别高，都有各自的上染工艺，难以实现植物染料的拼色，造成植物染料的颜色较少、色谱不全。而本发明将植物染料的上染和固色分离，互溶的植物染料能够进行任意拼色，同时先对纯棉纱线进行上染，植物染料附着在纯棉纱线的表面，再经蒸纱固色，植物染料进入纯棉纱线的内部，实现了植物染料的原位染色，染料能够100％吸附，大幅度扩大了植物染料的色谱，使植物染料的颜色更加丰富。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明做进一步描述。

实施例1

(1)松式络筒：在松式络筒机上将纱线络成适合筒纱染色的松式筒纱，松式筒纱的密度为0.35g/cm

(2)纱线媒染预处理：将松式筒纱置于筒纱染色机内的染色助剂AML中进行预处理，再烘干处理；所述染色助剂AML的浓度为15g/L，预处理温度为50℃，预处理时间为10min。

(3)植物染液配制：将聚乙二醇醚衍生物WAM加入水中，于25℃混合12min，再加入植物染料RBS玫红、植物染料YTB黄，搅拌至染料完全溶解；其中植物染液中：植物染料RBS玫红1.5wt.％、植物染料YTB黄2wt.％、聚乙二醇醚衍生物WAM1.5wt.％、水95wt.％；

(4)染色处理：将植物染液放入单纱上浆机改装的在线染色设备中，对媒染预处理后的松式筒纱进行在线上染，并再次络成适合筒纱染色机使用的松式筒纱；松式筒纱的带液率为80％，松式筒纱的密度为0.35g/cm

(5)蒸纱固色：将松式筒纱放入高温高压蒸锅中，利用饱和蒸汽进行蒸纱固色；蒸纱固色温度为102℃，蒸纱固色时间为20min；

(6)水洗、烘干：将固色后的松式筒纱放入筒纱染色机中进行水洗，水洗温度为75℃，水洗时间为20min，再利用射频烘干机烘干3h。

实施例2

(1)松式络筒：在松式络筒机上将纱线络成适合筒纱染色的松式筒纱，松式筒纱的密度为0.38g/cm

(2)纱线媒染预处理：将松式筒纱置于筒纱染色机内的媒染剂硫酸亚铁中进行预处理，再烘干处理；所述媒染剂硫酸亚铁的浓度为8g/L，预处理温度为40℃，预处理时间为15min。

(3)植物染液配制：将聚乙二醇醚衍生物WAM加入水中，于20℃混合15min，再加入植物染料RD红、植物染料YTB黄，搅拌至染料完全溶解；其中植物染液中：植物染料RD红2wt.％、植物染料YTB黄2wt.％、聚乙二醇醚衍生物WAM 2wt.％、水94wt.％；

(4)染色处理：将植物染液放入单纱上浆机改装的在线染色设备中，对媒染预处理后的松式筒纱进行在线上染，并再次络成适合筒纱染色机使用的松式筒纱；松式筒纱的带液率为70％，松式筒纱的密度为0.38g/cm

(5)蒸纱固色：将松式筒纱放入高温高压蒸锅中，利用饱和蒸汽进行蒸纱固色；蒸纱固色温度为110℃，蒸纱固色时间为15min；

(6)水洗、烘干：将固色后的松式筒纱放入筒纱染色机中进行水洗，水洗温度为80℃，水洗时间为15min，再利用射频烘干机烘干1h。

实施例3

(1)松式络筒：在松式络筒机上将纱线络成适合筒纱染色的松式筒纱，松式筒纱的密度为0.42g/cm

(2)纱线媒染预处理：将松式筒纱置于筒纱染色机内的媒染剂明矾中进行预处理，再烘干处理；所述媒染剂明矾的浓度为6g/L，预处理温度为60℃，预处理时间为10min。

(3)植物染液配制：将聚乙二醇醚衍生物WAM加入水中，于30℃混合10min，再加入植物染料VTE红、植物染料YD黄，搅拌至染料完全溶解；其中植物染液中：植物染料VTE红3wt.％、植物染料YD黄1wt.％、聚乙二醇醚衍生物WAM 1wt.％、水95wt.％；

(4)染色处理：将植物染液放入单纱上浆机改装的在线染色设备中，对媒染预处理后的松式筒纱进行在线上染，并再次络成适合筒纱染色机使用的松式筒纱；松式筒纱的带液率为75％，松式筒纱的密度为0.42g/cm

(5)蒸纱固色：将松式筒纱放入高温高压蒸锅中，利用饱和蒸汽进行蒸纱固色；蒸纱固色温度为120℃，蒸纱固色时间为10min；

(6)水洗、烘干：将固色后的松式筒纱放入筒纱染色机中进行水洗，水洗温度为90℃，水洗时间为10min，再利用射频烘干机烘干2h。

将实施例1-3得到的染色后的纱线进行色牢度测试，测试结果如表1。表中的变、沾分别代表变色牢度、沾色牢度。

表1色牢度测试数据表