天然绿色棉颜色增深稳定的整理方法技术

本发明专利技术公开了一种天然绿色棉颜色增深稳定的整理方法，包括以下步骤：1）将天然绿色棉纤维放入溶剂中进行浸泡预处理，处理完毕后自然晾干，得预处理后棉纤维；2）选用带有染料釜和染色釜的超临界流体染色仪；在染色釜中填充易沾色的膨松材料，将预处理后棉纤维放入超临界流体染色仪中的染料釜中，以体积分数为94~96%的乙醇作为夹带剂，以CO2为超临界流体，于20~40MPa的压力和40~70℃的温度下处理2~4h。采用本发明专利技术方法处理后的天然绿色棉纤维具有颜色增深、均匀、稳定等特点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于纺织科学与工程领域，涉及一种天然绿色棉纤维颜色增深稳定的整理方法。
技术介绍
天然彩色棉是一种天然有色的棉花品种，国内外文献报道开发的彩色棉品种有绿、棕、黄、粉红、蓝、黑等多种色彩，但目前大规模种植并应用于纺织产品开发的主要是绿色和棕色两种。由于该纤维天然有色，因此在纺织加工中无需染色，可降低加工成本，减少污水排放，有利于环境保护，是一种生态纤维，具有广阔的发展前景。据国际有机农业委员会在2000年预测未来50年内，天然彩色棉的产量将会占全部棉产量的30%左右，全世界 60%-70%的人口将使用彩棉制品，天然彩色棉的开发前景可观。自从1988年美国女科学家Mlly Fox育成两个可机纺的天然彩色棉品种后，彩色棉系列产品开发陆续走上市场。由于天然彩色棉纤维(特别是天然绿色棉纤维)中颜色不稳定，给纺织品的质量稳定带来了很大的影响，目前市场上成熟的彩色棉产品主要以棕色棉产品为主，绿色棉产品偏少，主要原因是天然绿色棉颜色比棕色棉更不稳定，经洗涤或日晒处理后产生很大的变化，尤其是日晒牢度太差。彩色棉纤维通常颜色不鲜艳，主要原因是在纤维的外部常常会形成一层蜡质状物质和木栓质保护层，降低了色素的鲜艳度，从而使纤维外观呈暗淡、柔和的色调；但是，成熟的纤维经过温水或热水加碱洗涤，就会在一定程度上增加色彩的鲜艳度。由于绿色棉纤维的次生壁、中腔及外部均含有大量蜡质，如长时间暴露在较强的光线下，蜡质会变黄，随着一些色素类物质的变化，纤维外观也由绿变黄， 呈现黄绿色；而经过温水加碱洗涤后，黄度减弱；再经过一段时间光线照射，黄度又有所增加。目前，国内外已有专家学者针对天然彩色棉的颜色不稳定，用多种金属盐对天然彩色棉织物进行整理，专家认为金属盐对天然彩色棉进行的处理相当于天然媒介染料的“后媒染”，因而可以提高整理彩色棉织物的皂洗和汗渍牢度。虽然金属盐处理天然彩色棉后也会使产品带来非常明显的色差，使纤维颜色增深(例如IOg天然绿色棉加入到 50mL0. 05mol/L的金属盐FeCl3溶液中在常温下处理30min后晾干，颜色明显增深，色差达到17.20)，但是它增加织物中的金属离子含量，对于天然彩色棉生态环保的优点产生一定的不良影响。近些年来超临界流体技术以其优越的性能被广泛的利用于各个领域，涉及食品、 医药、化工、纺织品染整等。二十一世纪人们随着环保意识的增强，这种无毒无害的绿色处理技术将在更多的领域得到长足的发展，尤其是在色素的萃取方面成果突出。超临界流体萃取是在上世纪七十年代逐渐发展成熟的一种先进的物质分离技术。由于天然彩色棉色素化学结构复杂，与蜡质、果胶、蛋白质、矿物质等非纤维物质共存，给色素成分的萃取和分析带来不便。到目前为止对于天然彩色棉色素的化学结构尚没有十分明确的定论，因此对天然彩色棉的颜色变化机理也不十分清楚。1983年，Yatsu L Y等对彩色棉研究表明，棕色棉纤维色素主要集中在纤维中腔内，其细胞壁有厚的蜡质层；绿色棉色素除纤维中腔内，主要沉积在细胞壁中。众多的研究和实验观察表明，天然彩色棉的色素沿横截面的分布是不均勻的。现有公开专利(CN 101250808)中提到一种天然彩色棉纤维或织物增深增艳的生态整理方法，是通过一种湿态后整理(化学整理)的方式使天然彩色棉产品达到增深增艳的效果，未提及整理后颜色是否变稳定，且增深的程度较低，色差小于11。现有研究文献中顾艳等发表的金属盐处理法可明显使彩色棉纤维颜色增深，但金属盐处理后在干热和日晒等条件下颜色较不稳定，色差较未处理样变化大。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种，该方法以超临界流体处理天然绿色棉纤维，采用该方法处理的纤维具有颜色增深、均勻、稳定等特点。为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种， 包括以下步骤1)、将天然绿色棉纤维放入溶剂中进行浸泡预处理，处理温度为2(T25°C，处理时间为 5 10h，溶剂为低沸点有机溶剂；处理完毕后自然晾干，得预处理后棉纤维；2)、选用带有染料釜和染色釜的超临界流体染色仪；在染色釜中填充易沾色的膨松材料，所述易沾色的膨松材料与天然绿色棉纤维的质量比为50 100% ；将预处理后棉纤维放入超临界流体染色仪中的染料釜中，以体积分数为94、6%的乙醇作为夹带剂，以(X)2为超临界流体，于2(T40MPa的压力和4(T70°C的温度下处理2 4h ；所述天然绿色棉纤维与乙醇的用量比为10g/2(T30ml ；作为超临界流体的CO2在染料釜和染色釜之间循环。作为本专利技术的的改进低沸点有机溶剂为丙酮、石油醚或正己烷。作为本专利技术的的进一步改进易沾色的膨松材料为脱脂棉。作为本专利技术的的进一步改进天然绿色棉纤维为未经精练处理的成熟天然绿色棉纤维。本专利技术所述的未经精练处理的成熟天然绿色棉纤维，是指成熟后的绿色棉纤维采摘后经直接轧花所得的皮棉，未经其他处理。本专利技术的，将天然绿色棉纤维放入溶剂中进行浸泡预处理，主要是为了溶解或去除部分棉样表面的脂蜡质。溶剂的量要求能浸没天然绿色棉纤维。在染色釜中填充少量的易沾色的膨松材料是为了吸收超临界流体中的部分色素，减少流体中色素浓度，促进天然绿色棉纤维细胞内壁的色素向外转移。在本专利技术中，超临界流体仪例如可选用南通市华安超临界流体装置有限公司制造的SCFD-I型超临界(X)2流体染色装置。对本专利技术作进一步的如下说明本专利技术主要针对色素成分不稳定的天然绿色棉纤维，采用处理设备为HA超临界流体染色仪或类似的超临界流体萃取仪(需要至少有两个可相互连通的萃取釜)，设备中流体 CO2的路径为气瓶、冷箱、加压泵、染料釜或萃取釜I、染色釜或萃取釜II、冷箱。在设备中的压力和温度达到设定值后，CO2的循环路径为染料釜或萃取釜I、染色釜或萃取釜II。这与色素超临界流体萃取中的流体循环路径稍有不同，不需要减压分离出色素(即，无需使用分离釜)。本专利技术具有的有益的效果是通过绿色环保的超临界二氧化碳流体处理(物理整理)方式，使天然绿色棉产品达到颜色增深、均勻、稳定效果的生态处理方法。本专利技术的优点还有选用的流体二氧化碳具有无毒、不燃、化学活泼性低、价格便宜、纯度高、容易获得、 对环境无污染、临界条件容易达到等优点；同时，预处理采用低沸点有机溶剂，如丙酮、石油醚、正己烷等，因此可在常温下进行浸泡，浸泡液过滤后可旋蒸回收再利用。专利技术人研究发现利用超临界流体技术在一定的工艺条件下处理天然彩色棉，可促进天然绿色棉色素成分向棉细胞壁外转移，增加棉纤维细胞壁外侧的色素浓度，明显提高天然绿色棉的颜色深度，可达到金属盐处理的效果。本专利技术的处理是一种物理方法，即可达到颜色增深且稳定的目的，又保持了天然绿色棉原有的生态性，为天然彩色棉制品的进一步开发创造条件。本专利技术中处理后天然绿色棉纤维的颜色增深效果可达到金属盐处理的水平，同时处理后日晒在干热条件下颜色变稳定，是一种生态的物理整理方法。具体实施例方式下面结合本专利技术的实施例对专利技术作进一步的阐述，但不限制本专利技术。以下实施例中所用的天然绿色棉纤维均为成熟的纤维，品质长度23. 3cm，短绒率21. 3%，断裂比强度17. 5cN/tex,断裂伸长率6. 7% ；色泽指标L=58. 61，a=l. 74， b=18. 49。以下实施例中所指的颜色指标变化均按照Himterlab系统法，颜色本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．　天然绿色棉颜色增深稳定的整理方法，其特征是包括以下步骤：１）、将天然绿色棉纤维放入溶剂中进行浸泡预处理，处理温度为２０～２５℃，处理时间为５～１０ｈ，所述溶剂为低沸点有机溶剂；处理完毕后自然晾干，得预处理后棉纤维；２）、选用带有染料釜和染色釜的超临界流体染色仪；在染色釜中填充易沾色的膨松材料，所述易沾色的膨松材料与天然绿色棉纤维的质量比为５０～１００％；将预处理后棉纤维放入超临界流体染色仪中的染料釜中，以体积分数为９４～９６％的乙醇作为夹带剂，以ＣＯ２为超临界流体，于２０～４０ＭＰａ的压力和４０～７０℃的温度下处理２～４ｈ；所述天然绿色棉纤维与乙醇的用量比为１０ｇ／２０～３０ｍｌ；所述作为超临界流体的ＣＯ２在染料釜和染色釜之间循环。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：周文龙，唐志荣，李海祥，马明波，
申请(专利权)人：浙江理工大学，
类型：发明
国别省市：86