阅读说明：本技术 一种改善面料用亚麻纤维染色特性的处理方法 (Treatment method for improving dyeing property of linen fiber for fabric ) 是由 杨华东 于 2019-11-23 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种改善面料用亚麻纤维染色特性的处理方法,其特征在于,包括如下步骤：(1)浸泡处理；(2)质子辐照处理；(3)高压处理；(4)染色处理。本发明提供了一种改善面料用亚麻纤维染色特性的处理方法,降低了亚麻纤维的结晶度,改变亚麻分子的分子排列,提高了亚麻纤维的柔软性,从而改善亚麻纤维的染色特性,提高亚麻纤维的上染率,提高亚麻纤维的色牢度,极具市场推广应用价值。(The invention discloses a processing method for improving the dyeing property of flax fibers for fabrics, which is characterized by comprising the following steps: (1) soaking; (2) proton irradiation treatment; (3) high-pressure treatment; (4) and (6) dyeing treatment. The invention provides a treatment method for improving the dyeing property of flax fibers for fabrics, which reduces the crystallinity of the flax fibers, changes the molecular arrangement of flax molecules, and improves the flexibility of the flax fibers, thereby improving the dyeing property of the flax fibers, improving the dye uptake of the flax fibers, improving the color fastness of the flax fibers, and having great market popularization and application values.)

一种改善面料用亚麻纤维染色特性的处理方法

技术领域

本发明属于面料加工技术领域，具体涉及一种改善面料用亚麻纤维染色特性的处理方法。

背景技术

亚麻是人类最早使用的天然纤维之一，距今已有一万年以上的历史。亚麻纤维是一种稀有天然纤维，仅占天然纤维总量的1.5%。由于它的天然、古朴、稀有、色彩自然和高贵，被誉为“天然纤维中的纤维皇后”。亚麻纤维具有许多优良的性能。它吸湿散热，保健抑菌，防污抗静电，防紫外线，并且阻燃效果极佳。但是由于亚麻纤维的结晶度高，大分子排列整齐、密实、缝隙空间较少，分子之间各个基团的结合力相互饱和，纤维溶涨困难，变形小，染色时染料渗透困难，上染率低，亚麻纤维取向度高，大分子排列方向与纤维轴向复合程度高，从而导致纤维拉伸强度高，伸长能力小，弹性差，染色时染料大分子可以占据的空间小，渗透能力低，透染性差，色牢底低，亚麻纤维存在的这些问题严重制约着开发高档亚麻产品。

发明内容

本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种改善面料用亚麻纤维染色特性的处理方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种改善面料用亚麻纤维染色特性的处理方法，包括如下步骤：

（1）浸泡处理：

将亚麻纤维浸入处理液中进行浸泡，在浸泡的同时进行特定频率的超声波处理；

（2）质子辐照处理：

将待处理的亚麻纤维放入到低能质子辐照箱内进行辐照处理，辐照处理的时间为5~6min；

（3）高压处理：

将步骤（2）中质子辐照处理后的亚麻纤维置于高压罐内，将高压罐内的温度升至100~102℃，将高压罐内的压力升至2~3MPa，高压罐内的空气相对湿度为80~88%，维压处理1~2min后，快速泄压至常压，取出亚麻纤维备用；

（4）染色处理：

先将染料放入染色釜底，然后将步骤（3）中高压处理后的亚麻纤维缠绕在螺旋管上，置于超临界流体染色釜中搅拌器的周围，进行超临界二氧化碳染色，染色处理13~15min后，取出苎麻纤维即可。

进一步的，所述步骤（1）中处理液中各成分及对应重量份为：磷酸氢二钠3~5份、硅酸钠2~3份、羧甲基纤维素钠2.3~2.7份、N-甲基吗啉-N-氧化物0.9~1.1份、蛇油酸基季铵盐2~3份、去离子水100~120份。

进一步的，所述步骤（1）中超声波处理时超声波的频率为70~74kHz。

进一步的，所述步骤（2）中质子辐照处理时控制辐照的能量为200~220keV，束流为2.3~2.5×10¹¹ cm^-2·s^-1，注入量为2~2.4×10¹⁶ p/cm²。

进一步的，所述步骤（4）中染料中的各成分及对应重量份为：苯扎溴铵2~3份、天然着色剂10~12份、稀土稳定剂3~5份、亚磷酸醋4~4.6份、环氧大豆油1~2份、纯化水90~98份。

进一步的，所述天然着色剂至少为番茄红、红花黄、姜黄、玫瑰茄红、辣椒红中的一种。

进一步的，所述步骤（4）中超临界二氧化碳染色时将温度控制为80~86℃，将压力控制为4~5MPa。

由于亚麻纤维特殊的结构特征导致亚麻纤维染色困难，本发明针对亚麻纤维的染色特性，提供了一种改善面料用亚麻纤维染色特性的处理方法，首先将亚麻纤维置于处理液中进行浸泡，处理液中的磷酸氢二钠、硅酸钠、羧甲基纤维素钠相互协同作用，改善亚麻结晶的过冷度，降低亚麻纤维的过冷度，从而降低亚麻纤维的结晶度，提高亚麻纤维的柔软性， N-甲基吗啉-N-氧化物、蛇油酸基季铵盐提供弱碱性环境，亚麻纤维分子内和分子间的氢键在处理液中发生部分断裂，使亚麻纤维的结晶度降低，晶区减小，模量降低，伸长增加，有助于着色剂的浸入，增加上染率，此过程在超声波的环境中进行，处理液中的微小液泡在声波作用下被激活，产生稳态空化，空化泡在介质中以非线性的形式振荡形式振荡若干个周期，从而使溶液中其它粒子受到空化泡周围的微流在振荡中产生的较大切向力，能促进处理液中有效成分对亚麻纤维的作用。紧接着在质子辐照的刻蚀作用下，亚麻纤维表面发生毛化，增加了亚麻纤维的比表面积，为后续的染色奠定一定的基础，然后随着温度和压力的增高，亚麻纤维发生溶胀，维压一定时间后，快速泄压，亚麻纤维柔软性得到很好的提升，同时亚麻纤维分子之间的结合程度有所降低，有助于改善亚麻纤维的染色特性，最后进行超临界二氧化碳染色，超临界二氧化碳更容易进入纤维结构致密的区域，对纤维有很强的增塑作用，可以降低纤维的玻璃化温度，增加纤维分子链的活动性和自由扩散体积，提供染色的效率。

本发明相比现有技术具有以下优点：

本发明提供了一种改善面料用亚麻纤维染色特性的处理方法，降低了亚麻纤维的结晶度，改变亚麻分子的分子排列，提高了亚麻纤维的柔软性，从而改善亚麻纤维的染色特性，提高亚麻纤维的上染率，提高亚麻纤维的色牢度，极具市场推广应用价值。

具体实施方式

实施例1

一种改善面料用亚麻纤维染色特性的处理方法，包括如下步骤：

（1）浸泡处理：

将亚麻纤维浸入处理液中进行浸泡，在浸泡的同时进行特定频率的超声波处理；

（2）质子辐照处理：

将待处理的亚麻纤维放入到低能质子辐照箱内进行辐照处理，辐照处理的时间为5min；

（3）高压处理：

将步骤（2）中质子辐照处理后的亚麻纤维置于高压罐内，将高压罐内的温度升至100℃，将高压罐内的压力升至2MPa，高压罐内的空气相对湿度为80%，维压处理1min后，快速泄压至常压，取出亚麻纤维备用；

（4）染色处理：

先将染料放入染色釜底，然后将步骤（3）中高压处理后的亚麻纤维缠绕在螺旋管上，置于超临界流体染色釜中搅拌器的周围，进行超临界二氧化碳染色，染色处理13min后，取出苎麻纤维即可。

进一步的，所述步骤（1）中处理液中各成分及对应重量份为：磷酸氢二钠3份、硅酸钠2份、羧甲基纤维素钠2.3份、N-甲基吗啉-N-氧化物0.9份、蛇油酸基季铵盐2份、去离子水100份。

进一步的，所述步骤（1）中超声波处理时超声波的频率为70kHz。

进一步的，所述步骤（2）中质子辐照处理时控制辐照的能量为200keV，束流为2.3×10¹¹ cm^-2·s^-1，注入量为2×10¹⁶ p/cm²。

进一步的，所述步骤（4）中染料中的各成分及对应重量份为：苯扎溴铵2份、天然着色剂10份、稀土稳定剂3份、亚磷酸醋4份、环氧大豆油1份、纯化水90份。

进一步的，所述天然着色剂至少为番茄红、红花黄、姜黄、玫瑰茄红、辣椒红中的一种。

进一步的，所述步骤（4）中超临界二氧化碳染色时将温度控制为80℃，将压力控制为4MPa。

实施例2

一种改善面料用亚麻纤维染色特性的处理方法，包括如下步骤：

（1）浸泡处理：

将亚麻纤维浸入处理液中进行浸泡，在浸泡的同时进行特定频率的超声波处理；

（2）质子辐照处理：

将待处理的亚麻纤维放入到低能质子辐照箱内进行辐照处理，辐照处理的时间为5.5min；

（3）高压处理：

将步骤（2）中质子辐照处理后的亚麻纤维置于高压罐内，将高压罐内的温度升至101℃，将高压罐内的压力升至2.5MPa，高压罐内的空气相对湿度为84%，维压处理1.5min后，快速泄压至常压，取出亚麻纤维备用；

（4）染色处理：

先将染料放入染色釜底，然后将步骤（3）中高压处理后的亚麻纤维缠绕在螺旋管上，置于超临界流体染色釜中搅拌器的周围，进行超临界二氧化碳染色，染色处理14min后，取出苎麻纤维即可。

进一步的，所述步骤（1）中处理液中各成分及对应重量份为：磷酸氢二钠4份、硅酸钠2.5份、羧甲基纤维素钠2.5份、N-甲基吗啉-N-氧化物1份、蛇油酸基季铵盐2.5份、去离子水110份。

进一步的，所述步骤（1）中超声波处理时超声波的频率为72kHz。

进一步的，所述步骤（2）中质子辐照处理时控制辐照的能量为210keV，束流为2.4×10¹¹ cm^-2·s^-1，注入量为2.2×10¹⁶ p/cm²。

进一步的，所述步骤（4）中染料中的各成分及对应重量份为：苯扎溴铵2.5份、天然着色剂11份、稀土稳定剂4份、亚磷酸醋4.3份、环氧大豆油1.5份、纯化水94份。

进一步的，所述天然着色剂至少为番茄红、红花黄、姜黄、玫瑰茄红、辣椒红中的一种。

进一步的，所述步骤（4）中超临界二氧化碳染色时将温度控制为83℃，将压力控制为4.5MPa。

实施例3

一种改善面料用亚麻纤维染色特性的处理方法，包括如下步骤：

（1）浸泡处理：

将亚麻纤维浸入处理液中进行浸泡，在浸泡的同时进行特定频率的超声波处理；

（2）质子辐照处理：

将待处理的亚麻纤维放入到低能质子辐照箱内进行辐照处理，辐照处理的时间为6min；

（3）高压处理：

将步骤（2）中质子辐照处理后的亚麻纤维置于高压罐内，将高压罐内的温度升至102℃，将高压罐内的压力升至3MPa，高压罐内的空气相对湿度为88%，维压处理2min后，快速泄压至常压，取出亚麻纤维备用；

（4）染色处理：

先将染料放入染色釜底，然后将步骤（3）中高压处理后的亚麻纤维缠绕在螺旋管上，置于超临界流体染色釜中搅拌器的周围，进行超临界二氧化碳染色，染色处理15min后，取出苎麻纤维即可。

进一步的，所述步骤（1）中处理液中各成分及对应重量份为：磷酸氢二钠5份、硅酸钠3份、羧甲基纤维素钠2.7份、N-甲基吗啉-N-氧化物1.1份、蛇油酸基季铵盐3份、去离子水120份。

进一步的，所述步骤（1）中超声波处理时超声波的频率为74kHz。

进一步的，所述步骤（2）中质子辐照处理时控制辐照的能量为220keV，束流为2.5×10¹¹ cm^-2·s^-1，注入量为2.4×10¹⁶ p/cm²。

进一步的，所述步骤（4）中染料中的各成分及对应重量份为：苯扎溴铵3份、天然着色剂12份、稀土稳定剂5份、亚磷酸醋4.6份、环氧大豆油2份、纯化水98份。

进一步的，所述天然着色剂至少为番茄红、红花黄、姜黄、玫瑰茄红、辣椒红中的一种。

进一步的，所述步骤（4）中超临界二氧化碳染色时将温度控制为86℃，将压力控制为5MPa。

为了对比本发明效果，选择同一批出产的用于制备面料的亚麻纤维作为试验对象，使用实施例2的方法对应处理每组亚麻纤维，染色后，测定每组亚麻纤维的性能。

具体试验对比数据如下表1所示：

表1

	断裂伸长率（%）	断裂回转数（次）	上染率（%）	皂洗牢度（60℃）
					实施例2	8.5	474	98.9	6级

由上表1可以看出，本发明提供了一种改善面料用亚麻纤维染色特性的处理方法，降低了亚麻纤维的结晶度，改变亚麻分子的分子排列，提高了亚麻纤维的柔软性，从而改善亚麻纤维的染色特性，提高亚麻纤维的上染率，提高亚麻纤维的色牢度，极具市场推广应用价值。