一種天然蛋白質纖維熱處理生色的方法與流程

本發明涉及紡織技術領域，具體涉及一種天然蛋白質纖維熱處理生色的方法。

背景技術：

天然蛋白纖維主要包括羊毛、羊絨和蠶絲等。羊毛制品具有手感豐滿、保暖性好、穿著舒適等特點。蠶絲織物具有良好的吸濕、手感柔軟、穿著舒適等性能，常作為服用紡織材料。人類對這些蛋白質纖維的使用已有相當久遠的歷史。

如今人們對織物美觀性有了更高的要求。為了滿足人們對美的追求天然蛋白質纖維織物往往會采用染色的方式來改變其織物風格。然而在染色過程中一般都會采用合成染料染色，研究發現合成染料會對人體皮膚有刺激性,甚至含有少數有毒物質。同時合成染料在生產過程中會排放大量污水而引起環境危害,生產者除需要控制排放物中酸、堿和染料含量外，還必須對不斷增強的重金屬（如汞、鎘、銅、鎳、鉛、鋅和鉻）含量加以控制，這些都將增加染料的成本。為了解決天然蛋白質纖維在染整過程中對環境和人體健康的危害，必須提出一種更加綠色環保的染整方法。

如今也有許多對天然蛋白質纖維染整技術改進的方法，如超臨界CO2染色、微膠囊染色、鹽/無鹽染色技術、低溫氧漂技術、仿生發色技術、電化學染色技術、超聲波及等離子體技術等等。但這些方法中有些仍會對水體造成污染，而且對染色條件要求苛刻，對織物適應性差，設備要求較高，不易于實現。

現有技術中，也有研究熱處理對羊毛纖維結構和性能的影響，大多是在空氣氣氛下討論纖維的結構和力學行為。因此，本發明通過一種惰性氣氛下使蛋白質纖維生色方法，以彌補現有技術中的空白與不足。

技術實現要素：

本發明的目的在于解決以上技術問題，提供一種天然蛋白質纖維熱處理生色的方法，在管式加熱爐中，通入一定壓強的惰性氣體，通過控制加熱溫度和加熱時間，使天然蛋白質纖維生成不同的顏色。

為解決上述問題，本發明采用以下技術方案：

一種天然蛋白質纖維熱處理生色的方法，包括以下步驟：

S1.清洗天然蛋白質纖維，然后放置在熱處理裝置；

S2.密封熱處理裝置，然后抽真空至5-100Pa；

S3.向熱處理裝置中通入惰性氣體，排去熱處理裝置中的空氣；

S4.在160-230℃下熱處理天然蛋白質纖維，熱處理時間為1-8h；

S5.冷卻，得到已生色的天然蛋白質纖維。

進一步地，所述步驟S1中，用乙醇清洗天然蛋白質纖維。

進一步地，所述步驟S3中，具體操作為：依次循環進行a、b操作3-10次，所述a操作為向熱處理裝置中通入惰性氣體，所述b操作為對熱處理裝置進行抽真空處理。

進一步地，所述步驟S4中，具體操作為：以8-12℃/min的升溫速度將熱處理裝置升溫至160-230℃，然后穩溫熱處理1-4h。

更進一步地，所述步驟S4熱處理過程中，控制惰性氣體的氣壓為0.02-0.1MPa。

進一步地，所述熱處理裝置為管式加熱爐。

進一步地，所述天然蛋白質纖維為羊毛、羊絨、蠶絲、兔毛中至少一種。

進一步地，所述惰性氣體為氬氣、氮氣、氦氣中的任一種。

一種天然蛋白質纖維，由上述方法制備而成。

本發明一種天然蛋白質纖維熱處理生色的方法，與現有技術相比，其突出的特點和優異的效果在于：本發明的方法在惰性氣體條件下經過不同時間和溫度熱處理的天然蛋白質纖維，使天然蛋白質纖維具有不同的顏色，同時，本發明的方法工藝簡單，相比于傳統天然蛋白質生色技術，在加工過程中無污染、能耗小，對環境和人體健康的危害小，同時天然纖維染色效率高，對促進天然蛋白質纖維的應用發展具有重要意義。

附圖說明

圖1為實驗例1處理后羊毛纖維形態圖；

圖2為實驗例1處理后羊毛纖維的電鏡掃描圖；

圖3為實驗例2處理后羊毛纖維形態圖；

圖4為實驗例3熱處理溫度180℃下的K/S曲線圖；

圖5為實驗例3熱處理溫度190℃下的K/S曲線圖；

圖6為實驗例4制得羊毛纖維織物圖。

具體實施方式

以下通過具體實施方式對本發明作進一步的詳細說明，但不應將此理解為本發明的范圍僅限于以下的實例。在不脫離本發明上述方法思想的情況下，根據本領域普通技術知識和慣用手段做出的各種替換或變更，均應包含在本發明的范圍內。

實施例1

一種天然蛋白質纖維熱處理生色的方法：

S1.用乙醇清洗天然蛋白質纖維表面的油脂和雜質，然后放置在熱處理裝置，同時控制天然蛋白質纖維的堆積高度小于5cm；

S2.密封熱處理裝置，然后抽真空至5Pa；

S3.向熱處理裝置中通入惰性氣體，排去熱處理裝置中的空氣；

S4.在160-230℃下熱處理天然蛋白質纖維，熱處理時間為8h；

S5.冷卻，得到已生色的天然蛋白質纖維。

實施例2

一種天然蛋白質纖維熱處理生色的方法：

S1.用乙醇清洗天然蛋白質纖維表面的油脂和雜質，然后放置在熱處理裝置，同時控制天然蛋白質纖維的堆積高度小于5cm；

S2.密封熱處理裝置，然后抽真空至100Pa；

S3.依次循環進行a、b操作3次，所述a操作為向熱處理裝置中通入99.99%的氮氣，所述b操作為對熱處理裝置進行抽真空處理；

S4.在160-230℃下熱處理天然蛋白質纖維，熱處理時間為4h；

S5.冷卻，得到已生色的天然蛋白質纖維。

實施例3

一種天然蛋白質纖維熱處理生色的方法：

S1.用乙醇清洗天然蛋白質纖維表面的油脂和雜質，然后放置在熱處理裝置，同時控制天然蛋白質纖維的堆積高度小于5cm；

S2.密封熱處理裝置，然后抽真空至30Pa；

S3.依次循環進行a、b操作10次，所述a操作為向熱處理裝置中通入99.99%的氬氣，所述b操作為對熱處理裝置進行抽真空處理；

S4.以8℃/min的升溫速度將熱處理裝置升溫至160℃，然后穩溫熱處理4h，熱處理過程中，控制惰性氣體的氣壓為0.02MPa；

S5.冷卻，得到已生色的天然蛋白質纖維。

實施例4

一種天然蛋白質纖維熱處理生色的方法：

S1.用乙醇清洗天然蛋白質纖維表面的油脂和雜質，然后放置在熱處理裝置，同時控制天然蛋白質纖維的堆積高度小于5cm；

S2.密封熱處理裝置，然后抽真空至15Pa；

S3.依次循環進行a、b操作10次，所述a操作為向熱處理裝置中通入99.99%的氬氣，所述b操作為對熱處理裝置進行抽真空處理；

S4.以12℃/min的升溫速度將熱處理裝置升溫至230℃，然后穩溫熱處理1h，熱處理過程中，控制惰性氣體的氣壓為0.1MPa；

S5.冷卻，得到已生色的天然蛋白質纖維。

實施例5

一種天然蛋白質纖維熱處理生色的方法：

S1.用乙醇清洗天然蛋白質纖維表面的油脂和雜質，然后放置在熱處理裝置，同時控制天然蛋白質纖維的堆積高度小于5cm；

S2.密封熱處理裝置，然后抽真空至20Pa；

S3.依次循環進行a、b操作10次，所述a操作為向熱處理裝置中通入99.99%的氦氣，所述b操作為對熱處理裝置進行抽真空處理；

S4.以10℃/min的升溫速度將熱處理裝置升溫至220℃，然后穩溫熱處理2h，熱處理過程中，控制惰性氣體的氣壓為0.05MPa；

S5.冷卻，得到已生色的天然蛋白質纖維。

實施例6

一種天然蛋白質纖維熱處理生色的方法：

S1.用乙醇清洗天然蛋白質纖維表面的油脂和雜質，然后放置在熱處理裝置，同時控制天然蛋白質纖維的堆積高度小于5cm；

S2.密封熱處理裝置，然后抽真空至15Pa；

S3.依次循環進行a、b操作10次，所述a操作為向熱處理裝置中通入99.99%的氮氣，所述b操作為對熱處理裝置進行抽真空處理；

S4.以11℃/min的升溫速度將熱處理裝置升溫至220℃，然后穩溫熱處理2.5h，熱處理過程中，控制惰性氣體的氣壓為0.06MPa；

S5.冷卻，得到已生色的天然蛋白質纖維。

實施例7

一種天然蛋白質纖維熱處理生色的方法：

S1.用乙醇清洗天然蛋白質纖維表面的油脂和雜質，然后放置在熱處理裝置，同時控制天然蛋白質纖維的堆積高度小于5cm；

S2.密封熱處理裝置，然后抽真空至30Pa；

S3.依次循環進行a、b操作10次，所述a操作為向熱處理裝置中通入99.99%的氬氣，所述b操作為對熱處理裝置進行抽真空處理；

S4.以10℃/min的升溫速度將熱處理裝置升溫至180℃，然后穩溫熱處理2.5h，熱處理過程中，控制惰性氣體的氣壓為0.03MPa；

S5.冷卻，得到已生色的天然蛋白質纖維。

實驗例1

以實施例7的方法，控制熱處理溫度為180℃下處理羊毛纖維，處理后羊毛纖維如圖1、圖2所示，圖2為電鏡掃描圖。

實驗例2

以實施例7的方法，控制熱處理溫度為220℃下處理羊毛纖維，處理后羊毛纖維如圖2所示。

實驗例3

以實施例7的方法，分別控制熱處理溫度為180℃、190℃下處理羊毛纖維，并作出相應的K/S曲線圖（如圖4、圖5所示）。

實驗例4

以實施例7的方法，控制熱處理溫度為220℃下處理羊毛纖維5h，并將羊毛纖維做成織物，如圖6所示。