一种天然蛋白质纤维热处理生色的方法与流程

本发明涉及纺织技术领域，具体涉及一种天然蛋白质纤维热处理生色的方法。

背景技术：

天然蛋白纤维主要包括羊毛、羊绒和蚕丝等。羊毛制品具有手感丰满、保暖性好、穿着舒适等特点。蚕丝织物具有良好的吸湿、手感柔软、穿着舒适等性能，常作为服用纺织材料。人类对这些蛋白质纤维的使用已有相当久远的历史。

如今人们对织物美观性有了更高的要求。为了满足人们对美的追求天然蛋白质纤维织物往往会采用染色的方式来改变其织物风格。然而在染色过程中一般都会采用合成染料染色，研究发现合成染料会对人体皮肤有刺激性,甚至含有少数有毒物质。同时合成染料在生产过程中会排放大量污水而引起环境危害,生产者除需要控制排放物中酸、碱和染料含量外，还必须对不断增强的重金属（如汞、镉、铜、镍、铅、锌和铬）含量加以控制，这些都将增加染料的成本。为了解决天然蛋白质纤维在染整过程中对环境和人体健康的危害，必须提出一种更加绿色环保的染整方法。

如今也有许多对天然蛋白质纤维染整技术改进的方法，如超临界CO2染色、微胶囊染色、盐/无盐染色技术、低温氧漂技术、仿生发色技术、电化学染色技术、超声波及等离子体技术等等。但这些方法中有些仍会对水体造成污染，而且对染色条件要求苛刻，对织物适应性差，设备要求较高，不易于实现。

现有技术中，也有研究热处理对羊毛纤维结构和性能的影响，大多是在空气气氛下讨论纤维的结构和力学行为。因此，本发明通过一种惰性气氛下使蛋白质纤维生色方法，以弥补现有技术中的空白与不足。

技术实现要素：

本发明的目的在于解决以上技术问题，提供一种天然蛋白质纤维热处理生色的方法，在管式加热炉中，通入一定压强的惰性气体，通过控制加热温度和加热时间，使天然蛋白质纤维生成不同的颜色。

为解决上述问题，本发明采用以下技术方案：

一种天然蛋白质纤维热处理生色的方法，包括以下步骤：

S1.清洗天然蛋白质纤维，然后放置在热处理装置；

S2.密封热处理装置，然后抽真空至5-100Pa；

S3.向热处理装置中通入惰性气体，排去热处理装置中的空气；

S4.在160-230℃下热处理天然蛋白质纤维，热处理时间为1-8h；

S5.冷却，得到已生色的天然蛋白质纤维。

进一步地，所述步骤S1中，用乙醇清洗天然蛋白质纤维。

进一步地，所述步骤S3中，具体操作为：依次循环进行a、b操作3-10次，所述a操作为向热处理装置中通入惰性气体，所述b操作为对热处理装置进行抽真空处理。

进一步地，所述步骤S4中，具体操作为：以8-12℃/min的升温速度将热处理装置升温至160-230℃，然后稳温热处理1-4h。

更进一步地，所述步骤S4热处理过程中，控制惰性气体的气压为0.02-0.1MPa。

进一步地，所述热处理装置为管式加热炉。

进一步地，所述天然蛋白质纤维为羊毛、羊绒、蚕丝、兔毛中至少一种。

进一步地，所述惰性气体为氩气、氮气、氦气中的任一种。

一种天然蛋白质纤维，由上述方法制备而成。

本发明一种天然蛋白质纤维热处理生色的方法，与现有技术相比，其突出的特点和优异的效果在于：本发明的方法在惰性气体条件下经过不同时间和温度热处理的天然蛋白质纤维，使天然蛋白质纤维具有不同的颜色，同时，本发明的方法工艺简单，相比于传统天然蛋白质生色技术，在加工过程中无污染、能耗小，对环境和人体健康的危害小，同时天然纤维染色效率高，对促进天然蛋白质纤维的应用发展具有重要意义。

附图说明

图1为实验例1处理后羊毛纤维形态图；

图2为实验例1处理后羊毛纤维的电镜扫描图；

图3为实验例2处理后羊毛纤维形态图；

图4为实验例3热处理温度180℃下的K/S曲线图；

图5为实验例3热处理温度190℃下的K/S曲线图；

图6为实验例4制得羊毛纤维织物图。

具体实施方式

以下通过具体实施方式对本发明作进一步的详细说明，但不应将此理解为本发明的范围仅限于以下的实例。在不脱离本发明上述方法思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更，均应包含在本发明的范围内。

实施例1

一种天然蛋白质纤维热处理生色的方法：

S1.用乙醇清洗天然蛋白质纤维表面的油脂和杂质，然后放置在热处理装置，同时控制天然蛋白质纤维的堆积高度小于5cm；

S2.密封热处理装置，然后抽真空至5Pa；

S3.向热处理装置中通入惰性气体，排去热处理装置中的空气；

S4.在160-230℃下热处理天然蛋白质纤维，热处理时间为8h；

S5.冷却，得到已生色的天然蛋白质纤维。

实施例2

一种天然蛋白质纤维热处理生色的方法：

S1.用乙醇清洗天然蛋白质纤维表面的油脂和杂质，然后放置在热处理装置，同时控制天然蛋白质纤维的堆积高度小于5cm；

S2.密封热处理装置，然后抽真空至100Pa；

S3.依次循环进行a、b操作3次，所述a操作为向热处理装置中通入99.99%的氮气，所述b操作为对热处理装置进行抽真空处理；

S4.在160-230℃下热处理天然蛋白质纤维，热处理时间为4h；

S5.冷却，得到已生色的天然蛋白质纤维。

实施例3

一种天然蛋白质纤维热处理生色的方法：

S1.用乙醇清洗天然蛋白质纤维表面的油脂和杂质，然后放置在热处理装置，同时控制天然蛋白质纤维的堆积高度小于5cm；

S2.密封热处理装置，然后抽真空至30Pa；

S3.依次循环进行a、b操作10次，所述a操作为向热处理装置中通入99.99%的氩气，所述b操作为对热处理装置进行抽真空处理；

S4.以8℃/min的升温速度将热处理装置升温至160℃，然后稳温热处理4h，热处理过程中，控制惰性气体的气压为0.02MPa；

S5.冷却，得到已生色的天然蛋白质纤维。

实施例4

一种天然蛋白质纤维热处理生色的方法：

S1.用乙醇清洗天然蛋白质纤维表面的油脂和杂质，然后放置在热处理装置，同时控制天然蛋白质纤维的堆积高度小于5cm；

S2.密封热处理装置，然后抽真空至15Pa；

S3.依次循环进行a、b操作10次，所述a操作为向热处理装置中通入99.99%的氩气，所述b操作为对热处理装置进行抽真空处理；

S4.以12℃/min的升温速度将热处理装置升温至230℃，然后稳温热处理1h，热处理过程中，控制惰性气体的气压为0.1MPa；

S5.冷却，得到已生色的天然蛋白质纤维。

实施例5

一种天然蛋白质纤维热处理生色的方法：

S1.用乙醇清洗天然蛋白质纤维表面的油脂和杂质，然后放置在热处理装置，同时控制天然蛋白质纤维的堆积高度小于5cm；

S2.密封热处理装置，然后抽真空至20Pa；

S3.依次循环进行a、b操作10次，所述a操作为向热处理装置中通入99.99%的氦气，所述b操作为对热处理装置进行抽真空处理；

S4.以10℃/min的升温速度将热处理装置升温至220℃，然后稳温热处理2h，热处理过程中，控制惰性气体的气压为0.05MPa；

S5.冷却，得到已生色的天然蛋白质纤维。

实施例6

一种天然蛋白质纤维热处理生色的方法：

S1.用乙醇清洗天然蛋白质纤维表面的油脂和杂质，然后放置在热处理装置，同时控制天然蛋白质纤维的堆积高度小于5cm；

S2.密封热处理装置，然后抽真空至15Pa；

S3.依次循环进行a、b操作10次，所述a操作为向热处理装置中通入99.99%的氮气，所述b操作为对热处理装置进行抽真空处理；

S4.以11℃/min的升温速度将热处理装置升温至220℃，然后稳温热处理2.5h，热处理过程中，控制惰性气体的气压为0.06MPa；

S5.冷却，得到已生色的天然蛋白质纤维。

实施例7

一种天然蛋白质纤维热处理生色的方法：

S1.用乙醇清洗天然蛋白质纤维表面的油脂和杂质，然后放置在热处理装置，同时控制天然蛋白质纤维的堆积高度小于5cm；

S2.密封热处理装置，然后抽真空至30Pa；

S3.依次循环进行a、b操作10次，所述a操作为向热处理装置中通入99.99%的氩气，所述b操作为对热处理装置进行抽真空处理；

S4.以10℃/min的升温速度将热处理装置升温至180℃，然后稳温热处理2.5h，热处理过程中，控制惰性气体的气压为0.03MPa；

S5.冷却，得到已生色的天然蛋白质纤维。

实验例1

以实施例7的方法，控制热处理温度为180℃下处理羊毛纤维，处理后羊毛纤维如图1、图2所示，图2为电镜扫描图。

实验例2

以实施例7的方法，控制热处理温度为220℃下处理羊毛纤维，处理后羊毛纤维如图2所示。

实验例3

以实施例7的方法，分别控制热处理温度为180℃、190℃下处理羊毛纤维，并作出相应的K/S曲线图（如图4、图5所示）。

实验例4

以实施例7的方法，控制热处理温度为220℃下处理羊毛纤维5h，并将羊毛纤维做成织物，如图6所示。