一种亚麻织物的染色方法与流程

本发明涉及轻化工领域，尤其涉及一种亚麻织物的染色方法。

背景技术：

1、亚麻作为常见面料之一，以其拉力强、韧性好、吸水、散热、抗菌、抗紫外等优点，广泛作为不同档次的服用面料使用。我国对染色亚麻织物的使用历史悠久，早在《天工开物》中就有使用红花、苏木、靛蓝等植物染料的记载。亚麻纤维的主要成分为纤维素，并含有木质素和半纤维素等成分，且由于其特殊的结构组成，导致亚麻材料可染性差，上染率低，色牢度差，色光萎暗。因此改善亚麻织物的染色性能，提高染色后的色牢度，是目前亚麻染整行业亟待解决的重要问题。

2、靛蓝是印染行业的重要染料，目前全球靛蓝染料市场规模超过数十亿美元，但99％为合成靛蓝，其合成过程会产生苯胺、氯乙酸、氰化氢等有毒有害物质。目前靛蓝对亚麻织物染色还存在染色条件对亚麻纤维不友好，上色量少，色牢度差等问题。随绿色环保理念的深入，安全环保的天然蓝色素重回大众视野，因此新型天然色素的开发及使用成为目前的研究重点。

3、观蓝(吴蕴,华夏,李亚.一种生产观蓝的基因工程菌株及应用[p].江苏省：cn116064363b,2023-09-19.)是一种新型生物蓝色素，分子结构如图1，与靛蓝相似，同样属于还原染料，需要在还原剂的作用下，生成可溶性隐色体，进而对织物染色，其色彩明亮深邃，是靛蓝的优秀替代品。观蓝可由恶臭假单胞菌、大肠杆菌、谷氨酸棒状杆菌及圆红冬孢酵母等菌株发酵生产，其中恶臭假单胞菌分批补料发酵可产26g/l，大肠杆菌分批补料发酵产量可达32g/l，这大大降低了观蓝的生产成本，使其具有极高的产业化潜力。

4、相较于合成靛蓝，观蓝可达到与靛蓝相似的深度，色彩纯正艳丽，由微生物发酵生产，绿色环保，不含有毒有害物质，其化学结构具有更多裸露的氨基，可与亚麻纤维结合更加紧密，提供更加优秀的色牢度。且观蓝的亲水性更强，染色环境更加温和，烧碱的需求量更低。就染色工艺而言，靛蓝染色过程中会投入大量的烧碱以维持靛蓝隐色体的溶解性，染液废水中含有残余色素、大量盐、有机化合物等复杂、难降解的成分，这大大增加了废水处理的工艺和成本。作为一种新型生物色素，观蓝对亚麻织物的染色工艺更是鲜有报道。综上，针对目前亚麻织物可染性差，上色率低，色牢度差的问题，亚麻染色领域急需一种新型的色素染料及一种高效便捷的染色方法。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术存在的不足之处而提供一种亚麻织物的染色方法，采用适用于亚麻染色的新型色素——观蓝进行染色，填补了观蓝对亚麻染色工艺的空缺，具有绿色环保、简便快捷、易着色、色牢度高等优点。

2、为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

3、第一方面，本发明提供了一种亚麻织物的染色方法，包括如下步骤：

4、(1)将亚麻织物置于改性液中改性，烘干，得到改性亚麻织物；所述改性液包括双子酯基季铵盐改性液、壳聚糖季铵盐改性液中的至少一种；

5、(2)称取观蓝干粉，加入蒸馏水和分散剂，充分研磨至观蓝的粒径达到0.15-2.0μm，得到观蓝液体分散染料；

6、(3)取步骤(2)所得的观蓝液体分散染料，加蒸馏水稀释，添加还原剂充分混合均匀，调节ph进行还原；离心取上清液，得到还原染色液；

7、(4)将步骤(1)中所得的改性亚麻织物置于步骤(3)所得的还原染色液中，染色，取出氧化晾干，重复染色和氧化步骤；用蒸馏水漂洗至不再褪色，干燥得到染色好的亚麻织物。

8、本发明提供的一种观蓝对亚麻的染色方法技术方案如图1所示。本发明使用的染料为微生物合成的观蓝染料，相较于化学合成染料，不含苯胺、邻苯二甲酸苷等有毒有害物质，绿色安全；观蓝的化学结构使其更易与亚麻织物结合，获得更高色牢度；亲水性更好，在中性或弱碱性ph下即可完成上染，反应条件较传统靛蓝更加温和，烧碱需求量更低，对亚麻织物损伤更小。

9、亚麻布料在中性及碱性条件下一般带负电荷，而靛蓝与观蓝均属于阴离子染料，不利于面料与染料的结合，本发明使用阳离子改性剂对亚麻布料改性，通过与纤维上的羟基发生化学反应结合至纤维，使面料带正电荷，与阴离子染料更易于结合。该步骤使用的双子酯基季铵盐和壳聚糖季铵盐均为可降解生物材料，替代了传统的化学改性剂，减少了亚麻布料丝光过程中烧碱的使用，降低了废水处理的压力，节约了面料预处理的成本。

10、本发明将观蓝干粉置于分散研磨仪中，添加蒸馏水和分散剂，充分研磨至所需粒径，配制观蓝液体分散染料。其中，染料中的观蓝被研磨成超微粉，与还原剂的接触更加充分，可提高还原速率，提高色素的润湿性和扩散性，使色素与织物结合更加紧密，提高色牢度。

11、优选地，所述步骤(1)中，双子酯基季铵盐改性液或壳聚糖季铵盐改性液的浓度为10-20g/l；所述双子酯基季铵盐为十八烷基双酯基季铵盐；所述壳聚糖季铵盐为2-羟丙基三甲基氯化铵壳聚糖。

12、本发明使用的双子酯基季铵盐改性液和壳聚糖季铵盐改性液一方面作为阳离子表面活性剂，可以降低界面的表面张力，提高染料的渗透性和均一性，提升助染效果，还可以柔顺面料，抗菌增色；另一方面可作为改性剂，可将带负电荷的亚麻纤维改性为带正电荷，使带负电荷的染料与麻纤维更易结合，提高麻纤维的上色率和色牢度。

13、优选地，所述步骤(1)中，改性的条件为：在50-90℃下改性10-60min。

14、优选地，所述步骤(2)中，分散剂包括平平加o；所述观蓝液体分散染料中分散剂的质量分数为1％-3％。

15、本步骤中使用的非离子型分散剂——平平加o，可进一步提高观蓝分散体的稳定性，降低染料的聚集倾向。

16、优选地，所述步骤(2)中，观蓝的粒径达到0.15-0.4μm。

17、观蓝的粒径达到0.15-0.4μm时，染色液对亚麻的染色效果最好。随着粒径减小，色素比表面积逐渐增大，与还原剂的接触更加充分，可提高还原速率，提高色素的润湿性和扩散性，使色素与织物结合更加紧密，提高色牢度。

18、优选地，所述步骤(3)中，观蓝液体分散染料稀释至观蓝含量为10g/l。

19、优选地，所述步骤(3)中，还原剂为保险粉、二氧化硫脲或抗坏血酸中的任一种；所述还原剂的浓度为10-50g/l。

20、观蓝属于还原染料，染色前加入还原剂使得观蓝生成不溶隐色酸后，便于后续上色。

21、优选地，所述步骤(3)中，所用的碱为氢氧化钠；所述ph调节至6.5-11.0；所述还原的条件为：在25-80℃下还原5-60min；所述离心的条件为：在25℃下，以1000-3000×g离心2-10min。

22、观蓝作为还原染料，添加还原剂后会生成不溶隐色酸，染液体系ph偏酸性，本发明通过加碱液调节ph至碱性，使隐色酸溶解，与纤维结合，再经氧化，重新变为不溶色素附着在纤维上，即可实现染色。ph过高，碱性过强，会将隐色体破坏，再对还原染液进行氧化将不能恢复蓝色。

23、优选地，所述步骤(4)中，还原染色液体积(ml)与亚麻织物重量(g)的比至少为10：1。

24、优选地，所述步骤(4)中，染色条件为：在25-60℃下染色1-30min；所述重复染色和氧化步骤的次数为3次；所述亚麻织物重量(g)与蒸馏水体积(ml)的比为1：100；所述漂洗的次数为1-5次。

25、优选地，测定织物色深(k/s)及色牢度，色牢度的检测参照gb/t 3920-2008《纺织品色牢度试验耐摩擦色牢度》和gb/t 3921—2008《纺织品色牢度试验耐皂洗色牢度》进行检测。

26、本发明的有益效果为：

27、1、本发明提供了一种适用于亚麻染色的新型色素——观蓝，填补了观蓝对亚麻染色工艺的空缺，采用观蓝染色亚麻织物具有绿色环保、简便快捷、易着色、色牢度高等优点；本发明采用的观蓝染料基于微生物发酵制得，天然环保，化学结构相较传统靛蓝更易与亚麻织物结合(靛蓝和观蓝结构示意图见图2)，染色条件温和可控，可保护亚麻织物的纤维结构，有效减少有毒有害物质的产生，且通过亚麻织物的改性，实现了亚麻织物的稳定着色，具有简便快捷、绿色环保、易着色、色牢度高的特点，具有重要应用价值；

28、2、本发明使用双子酯基季铵盐或壳聚糖季铵盐对亚麻布料进行改性，使其与还原后的观蓝染料更易结合，且两种改性剂均属于生物可降解材料，减少了亚麻布料前处理过程中化学改性剂及烧碱的使用，具有良好的环境相容性，降低了印染废水的处理压力；

29、3、本发明使用观蓝超微粉进行染色，提高了染料的利用率，增加了亚麻布料的上色率；耐干摩擦色牢度、耐湿摩擦色牢度、耐皂洗色牢度均得到了提升；

30、4、本发明提供的生物观蓝对亚麻的染色方法，染色条件温和可控，极大程度的降低了染色过程中对亚麻材料的损伤。