[发明专利]一种蓝紫色无机纤维及其等离子体制备方法

说明书

本发明涉及一种蓝紫色无机纤维及其等离子体制备方法，具体公开了一种蓝紫色系无机纤维，包括纤维基体及附在纤维基体上的染料组成，所述染料为含花青素植物中有色物质经高温半碳化而成，所述的纤维基体为耐受300℃以上的无机纤维。纤维基体上的染料通过以下方法获得：1)预处理：利用湿润等离子体对纤维基体进行表面改性获得活化后的纤维，在张力作用下将活化后的纤维在天然染料溶液中浸泡；2)半碳化染色：将步骤1)所得经浸泡的纤维通过高温半碳化，即得到蓝紫色系的无机纤维。本发明新颖独特，制备方法简单，环保无污染。

技术领域

本发明属于纤维材料领域，具体涉及一种染色耐高温无机纤维及其等离子体制备方法。

背景技术

众所周知，纤维后处理染色是一种常见的染色方法。特别是利用等离子体技术对纤维进行处理，以增加纤维表面粗糙度和化学活性基团，从而使染料更容易吸附到纤维表面。中国专利文献200810059897.X和201811577679.5都公开了利用惰性气体等离子体来进行芳纶纤维染色的相关方法，并取得良好效果。

但是，不同于芳纶等有机纤维，无机纤维其结构更为致密且表面惰性更强，采用现有技术往往无法达到优异的效果，且这类无机纤维染色方法的报道较少。近年来，以玄武岩纤维为代表的无机纤维发展迅速，若能提供不同颜色的玄武岩纤维，则对推广其下游应用具有实际意义。同样的，作为其他无机纤维如陶瓷纤维、海泡石纤维等面临相同的技术问题。

植物染料是以大自然中自然生长的各种含有色素的植物提取色素作为染料，这种染料可以不使用或极少使用化学助剂的条件下实现染色。最为典型的是杨梅果实，这种紫色一旦沾染到纤维上则很难去除，具有较高的染色牢度。中国专利CN201410291833.8公开了杨梅果实天然染料的制备及其应用，并采用常规羊毛染色工艺将杨梅果实染料上染在纤维上。然而，此技术无法适用于无机纤维。

发明内容

现有技术的缺点在于无法利用天然染料来实现蓝紫色无机纤维的制备。针对这些缺点，本发明的目的在于利用湿润等离子体进行纤维前处理，以天然染料溶液作为染料源，通过高温半碳化的方式来实现纤维变色，从而得到蓝紫色系的无机纤维。

本发明一个方面提供了一种蓝紫色系无机纤维，包括纤维基体及附在纤维基体上的染料组成，所述染料为含花青素植物中有色物质，所述的含花青素植物选自杨梅果实、蓝莓果实、黑莓果实、紫甘蓝叶片、甜菜根、紫甘蓝叶片、黑枸杞果实、黑加仑果实、红枸杞果实、蔓越莓果实、桑葚果实，所述的纤维基体为耐受300℃以上的无机纤维，优选地，选自玄武岩纤维、陶瓷纤维、石英纤维、海泡石纤维。

在本发明的技术方案中，所述附在纤维基体上的染料通过以下方法获得：

1)预处理：利用湿润等离子体对纤维基体进行表面改性获得活化后的纤维，在张力作用下将活化后的纤维在天然染料溶液中浸泡；

2)半碳化染色：将步骤1)所得经浸泡的纤维通过高温半碳化，即得到蓝紫色系的无机纤维；

所述步骤1)中湿润等离子体是利用水蒸气与惰性气体的混合气体进行高压放电而形成的；

步骤1)中所述的天然染料溶液中的天然染料为植物的含花青素的汁液，所述的植物选自杨梅果实、蓝莓果实、黑莓果实、紫甘蓝叶片、甜菜根、紫甘蓝叶片、黑枸杞果实、黑加仑果实、红枸杞果实、蔓越莓果实、桑葚果实。

本发明另一个方面提供了一种蓝紫色无机纤维的等离子体制备方法，包括以下步骤：

1)预处理：利用湿润等离子体对纤维基体进行表面改性获得活化后的纤维，在张力作用下将活化后的纤维在天然染料溶液中浸泡；

2)半碳化染色：将步骤1)所得经浸泡的纤维通过高温半碳化，即得到蓝紫色系的无机纤维。

所述步骤1)中湿润等离子体是利用水蒸气与惰性气体的混合气体进行高压放电而形成的；