CN104088167A - 一种提高天然染料染色织物颜色深度和日晒牢度的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种提高天然染料染色织物颜色深度和日晒牢度的方法，该方法利用聚乙烯吡咯烷酮与天然染料分子间的缔合作用，提高天然染料染色织物的颜色深度；采用多元醇法，在织物表面原位生成纳米ZnO，利用纳米ZnO优异的抗紫外性能，提高天然染料染色纺织品的日晒牢度。该方法显著提高了天然染料染色织物的颜色深度和日晒牢度，而且耐洗性能优良。

Description

一种提高天然染料染色织物颜色深度和日晒牢度的方法

技术领域

本发明属于纺织领域，具体涉及一种提高天然染料染色织物颜色深度和日晒牢度的方法。

背景技术

天然染料源自天然，对人体健康无害，具有很高的穿着安全性，且生物降解性好，对环境无污染，符合现代人对自身健康及环境保护的要求。然而，天然染料对常见纤维，特别是纤维素纤维，亲和性差，使其染色织物得色浅。而且，大多数天然染料因其发色团稳定性差，易发生光氧化反应，使得天然染料染色织物在日光照射下易褪色。尽管金属离子媒染处理可提高天然染料染色织物的耐日晒牢度，但媒染过程会产生含金属离子废水，而且媒染处理后，天然染料染色织物上通常含有金属离子，不符合生态纺织品要求。

抗紫外整理是提高纺织品日晒牢度的一种有效手段。紫外线屏蔽剂可对日光中能量较高的紫外线进行反射、吸收或散射，避免染着在纺织品上的染料分子发色体系发生变化或遭到破坏，从而达到提高纺织品日晒牢度的目的。纳米ZnO是一种常见的紫外线屏蔽剂，具有价廉无毒，对皮肤无刺激性，热稳定性好，屏蔽紫外线波长宽(240-380nm)等特点。但纳米ZnO对纤维无亲和力，与纺织品的结合牢度差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种提高天然染料染色织物颜色深度和日晒牢度的方法，通过该方法显著提高了天然染料染色织物的颜色深度，以及纳米ZnO与纺织品的结合牢度，所得天然染料染色织物不仅颜色深，而且日晒牢度好。

为解决这一技术问题，本发明采用的技术方案是：提供了一种提高天然染料染色织物颜色深度和日晒牢度的方法，该方法首先利用聚乙烯吡咯烷酮与天然染料分子间的缔合作用，提高天然染料染色织物的颜色深度；然后利用聚乙烯吡咯烷酮对Zn²⁺的络合作用以及纺织品对Zn²⁺的吸附作用，将Zn²⁺处理到纺织品表面，再采用多元醇法，在织物表面原位生成纳米ZnO，该制备方法的具体步骤为：

(1)将纺织品浸轧于溶质质量分数4％-8％聚乙烯吡咯烷酮(PVP)水溶液中，两浸两轧，轧余率80％-100％，在80-100℃烘燥5-10min，烘燥结束后，冷却至室温，在40-60℃热水中洗涤10-15min，然后自然晾干，备用，

其中，聚乙烯吡咯烷酮分子量为8000-55000，纺织品为纯棉织物、麻织物、真丝织物或羊毛织物；

(2)采用天然染料对步骤(1)中处理过的纺织品进行染色，天然染料用量为2-4％(o.w.f)，浴比1:20-50，染色温度50-100℃，染色时间30-90min，染色结束后，织物经水洗3-5次，自然晾干，

其中，天然染料为植物染料，如姜黄、茜草、栀子黄、石榴皮、板栗壳、芡实壳、桑葚、靛蓝、紫草、荷叶、黄芩、槐花、红花、苏木、黄柏、黄连、五倍子或茶叶这些植物的染料；

(3)将步骤(2)处理过的天然染料染色织物浸渍在二水醋酸锌溶液中，醋酸锌用量为5％-15％(o.w.f)，即100克纺织品需要5-15g醋酸锌，浴比1:20-50，浸渍温度50-70℃，浸渍时间60-90min，浸渍结束后，轧辊轧压，轧余率80-100％；

(4)将步骤(3)处理过的浸轧醋酸锌的纺织品浸入醇溶液中，纺织品与醇溶液的质量体积比以g:mL计为1:50-1:150，油浴加热至180℃，搅拌下，快速加入1mol/L NaOH/醇溶液，NaOH用量与纺织品的质量之比为0.05:1-0.25:1，加料结束后，升温至200℃，保温30-45min，保温结束后，降至室温，将织物取出，无水乙醇洗涤3-5次，晾干，

其中，醇为一缩二乙二醇、二缩三乙二醇、甘油或十二烷二醇。

本发明首先利用PVP分子结构中吡咯烷酮环上大量羰基与天然染料分子中的羟基、氨基等基团间的氢键作用，以及吡咯环上叔胺基氮原子吸附少量氢离子后带的弱正电荷与阴离子天然染料间的静电引力，提高纺织品天然染料染色的颜色深度；然后利用聚乙烯吡咯烷酮对Zn²⁺的络合作用，将醋酸锌处理到纺织品上，再采用多元醇法，在纺织品上原位生成纳米ZnO，有效解决了传统纳米ZnO对纺织品整理过程中存在的分散稳定性差、易团聚、与纺织品结合牢度差等问题。

本发明的有益效果在于：

(1)利用聚乙烯吡咯烷酮与天然染料间的缔合作用，提高天然染料对纺织品的着色深度；同时聚乙烯吡咯烷酮对Zn²⁺的络合作用可提高吸附到天然染料染色纺织品表面的锌盐量，从而增加了沉积到纺织品表面的纳米ZnO的量；

(2)采用多元醇法，在纺织品上原位生成纳米ZnO，有效提高了纳米ZnO与纺织品的结合牢度；

(3)本发明克服了传统天然染料染色织物借助媒染处理提高日晒牢度的缺陷，符合生态环保要求。

具体实施方式

实施例1

(1)将纯棉织物浸轧于溶质质量分数4％聚乙烯吡咯烷酮(分子量为8000)水溶液中，两浸两轧，轧余率100％，在80℃烘燥10min，烘燥结束后，冷却至室温，在40℃热水中洗涤15min，然后自然晾干，备用；

(2)采用板栗壳天然染料对步骤(1)中处理过的纺织品进行染色，天然染料用量为2％(o.w.f)，即100克纺织品需要2g天然染料(这里是指100克的未经步骤(1)处理的原始纺织品，需要2g天然染料，以下实施例中同样如此)，浴比1:20(这里也是指未经步骤(1)处理的原始纺织品质量与染液质量比，以下实施例中同样如此)，染色温度50℃，染色时间90min，染色结束后，织物经水洗3次，自然晾干；

(3)将步骤(2)处理过的天然染料染色织物浸渍在二水醋酸锌溶液中，醋酸锌用量为5％(o.w.f)(这里是指100克的未经步骤(1)处理的原始纺织品，需要5g醋酸锌，以下实施例中同样如此)，浴比1:20(这里也是指未经步骤(1)处理的原始纺织品质量与染液质量比，以下实施例中同样如此)，浸渍温度50℃，浸渍时间90min，浸渍结束后，轧辊轧压，轧余率80％；

(4)将步骤(3)处理过的浸轧醋酸锌的纺织品浸入一缩二乙二醇中，纺织品与一缩二乙二醇的质量体积比以g:mL计为1:50(这里是指未经步骤(1)处理的原始纺织品的重量与醇的体积比，以下实施例中同样如此)，油浴加热至180℃，搅拌下，快速加入1mol/L NaOH/一缩二乙二醇溶液，NaOH用量与纺织品的质量之比为0.05:1(这里是指：NaOH质量与未经步骤(1)处理的原始纺织品的重量之比，以下实施例中同样如此)，加料结束后，升温至200℃，保温30min，保温结束后，降至室温，将织物取出，无水乙醇洗涤3次，晾干。

比较例1

(1)采用板栗壳天然染料对纯棉织物进行染色，天然染料用量为2％(o.w.f)，即100克纺织品需要2g天然染料，浴比1:20，染色温度50℃，染色时间90min，染色结束后，织物经水洗3次，自然晾干；

(2)将步骤(1)处理过的天然染料染色织物浸渍在二水醋酸锌溶液中，醋酸锌用量为5％(o.w.f)，浴比1:20，浸渍温度50℃，浸渍时间90min，浸渍结束后，轧辊轧压，轧余率80％；

(3)将步骤(2)处理过的浸轧醋酸锌的纺织品浸入一缩二乙二醇中，纺织品与一缩二乙二醇的质量体积比以g:mL计为1:50，油浴加热至180℃，搅拌下，快速加入1mol/L NaOH/一缩二乙二醇溶液，NaOH与纺织品的质量之比为0.05:1，加料结束后，升温至200℃，保温30min，保温结束后，降至室温，将织物取出，无水乙醇洗涤3次，晾干。

实施例2

(1)将真丝织物浸轧于溶质质量分数8％聚乙烯吡咯烷酮(分子量为55000)水溶液，两浸两轧，轧余率80％，在100℃烘燥5min，烘燥结束后，冷却至室温，在60℃热水中洗涤10min，然后自然晾干，备用；

(2)采用桑葚天然染料对步骤(1)中处理过的纺织品进行染色，天然染料用量为4％(o.w.f)，即100克纺织品需要4g天然染料，浴比1:50，染色温度100℃，染色时间30min，染色结束后，织物经水洗5次，自然晾干；

(3)将步骤(2)处理过的天然染料染色织物浸渍在二水醋酸锌溶液中，醋酸锌用量为15％(o.w.f)，浴比1:50，浸渍温度70℃，浸渍时间60min，浸渍结束后，轧辊轧压，轧余率100％；

(4)将步骤(3)处理过的浸轧醋酸锌的纺织品浸入二缩三乙二醇中，纺织品与二缩三乙二醇的质量体积比以g:mL计为1:150，油浴加热至180℃，搅拌下，快速加入1mol/L NaOH/二缩三乙二醇溶液，NaOH与纺织品的质量之比为0.25:1，加料结束后，升温至200℃，保温45min，保温结束后，降至室温，将织物取出，无水乙醇洗涤5次，晾干。

比较例2

步骤(1)、步骤(2)与实施例2相同，

(3)将纳米氧化锌分散在水溶液中，然后将步骤(2)处理过的天然染料染色织物浸渍在纳米氧化锌水溶液中，纳米氧化锌用量为15％(o.w.f)，浴比1:50，浸渍温度70℃，浸渍时间60min，浸渍结束后，轧辊轧压，轧余率100％，80℃烘燥5min后，180℃焙烘2min，然后水洗5次，晾干。

其中，纳米氧化锌采用多元醇法制备，具体步骤为：将二水醋酸锌溶解在二缩三乙二醇中，油浴加热至180℃，搅拌下，快速加入1mol/L NaOH/二缩三乙二醇溶液，NaOH与二水醋酸锌的摩尔比为3:1，滴加加料后，升温至200℃，保温45min，保温结束后，降至室温，高速离心，沉淀物用无水乙醇洗涤3次后，80℃烘干。

实施例3

(1)将羊毛织物浸轧于溶质质量分数6％聚乙烯吡咯烷酮(分子量为30000)水溶液，两浸两轧，轧余率90％，在90℃烘燥7min，烘燥结束后，冷却至室温，在50℃热水中洗涤12min，然后自然晾干，备用；

(2)采用栀子黄天然染料对步骤(1)中处理过的纺织品进行染色，天然染料用量为3％(o.w.f)，即100克纺织品需要3g天然染料，浴比1:40，染色温度80℃，染色时间45min，染色结束后，织物经水洗4次，自然晾干；

(3)将步骤(2)处理过的天然染料染色织物浸渍在二水醋酸锌溶液中，醋酸锌用量为10％(o.w.f)，浴比1:40，浸渍温度60℃，浸渍时间70min，浸渍结束后，轧辊轧压，轧余率90％；

(4)将步骤(3)处理过的浸轧醋酸锌的纺织品浸入甘油中，纺织品与甘油的质量体积比以g:mL计为1:100，油浴加热至180℃，搅拌下，快速加入1mol/L NaOH/甘油溶液，NaOH与纺织品的质量之比为0.10:1，加料结束后，升温至200℃，保温40min，保温结束后，降至室温，将织物取出，无水乙醇洗涤4次，晾干。

比较例3

采用栀子黄天然染料对羊毛织物进行染色，天然染料用量为3％(o.w.f)，即100克纺织品需要3g天然染料，浴比1:40，染色温度80℃，染色时间45min，染色结束后，织物经水洗4次，自然晾干。

实施例4

(1)将麻织物浸轧于溶质质量分数5％聚乙烯吡咯烷酮(分子量为20000)水溶液，两浸两轧，轧余率85％，在85℃烘燥8min，烘燥结束后，冷却至室温，在55℃热水中洗涤11min，然后自然晾干，备用；

(2)采用红茶叶天然染料对步骤(1)中处理过的纺织品进行染色，天然染料用量为2.5％(o.w.f)，即100克纺织品需要2.5g天然染料，浴比1:30，染色温度90℃，染色时间60min，染色结束后，织物经水洗3次，自然晾干；

(3)将步骤(2)处理过的天然染料染色织物浸渍在二水醋酸锌溶液中，醋酸锌用量为8％(o.w.f)，浴比1:30，浸渍温度55℃，浸渍时间80min，浸渍结束后，轧辊轧压，轧余率95％；

(4)将步骤(3)处理过的浸轧醋酸锌的纺织品浸入十二烷二醇中，纺织品与十二烷二醇的质量体积比以g:mL计为1:120，油浴加热至180℃，搅拌下，快速加入1mol/L NaOH/十二烷二醇溶液，NaOH与纺织品的质量之比为0.15:1，加料结束后，升温至200℃，保温35min，保温结束后，降至室温，将织物取出，无水乙醇洗涤3次，晾干。

比较例4

采用红茶叶天然染料对麻织物进行染色，天然染料用量为2.5％(o.w.f)，即100克纺织品需要2.5g天然染料，浴比1:30，染色温度90℃，染色时间60min，染色结束后，织物经水洗3次，自然晾干。

实施例5

颜色深度(K/S值)的测定：将染色织物折叠两次(四层)，采用Datacolor SF600X电脑测色配色仪在λmax处测定染色织物的K/S值，每个试样测四次取平均值。

日晒牢度的测定：按照GB/T8427--2008《纺织品色牢度试验耐人造光色牢度：氙弧》方法测定。

表1染色织物的K/S值及其色牢度

从上表可以看出，本发明技术方案显著提高了天然染料染色织物的K/S值和日晒牢度，而且所得染色织物具有优异的耐洗性能，洗涤20次后，染色织物K/S值、日晒牢度略有降低。从实施例1与比较例1的实验数据可看出，聚乙烯吡咯烷酮与板栗壳色素间的缔合作用使其对天然染料染色具有明显增深作用。从实施例2与比较例2的实验数据可看出，由于聚乙烯吡咯烷酮对Zn²⁺的络合作用，提高吸附到天然染料染色织物表面的锌盐量以及锌盐与织物之间的结合稳定性，从而在纺织品表面原位生成的ZnO的量增加，最终所得纺织品日晒牢度明显提高。

Claims (6)

1.一种提高天然染料染色织物颜色深度和日晒牢度的方法，其特征在于：所述的方法为，将聚乙烯吡咯烷酮处理到织物的表面后，再利用天然染料对织物进行染色，然后将Zn²⁺处理到染色后的纺织品表面，最后采用多元醇法，在织物表面原位生成纳米ZnO。

2.如权利要求1所述的提高天然染料染色织物颜色深度和日晒牢度的方法，其特征在于：所述方法的具体步骤为，

(1)将纺织品浸轧于溶质质量分数4％-8％聚乙烯吡咯烷酮水溶液中，两浸两轧，轧余率80％-100％，在80-100℃烘燥5-10min，烘燥结束后，冷却至室温，在40-60℃热水中洗涤10-15min，然后自然晾干，备用；

(2)采用天然染料对步骤(1)中处理过的纺织品进行染色，天然染料用量为2-4％(o.w.f)，浴比1:20-50，染色温度50-100℃，染色时间30-90min，染色结束后，织物经水洗3-5次，自然晾干；

(3)将步骤(2)处理过的天然染料染色织物浸渍在二水醋酸锌溶液中，醋酸锌用量为5％-15％(o.w.f)，浴比1:20-50，浸渍温度50-70℃，浸渍时间60-90min，浸渍结束后，轧辊轧压，轧余率80-100％；

(4)将步骤(3)处理过的浸轧醋酸锌的纺织品浸入醇溶液中，纺织品与醇溶液的质量体积比以g:mL计为1:50-1:150，油浴加热至180℃，搅拌下，快速加入1mol/L NaOH/醇溶液，NaOH用量与纺织品的质量之比为0.05:1-0.25:1，加料结束后，升温至200℃，保温30-45min，保温结束后，降至室温，将织物取出，无水乙醇洗涤3-5次，晾干。

3.如权利要求2所述的提高天然染料染色织物颜色深度和日晒牢度的方法，其特征在于：步骤(1)中所述的聚乙烯吡咯烷酮分子量为8000-55000。

4.如权利要求2所述的提高天然染料染色织物颜色深度和日晒牢度的方法，其特征在于：步骤(1)中所述的纺织品为纯棉织物、麻织物、真丝织物或羊毛织物。

5.如权利要求2所述的提高天然染料染色织物颜色深度和日晒牢度的方法，其特征在于：步骤(2)中所述的天然染料为姜黄、茜草、栀子黄、石榴皮、板栗壳、芡实壳、桑葚、靛蓝、紫草、荷叶、黄芩、槐花、红花、苏木、黄柏、黄连、五倍子或茶叶这些植物的染料。

6.如权利要求2所述的提高天然染料染色织物颜色深度和日晒牢度的方法，其特征在于：步骤(4)中所述的醇为一缩二乙二醇、二缩三乙二醇、甘油或1,12-十二烷二醇。