CN104278548B - 一种以鸡冠花茎叶提取物为基础的数码喷墨印花墨水 - Google Patents

Abstract

本发明属于天然植物染料的开发领域，特别涉及一种以鸡冠花茎叶来提取天然染料的制备方法与应用。按各组分的重量百分比，将鸡冠花的茎叶提取物、湿润剂、渗透剂、丙烯酸乳液、柔软剂、助溶剂、表面活性剂、杀菌剂加入到去离子水中搅拌均匀，调节体系为碱性，再升温至60～70℃条件下继续搅拌1-3小时，并保温熟化2-5小时，降至常温后，将溶液过滤，得到最终数码印花墨水产物。采用本发明的墨水对织物进行数码印花喷印之前，无需对织物进行上浆等前处理工序，缩短了喷印工序，得到的上染后的织物具有良好的水蒸汽可渗透性，赋予织物舒适度。

Description

一种以鸡冠花茎叶提取物为基础的数码喷墨印花墨水

技术领域

本发明属于天然植物染料的开发领域，特别涉及一种以鸡冠花茎叶来提取天然染料的制备方法与应用。

背景技术

所谓数码喷墨印花，是用扫描仪、数字照相机等输入手段，将图案以数字形式输入计算机，经过图像软件处理后，再通过计算机控制的数码喷墨印花机，直接将印花墨水喷射到各种纤维织物上，印制出所输入的各种图案，从而得到各种印花织物。作为数码喷墨印花主要耗材之一的印花墨水，也是决定喷墨印花技术成功与否的关键性因素。

现有技术中，常用的印花墨水一般都是小分子染料，主要由染料、分散介质、抗菌剂、PH调节剂、保湿剂等配制而成，具有了色谱齐全、色彩鲜艳、色浓度高、具有优良的水溶性，制作墨水方便，成本低，易于制成高浓度墨水，稳定性好，不易堵塞喷头，打印质量好，适用于快速喷墨印花等优点。

但是当前市场上，所使用的印花墨水中用的染料基本上都是合成染料，其中含有大量有害的化学成分，而当采用含有合成染料的印花墨水对衣衫织物进行印花喷墨后，有害的化学成分会附在衣物上，与人体皮肤接触，对皮肤造成危害；其次，在衣衫织物改性领域中，需要充分考虑到喷墨印花后的织物的水蒸汽可渗透性，当衣物被穿着在身上时，高水蒸汽可渗透性有利于人体产生的汗液形成的水蒸汽通过衣服离开，使人体始终保持相对的舒适度。在人们日益追求健康生活的今天，开发高性能、健康环保、高舒适度的印花喷墨染色织物为当前数码喷墨印花墨水发展的主要趋势。

另一方面，数码印花以无接触方式将墨水准确喷印到织物的表面，因此色牢度相对较低，因此现有技术中，在对织物进行数码印花喷印之前，需要对织物进行上浆前处理，以助于提高染料的固色率和色牢度等问题。但是这样会增加数码印花喷印上染的工序。

鸡冠花为一年草本植物，夏秋季开花，花多为红色，呈鸡冠状，故称鸡冠花。原产非洲，美洲热带和印度。喜阳光充足、湿热，不耐霜冻。不耐瘠薄，喜疏松肥沃和排水良好的土壤。世界各地广为栽培，普通庭园植物。从鸡冠花中提取的染料也具备了一般植物染料环保、低成本等优点。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：现有技术中，采用印花墨水对织物进行喷墨染色的工艺中，印花墨水中大都含有有害的化学成分，对皮肤不利；喷墨染色前需要对织物进行上浆处理，工序复杂。

为解决这一技术问题，本发明采用的技术方案是：

提供一种以鸡冠花的茎叶提取物作为染料的数码印花墨水，该数码印花墨水按重量百分比由以下组分组成：

其余为去离子水。

上述鸡冠花的茎叶提取物的制备方法为在乙醇环境下提取，具体操作步骤为：

(1)首先将鸡冠花的茎、叶洗净、烘干、粉碎至40～80目(这里可以是将鸡冠花的茎和叶混合在一起进行洗净、烘干、粉碎；也可以先分别对茎和叶进行洗净、烘干、粉碎，再将粉碎后的粉末混合在一起)；

(2)将步骤(1)中得到的粉碎后的茎和叶的混合物，按料液比1:8～12g/ml溶解于乙醇和水的混合溶液(其中，乙醇和水的体积比为1：1—10：1)中，再以功率为500w～800w的超声波，超声处理35min～60min，过滤，分离出滤液；

(3)将步骤(3)中得到的滤液于进风温度140℃～160℃，出风温度80℃～90℃的条件下进行喷雾干燥，得到鸡冠花的茎叶提取物。

上述湿润剂为乙二醇、丙二醇、甘油或二甘醇；

上述渗透剂为NP—10、NP—15；

上述丙烯酸乳液为纯丙乳液、硅丙乳液、苯丙乳液或醋丙乳液；

柔软剂为乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺；

助溶剂为聚氧化丙烯二醇PPG、聚四氢呋喃二醇PTMG；

表面活性剂为AEO-7、AEO-5、OP－10；

杀菌剂为苯并异噻唑啉酮。

本发明还提供了一种上述数码印花墨水的制备方法，具体步骤为：

按照上述配方中各组分的重量百分比，将鸡冠花的茎叶提取物、湿润剂、渗透剂、丙烯酸乳液、柔软剂、助溶剂、表面活性剂、杀菌剂加入到去离子水中，常温下搅拌均匀，并且添加pH调节剂(如氢氧化钠、碳酸氢钠、硫酸、盐酸中的一种或几种的混合物)调节体系为碱性，再升温至60～70℃条件下继续搅拌1—3小时，并保温(60～70℃)熟化2—5小时，降至常温后，将溶液依次经过孔径为0.55μm和0.22μm的膜过滤，得到最终数码印花墨水产物。

本发明的有益效果在于：本发明以鸡冠花的茎叶提取物为基础来制备数码印花墨水，不仅仅充分利用了鸡冠花植物的茎、叶部位，而且鸡冠花的茎叶提取物作为一种天然植物染料，代替了化工合成染料，减少了合成染料在应用中的环境污染问题和健康问题；

采用本发明的数码印花墨水，在保证色牢度的前提下，对织物进行数码印花喷印之前，无需对织物进行上浆等前处理工序，缩短了喷印工序；

相比于现有技术中，需要通过在织物表面制备薄膜压层或涂覆聚氨酯弹性体等手段来改善织物的水蒸汽可渗透性而言，本发明通过将鸡冠花的茎叶提取物引入到喷墨印花墨水中后，只需要采用常规的喷墨印花染色技术，得到的上染后的织物具有良好的水蒸汽可渗透性，赋予织物舒适度。

具体实施方式

实施例1

(1)分别对茎和叶进行洗净、烘干、粉碎至50目，再将粉碎后的粉末混合在一起；

(2)将步骤(1)中得到的粉碎后的茎和叶的混合物，按料液比1:10g/ml溶解于乙醇和水的混合溶液(其中，乙醇和水的体积比为10：1)中，再以功率为750w的超声波，超声处理50min，过滤，分离出滤液；

(3)将步骤(3)中得到的滤液于进风温度140℃，出风温度80℃的条件下进行喷雾干燥，得到鸡冠花的茎叶提取物。

采用上述方法制备的鸡冠花的茎叶提取物作为植物染料，来制备数码印花墨水，各组分的重量百分比及工艺如下：

其余为去离子水。

按照上述配方中各组分的重量百分比，将各组分混合，常温下(25℃)搅拌均匀，并且添加pH调节剂调节体系PH值为8，再升温至60℃条件下继续搅拌2小时，并保温(60℃)熟化4小时，降至常温(25℃)后，将溶液依次经过孔径为0.55μm和0.22μm的膜过滤，得到最终数码印花墨水产物。

实施例2

采用实施例1中的方法制备的鸡冠花的茎叶提取物作为植物染料，来制备数码印花墨水，各组分的重量百分比及工艺如下：

其余为去离子水。

数码印花墨水的制备：

按照上述配方中各组分的重量百分比，将各组分混合，以下制备工序同实施例1。

实施例3

采用实施例1中的方法制备的鸡冠花的茎叶提取物作为植物染料，来制备数码印花墨水，各组分的重量百分比及工艺如下：

其余为去离子水。

数码印花墨水的制备：

按照上述配方中各组分的重量百分比，将各组分混合，以下制备工序同实施例1。

对比实施例1：

采用市售的C.I.活性红31作为染料，代替实施例1中的鸡冠花的茎叶提取物，数码印花墨水的其余组分与制备工艺均与实施例1相同。

对比实施例2：

采用市售的K型一氯均三嗪活性染料(活性红KE—3B)，代替实施例2中的鸡冠花的茎叶提取物，数码印花墨水的其余组分与制备工艺均与实施例2相同。

对比实施例3

采用黄栀子提取物作为染料，代替实施例3中的鸡冠花的茎叶提取物，数码印花墨水的其余组分与制备工艺均与实施例3相同。

其中黄栀子提取物的制备方法为：

将成熟的黄栀子果实(黄色)采摘下来后，立即浸入烧开的开水中，浸泡30秒后捞出，晒到6—7成干时，将黄栀子果实放入烘箱中，70℃下烘干；

将上述烘干后的黄栀子果实用中药粉碎机粉碎成40目的植物粉末，将上述粉末加入到乙醇和水(体积比为1：1)的混合溶剂中得到混合液，植物粉末与混合溶剂的质量比为1：20，加热上述混合液至75℃，并以300W功率的超声波超声处理1小时，然后对混合液进行离心处理，取上层清液为染料液；

将上述染料液通过旋转蒸发仪(真空度0.085兆帕，水浴温度为70℃)干燥浓缩，制成染料浓缩液；

将上述染料浓缩液经高速离心喷雾干燥，制成黄栀子提取物粉剂。

对比实施例4

采用茜草植物的提取物，代替实施例1中的鸡冠花的茎叶提取物，数码印花墨水的其余组分与制备工艺均与实施例1相同。

其中，茜草植物的提取物的制备方法为：

将茜草植物采用中药粉碎机粉碎成60目的植物粉末，将上述粉末置于多功能提取罐中，按植物粉末与溶剂的质量比为1：10，向提取罐中加入乙醇和水(乙醇和水的体积比为3：7)的混合溶剂；

将上述混合液体系加热至85℃，并搅拌4小时，冷却，然后对混合液进行离心处理，取上层清液为染料液；

将上述染料液通过液膜蒸发浓缩，制成染料浓缩液；

将上述染料浓缩液经高速离心喷雾干燥，制成茜草植物提取物粉剂。

分别采用实施例1、2、3，以及对比实施例1、2、3、4中制备的数码印花墨水，对同样的白色真丝织物(原始水蒸汽渗透性为1000(g/m²·24h))进行喷印染色(采用MIMAKIJV33纺织品数码印花机)，染色前不对织物进行任何前处理，各实施例的染色工艺均一致。产品织物上染性能如表1所示。

从表1中可以看出，采用市售的合成染料制备的数码印花墨水，对织物进行数码印花喷墨染色时，由于没有进行任何前处理，色牢度相对较低，同时也没有起到改善织物水蒸汽渗透性的功效；

而采用其他种类的植物染料(如黄栀子提取物、茜草植物提取物)制备的数码印花墨水，在没有进行任何织物前处理的情况下，对织物进行数码印花喷墨染色时，色牢度和改善织物水蒸汽渗透性的效果也不理想，说明并非所有植物染料都能够解决本发明的技术问题。

表1

耐摩擦色牢度按GB/T3920—2008《纺织品色牢度试验耐摩擦色牢度》测试；

耐皂洗色牢度按GB/T3921—2008《纺织品色牢度试验耐皂洗色牢度》测试；

耐光色牢度按GB/T8426—1998《纺织品色牢度试验耐光色牢度》测试。

Claims (9)

1.一种以鸡冠花茎叶提取物为基础的数码喷墨印花墨水，其特征在于：所述的数码喷墨印花墨水按重量百分比计算，由以下组分组成，

其余为去离子水。

2.如权利要求1所述的数码喷墨印花墨水，其特征在于：所述的鸡冠花的茎叶提取物的提取方法为

(1)首先将鸡冠花的茎、叶洗净、烘干、粉碎至40～80目；

(2)将步骤(1)中得到的粉碎后的茎和叶的混合物，按料液比1:8～12g/ml溶解于乙醇和水的混合溶液中，再以功率为500w～800w的超声波，超声处理35min～60min，过滤，分离出滤液；

(3)将步骤(3)中得到的滤液于进风温度140℃～160℃，出风温度80℃～90℃的条件下进行喷雾干燥，得到鸡冠花的茎叶提取物。

3.如权利要求1所述的数码喷墨印花墨水，其特征在于：所述的湿润剂为乙二醇、丙二醇、甘油或二甘醇。

4.如权利要求1所述的数码喷墨印花墨水，其特征在于：所述的渗透剂为NP—10或NP—15。

5.如权利要求1所述的数码喷墨印花墨水，其特征在于：所述的丙烯酸乳液为纯丙乳液、硅丙乳液、苯丙乳液或醋丙乳液。

6.如权利要求1所述的数码喷墨印花墨水，其特征在于：所述的柔软剂为乙二胺、二乙烯三胺或三乙烯四胺。

7.如权利要求1所述的数码喷墨印花墨水，其特征在于：所述的助溶剂为聚氧化丙烯二醇PPG或聚四氢呋喃二醇PTMG。

8.如权利要求1所述的数码喷墨印花墨水，其特征在于：所述的表面活性剂为AEO-7、AEO-5或OP－10。

9.如权利要求1所述的数码喷墨印花墨水，其特征在于：所述的杀菌剂为苯并异噻唑啉酮。