CN105040476A - 一种利用植物染料制备pH值变色织物的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用植物染料制备pH值变色织物的方法，首先提取植物染液，随后对织物进行预处理，最后按浴比1:51-100量取所得染液，加热至40℃时，将处理后的织物投入染液中开始染色，以1℃/min的速度升温至90.5-95℃保温45-60min，降至常温，将织物水洗、皂洗、烘干后，即得pH值变色织物。本发明提取可食用植物的汁液作为染液，对环境和人体无毒无害、原料来源广泛、可生物降解，具有较好的酸碱变化指示功能，制备的pH值变色织物尤其适合用于医学领域；植物染料与纤维的亲和力强，染色工艺方便简单、染色均匀、水洗色牢度、摩擦色牢度好。
Description
技术领域
本发明属于功能性纺织品技术领域，涉及一种利用植物染料制备pH值变色织物的方法。
背景技术
pH值变色织物是指能够随外界环境pH值的变化而发生颜色变化的纺织品，具有酸碱变化指示功能。目前，pH值变色织物可应用于多种领域，如具有酸碱指示功能的医用创口贴，根据创口贴颜色的变化监测伤口的愈合情况，健康的皮肤pH值通常在5以下，当pH值达到6.5-8.5时，说明伤口已经严重感染，具有pH值变色功能的创口贴可以在不揭开创口贴的情况下监测到伤口的愈合情况。另外，pH值变色织物能应用于开发具有警示酸碱泄漏功能的防护服、提示食品变质的包装材料、测量土壤pH值变化的农用纺织品、监测汗液、尿液等体液变化等。pH值变色织物由于具有较好的柔性和较大的比表面积，其应用较其它pH值监测方法更具优势。
目前用于开发pH值变色织物的染料多为化学染料，而大多数化学染料存在难降解，环境污染严重的问题，并且部分化学染料还存在危害人类健康的问题，因此开发利用植物染料符合人类追求绿色环保、健康的理念。本发明利用部分植物染料所具有酸碱变色的功能来开发pH值变色织物，所开发的pH值变色织物尤其适用于医学、食品包装等领域。
发明内容
本发明的目的是提供一种利用植物染料制备pH值变色织物的方法，以植物从食物中提取的天然色素作为染料，进而制备出pH值变色织物，工艺简单、织物染色均匀且染色牢度好。
本发明所采用的技术方案为，一种利用植物染料制备pH值变色织物的方法，具体操作步骤为：
步骤1：提取植物染液；
步骤2：织物预处理；
步骤3：按浴比1:51-100量取步骤1所得染液，染液加热至40℃时，将步骤2处理后的织物投入染液中开始染色，以1℃/min的速度升温至90.5-95℃保温45-60min，降至常温，将织物水洗、烘干后，即得pH值变色织物。
本发明的特征还在于，
步骤1中，植物染液提取过程为：将植物粉碎，取粉碎后的植物浸入乙醇溶液中，在60℃的温度下加热2-4h后，经100目筛过滤去除植物残渣，即得染液。
植物为姜黄、桑葚或黑米中的任一种。
乙醇溶液的体积浓度为50％；粉碎后的植物与乙醇溶液的用量比为1：2-10。
步骤2中，织物预处理的过程为：
步骤2.1：称取水和十二水硫酸铝钾，配置预处理液；
步骤2.2：将步骤2.1所得预处理液加热至40℃时投入织物，继续升温至80℃，保温40min，然后将织物取出挤干水分，备用。
步骤2.1中，十二水硫酸铝钾的用量为织物质量的5％。
步骤2.1中，预处理液的浴比为1：50。
步骤2.2中，织物为棉织物、丝织物、毛织物或锦纶织物中任一种。
本发明的有益效果是，本发明提取可食用植物的汁液作为染液，对环境和人体无毒无害、原料来源广泛、可生物降解，具有较好的酸碱变化指示功能，制备的pH值变色织物尤其适合用于医学领域；植物染料与纤维的亲和力强，染色工艺方便简单、染色均匀、水洗色牢度、摩擦色牢度好。
附图说明
图1为本发明实施例1所得pH值变色织物在不同pH环境中色相变化图；
图2为本发明实施例2所得pH值变色织物在不同pH环境中色相变化图；
图3为本发明实施例3所得pH值变色织物在不同pH环境中色相变化图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
实施例1
步骤1：将姜黄粉碎，取粉碎后的姜黄以料液比1:10浸入体积浓度为50％的乙醇溶液中，在60℃的温度下加热2h后，经100目筛过滤去除植物残渣，得姜黄染液；
步骤2：称取相对与棉织物质量为5％的十二水硫酸铝钾和适量水，得浴比为1：50的预处理液；将预处理液加热至40℃时投入棉织物，继续升温至80℃，保温40min，然后将棉织物取出挤干水分，备用；
步骤3：按浴比1:51量取步骤1所得姜黄染液，使用恒温振荡水浴器对织物染色，加热至40℃时，将步骤2处理后的棉织物投入到染液中开始染色，以1℃/min的速度升温至95℃后，保温60min，降至常温，将织物常温水洗5min，于50℃烘箱中烘干，即得pH值变色织物。
将本实施例所得pH值变色织物分别浸泡于不同pH值缓冲溶液中，观察织物变色情况并测量织物的颜色特征值，测得其的变色域为：pH值为3-7时显黄色，pH值8-10时显红色；参照国家标准GB/T3921.2-1997《纺织品色牢度试验耐洗色牢度》和GB/T3920-1997《纺织品色牢度试验耐摩擦色牢度》，利用SW-12A型耐洗色牢度试验机和G571B型摩擦色牢度试验机测试实施例所得pH值变色织物的耐水洗色牢度为3级，干摩擦色牢度为4-5级，湿摩擦色牢度为4级。图1为本实施例所得pH值变色织物在不同pH环境中色相变化图；从图中可以看出，姜黄染色棉织物在不同pH值环境下色相H发生很大的变化，织物变色明显。
实施例2
步骤1：将新鲜桑葚粉碎，取粉碎后的桑葚以料液比1：2浸入体积浓度为50％的乙醇溶液中，在60℃的温度下加热4h后，经100目筛过滤去除残渣，得桑葚染液；
步骤2：称取相对与棉织物质量为5％的十二水硫酸铝钾和适量水，得浴比为1：50的预处理液；将预处理液加热至40℃时投入棉织物，继续升温至80℃，保温40min，然后将棉织物取出挤干水分，备用；
步骤3：按浴比1:85量取步骤1所得桑葚染液，使用恒温振荡水浴器对织物染色，加热至40℃时，将步骤2处理后的棉织物投入到染液中开始染色，以1℃/min的速度升温至92℃保温50min，降至常温，将织物常温水洗5min，于50℃烘箱中烘干，即得pH值变色织物。
将本实施例所得pH值变色织物分别浸泡于不同pH值缓冲溶液中，观察织物变色情况并测量织物的颜色特征值，测得其的变色域为：pH值为3-7时显紫红色，pH值8-10时显蓝绿色；参照国家标准GB/T3921.2-1997《纺织品色牢度试验耐洗色牢度》和GB/T3920-1997《纺织品色牢度试验耐摩擦色牢度》，利用SW-12A型耐洗色牢度试验机和G571B型摩擦色牢度试验机测试实施例所得pH值变色织物的耐水洗色牢度为3级，干摩擦色牢度为4-5级，湿摩擦色牢度为4级。图2为本实施例所得pH值变色织物在不同pH环境中色相变化图；从图中可以看出，桑葚染色棉织物在不同pH值环境下色相H发生很大的变化，织物变色明显。
实施例3
步骤1：将黑米粉碎，取粉碎后的黑米以料液比1：6浸入体积浓度为50％的乙醇溶液中，在60℃的温度下加热4h后，经100目筛过滤去除残渣，得黑米染液；
步骤2：称取相对与织物质量为5％的十二水硫酸铝钾和适量水，得浴比为1：50的预处理液；将预处理液加热至40℃时投入丝织物，继续升温至80℃，保温40min，然后将丝织物取出挤干水分，备用；
步骤3：按浴比1:100量取步骤1所得黑米染液，使用恒温振荡水浴器对织物染色，加热至40℃时，将步骤2处理后的丝织物投入到染液中开始染色，以1℃/min的速度升温至90.5℃保温45min，降至常温，将织物常温水洗5min，于50℃烘箱中烘干，即得pH值变色织物。
将本实施例所得pH值变色织物分别浸泡于不同pH值缓冲溶液中，观察织物变色情况并测量织物的颜色特征值，测得其的变色域为：pH值为3-5时显紫色，pH值6-10时显蓝灰色；参照国家标准GB/T3921.2-1997《纺织品色牢度试验耐洗色牢度》和GB/T3920-1997《纺织品色牢度试验耐摩擦色牢度》，利用SW-12A型耐洗色牢度试验机和G571B型摩擦色牢度试验机测试实施例所得pH值变色织物的耐水洗色牢度为3级，干摩擦色牢度为4-5级，湿摩擦牢度为4级。图3为本实施例所得pH值变色织物在不同pH环境中色相变化图；从图中可以看出，黑米染色棉织物在不同pH值环境下色相H发生很大的变化，织物变色明显。
本发明利用植物染料制备pH值变色织物的方法中，植物染料的种类以及染液提取和染色过程中温度控制为重要的参数，本发明从多种可食用植物中筛选出具有显著酸碱变色功能的姜黄、桑葚、黑米三种，并以这三种植物的天然色素为染料对织物进行染色，制备出的pH值变色织物具有明显的pH值变色域。本发明中将粉碎后的植物浸入体积浓度为50％的乙醇溶液中，植物与乙醇溶液的用量比为1：2-10，并在60℃的温度下加热2-4h，利用该方法可快速获取高浓度的植物染液。由于植物染料上染率受温度影响较大，温度越高越有利于植物染料的染色，所以当染色温度低于90.5℃时，染色效果差，但当染色温度高于95℃时，则对被染织物的物理机械性能损伤较大。因此，本发明选取以1℃/min的速度升温至90.5-95℃保温45-60min的工艺进行染色。
Claims (8)
1.一种利用植物染料制备pH值变色织物的方法，其特征在于，具体操作步骤为：
步骤1：提取植物染液；
步骤2：织物预处理；
步骤3：按浴比1:51-100量取步骤1所得染液，染液加热至40℃时，将步骤2处理后的织物投入染液中开始染色，以1℃/min的速度升温至90.5-95℃保温45-60min，降至常温，将织物水洗、烘干后，即得pH值变色织物。
2.根据权利要求1所述的一种利用植物染料制备pH值变色织物的方法，其特征在于，步骤1中，植物染液提取过程为：将植物粉碎，取粉碎后的植物浸入乙醇溶液中，在60℃的温度下加热2-4h后，经100目筛过滤去除植物残渣，即得染液。
3.根据权利要求2所述的一种利用植物染料制备pH值变色织物的方法，其特征在于，所述植物为姜黄、桑葚或黑米中的任一种。
4.根据权利要求2所述的一种利用植物染料制备pH值变色织物的方法，其特征在于，乙醇溶液的体积浓度为50％；粉碎后的植物与乙醇溶液的用量比为1：2-10。
5.根据权利要求1所述的一种利用植物染料制备pH值变色织物的方法，其特征在于，步骤2中，织物预处理的过程为：
步骤2.1：称取水和十二水硫酸铝钾，配置预处理液；
步骤2.2：将步骤2.1所得预处理液加热至40℃时投入织物，继续升温至80℃，保温40min，然后将织物取出挤干水分，备用。
6.根据权利要求5所述的一种利用植物染料制备pH值变色织物的方法，其特征在于，步骤2.1中，十二水硫酸铝钾的用量为织物质量的5％。
7.根据权利要求5所述的一种利用植物染料制备pH值变色织物的方法，其特征在于，步骤2.1中，预处理液的浴比为1：50。
8.根据权利要求5所述的一种利用植物染料制备pH值变色织物的方法，其特征在于，步骤2.2中，织物为棉织物、丝织物、毛织物或锦纶织物中任一种。
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20151111 |