CN105821686B - 天然植物染料染色棉纤维面料的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种天然植物染料染色棉纤维面料的方法，采用从栀子果制取的天然植物染料将棉纤维面料染成蓝色，栀子果经过粉碎、筛选，去除植物油和果胶，提纯浓缩，上大孔树脂柱，添加纤维素酶等步骤后，获得天然的植物染料；棉纤维面料经过前处理去除表面杂质，再用定型机将棉纤维面料两浸两轧，再用小苏打处理之后，再加入稀土或稀土衍生物，再加入制取所得的植物染料，将棉纤维面料染成蓝色，最后经过水洗、皂洗、漂洗、脱水、烘干、定型，得到蓝色的棉质纤维面料。本发明染色方法采用从栀子果制取的天然的植物染料将棉纤维面料染成蓝色，染色效果良好，整个过程易于精准控制，可进行规模化生产，染色所得的棉纤维面料具有天然的抑菌效果。
Description
技术领域
本发明涉及纺织染整领域，特别涉及一种采用从栀子果制取的天然植物染料将棉纤维面料染成蓝色的方法。
背景技术
现阶段印染企业使用的大都是化工染料，比如活性染料，分散染料，酸性染料以及阳离子染料等等，这些都是从煤石油为原材料作为中间体由人工合成而生产的染料，对环境影响严重，而且一些化工染料对人体皮肤有一定的刺激性和过敏性，不利于身体健康。
相比化工染料，天然染料具有色泽自然鲜艳，安全性高，部分天然染料还具有一定的保健功能，深受人们喜爱。植物染料是天然染料中应用历史最悠久、应用面最广的染料。植物染料主要是从植物的茎、叶、花等部位提取得到，取自自然界，因此，植物染料以其无毒无害、无污染，色调高雅为优点，受到人们的关注。
在现有的植物染色领域，已经有部分植物染料被大家熟知以及使用，比如：大黄、茶叶、苏木和槐米等植物染料已经实现批量化应用，随着人们对环保生态方面的要求越来越高，纺织染整行业也早已把目光聚焦到绿色环保生产工艺看，因此，完善植物染料颜色色谱显得格外迫切，蓝色在颜色色谱里占有重要地位，目前，天然的蓝色植物染料，自然界中最常用的有板蓝根和靛蓝，板蓝根有效成分也称作大青叶，是经过一系列发酵过程，制作而成的一种还原染料，在实际工业化生产过程中不易控制；靛蓝现阶段可以应用但还不能规模化生产；因而有必要对采用植物染料将纺织面料染色成蓝色的方法工艺深入研究。
发明内容
针对现有技术中存在的上述问题，本发明所要解决的技术问题在于提供一种天然植物染料染色棉纤维面料的方法，该染色方法采用从栀子果制取的天然植物染料将棉纤维面料染成蓝色，染色效果良好，整个过程易于精准控制，可进行规模化生产，染色所得的棉纤维面料具有天然的抑菌效果。
本发明的技术方案如下：一种天然植物染料染色棉纤维面料的方法，该染色方法采用从栀子果制取的天然植物染料将棉纤维面料染成蓝色，具体的方法步骤如下：
(1)取一定重量的风干的栀子果，先将栀子果粉碎，再过15～30目筛，获得栀子碎果；
(2)将栀子碎果装入容器，加入栀子果重量的5～8倍的石油醚，超声波提取40～60min，减压过滤得滤液Ⅰ及滤渣Ⅰ；
(3)往滤渣Ⅰ中加入栀子果重量的10～15倍的70％乙醇，超声波提取40～60min，减压过滤得滤液Ⅱ及滤渣Ⅱ，再将滤液Ⅱ浓缩获得浓缩液；
(4)将浓缩液上大孔树脂柱，控制流速0.3～0.5ml/min；然后以5～8倍柱体积量的去离子水洗脱杂质，弃去洗脱液；再以5～8倍柱体积量的30％乙醇洗脱栀子苷，洗脱液用紫外分光光度计在236nm处检测，洗脱至紫外分光光度计检测的读数稳定在最小值，收集乙醇洗脱液；
(5)往乙醇洗脱液中加入纤维素酶，纤维素酶的重量为栀子果重量的5％～10％，然后常温放置5～10小时，天然植物染料制作完成；
(6)对棉纤维面料进行前处理，将棉纤维面料浸入水中，加入茶皂素，茶皂素的重量为棉纤维面料重量的6％-10％，然后加热至95℃～100℃，浸泡30～50min，去除棉纤维面料表面的杂质，最后将棉纤维面料脱水烘干；
(7)将步骤(6)所得的棉纤维面料在定型机上两浸两轧，轧余率为60％～90％，浸轧液为6～15g/L的一元羧酸和8～20g/L的催化剂；然后进行预烘，在80℃～90℃的条件下预烘3分钟，最后在进行焙烘，在130℃～170℃的条件下焙烘2分钟；
(8)将步骤(7)所得的棉纤维面料放入染缸，水洗，然后加入2～8g/L的小苏打，常温10分钟中和酸碱度，再水洗，最后加入稀土或稀土衍生物，用量为0.3％～1％，在常温条件下浸染20～40分钟，再用去离子水对棉纤维面料进行充分水洗；
(9)将步骤(5)制成的天然植物染料加入染缸，对步骤(8)所得的棉纤维面料进行染色，控制水温按1℃/min由常温加热至50℃～80℃，然后染2～3小时，棉纤维面料被染成蓝色，染色结束；
(10)将步骤(9)所得的蓝色的棉纤维面料进行水洗去除没有染色的废液，再皂洗去除蓝色的棉纤维面料表面的赃污，再用水漂洗后脱水、烘干、定型，得到蓝色的棉纤维面料。
进一步地，所述步骤(7)采用的一元羧酸为甲酸或乙酸，步骤(7)采用的催化剂为磷酸三钠。
进一步地，所述步骤(8)采用的稀土为镧、铈、镨、钕或钷；采用的稀土衍生物为稀土的氧化物、碳酸化稀土或氯化稀土；稀土或稀土衍生物的用量为0.3％～1％，根据棉纤维结构、上染率和染色深浅来决定具体用量。
进一步地，所述步骤(4)采用的大孔树脂柱为D101大孔树脂柱、H103大孔树脂柱或DM11大孔树脂柱。
进一步地，所述步骤(5)采用的纤维素酶为160～200万活力单位的复合纤维素酶。
本发明的有益效果如下：
1.本发明的染色方法是从栀子果制取天然植物染料，并用制取的天然植物染料将棉纤维面料染成蓝色，克服了天然的蓝色染料较难工业化生产的弊端，染色所得的蓝色棉纤维面料色泽柔和、古朴、自然，染色均匀，染色色牢度良好，耐洗色牢度达到4-5级，不褪色、不变色，具有良好的染色效果；
2.本发明的染色方法整个过程易于精准控制，可进行规模化生产，与采用化工染料染色相比，本发明的染色方法成本并不高，具有十分广阔的前景；
3.栀子具有药用和食用价值，还有一定的消炎抗菌作用，是可再生资源，对环境、人体没有危害，采用从栀子果制取获得的天然植物染料进行染色，染色所得的棉纤维面料具有天然的抑菌效果，有利于人体健康，也有利于生态环保。
具体实施方式
一种天然植物染料染色棉纤维面料的方法，该染色方法采用从栀子果制取的天然植物染料将棉纤维面料染成蓝色，具体的方法步骤如下：
(1)取一定重量的风干的栀子果，先将栀子果粉碎，再过15～30目筛，获得栀子碎果；
(2)将栀子碎果装入容器，加入栀子果重量的5～8倍的石油醚，超声波提取40～60min，减压过滤得滤液Ⅰ及滤渣Ⅰ；可将滤渣Ⅰ再装入容器内，按上述方法重复操作两次，最终获得的滤渣Ⅰ用于制取天然植物染料；此步骤主要是采用石油醚去除栀子碎果里的植物油和果胶等，可将三次所得的滤液Ⅰ合并，回收石油醚，浓缩得到栀子果油，得油率为5％～7％，回收的石油醚灌装到密闭的容器内；
(3)往步骤(2)获得的滤渣Ⅰ中加入重量为步骤(1)的栀子果重量的10～15倍的70％乙醇，超声波提取40～60min，减压过滤得滤液Ⅱ及滤渣Ⅱ，再将滤液Ⅱ浓缩获得浓缩液；浓缩液中包含有栀子酸、栀子素和栀子苷，而滤渣Ⅱ则是已经被提取出色素后的栀子碎果；
(4)将浓缩液上大孔树脂柱，控制流速0.3～0.5ml/min，使栀子酸、栀子素和栀子苷充分吸附；然后以5～8倍柱体积量的去离子水洗脱杂质，弃去洗脱液；再以5～8倍柱体积量的30％乙醇洗脱栀子苷，洗脱液用紫外分光光度计在236nm处检测，洗脱至紫外分光光度计检测的读数稳定在最小值，收集乙醇洗脱液；此步骤采用的大孔树脂柱为D101大孔树脂柱、H103大孔树脂柱或DM11大孔树脂柱；
(5)往乙醇洗脱液中加入纤维素酶，纤维素酶的重量为步骤(1)的栀子果重量的5％～10％，然后常温放置5～10小时，天然植物染料制作完成；此步骤采用的纤维素酶为160～200万活力单位的复合纤维素酶；
(6)对棉纤维面料进行前处理，将棉纤维面料浸入水中，加入茶皂素，茶皂素的重量为棉纤维面料重量的6％-10％，然后加热至95℃～100℃，浸泡30～50min，去除棉纤维面料表面的杂质，最后将棉纤维面料脱水烘干；去除棉纤维面料表面的杂质有助于达到良好上色的效果；
(7)将步骤(6)所得的棉纤维面料在定型机上两浸两轧，轧余率为60％～90％，浸轧液为6～15g/L的一元羧酸和8～20g/L的催化剂；然后进行预烘，在80℃～90℃的条件下预烘3分钟，最后在进行焙烘，在130℃～170℃的条件下焙烘2分钟；此步骤采用的一元羧酸为甲酸或乙酸，采用的催化剂为磷酸三钠；使用的定型机为现有技术设备；
(8)将步骤(7)所得的棉纤维面料放入染缸，水洗，然后加入2～8g/L的小苏打，常温10分钟中和酸碱度，再水洗，最后加入稀土或稀土衍生物，用量为0.3％～1％，在常温条件下浸染20～40分钟，再用去离子水对棉纤维面料进行充分水洗；此步骤采用的稀土为镧、铈、镨、钕或钷；采用的稀土衍生物为稀土的氧化物、碳酸化稀土或氯化稀土；稀土或稀土衍生物的用量为0.3％～1％，根据棉纤维结构、上染率和染色深浅来决定具体用量；
(9)将步骤(5)制成的天然植物染料加入染缸，对步骤(8)所得的棉纤维面料进行染色，控制水温按1℃/min由常温加热至50℃～80℃，然后染2～3小时，棉纤维面料被染成蓝色，染色结束；此步骤植物染料的用量根据染色的深浅来决定，实际生产当中也是根据客户的需求决定，植物染料是一种染料水染液，染液里染料溶质的量对比纤维重量一般在0.1％～1％；植物染料与稀土或稀土衍生物改性后，使稀土或稀土衍生物显现蓝色；
(10)将步骤(9)所得的蓝色的棉纤维面料进行水洗去除没有染色的废液，再皂洗去除蓝色的棉纤维面料表面的赃污，再用水漂洗后脱水、烘干、定型，得到蓝色的棉纤维面料。
本发明方法的染色原理是：通过一元羧酸与棉纤维的纤维素大分子酯化反应，相邻的两个羧基首先脱水成酐，酸酐再进一步与纤维素大分子上的羟基反应生成酯，在纤维素大分子之间引入酯交联来改性棉纤维面料，再经过小苏打的处理后，加入稀土或稀土衍生物，再加入从栀子果制取的天然植物染料，稀土或稀土衍生物以离子键的形式吸附天然植物染料，进行反应，将棉纤维面料染成蓝色。
本发明的染色方法是从栀子果制取天然的植物染料，并用制取的天然植物染料将棉纤维面料染成蓝色，克服了天然的蓝色染料较难工业化生产的弊端，为植物染色领域在色谱完整性的方面上迈进一大步，染色所得的蓝色棉纤维面料色泽柔和、古朴、自然，染色均匀，染色色牢度良好，耐洗色牢度达到4-5级，不褪色、不变色，具有良好的染色效果；另外，本发明的染色方法整个过程易于精准控制，可进行规模化生产，与采用化工染料染色相比，本发明的染色方法成本并不高，具有十分广阔的前景；栀子具有药用和食用价值，还有一定的消炎抗菌作用，是可再生资源，对环境、人体没有危害，采用从栀子果制取获得的天然植物染料进行染色，可以使棉纤维面料摆脱有毒化工染料的侵害，染色所得的棉纤维面料具有天然的抑菌效果，有利于人体健康，也有利于生态环保。
以上仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种天然植物染料染色棉纤维面料的方法，其特征在于，该染色方法采用从栀子果制取的天然植物染料将棉纤维面料染成蓝色，具体的方法步骤如下：
(1)取一定重量的风干的栀子果，先将栀子果粉碎，再过15～30目筛，获得栀子碎果；
(2)将栀子碎果装入容器，加入栀子果重量的5～8倍的石油醚，超声波提取40～60min，减压过滤得滤液Ⅰ及滤渣Ⅰ；
(3)往滤渣Ⅰ中加入栀子果重量的10～15倍的70％乙醇，超声波提取40～60min，减压过滤得滤液Ⅱ及滤渣Ⅱ，再将滤液Ⅱ浓缩获得浓缩液；
(4)将浓缩液上大孔树脂柱，控制流速0.3～0.5ml/min；然后以5～8倍柱体积量的去离子水洗脱杂质，弃去洗脱液；再以5～8倍柱体积量的30％乙醇洗脱栀子苷，洗脱液用紫外分光光度计在236nm处检测，洗脱至紫外分光光度计检测的读数稳定在最小值，收集乙醇洗脱液；
(5)往乙醇洗脱液中加入纤维素酶，纤维素酶的重量为栀子果重量的5％～10％，然后常温放置5～10小时，天然植物染料制作完成；
(6)对棉纤维面料进行前处理，将棉纤维面料浸入水中，加入茶皂素，茶皂素的重量为棉纤维面料重量的6％-10％，然后加热至95℃～100℃，浸泡30～50min，去除棉纤维面料表面的杂质，最后将棉纤维面料脱水烘干；
(7)将步骤(6)所得的棉纤维面料在定型机上两浸两轧，轧余率为60％～90％，浸轧液为6～15g/L的一元羧酸和8～20g/L的催化剂；然后进行预烘，在80℃～90℃的条件下预烘3分钟，最后在进行焙烘，在130℃～170℃的条件下焙烘2分钟；
(8)将步骤(7)所得的棉纤维面料放入染缸，水洗，然后加入2～8g/L的小苏打，常温10分钟中和酸碱度，再水洗，最后加入稀土或稀土衍生物，用量为0.3％～1％，在常温条件下浸染20～40分钟，再用去离子水对棉纤维面料进行充分水洗；
(9)将步骤(5)制成的天然植物染料加入染缸，对步骤(8)所得的棉纤维面料进行染色，控制水温按1℃/min由常温加热至50℃～80℃，然后染2～3小时，棉纤维面料被染成蓝色，染色结束；
(10)将步骤(9)所得的蓝色的棉纤维面料进行水洗去除没有染色的废液，再皂洗去除蓝色的棉纤维面料表面的赃污，再用水漂洗后脱水、烘干、定型，得到蓝色的棉纤维面料。
2.根据权利要求1所述的天然植物染料染色棉纤维面料的方法，其特征在于：所述步骤(7)采用的一元羧酸为甲酸或乙酸，步骤(7)采用的催化剂为磷酸三钠。
3.根据权利要求1所述的天然植物染料染色棉纤维面料的方法，其特征在于：所述步骤(8)采用的稀土为镧、铈、镨、钕或钷；采用的稀土衍生物为稀土的氧化物、碳酸化稀土或氯化稀土；稀土或稀土衍生物的用量为0.3％～1％，根据棉纤维结构、上染率和染色深浅来决定具体用量。
4.根据权利要求1所述的天然植物染料染色棉纤维面料的方法，其特征在于：所述步骤(4)采用的大孔树脂柱为D101大孔树脂柱、H103大孔树脂柱或DM11大孔树脂柱。
5.根据权利要求1所述的天然植物染料染色棉纤维面料的方法，其特征在于：所述步骤(5)采用的纤维素酶为160～200万活力单位的复合纤维素酶。
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