CN106884340B - 一种纤维素纤维织物天然染料染色方法 - Google Patents

一种纤维素纤维织物天然染料染色方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种纤维素纤维织物天然染料染色方法，该方法选用无机鞣革下脚料碱性水解制备胶原蛋白水解液，将其用于纤维素纤维织物整理，然后采用天然染料对经整理的织物进行染色，胶原蛋白水解液中残存的微量的无机金属盐鞣剂，在天然染料染色过程中，起到媒染剂的作用；二异氰酸酯交联剂提高了胶原蛋白与纤维素纤维织物的结合牢度。与未经整理的纤维素纤维织物相比，本发明的胶原蛋白水解液整理的纤维素纤维织物其天然染料染色性能明显改善。

Description

一种纤维素纤维织物天然染料染色方法
技术领域
本发明属纺织染整技术领域，特别是涉及一种纤维素纤维织物天然染料染色方法。
背景技术
天然染料源自自然，用其染色的纺织品色泽柔和自然、味道清新淡雅，且大多数用来提取染料的植物本身就是中草药，从而使得天然染料染色纺织品具有一定的抗菌性能，因此，天然染料染色纺织品受到越来越多的人喜爱。一般天然染料对蚕丝、羊毛等蛋白质纤维的可染性较好，由于纤维素纤维上的反应基团单一，天然染料对纤维素纤维织物的上染性能普遍较差，通常需要进行一些改性处理。
我国是制革大国，皮革生产过程中，产生大量的制革下脚料。这些随意抛弃的制革下脚料不仅造成资源的浪费，而且还导致环境污染。制革下脚料富含18种氨基酸，与人体皮肤有很好的亲和性。目前，仅有少量明胶蛋白用于纺织品后整理的报道，采用制革下脚料制备胶原蛋白整理液，用于纤维素纤维预处理，然后再用天然染料对其进行染色，该方法未见类似报道。
发明内容
本发明解决的技术问题是，首先从无机鞣革下脚料中提取胶原蛋白，用其对纤维素纤维织物进行处理，再用天然染料对处理后的纤维素纤维织物进行染色，以提高纤维素纤维天然染料染色性能。
为实现上述目的，本发明提供的技术方案是：一种纤维素纤维织物天然染料染色方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)胶原蛋白水解液的制备：准确称取一定量的制革下脚料，将其加入质量分数为10％-20％NaOH溶液中，制革下脚料与NaOH溶液质量之比为1:8-1:16，然后在80-100℃下水解1-3h；水解结束后，过滤，得到的黄色粘稠液即胶原蛋白水解液，采用冰醋酸调节水解液pH值至中性，备用；
(2)纤维素纤维织物预处理：准确量取100mL上述胶原蛋白水解液，将纤维素纤维织物浸入胶原蛋白水解液中，两浸两轧，轧余率80％-90％，60-75℃预烘5-10min后，再浸泡在一定浓度的交联剂溶液中，一定温度下交联反应一定时间，反应结束后，水洗3-5次，80-85℃下烘干，备用；
(3)天然染料染色：采用天然染料对经步骤(2)处理的纤维素纤维织物进行染色，天然染料用量为2-4％(o.w.f)，浴比1:10-30，染色温度60-90℃，染色时间30-90min，染色结束后，织物经水洗3-5次，自然晾干。
作为优选，步骤(1)中所述的制革下脚料为铬鞣革下脚料、铝鞣革下脚料、铁鞣革下脚料、锆鞣革下脚料、钛鞣革下脚料、稀土鞣革下脚料中的一种。
作为优选，步骤(2)中所述的纤维素纤维织物为棉、麻、粘胶织物或两者的交织物。
作为优选，步骤(2)中所述的交联剂为六亚甲基二异氰酸酯、对苯二异氰酸酯、甲苯-2,4-二异氰酸酯、二苯甲烷二异氰酸酯中的一种，交联剂溶液为上述二异氰酸酯的乙醇溶液，二异氰酸酯与无水乙醇的质量之比为0.2-0.6:50。
作为优选，步骤(2)中所述的交联反应温度为20-50℃，交联反应时间12-24h。
作为优选，步骤(3)中所述的天然染料为提取自姜黄、茜草、栀子黄、石榴皮、板栗壳、芡实壳、桑葚、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。
本发明选用无机鞣革下脚料碱性水解制备胶原蛋白水解液，水解后通过过滤可除去无机鞣革中绝大部分无机金属盐鞣剂，残存在胶原蛋白水解液中微量的无机金属盐鞣剂，在后续的天然染料染色过程中，起到媒染剂的作用；采用二异氰酸酯作为交联剂，胶原蛋白上的氨基、羧基、羟基以及纤维素纤维上的氨基可与异氰酸酯基发生共价交联，提高胶原蛋白与纺织品的结合牢度。
本发明的有益效果在于：
(1)以制革下脚料为原料，制备胶原蛋白水解液，减少皮革胶原蛋白的浪费，利于环境保护；且原料易得，节省了纤维素纤维织物的改性成本。
(2)以二异氰酸酯作为交联剂，提高胶原蛋白与纤维素纤维结合牢度。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
实施例1
(1)胶原蛋白水解液的制备：准确称取一定量的铬鞣革下脚料，将其加入质量分数为10％NaOH溶液中，铬鞣革下脚料与NaOH溶液质量之比为1:8，然后在80℃下水解3h；水解结束后，过滤，得到的黄色粘稠液即胶原蛋白水解液，采用冰醋酸调节水解液pH值至中性，备用；
(2)纤维素纤维织物预处理：准确量取100mL上述胶原蛋白水解液，将棉织物浸入胶原蛋白水解液中，两浸两轧，轧余率80％，60℃预烘10min后，再浸泡在六亚甲基二异氰酸酯与无水乙醇质量之比为0.2:50的二异氰酸酯乙醇溶液中，20℃交联反应时间24h，反应结束后，水洗3次，80℃下烘干，备用；
(3)天然染料染色：采用姜黄天然染料对经步骤(2)处理的棉织物进行染色，天然染料用量为2％(o.w.f)，浴比1:10，染色温度60℃，染色时间90min，染色结束后，织物经水洗3次，自然晾干。
比较例1-1
采用姜黄天然染料对未经胶原蛋白水解液整理的棉织物进行染色，天然染料用量为2％(o.w.f)，浴比1:10，染色温度60℃，染色时间90min，染色结束后，织物经水洗3次，自然晾干。
比较例1-2
(1)胶原蛋白水解液的制备：准确称取一定量的铬鞣革下脚料，将其加入质量分数为10％NaOH溶液中，铬鞣革下脚料与NaOH溶液质量之比为1:8，然后在80℃下水解3h；水解结束后，过滤，得到的黄色粘稠液即胶原蛋白水解液，采用冰醋酸调节水解液pH值至中性，备用；
(2)纤维素纤维织物预处理：准确量取100mL上述胶原蛋白水解液，将棉织物浸入胶原蛋白水解液中，两浸两轧，轧余率80％，60℃预烘10min后，80℃下烘干，备用；
(3)天然染料染色：采用姜黄天然染料对经步骤(2)处理的棉织物进行染色，天然染料用量为2％(o.w.f)，浴比1:10，染色温度60℃，染色时间90min，染色结束后，织物经水洗3次，自然晾干。
实施例2
(1)胶原蛋白水解液的制备：准确称取一定量的铝鞣革下脚料，将其加入质量分数为20％NaOH溶液中，铝鞣革下脚料与NaOH溶液质量之比为1:16，然后在100℃下水解1h；水解结束后，过滤，得到的黄色粘稠液即胶原蛋白水解液，采用冰醋酸调节水解液pH值至中性，备用；
(2)纤维素纤维织物预处理：准确量取100mL上述胶原蛋白水解液，将麻织物浸入胶原蛋白水解液中，两浸两轧，轧余率90％，75℃预烘5min后，再浸泡在对苯二异氰酸酯与无水乙醇的质量之比为0.6:50的二异氰酸酯乙醇溶液中，50℃下交联反应时间12h，反应结束后，水洗5次，85℃下烘干，备用；
(3)天然染料染色：采用板栗壳天然染料对经步骤(2)处理的麻织物进行染色，天然染料用量为4％(o.w.f)，浴比1:30，染色温度90℃，染色时间30min，染色结束后，织物经水洗5次，自然晾干。
比较例2
采用板栗壳天然染料对未经胶原蛋白水解液整理的麻织物进行染色，天然染料用量为4％(o.w.f)，浴比1:30，染色温度90℃，染色时间30min，染色结束后，织物经水洗5次，自然晾干。
实施例3
(1)胶原蛋白水解液的制备：准确称取一定量的铁鞣革下脚料，将其加入质量分数为15％NaOH溶液中，铁鞣革下脚料与NaOH溶液质量之比为1:10，然后在90℃下水解2h；水解结束后，过滤，得到的黄色粘稠液即胶原蛋白水解液，采用冰醋酸调节水解液pH值至中性，备用；
(2)纤维素纤维织物预处理：准确量取100mL上述胶原蛋白水解液，将粘胶织物浸入胶原蛋白水解液中，两浸两轧，轧余率85％，65℃预烘8min后，再浸泡在甲苯-2,4-二异氰酸酯与无水乙醇的质量之比为0.4:50二异氰酸酯乙醇溶液中，40℃下交联反应时间18h，反应结束后，水洗4次，82℃下烘干，备用；
(3)天然染料染色：采用苏木天然染料对经步骤(2)处理的粘胶织物进行染色，天然染料用量为3％(o.w.f)，浴比1:20，染色温度70℃，染色时间60min，染色结束后，织物经水洗4次，自然晾干。
比较例3
采用苏木天然染料对未经胶原蛋白水解液整理的粘胶织物进行染色，天然染料用量为3％(o.w.f)，浴比1:20，染色温度70℃，染色时间60min，染色结束后，织物经水洗4次，自然晾干。
实施例4
(1)胶原蛋白水解液的制备：准确称取一定量的稀土鞣革下脚料，将其加入质量分数为18％NaOH溶液中，稀土鞣革下脚料与NaOH溶液质量之比为1:12，然后在95℃下水解2.5h；水解结束后，过滤，得到的黄色粘稠液即胶原蛋白水解液，采用冰醋酸调节水解液pH值至中性，备用；
(2)纤维素纤维织物预处理：准确量取100mL上述胶原蛋白水解液，将棉麻混纺织物浸入胶原蛋白水解液中，两浸两轧，轧余率80％，70℃预烘6min后，再浸泡在二苯甲烷二异氰酸酯与无水乙醇的质量之比为0.5:50的二异氰酸酯乙醇溶液中，30℃交联反应时间20h，反应结束后，水洗5次，84℃下烘干，备用；
(3)天然染料染色：采用芡实壳天然染料对经步骤(2)处理的棉麻混纺织物进行染色，天然染料用量为2.5％(o.w.f)，浴比1:15，染色温度80℃，染色时间45min，染色结束后，织物经水洗5次，自然晾干。
比较例4
采用芡实壳天然染料对未经胶原蛋白水解液整理的棉麻混纺织物进行染色，天然染料用量为2.5％(o.w.f)，浴比1:15，染色温度80℃，染色时间45min，染色结束后，织物经水洗5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。
染色牢度测试：耐摩擦色牢度按GB/T 3920-2008规定方法测定；耐洗色牢度按GB/T3921-2008规定方法测定。
表1染色织物颜色深度(K/S值)和色牢度
从表1数据可看出，与未经胶原蛋白整理的纤维素纤维织物相比，采用本发明胶原蛋白水解液整理的纤维素纤维织物其天然染料染色性能明显改善，不仅染色织物K/S值明显提高，染色织物各项色牢度也有较大提高，且洗涤20次后，染色织物的K/S值、色牢度未降低；而未经整理的纤维素纤维织物经20次洗涤后，其K/S值显著降低。此外，比较例1-2由于未经交联处理，胶原蛋白与纤维素纤维结合较弱，洗涤20次后，染色织物K/S值明显降低。

Claims (4)

1.一种纤维素纤维织物天然染料染色方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)胶原蛋白水解液的制备：准确称取一定量的制革下脚料，将其加入质量分数为10％-20％NaOH溶液中，制革下脚料与NaOH溶液质量之比为1:8-1:16，然后在80-100℃下水解1-3h；水解结束后，过滤，得到的黄色粘稠液即胶原蛋白水解液，采用冰醋酸调节水解液pH值至中性，备用；
(2)纤维素纤维织物预处理：准确量取100mL上述胶原蛋白水解液，将纤维素纤维织物浸入胶原蛋白水解液中，两浸两轧，轧余率80％-90％，60-75℃预烘5-10min后，再浸泡在一定浓度的交联剂溶液中，其中，交联剂为六亚甲基二异氰酸酯、对苯二异氰酸酯、甲苯-2,4-二异氰酸酯、二苯甲烷二异氰酸酯中的一种，交联剂溶液为上述二异氰酸酯的乙醇溶液，二异氰酸酯与无水乙醇的质量之比为0.2-0.6:50；在20-50℃下交联反应12-24h，反应结束后，水洗3-5次，80-85℃下烘干，备用；
(3)天然染料染色：采用天然染料对经步骤(2)处理的纤维素纤维织物进行染色，天然染料用量为2-4％(o.w.f)，浴比1:10-30，染色温度60-90℃，染色时间30-90min，染色结束后，织物经水洗3-5次，自然晾干。
2.根据权利要求1所述的一种纤维素纤维织物天然染料染色方法，其特征在于：步骤(1)中所述的制革下脚料为铬鞣革下脚料、铝鞣革下脚料、锆鞣革下脚料、钛鞣革下脚料、稀土鞣革下脚料中的一种。
3.根据权利要求1所述的一种纤维素纤维织物天然染料染色方法，其特征在于：步骤(2)中所述的纤维素纤维织物为棉、麻、粘胶织物或两者的交织物。
4.根据权利要求1所述的一种纤维素纤维织物天然染料染色方法，其特征在于：步骤(3)中所述的天然染料为提取自姜黄、茜草、栀子黄、石榴皮、板栗壳、芡实壳、桑葚、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。
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