CN110079120A - 一种天然染料及染色方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种天然染料及染色方法，所述染料是将雪菊花瓣晾干粉碎后，加入水中，超声提取制得的。所述天然染料对各种织物均具有较强的亲和力，用于各种织物的直接染色或媒染染色，均具有染色着色率高、色牢度好、工艺简洁的优点，同时，又赋予织物特殊的保健性能，有广阔的应用前景。

Description

一种天然染料及染色方法
技术领域
本发明涉及纺织化学技术领域，尤其涉及一种天然染料及染色方法。
背景技术
现阶段印染企业使用的大都是合成染料，比如活性染料，分散染料，酸性染料以及阳离子染料等，合成染料染色织物具有染色牢度高、颜色鲜艳、色彩丰富以及染色快捷简单等优点。但是，合成染料对环境影响严重，而且一些合成染料对人体皮肤有一定的刺激性，有些合成染料还会导致严重的过敏问题出现，不利于身体健康。植物染料在人类发展历程上有着悠久的应用历史，主要是从植物的茎、叶、花等部位提取得到，无毒无害，对皮肤无过敏性和致癌性，具有较好的生物可降解性和环境相容性，除染色功能外，还具有药物、香料等多种功能。
雪菊，又名两色金鸡菊，学名蛇目菊，广泛分布于我国新疆和田地区，海拔3000m以上的昆仑山北麓一带较多，在昆仑山一带民间又称清三高花。雪菊是药食两用植物，又是许多保健食品的原料。由于生长环境较少污染、海拔高，经过雪水净化、冰霜磨砺，吸收雪水中的矿物质和微量元素，雪菊中富含多种特殊的对人体有益的成分，具有调节三高、减肥养颜、抗菌消炎、营养心肌和改善睡眠质量等功效，已成为营养学家、药理学家以及养生专家研究的热点。而且，因为生长环境昼夜温差大，雪菊花瓣的颜色也更加鲜艳，呈金黄色。从雪菊中提取天然染料并应用于纺织品染色，对于增加天然染料品种与色谱，提高纺织品的附加价值具有十分重要的意义。目前，关于雪菊色素的提取方法的报道较多，且主要应用于食品着色方面，但是，还没有将其用于织物染色方面的应用研究。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供一种天然染料及染色方法。
为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案是：
一种天然染料，所述染料是将雪菊花瓣晾干粉碎后，加入水中，超声提取制得的。
相对于现有技术，本发明选择雪菊为染料提取的原料，由于特殊的生长环境，雪菊花瓣的颜色更加鲜艳，呈金黄色，利用超声水提取的方法对雪菊进行提取，所得的天然染料对各种织物均具有较强的亲和力，用于各种织物的直接染色或媒染染色，均具有染色着色率高、色牢度好、工艺简洁的优点；且提取溶剂为水，不含有任何有机溶剂、不添加生物酶，染色织物与人体亲近性好，穿着安全，不会有致癌、致畸作用或引起过敏反应，而且染色织物具有天然的抑菌效果，对人体具有一定的保健作用，同时，提取过程也不会造成环境污染，具备良好的生态相容性。
优选的，所述水的加入量为所述雪菊花瓣质量的600-800倍。
优选的，超声提取的功率为300-350W。
更优选的，超声提取的功率为320W。
优选的，超声提取的温度为60-80℃，超声提取的时间为35-50min。
现有的雪菊色素提取工艺一般是以乙醇水溶液作为提取溶剂，或者加入生物酶进行酶解，提取工艺复杂，提取所得的色素用于织物染色也容易引起过敏反应，本发明优选的提取工艺，以水作为提取溶剂，不添加任何有机溶剂以及生物酶，使得提取物与人体的亲近性更好。
优选的工艺参数可提高提取效率，充分提取雪菊中的色素，且提取所得的天然染料为直接型染料，采用无媒染工艺，染色效果与媒染染色效果相当。
本发明还提供了一种利用上述天然染料对待染物进行染色的方法。
优选的，所述染色方法包括如下步骤：将待染物放入所述天然染料的染液中进行直接染色，水洗，晾干；其中，所述染液的pH为3-6，浴比为45-55:1，染色温度为10-50℃，染色时间为40-60min；所述天然染料的染液为：超声提取液经过滤后的液体，或前述液体精制后得到的固体溶解在水中所得。
现有的天然染料直接染色织物通常存在染色牢度差的问题，采用本发明提供的雪菊天然染料，配合上述优选的无媒染染色工艺，可使染色织物的皂洗色牢度达到4-5级，湿摩擦牢度达到4-5级，干摩擦牢度达到5级，达到与媒染染色工艺相同的染色效果。
优选的，所述染色方法包括如下步骤：将待染物放入所述天然染料的染液中，染色15-25min，加入媒染剂对织物继续进行染色，染色25-35min，水洗，晾干；其中，所述染液的pH为3-6，浴比为45-55:1，染色温度为10-50℃；所述天然染料的染液为：超声提取液经过滤后的液体，或前述液体精制后得到的固体溶解在水中所得。
优选的后媒染染色工艺，可使织物染色均匀，染色色牢度良好，皂洗色牢度达到4-5级，不褪色、不变色，具有良好的染色效果。
采用本发明提供的雪菊提取物作为天然染料对待染物进行染色，可直接采用超声提取过滤后的液体作为染液对待染物进行染色，也可以采用将前述液体经过本领域常规的精制手段得到的固体溶解在水中作为染液对待染物进行染色，染液的浓度可根据需要染色的深度或者根据实际需要进行调整。
现有天然染料的染色温度一般在70-95℃利用本发明提供的天然染料可实现在较低温度下，例如室温不加热的条件下，通过直接染色法或媒染染色法，使织物染色均匀，且染色色牢度良好，还有利于降低能耗和生产成本。采用本发明优选的染色温度和优选的染液pH条件，可避免高温和强酸碱性条件对雪菊中天然色素的破坏，提高了天然染料染色的匀染性。
优选的，所述媒染剂的加入量为所述待染物质量的0.4-5％。
优选的，所述媒染剂为硫酸铝钾、硫酸亚铁或硫酸铜。
加入媒染剂，可促进织物上染，改善染色牢度，采用上述媒染剂，媒染织物可获得从浅黄色到深棕色的不同色调，丰富了染色织物的颜色，提高了本发明提供的天然染料的可应用性。
优选的，所述待染物为涤纶、锦纶、腈纶、羊毛、麻纤维、蚕丝织物或棉织物。
本发明所述的待染物包括但不仅限于涤纶、锦纶、腈纶、羊毛、麻纤维、蚕丝织物或棉织物，采用本发明提供的天然染料对上述待染物进行直接染色或媒染染色，均可取得较好的染色效果。
采用本发明提供的天然染料和染色工艺，使天然植物染料具备了大规模工业化生产的条件，同时缩短了生产时间，有效提高了生产效率，降低了生产成本，节约了能耗，符合现在节能减排的要求。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
天然染料的制备：
将市售的昆仑雪菊的花瓣研磨，取其中2g的昆仑雪菊，加水1200mL，以超声温度60℃，超声功率为300W的条件下，进行超声波辅助提取50min，将残渣过滤，得染液。
直接染色：
选用经过前处理的棉织物10克，投入450mL上述染液中，搅拌，染液的pH值为5-6，染色温度为30℃，染色时间为50min，染色完毕取出布样，水洗后自然晾干，织物得色均匀，测得染后织物的K/S值3.3，皂洗色牢度达到4-5级，湿摩擦牢度达到4级，干摩擦牢度达到5级。
后媒染染色：
选用经过前处理的棉织物10g，投入450mL上述染液中，搅拌，染液的pH值为5-6，染色温度为30℃，先染色20min，然后加入棉织物重量0.4％的硫酸铝钾，继续染色35min，染色完毕后取出布样，水洗后自然晾干，织物得色均匀，测得染后织物的K/S值3.7，皂洗色牢度达到4-5级，湿摩擦牢度达到4-5级，干摩擦牢度达到5级。
将上述硫酸铝钾替换为硫酸铜，按照上述工艺进行染色，染色完毕后取出布样，水洗后自然晾干，测得染后织物的K/S值3.4，皂洗色牢度达到4级，湿摩擦牢度达到4级，干摩擦牢度达到5级。
将上述硫酸铝钾替换为硫酸亚铁，按照上述工艺进行染色，染色完毕后取出布样，水洗后自然晾干，测得染后织物的K/S值2.5，皂洗色牢度达到3-4级，湿摩擦牢度达到4级，干摩擦牢度达到4-5级。
实施例2
天然染料的制备：
将市售的昆仑雪菊的花瓣研磨，取其中2g的昆仑雪菊，加水1400mL，以超声温度为80℃，超声功率为320W的条件下，进行超声波辅助提取45min，将残渣过滤，得染液。
直接染色：
选用经过前处理的棉织物10克，投入500mL上述染液中，搅拌，染液的pH值为4-5，染色温度为10℃，染色时间为60min，染色完毕取出布样，水洗后自然晾干，织物得色均匀，测得染后织物的K/S值3.6，皂洗色牢度达到4-5级，湿摩擦牢度达到4级，干摩擦牢度达到5级。
后媒染染色：
选用经过前处理的棉织物10g，投入500mL上述染液中，搅拌，染液的pH值为4-5，染色温度为10℃，先染色25min，然后加入棉织物重量2.5％的硫酸铝钾，继续染色30min，染色完毕后取出布样，水洗后自然晾干，织物得色均匀，测得染后织物的K/S值4.9，皂洗色牢度达到4-5级，湿摩擦牢度达到4-5级，干摩擦牢度达到5级。
将上述硫酸铝钾替换为硫酸铜，按照上述工艺进行染色，染色完毕后取出布样，水洗后自然晾干，测得染后织物的K/S值5.6，皂洗色牢度达到4级，湿摩擦牢度达到4级，干摩擦牢度达到5级。
将上述硫酸铝钾替换为硫酸亚铁，按照上述工艺进行染色，染色完毕后取出布样，水洗后自然晾干，测得染后织物的K/S值4.4，皂洗色牢度达到3-4级，湿摩擦牢度达到4级，干摩擦牢度达到4-5级。
实施例1-2中所述的经过前处理的棉织物均为市售的可直接用于染色的棉织物。
实施例3
天然染料的制备：
将市售的昆仑雪菊的花瓣研磨，取其中2g的昆仑雪菊，加水1600mL，以超声温度为70℃，超声功率为350W的条件下，进行超声波辅助提取35min，将残渣过滤，得染液。
直接染色：
选用待染的蚕丝织物10克，投入550mL上述染液中，搅拌，染液的pH值为3-4，染色温度为50℃，染色时间为40min，染色完毕取出布样，水洗后自然晾干，织物得色均匀，测得染后织物的K/S值4.7，皂洗色牢度达到4-5级，湿摩擦牢度达到4-5级，干摩擦牢度达到5级。
后媒染染色：
选用待染的蚕丝织物10g，投入550mL上述染液中，搅拌，染液的pH值为3-4，染色温度为50℃，先染色15min，然后加入棉织物重量5％的硫酸铝钾，继续染色25min，染色完毕后取出布样，水洗后自然晾干，织物得色均匀，测得染后织物的K/S值3.5，皂洗色牢度达到4-5级，湿摩擦牢度达到4-5级，干摩擦牢度达到5级。
将上述硫酸铝钾替换为硫酸铜，按照上述工艺进行染色，染色完毕后取出布样，水洗后自然晾干，测得染后织物的K/S值4.1，皂洗色牢度达到4-5级，湿摩擦牢度达到4-5级，干摩擦牢度达到5级。
将上述硫酸铝钾替换为硫酸亚铁，按照上述工艺进行染色，染色完毕后取出布样，水洗后自然晾干，测得染后织物的K/S值4.6，皂洗色牢度达到3-4级，湿摩擦牢度达到4-5级，干摩擦牢度达到4-5级。
对比例1
天然染料的制备：
将市售的昆仑雪菊的花瓣研磨，取其中2g的昆仑雪菊，加入1400mL60％wt乙醇水溶液，以超声温度为60℃，超声功率为320W的条件下，进行超声波辅助提取45min，将残渣过滤，得染液。
直接染色：
选用经过前处理的棉织物10克，投入500mL上述染液中，搅拌，染液的pH值为5-6，染色温度为30℃，染色时间为50min，染色完毕取出布样，水洗后自然晾干，织物得色均匀，测得染后织物的K/S值3.1，皂洗色牢度达到3-4级，湿摩擦牢度达到4级，干摩擦牢度达到3-4级。
从上述实施例中可以看出，采用本发明提供的雪菊天然染料，可在无媒染剂的条件下通过直接染色工艺，达到与媒染染色工艺相同的染色效果，说明本发明提供的从雪菊中提取的天然染料自身可作为天然媒染剂，从而使得采用无媒染工艺，染色棉织物和丝织物的色牢度均可达到4-5级。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种天然染料，其特征在于，所述染料是将雪菊花瓣晾干粉碎后，加入水中超声提取制得的。
2.如权利要求1所述的天然染料，其特征在于，所述水的加入量为所述雪菊花瓣质量的600-800倍。
3.如权利要求1所述的天然染料，其特征在于，超声提取的功率为300-350W；和/或
超声提取的温度为60-80℃，超声提取的时间为35-50min。
4.一种染色方法，其特征在于，利用权利要求1-3任一项所述的天然染料对待染物进行染色。
5.如权利要求4所述的染色方法，其特征在于，所述染色方法包括如下步骤：将待染物放入所述天然染料的染液中进行直接染色，水洗，晾干；其中，所述染液的pH为3-6，浴比为45-55:1，染色温度为10-50℃，染色时间为40-60min；
所述天然染料的染液为：超声提取液经过滤后的液体，或前述液体精制后得到的固体溶解在水中所得。
6.如权利要求4所述的染色方法，其特征在于，所述染色方法包括如下步骤：将待染物放入所述天然染料的染液中，染色15-25min，加入媒染剂，对织物继续染色25-35min，水洗，晾干；其中，所述染液的pH为3-6，浴比为45-55:1，染色温度为10-50℃；
所述天然染料的染液为：超声提取液经过滤后的液体，或前述液体精制后得到的固体溶解在水中所得。
7.如权利要求6所述的染色方法，其特征在于，所述媒染剂的加入量为所述待染物质量的0.4-5％。
8.如权利要求6所述的染色方法，其特征在于，所述媒染剂为硫酸铝钾、硫酸亚铁或硫酸铜。
9.如权利要求4所述的染色方法，其特征在于，所述待染物为涤纶、锦纶、腈纶、羊毛、麻纤维、蚕丝织物或棉织物。
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Application publication date: 20190802