CN110158329B - 一种植物蓝靛染料用于成衣染色的规模化生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种植物蓝靛染料用于成衣染色的规模化生产方法，植物蓝靛染料用于成衣的规模化生产方法，将氮气充入成衣染色装置中排除其中的空气，或将成衣染色装置内抽真空形成‑0.05～‑0.07MPa负压，然后在成衣染色装置中采用植物蓝靛染料对成衣进行染色，染色温度为26～70℃，染色时间为50～150分钟。本发明不仅可以解决植物蓝靛染料无法规模化应用于现代成衣染色机上的问题，大幅减少染色次数，由传统的6～18次反复染色，减少到1～3次染色；还可提高染色温度，从而提高上染率、匀染性、染料的透染性，提高植物蓝靛染料的干湿摩擦色牢度、耐光色牢度。

Description

一种植物蓝靛染料用于成衣染色的规模化生产方法

技术领域

本发明涉及纺织印染技术领域，尤其涉及一种天然植物蓝靛染料用于成衣染色的规模化高效生产方法。

背景技术

《齐民要术》记载“凡蓝五种，皆可成靛”。植物蓝靛染料是板蓝根(菘蓝)、蓼蓝、马蓝、槐蓝等多种蓝草植物，经过天然发酵后制成，是用量最大的植物染料，主要用于染蓝色。植物蓝靛染料原料来源于自然，染色过程对环境友好，成品具备宁静自然的色彩，并且具有天然抗菌抑菌、抗病毒等功效。现代印染技术中如果使用植物蓝靛染料，可减少化学染料污染，大幅提高织物的附加价值。

植物蓝靛染料的染色过程为一个还原氧化过程，需要经过还原剂将植物蓝靛染料在一定温度下还原后方可染色，染色后再经过氧化剂或空气氧化固色，整个染色过程要避免接触空气，以防染液和被染物被氧化。

传统的植物蓝靛染色过程中为防止氧化，采用温度低、时间短、反复染色的方式进行，一般需要经过6～18次反复染色、日晒,并且一到冬季或夏季阴雨天就会被迫停止染色，用这种方式染色的被染物的上染率、和干湿摩擦色牢度都很差。被染物的上染率、匀染性和色牢度都很差。目前植物蓝靛染料最大的使用份额集中在手工业者群体，他们传承古法，在敞口的染缸内染色，染色温度为20～25℃，染色时间在20～30分钟以内，采用多次染色、氧化固色的方式染色。为避免被染物与空气接触，染色时被染物与染液相对静止，染液不能充分与被染物交换，染色后成品易色花；另外每次染色的时间短、温度低，使蓝靛染料只是上染在被染物表面，呈现环染状态，浮色较多，导致耐光色牢度相对较差。

现代印染工业普遍使用的边浆式、转笼式等成衣染色机，衣物、布料、染液在染色过程中一直与空气接触，染液中也不断进入空气，破坏了植物靛蓝染料的还原染色状态，因此无法在大规模工业生产中应用植物蓝靛染料。

发明内容

本发明提供了一种植物蓝靛染料用于成衣染色的规模化生产方法，不仅可以解决植物蓝靛染料无法规模化应用于现代成衣染色机上的问题，大幅减少染色次数，由传统的6～18次反复染色，减少到1～3次染色；还可提高染色温度，从而提高上染率、匀染性、染料的透染性，提高植物蓝靛染料的干湿摩擦色牢度、耐光色牢度。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种植物蓝靛染料用于成衣染色的规模化生产方法，将氮气充入成衣染色装置中排除其中的空气，或将成衣染色装置内抽真空形成-0.05～-0.07MPa负压，然后在成衣染色装置中采用植物蓝靛染料对成衣进行染色，染色温度为26～70℃，染色时间为50～150分钟。

所述成衣是由棉、麻、天丝、莫代尔、黏胶中的一种纤维或两种以上混合纤维制成的衣物，染色时温度控制在28～35℃；所述成衣是由柞蚕丝、桑蚕丝、羊毛中的一种纤维或两种以上混合纤维制成的衣物，或者含有柞蚕丝、桑蚕丝、羊毛中的一种以上纤维且重量比含量≥5％的衣物，染色时温度控制在30～65℃。

所述染色时间为60～120分钟。

采用充氮气染色方式时，所述成衣染色装置的上部设氮气入口，氮气入口高度高于实际工作液面的高度，氮气入口的直径≤32mm，氮气入口连接氮气管道，氮气管道上设不锈钢阀门；所述成衣染色装置的顶部设空气排出口，空气排出口的直径为25～50mm，空气排出口处设有止回阀；采用抽真空染色方式时，所述成衣染色装置的顶部设抽气接口，抽气接口通过管道连接抽真空装置。

所述成衣染色装置在成衣染色过程中自氮气入口连续充入氮气，通过不锈钢阀门控制氮气流量为0.01～1L/min。

所述成衣染色装置为密闭式装置。

所述成衣染色装置包括边浆式成衣染色机或转笼式成衣染色机。

所述成衣染色装置连接有化料缸、储料缸及成衣染色副缸，化料缸、储料缸及成衣染色副缸分别设有氮气入口，且氮气入口高度均高于实际工作液面的高度，氮气入口的直径≤32mm，氮气入口连接氮气管道，氮气管道上设不锈钢阀门；所述化料缸、储料缸及成衣染色副缸的顶部分别设空气排出口，空气排出口的直径为25～50mm，空气排出口处设有止回阀。

所述成衣染色装置中的染料反复使用；将每次染后色的残余染液回收到成衣染色副缸中，向回收后的残余染料内加入植物蓝靛染料及助剂，使其达到染料配比要求及总用量后即可用于续缸染色。

所述氮气来源于商品液氮、瓶装氮气或现场氮气制取装置，含氧量＜2％。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1)克服了传统植物蓝靛染料染色技术的不足，使植物蓝靛染料可以在现代印染工业中得以大规模使用；

2)选用对环境和安全无害的氮气充到成衣染色装置中用以排除空气，隔绝空气中的氧气，避免了染液和被染物被氧化；不仅可以解决现代成衣染色机无法使用植物蓝靛染料的问题，还可明显提高染色温度，延长染色时间，提高上染率、匀染性，提高植物蓝靛染料的耐光色牢度；

3)化料缸、储料缸及成衣染色副缸均采用氮气密封，可保护染液不被氧化，使染液可以反复续缸使用，大幅节省植物蓝靛染料、省水，使得植物蓝靛染料染色更加环保；

4)本发明所述方法只需在目前普遍使用的的边浆式、转笼式等成衣染色机，以及化料缸、储料缸、成衣染色副缸等设备上加装进气与排气装置即可使用，无需大规模技术改造与设备投入，简单可行；

5)可应用于牛仔的成衣染色，改变了传统牛仔的浆纱、水洗、石磨工艺，使污染严重的化学染料染色牛仔加工方式转变为安全环保的植物蓝靛染料染色。

具体实施方式

本发明所述一种植物蓝靛染料用于成衣染色的规模化生产方法，将氮气充入成衣染色装置中排除其中的空气，或将成衣染色装置内抽真空形成-0.05～-0.07MPa负压，然后在成衣染色装置中采用植物蓝靛染料对成衣进行染色，染色温度为26～70℃，染色时间为50～150分钟。

所述成衣是由棉、麻、天丝、莫代尔、黏胶中的一种纤维或两种以上混合纤维制成的衣物，染色时温度控制在28～35℃；所述成衣是由柞蚕丝、桑蚕丝、羊毛中的一种纤维或两种以上混合纤维制成的衣物，或者含有柞蚕丝、桑蚕丝、羊毛中的一种以上纤维且重量比含量≥5％的衣物，染色时温度控制在30～65℃。

所述染色时间为60～120分钟。

采用充氮气染色方式时，所述成衣染色装置的上部设氮气入口，氮气入口高度高于实际工作液面的高度，氮气入口的直径≤32mm，氮气入口连接氮气管道，氮气管道上设不锈钢阀门；所述成衣染色装置的顶部设空气排出口，空气排出口的直径为25～50mm，空气排出口处设有止回阀；采用抽真空染色方式时，所述成衣染色装置的顶部设抽气接口，抽气接口通过管道连接抽真空装置。

所述成衣染色装置在成衣染色过程中自氮气入口连续充入氮气，通过不锈钢阀门控制氮气流量为0.01～1L/min。

所述成衣染色装置为密闭式装置。

所述成衣染色装置包括边浆式成衣染色机或转笼式成衣染色机。

所述成衣染色装置连接有化料缸、储料缸及成衣染色副缸，化料缸、储料缸及成衣染色副缸分别设有氮气入口，且氮气入口高度均高于实际工作液面的高度，氮气入口的直径≤32mm，氮气入口连接氮气管道，氮气管道上设不锈钢阀门；所述化料缸、储料缸及成衣染色副缸的顶部分别设空气排出口，空气排出口的直径为25～50mm，空气排出口处设有止回阀。

所述成衣染色装置中的染料反复使用；将每次染后色的残余染液回收到成衣染色副缸中，向回收后的残余染料内加入植物蓝靛染料及助剂，使其达到染料配比要求及总用量后即可用于续缸染色。

所述氮气来源于商品液氮、瓶装氮气或现场氮气制取装置，含氧量＜2％。

氮气占大气体积总量的78.08％，是空气的主要成份之一，其无色无味，不易和其他物质发生反应，安全性极高。在食品工业中，氮气可以排除空气，营造缺氧环境，抑制细菌、霉菌生长，延长食品保质期，同时可以防止油脂、天然色素、微量营养素等被氧化，保持食品原有的色香味，提高食品质量。因此选择氮气作为植物蓝靛染料染色的保护气体，既安全又环保。

植物蓝靛染料的染色过程是一个还原氧化过程，在染色过程中染液需要一直处于还原状态，避免混入空气，一旦混入空气，空气中的氧气会与还原状态的染液反应，降低上染率，使色花、耐光色牢度大幅降低。本发明选用对环境和安全无害的氮气来隔绝空气，或者对染色设备抽真空，可用于目前普遍应用的成衣染色机，防止成衣染色机染色时因设备转动导致染液与空气中的氧气接触。

随着染色温度的提高，染液的渗透性能也会提高，最终能够提高透染率，并减少表面环染，提高干湿摩擦色牢度及耐光色牢度。而适当延长染色时间可使传统的短时间环染转变为透染为主，使染料进入纤维内部充分上染。因此本发明中，染色设备充入氮气或抽真空后，可将传统的植物蓝靛染料染色温度由20～25℃提高到26～70℃。同时将传统的植物蓝靛染料染色时间由30分钟左右延长到50～150分钟。最终能够使耐光色牢度提高0.5级以上。

本发明所述的氮气可直接使用商品液氮、瓶装氮气或采用在染色生产现场分离空气制取氮气的方式获得。作为一种优选的技术方案，在染色生产现场，可采用运用变压吸附原理制取氮气或膜分离空气法制取氮气。

以下实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。下述实施例中所用方法如无特别说明均为常规方法。

【实施例1】

本实施例中，在成衣染色机、化料缸、储料缸、成衣染色副缸等设备的实际工作液面上方开设氮气入口，氮气入口的直径为25mm，在与氮气入口连接的氮气管道上安装不锈钢阀门。在上述设备的顶部分别开设空气排出口，空气排出口的直径为32mm，在空气排出口处安装止回阀；氮气气源采用外购的瓶装氮气。

成衣染色时，衣物与水的浴比(浸染时染液体积与织物重量的比值)为1:30，由板蓝根鲜茎叶经过发酵提取的膏状植物蓝靛染料用量为40g/L，还原剂为麦芽糖、果糖、地黄根提取液等还原糖类物质，加入量为7.8g/L，助剂为天然染色助剂BSQ(生产厂家为无锡菁彩新材料科技有限公司)，加入量为5.3g/L。

按照上述工艺用量，先在成衣染色机的化料缸内加入由板蓝根鲜茎叶经过发酵提取的膏状植物蓝靛染料、还原糖类物质及BSQ，加入少量水，水的加入量是植物蓝靛染料和助剂的2倍。在化料缸内充入氮气，在30℃左右温度下搅拌均匀使染料化开，待染液呈现黄色或黄绿色后过滤染液，将过滤后的染液加入已充入氮气的成衣染色机内。染色温度为28℃，染色90分钟。染色结束后加入清水并加入双氧水于70℃氧化30分钟加以氧化固色。同时回收剩余染液到染色副缸，在染色副缸内充入氮气密封，染色副缸内的回收染液留作下次染色时使用。为得到更深的颜色可重复上述染色过程。

本实施例实现了在常规成衣染色机中采用植物蓝靛染料进行成衣染色的目的，与常规采用植物蓝靛染料进行成衣染色的方法相比，提高上染率15％以上，耐光色牢度提高1级。

【实施例2】

在成衣染色机、化料缸、储料缸、成衣染色副缸的实际工作液面上方开设氮气入口，氮气入口的直径为25mm，在与氮气入口连接的氮气管道上安装不锈钢阀门。在上述设备的顶部开设空气排出口，空气排出口的直径为25mm，并在空气排出口处安装止回阀；氮气气源为现场氮气制取装置，采用变压吸附原理制取氮气。

成衣染色时，衣物与水的浴比为1:30，先在成衣染色机内充入氮气，用不锈钢自吸泵将由氮气密封的成衣染色副缸内的前次染色残液注入到成衣染色机内。再按前次工艺用量计算本次染色所需的工艺用量，其中膏状板蓝根植物蓝靛染料用量为16g/L，还原剂麦芽糖、果糖、地黄根提取液等还原糖类物质加入量为3.6g/L，天然染色助剂BSQ加入量2.4g/L。

按照上述工艺用量，先在成衣染色机化料缸内加入由板蓝根鲜茎叶经过发酵提取的膏状植物蓝靛染料、还原糖类物质、BSQ，加入少量水，水的加入量是植物蓝靛染料和助剂的3倍。在化料缸内充入氮气，在30℃左右混合下搅拌均匀以化开染料，待染液呈现黄色或黄绿色后过滤染液，将过滤后的染液加入已充入氮气的成衣染色机内。染色温度为28℃，染色90分钟。染色结束后加入清水并加入双氧水于70℃氧化30分钟加以氧化固色。同时回收剩余染液，留作下次染色时使用。为得到更深的颜色可重复上述染色过程。

本实施例使用前次染色后回收的植物染料染色液，再补加原工艺用量的40％，即可实现续缸染色。续缸染色可大幅节省植物染料、省水，使得植物染料染色更加环保。

【实施例3】

本实施例中，在成衣染色机、化料缸、储料缸、成衣染色副缸的实际工作液面上方开设氮气入口，氮气入口的直径为25mm，在与氮气入口连接的氮气管道上安装不锈钢阀门。在各设备的顶部开设空气排出口，空气排出口的直径为25mm，并在空气排出口处安装止回阀；氮气气源为现场氮气制取装置，采用膜分离空气法制取氮气。

成衣染色时，衣物与水的浴比为1:30，先在成衣染色机内充入氮气，用不锈钢自吸泵将由氮气密封的染色副缸内的前次染色残液注入到成衣染色机内。再按前次工艺用量计算本次染色所需的工艺用量，其中膏状板蓝根植物染料用量为20g/L，还原剂麦芽糖、果糖、地黄根提取液等还原糖类物质的加入量为2.7g/L，天然染色助剂BSQ加入量为4.2g/L。

按照上述工艺用量，先在成衣染色机化料缸内加入由板蓝根鲜茎叶经过发酵提取的膏状植物蓝靛染料、还原糖类物质、BSQ，加入少量水，水的加入量是植物蓝靛染料和助剂的2.5倍。在化料缸内充入氮气，在30℃左右混合下搅拌均匀以化开染料，待染液呈现黄色或黄绿色后过滤染液，将过滤后的染液加入已充入氮气的成衣染色机内。染色温度为28℃，染色90分钟。染色结束后加入清水并加入双氧水于70℃氧化30分钟加以氧化固色。同时回收剩余染液，留作下次染色时使用。为得到更深的颜色可重复上述染色过程。

本实施例使用前次染色后回收的植物蓝靛染料染色液，再补加原工艺用量的50％，即可实现续缸染色。续缸染色大幅节省植物染料、省水，使得植物染料染色更加环保。

【实施例4】

本实施例中，在成衣染色机、化料缸、储料缸、成衣染色副缸的实际工作液面上方开设氮气入口，氮气入口的直径为25mm，在与氮气入口连接的氮气管道上安装不锈钢阀门。在各设备的顶部开设空气排出口，空气排出口的直径为25mm，并在空气排出口处安装止回阀。空气排出口同时作为抽真空时的抽气接口使用。

成衣染色时，衣物与水的浴比为1:30，用不锈钢自吸泵将由氮气密封的染色副缸内的前次染色残液注入到成衣染色机内。再采用抽真空设备抽出在成衣染色机内的空气形成-0.06MPa负压，再按前次工艺用量计算本次染色所需的工艺用量，其中膏状板蓝根植物染料用量为70g/L，还原剂麦芽糖、果糖、地黄根提取液等还原糖类物质的加入量为8g/L，天然染色助剂BSQ加入量为5.6g/L。

按照上述工艺用量，先在成衣染色机化料缸内加入由板蓝根鲜茎叶经过发酵提取的膏状植物蓝靛染料、还原糖类物质、BSQ，加入少量水，水的加入量是植物蓝靛染料和助剂的2倍。在化料缸内充入氮气，在30℃左右混合下搅拌均匀以化开染料，待染液呈现黄色或黄绿色后过滤染液，将过滤后的染液加入已抽真空的成衣染色机内。

棉纤维衣物染色时的染色温度为28℃，染色时间100分钟。羊毛衣物染色时的染色温度为65℃，染色50分钟。因采用负压染色方法,只染一次即可染成深色。染色结束后加入清水并加入双氧水于75℃氧化30分钟加以氧化固色。染色后回收剩余染液，留作下次染色时使用。

本实施例使用前次染色后回收的植物蓝靛染料染色液，再补加原工艺用量的33％，即可实现续缸染色。续缸染色大幅节省植物染料、省水，使得植物染料染色更加环保。

如果间歇染色，需要更换颜色，可用不锈钢自吸泵将染色后的剩余染色液注入到氮气密封的储料缸内做长期储存，等到下次染同色成衣时再注入到成衣染色机内。

对于气密性较差的设备，采用连续充入氮气的方式进行密封，氮气流量为0.01～1L/min。

以上所述，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，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种植物蓝靛染料用于成衣染色的规模化生产方法，其特征在于，将成衣染色装置内抽真空形成-0.05～-0.07MPa负压，然后在成衣染色装置中采用植物蓝靛染料对成衣进行染色，染色温度为26～70℃，染色时间为50～150分钟；所述成衣染色装置包括边浆式成衣染色机或转笼式成衣染色机；采用板蓝根鲜茎叶经过发酵提取的膏状植物蓝靛染料，还原剂为麦芽糖、果糖、地黄根提取液，助剂为天然染色助剂BSQ；所述成衣染色装置连接有化料缸、储料缸及成衣染色副缸，化料缸、储料缸及成衣染色副缸分别设有氮气入口，且氮气入口高度均高于实际工作液面的高度，氮气入口的直径≤32mm，氮气入口连接氮气管道，氮气管道上设不锈钢阀门；所述化料缸、储料缸及成衣染色副缸的顶部分别设空气排出口，空气排出口的直径为25～50mm，空气排出口处设有止回阀。

2.根据权利要求1所述的一种植物蓝靛染料用于成衣染色的规模化生产方法，其特征在于，所述成衣是由棉、麻、天丝、莫代尔、黏胶中的一种纤维或两种以上混合纤维制成的衣物，染色时温度控制在28～35℃；所述成衣是由柞蚕丝、桑蚕丝、羊毛中的一种纤维或两种以上混合纤维制成的衣物，或者含有柞蚕丝、桑蚕丝、羊毛中的一种以上纤维且重量比含量≥5％的衣物，染色时温度控制在30～65℃。

3.根据权利要求1所述的一种植物蓝靛染料用于成衣染色的规模化生产方法，其特征在于，所述染色时间为60～120分钟。

4.根据权利要求1所述的一种植物蓝靛染料用于成衣染色的规模化生产方法，其特征在于，所述成衣染色装置的顶部设抽气接口，抽气接口通过管道连接抽真空装置。

5.根据权利要求1或4所述的一种植物蓝靛染料用于成衣染色的规模化生产方法，其特征在于，所述成衣染色装置为密闭式装置。

6.根据权利要求1所述的一种植物蓝靛染料用于成衣染色的规模化生产方法，其特征在于，所述成衣染色装置中的染料反复使用；将每次染后色的残余染液回收到成衣染色副缸中，向回收后的残余染料内加入植物蓝靛染料及助剂，使其达到染料配比要求及总用量后即可用于续缸染色。

7.根据权利要求1所述的一种植物蓝靛染料用于成衣染色的规模化生产方法，其特征在于，所述氮气来源于商品液氮、瓶装氮气或现场氮气制取装置，含氧量＜2％。