CN111118923A - 一种环保纺织染料及利用纺织染料制备纺织面料的方法 - Google Patents

一种环保纺织染料及利用纺织染料制备纺织面料的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种环保纺织染料及利用纺织染料制备纺织面料的方法,所述环保纺织染料中含由废弃的火龙果皮经过冷凝回流提取制备的天然色素，所述天然色素与丙烯酸乳液以及含有阳离子聚合物的助剂复配，形成能应用于纺织面料的环保纺织染料；通过将废弃的火龙果皮提取色素，不仅废物资源重利用，还能获得质量佳的色素；且将色素与丙烯酸乳液、醋酸以及阳离子聚合物复配，具有复配稳定性高的优点，而且协同作用于纺织面料上的负电荷形成稳定的结合，通过库仑引力作用，能有效增强天然色素在纺织面料上的附着强度以及耐磨性，提高染色的上色率，进而获得优质的均匀上色效果，保证生产质量。

Description

一种环保纺织染料及利用纺织染料制备纺织面料的方法
技术领域
本发明涉及纺织领域，特别涉及一种环保纺织染料及利用纺织染料制备纺织面料的方法。
背景技术
纺织染料是用于纺织品染色的一种染剂，分为天然染料和合成染料，其含有使纤维染成鲜明而坚牢色泽的有机化合物，从而在纺织物上进行操作染色。现有技术中对于植物提取的染料也有一定的研究，但是仍然存在一些问题亟待解决的问题：如：植物色素相较于人工合成色素，其稳定性较差，易受外界因素，如紫外线、pH值、温度等影响；植物提取的色素虽然和纺织由一定的亲和性，但其分子难以渗透进入纺织内部而仅仅吸附于纺织表面；对于植物原料中提取的色素及活性物质用于纺织染料中，其植物色素的提取成本高，导致纺织业的生产成本高；普遍若植物提取染料中需要加入化学调和剂，其不能形成良好的复配，导致染料的稳定性差，甚至出现染色不均匀、出现色块的现象。因此，研究植物提取色素并将提取的植物色素应用在纺织面料中，具有极其重要的意义。如专利号为CN105926323A提供了一种高效环保纺织染料，主要原料包括丙烯酸乳液、迷迭香酸、聚甲基丙烯酸钠、聚醚改性硅氧烷、脂肪醇聚氧乙烯醚、人参茎叶总皂苷、山楂叶提取物、广藿香油。迷迭香酸具有抑菌、抗炎、抗病毒、抗肿瘤、抗过敏、抗氧化、抗血栓抗血小板聚集、防辐射和免疫抑制作用，且具有很好的稳定性，但其制备成本较高。
综合上，具有环保且安全的纺织染料会随着人们的生活水平日益提高而日益受到人们的关注，对于开发环保染料及将环保染料应用与环保纺织面料中，仍然存在亟待解决的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种环保纺织染料及利用纺织染料制备纺织面料的方法，使得纺织面料具有更加环保以及上色率高的优点。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案为：
一种环保纺织染料，所述环保纺织染料中包含由废弃的火龙果皮经过冷凝回流提取制备的天然色素，所述天然色素与丙烯酸乳液以及助剂复配，形成能应用于纺织面料的环保纺织染料。
优选地，废弃的火龙果皮经过冷凝回流提取制备的天然色素的方法为：收集并挑选无霉烂、变质的火龙果皮；清洗火龙果皮并放置60-75℃的温度条件下烘干，粉碎；按照固液体积比为1:3-10的比例往粉碎的火龙果皮中加入溶剂，搅拌并启动超声辅助装置进行超声处理；将超声处理后的固液混合物采用冷凝回流提取天然色素；烘干得到天然色素粉末，待用。
优选地，天然色素与丙烯酸乳液以及助剂复配的方法为：将制备的天然色素粉末研磨至粒度为15-35nm的纳米级天然色素粉末，后添加至搅拌速度为500-1200r/min的搅拌釜中，并依次加入丙烯酸乳液以及助剂，控制搅拌釜中的温度在30-65℃，搅拌1-2h后，得到环保纺织染料，备用。
优选地，所述溶剂为质量百分比浓度为30-45％的乙醇或质量百分比浓度为45-50％的乙酸乙酯。
优选地，所述超声处理的条件为：超声处理温度为30-65℃，超声处理功率为85-120W，超声处理的时间为15-40min。
优选地，所述冷凝回流提取的温度为80-100℃，所述冷凝回流提取的时间为30-120min。
优选地，所述助剂为醋酸以及阳离子聚合物按照1-10:1-2的体积比在均质机中进行均质分散形成的分散液，且所述醋酸的浓度为1-5g/L，所述阳离子聚合物的浓度为1-8g/L。
优选地，所述环保纺织染料应用于纺织面料的染色处理工艺中。
优选地，所述染色处理工艺为：将纺织面料浸泡在所述环保纺织染料中，控制染色温度为30-85℃，环保纺织染料的pH控制在1-8，染色时间为60-120min；染色完成后进行皂洗、水洗和烘干，完成染色过程。
优选地，所述纺织面料为表面带有负电荷的纯棉或其混纺产品。
采用上述技术方案，与现有技术相比，具有的有益效果如下：
1.本发明中将废弃的火龙果皮通过超声处理后，再进行冷凝回流提取色素，不仅提取率高，提取的色素质量佳，还能将废物资源重利用，符合绿的环保生产的理念。
2.本发明将提取的色素与丙烯酸乳液、醋酸以及阳离子聚合物复配，具有复配稳定性高的优点，而且协同作用于纺织面料上的负电荷形成稳定的结合作用，通过库仑引力作用，能有效增强天然色素在纺织面料上的附着强度以及耐磨性，并提高染色的上色率，进而获得优质的上色效果，保证染色质量。
3.本发明的制备纺织面料中染色工艺简单，而且不影响纺织面料的透气性和柔软手感。
附图说明
图1为本发明环保纺织染料及利用纺织染料制备纺织面料的试验过程的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
实施例1：
一种环保纺织染料，所述环保纺织染料中包含由废弃的火龙果皮经过冷凝回流提取制备的天然色素，所述天然色素与丙烯酸乳液以及助剂复配，形成能应用于纺织面料的环保纺织染料，在本实施例中，所述助剂为醋酸以及阳离子聚合物按照1:1的体积比在均质机中进行均质分散形成的分散液，且所述醋酸的浓度为1g/L，所述阳离子聚合物的浓度为1g/L
其中，在本实施例中，废弃的火龙果皮经过冷凝回流提取制备的天然色素的方法为：收集并挑选无霉烂、变质的火龙果皮；清洗火龙果皮并放置60℃的温度条件下烘干，粉碎；按照固液体积比为1:3的比例往粉碎的火龙果皮中加入溶剂，搅拌并启动超声辅助装置，并设置超声处理的条件为：超声处理温度为30℃，超声处理功率为85W，超声处理的时间为15min进行超声处理；将超声处理后的固液混合物采用冷凝回流提取天然色素；烘干得到天然色素粉末，待用；且所述溶剂为质量百分比浓度为30％的乙醇或质量百分比浓度为45％的乙酸乙酯，且在本实施例中，所述冷凝回流提取的温度为80℃，所述冷凝回流提取的时间为30min；
在本实施例中，天然色素与丙烯酸乳液以及助剂复配的方法为：将制备的天然色素粉末研磨至粒度为15nm的纳米级天然色素粉末，后添加至搅拌速度为500r/min的搅拌釜中，并依次加入丙烯酸乳液以及助剂，控制搅拌釜中的温度在30℃，搅拌1h后，得到环保纺织染料，备用。
另外，将所述环保纺织染料应用于纺织面料的染色处理工艺中；在本实施例中，所述染色处理工艺为：将纺织面料浸泡在所述环保纺织染料中，控制染色温度为30℃，环保纺织染料的pH控制在1，染色时间为60min；染色完成后进行皂洗、水洗和烘干，完成染色过程，且所述纺织面料为表面带有负电荷的纯棉或其混纺产品。
实施例2
一种环保纺织染料，所述环保纺织染料中包含由废弃的火龙果皮经过冷凝回流提取制备的天然色素，所述天然色素与丙烯酸乳液以及助剂复配，形成能应用于纺织面料的环保纺织染料，在本实施例中，所述助剂为醋酸以及阳离子聚合物按照10:1的体积比在均质机中进行均质分散形成的分散液，且所述醋酸的浓度为5g/L，所述阳离子聚合物的浓度为8g/L
其中，在本实施例中，废弃的火龙果皮经过冷凝回流提取制备的天然色素的方法为：收集并挑选无霉烂、变质的火龙果皮；清洗火龙果皮并放置75℃的温度条件下烘干，粉碎；按照固液体积比为1:10的比例往粉碎的火龙果皮中加入溶剂，搅拌并启动超声辅助装置，并设置超声处理的条件为：超声处理温度为65℃，超声处理功率为120W，超声处理的时间为40min进行超声处理；将超声处理后的固液混合物采用冷凝回流提取天然色素；烘干得到天然色素粉末，待用；且所述溶剂为质量百分比浓度为45％的乙醇或质量百分比浓度为50％的乙酸乙酯，且在本实施例中，所述冷凝回流提取的温度为100℃，所述冷凝回流提取的时间为120min；
在本实施例中，天然色素与丙烯酸乳液以及助剂复配的方法为：将制备的天然色素粉末研磨至粒度为35nm的纳米级天然色素粉末，后添加至搅拌速度为1200r/min的搅拌釜中，并依次加入丙烯酸乳液以及助剂，控制搅拌釜中的温度在65℃，搅拌2h后，得到环保纺织染料，备用。
另外，将所述环保纺织染料应用于纺织面料的染色处理工艺中；在本实施例中，所述染色处理工艺为：将纺织面料浸泡在所述环保纺织染料中，控制染色温度为85℃，环保纺织染料的pH控制在8，染色时间为120min；染色完成后进行皂洗、水洗和烘干，完成染色过程，且所述纺织面料为表面带有负电荷的纯棉或其混纺产品。
实施例3：
一种环保纺织染料，所述环保纺织染料中包含由废弃的火龙果皮经过冷凝回流提取制备的天然色素，所述天然色素与丙烯酸乳液以及助剂复配，形成能应用于纺织面料的环保纺织染料，在本实施例中，所述助剂为醋酸以及阳离子聚合物按照5:2的体积比在均质机中进行均质分散形成的分散液，且所述醋酸的浓度为3g/L，所述阳离子聚合物的浓度为4g/L
其中，在本实施例中，废弃的火龙果皮经过冷凝回流提取制备的天然色素的方法为：收集并挑选无霉烂、变质的火龙果皮；清洗火龙果皮并放置65℃的温度条件下烘干，粉碎；按照固液体积比为1:7的比例往粉碎的火龙果皮中加入溶剂，搅拌并启动超声辅助装置，并设置超声处理的条件为：超声处理温度为45℃，超声处理功率为100W，超声处理的时间为35min进行超声处理；将超声处理后的固液混合物采用冷凝回流提取天然色素；烘干得到天然色素粉末，待用；且所述溶剂为质量百分比浓度为40％的乙醇或质量百分比浓度为50％的乙酸乙酯，且在本实施例中，所述冷凝回流提取的温度为90℃，所述冷凝回流提取的时间为60min；
在本实施例中，天然色素与丙烯酸乳液以及助剂复配的方法为：将制备的天然色素粉末研磨至粒度为30nm的纳米级天然色素粉末，后添加至搅拌速度为1000r/min的搅拌釜中，并依次加入丙烯酸乳液以及助剂，控制搅拌釜中的温度在45℃，搅拌2h后，得到环保纺织染料，备用。
另外，将所述环保纺织染料应用于纺织面料的染色处理工艺中；在本实施例中，所述染色处理工艺为：将纺织面料浸泡在所述环保纺织染料中，控制染色温度为45℃，环保纺织染料的pH控制在6，染色时间为80min；染色完成后进行皂洗、水洗和烘干，完成染色过程，且所述纺织面料为表面带有负电荷的纯棉或其混纺产品。
对比例1
一种环保纺织染料，所述环保纺织染料中包含由废弃的火龙果皮经过冷凝回流提取制备的天然色素，所述天然色素与丙烯酸乳液以及助剂复配，形成能应用于纺织面料的环保纺织染料，在本对比例中，所述助剂为醋酸以及阳离子聚合物按照1:15的体积比混合，且所述醋酸的浓度为3g/L，所述阳离子聚合物的浓度为4g/L
其中，在本对比例中，废弃的火龙果皮经过冷凝回流提取制备的天然色素的方法为：收集并挑选无霉烂、变质的火龙果皮；清洗火龙果皮并放置65℃的温度条件下烘干，粉碎；按照固液体积比为1:7的比例往粉碎的火龙果皮中加入溶剂，搅拌并启动超声辅助装置，并设置超声处理的条件为：超声处理温度为45℃，超声处理功率为100W，超声处理的时间为35min进行超声处理；将超声处理后的固液混合物采用冷凝回流提取天然色素；烘干得到天然色素粉末，待用；且所述溶剂为质量百分比浓度为40％的乙醇或质量百分比浓度为50％的乙酸乙酯，且在本实施例中，所述冷凝回流提取的温度为90℃，所述冷凝回流提取的时间为60min；
在本对比例中，天然色素与丙烯酸乳液以及助剂复配的方法为：将制备的天然色素粉末研磨至粒度为30nm的纳米级天然色素粉末，后添加至搅拌速度为1000r/min的搅拌釜中，并依次加入丙烯酸乳液以及助剂，控制搅拌釜中的温度在45℃，搅拌2h后，得到环保纺织染料，备用。
另外，将所述环保纺织染料应用于纺织面料的染色处理工艺中；在本对比例中，所述染色处理工艺为：将纺织面料浸泡在所述环保纺织染料中，控制染色温度为45℃，环保纺织染料的pH控制在6，染色时间为80min；染色完成后进行皂洗、水洗和烘干，完成染色过程，且所述纺织面料为表面带有负电荷的纯棉或其混纺产品。
对比例2：
一种环保纺织染料，所述环保纺织染料中包含由废弃的火龙果皮经过冷凝回流提取制备的天然色素，所述天然色素与丙烯酸乳液以及助剂直接添加至已经纺织有纺织面料的装置中，并将纺织面料浸泡完全，且所述醋酸的浓度为3g/L，所述阳离子聚合物的浓度为4g/L
其中，在本对比例中，废弃的火龙果皮经过冷凝回流提取制备的天然色素的方法为：收集并挑选无霉烂、变质的火龙果皮；清洗火龙果皮并放置65℃的温度条件下烘干，粉碎；按照固液体积比为1:7的比例往粉碎的火龙果皮中加入溶剂，搅拌并启动超声辅助装置，并设置超声处理的条件为：超声处理温度为45℃，超声处理功率为100W，超声处理的时间为35min进行超声处理；将超声处理后的固液混合物采用冷凝回流提取天然色素；烘干得到天然色素粉末，待用；且所述溶剂为质量百分比浓度为40％的乙醇或质量百分比浓度为50％的乙酸乙酯，且在本实施例中，所述冷凝回流提取的温度为90℃，所述冷凝回流提取的时间为60min；
另外，将所述环保纺织染料应用于纺织面料的染色处理工艺中；在本对比例中，所述染色处理工艺为：将纺织面料浸泡在所述环保纺织染料中，控制染色温度为45℃，环保纺织染料的pH控制在6，染色时间为80min；染色完成后进行皂洗、水洗和烘干，完成染色过程，且所述纺织面料为表面带有负电荷的纯棉或其混纺产品。
对比例3：
与实施例3的区别仅在于所述纺织面料为普通面料，其表面不带负电荷。
对实施例1-3以及对比例1-3染色后的纺织面料进行性能测，结果记录如下表1:
表1
Figure BDA0002346459020000091
由表1的数据分析可知本发明制备的纺织染料用于纺织面料中进行染色后，纺织面料具有优异的上色率，耐磨性以及优异的透气性，且经过染色后的纺织面料染色均匀，手感柔软，但对比例中出现色斑、甚至色块的出现，导致纺织面料整体外观差，出现硬化的现象。
另外，还对本发明的纺织染料作了配方稳定性交叉试验，结果得出本发明的纺织染料与丙烯酸乳液以及助剂复配具有显著的稳定性，且体外安全性性研究为安全环保染料，对人体无毒副作用。另外，经过本发明纺织染料上色后的纺织面料的光稳定性高，不易发生褪色或变色。
综合上，本发明的纺织染料天然、环保以及安全，复配后应用在纺织面料上，具有显著的上色效果。
以上结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种环保纺织染料，其特征在于：所述环保纺织染料中包含由废弃的火龙果皮经过冷凝回流提取制备的天然色素，所述天然色素与丙烯酸乳液以及助剂复配，形成能应用于纺织面料的环保纺织染料，且所述助剂中含有阳离子聚合物。
2.根据权利要求1所述的环保纺织染料，其特征在于：废弃的火龙果皮经过冷凝回流提取制备的天然色素的方法为：收集并挑选无霉烂、变质的火龙果皮；清洗火龙果皮并放置60-75℃的温度条件下烘干，粉碎；按照固液体积比为1:3-10的比例往粉碎的火龙果皮中加入溶剂，搅拌并启动超声辅助装置进行超声处理；将超声处理后的固液混合物采用冷凝回流提取天然色素；烘干得到天然色素粉末，待用。
3.根据权利要求1所述的环保纺织染料，其特征在于：天然色素与丙烯酸乳液以及助剂复配的方法为：将制备的天然色素粉末研磨至粒度为15-35nm的纳米级天然色素粉末，后添加至搅拌速度为500-1200r/min的搅拌釜中，并依次加入丙烯酸乳液以及助剂，控制搅拌釜中的温度在30-65℃，搅拌1-2h后，得到环保纺织染料，备用。
4.根据权利要求2所述的环保纺织染料，其特征在于：所述溶剂为质量百分比浓度为30-45％的乙醇或质量百分比浓度为45-50％的乙酸乙酯。
5.根据权利要求2所述的环保纺织染料，其特征在于：所述超声处理的条件为：超声处理温度为30-65℃，超声处理功率为85-120W，超声处理的时间为15-40min。
6.根据权利要求2所述的环保纺织染料，其特征在于：所述冷凝回流提取的温度为80-100℃，所述冷凝回流提取的时间为30-120min。
7.根据权利要求2所述的环保纺织染料，其特征在于：所述助剂为醋酸以及阳离子聚合物按照1-10:1-2的体积比在均质机中进行均质分散形成的分散液，且所述醋酸的浓度为1-5g/L，所述阳离子聚合物的浓度为1-8g/L。
8.根据权利要求1-7任一项所述的环保纺织染料，其特征在于：所述环保纺织染料应用于纺织面料的染色处理工艺中。
9.根据权利要求8所述的环保纺织染料，其特征在于，所述染色处理工艺为：将纺织面料浸泡在所述环保纺织染料中，控制染色温度为30-85℃，环保纺织染料的pH控制在1-8，染色时间为60-120min；染色完成后进行皂洗、水洗和烘干，完成染色过程。
10.根据权利要求9所述的环保纺织染料，其特征在于，所述纺织面料为表面带有负电荷的纯棉或其混纺产品。
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