CN112126246A - 一种基于天然植物材料的染料制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于天然植物材料的染料制备方法，将含有染料的植物经水萃取、真空冷冻干燥的方法获取粉末状天然植物染料；所述天然植物染料具体提取步骤为，用水萃取，水与天然植物的重量比为1：10‑20；萃取温度：70‑100℃；萃取时间：30‑80min；萃取次数：2‑5次，萃取液合并待用；预冷冻：冷冻温度：20‑50℃；冷冻时间：3‑5h；进行真空冷冻干燥：冷冻温度：55‑65℃；真空度：15‑25MPa,时间：25‑35小时。原料为绿色提取物，制备方法简便，染料性能稳定，将天然染料与结构色相结合，综合利用两者的性能，得到性能优异的天然染料，而且绿色环保，所提取的染料易于量化使用，同时利于存储，减少浪费，因此它能使天然染料的染色工艺更加规范化、简便化，以此大大提高染色重现性。
Description
技术领域
本发明涉及一种染料制备领域，尤其涉及一种基于天然植物材料的染料制备方法。
背景技术
众所周知，自然界中生物的颜色多种多样，色彩缤纷，这是与生物色素的结合方式和分布状态有关，有生物体中有结构简单的有机化合物，也有结构非常复杂的复合体。天然色素来源于植物和动物，它种类繁多，结构各异，在生物体中的分布和结合也多种多样，但是天然色素虽然是生物颜色的来源，但是它的功能往往并不是使生物具有颜色，因此为了促进纺织品的染色需要综合运用天然色素本身及其分布状态，提高天然染料在纺织品染色中的长久发展。
随着人们环保意识的加强以及对人类健康的日益重视，部分合成染料对人类健康和生态环境所产生的副效应愈来愈受到关注。近几年的研究表明，有100多种常用染料有可能产生致癌物质。1994年德国等发达国家颁布了禁用这些染料的法规。不仅如此，随着地球石油资源的消耗,合成染料的原料问题己暴露出来，因此科研人员开始致力于开发“天然环保染料”和“环保清洁染整工艺”。用天然染料和颜料染色在我国具有悠久的历史，明清时期，我国天然染料的制备和染色技术都已达到很高的水平，染料除自用外，还大量出口。天然染料大多来源于植物、矿物、动物和微生物，其中又以植物染料为主。而很多用来提取染料的植物本身就是中草药。中国药典1985年版收载植物药材554种，其中包括同属种和变种植物药163种，其中有些植物种类药和染色植物种类完全一致。药典和本草记载的有关染色植物有红花(红)、栀子(黄)、蓼蓝(蓝)、姜黄(黄)、苏木(绛)、五加皮、紫草(紫)、郁金(黄)、茜草、皂荚、大血藤、光叶菝葜、葡萄、橘红、金缨子(蔷薇红)、迷迭香、蔓越莓、松树皮、石榴等。这些植物染料大多具有消炎杀菌的功效，来源也很广泛。现代纺织品可以利用药用植物染料作为天然抗菌整理剂，生产绿色保健纺织品。
由于天然植物染料中有部分色素不稳定，在不同的实验条件下进行重复性实验时也有可能出现较明显的色差，现实应用中基本上是每次都要重新萃取、过滤，而造成每次的色素含量不能量化，重现性难以实现，目前，缺乏成熟的提取天然植物染料的方法和质量稳定、性能优良的天然植物染料产品。
发明内容
本发明克服了现有技术的不足，提供一种基于天然植物材料的染料制备方法。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种基于天然植物材料的染料制备方法，将含有染料的植物经水萃取、真空冷冻干燥的方法获取粉末状天然植物染料；所述天然植物染料具体提取步骤为：步骤S1：萃取：用水萃取，水与天然植物的重量比为1：10-20；萃取温度：70-100℃；萃取时间：30-80min；萃取次数：2-5次，萃取液合并待用；步骤S2：预冷冻：冷冻温度：20-50℃；冷冻时间：3-5h；步骤S3：真空冷冻干燥：冷冻温度：55-65℃；真空度：15-25MPa,时间：25-35小时。
本发明一个较佳实施例中，所述含有染料的植物为迷迭香、蔓越莓、松树皮、紫草、石榴、茜草中的其中一种或多种。
本发明一个较佳实施例中，在步骤S1加入辅助添加剂，辅助添加剂包括表面活性剂、PH调节剂和溶剂。
本发明一个较佳实施例中，表面活性剂为十二烷基硫酸钠、聚氧乙烯多元醇醚脂肪酸酯和阳离子季铵盐表面活性剂。
本发明一个较佳实施例中，PH调节剂为冰醋酸和碳酸氢钠，溶剂为去离子水，且所述天然染料中还含有壳聚糖水溶液。
本发明一个较佳实施例中，所述天然色素为红色素和紫色素，且所述红色素和紫色素由紫草、落葵和石榴中提取。
本发明一个较佳实施例中，所述预冷冻步骤结束之后立即进行真空冷冻干燥。
本发明一个较佳实施例中，所述萃取步骤中萃取液是在萃取完毕用过滤法将滤渣除去而得。
本发明解决了背景技术中存在的缺陷，本发明具备以下有益效果：
(1)本发明中使用真空冷冻干燥技术升华干燥，将含水物料预先冻结，然后使之在真空状态下升华，经冷冻干燥的物品，其原有的生物、化学特性基本不变，易于长期保存，加水后能恢复到冻干前的形态，并且能保持原有的生化特性，利用此技术提取天然植物染料，能够解决传统提取法遇到的诸多难以解决的问题。由于所提取的固态染料粉末易于量化使用，同时利于存储，减少浪费，因此它能使天然染料的染色工艺更加规范化、简便化，以此大大提高染色重现性。
(2)本发明中能够制得粉末状产品，且不破坏天然植物染料的原有生化性，解决现有技术提取的天然植物染液染色重现性差的难题，提高植物染料染色重现性，解决了现有技术提取的天然植物染液无法保存的难题，使得天然植物染料可以长期保存。
(3)本发明中制备的天然染料中含有红色素和紫色素的天然染料，红色素和紫色素都可以不添加媒染剂对织物进行良好的着色，染色效果好，色牢度好，而且天然染料中还含有壳聚糖水溶液，壳聚糖可以增加植物染料的染色深度，促进染色均匀性，主要原料都为绿色提取物，制备方法简便，染料性能稳定，将天然染料与结构色相结合，综合利用两者的性能，得到性能优异的天然染料，而且绿色环保。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明优选实施例的制作工艺流程图。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
如图1所示，一种基于天然植物材料的染料制备方法，将含有染料的植物经水萃取、真空冷冻干燥的方法获取粉末状天然植物染料；天然植物染料具体提取步骤为：步骤S1：萃取：用水萃取，水与天然植物的重量比为1：10-20；萃取温度：70-100℃；萃取时间：30-80min；萃取次数：2-5次，萃取液合并待用；步骤S2：预冷冻：冷冻温度：20-50℃；冷冻时间：3-5h；步骤S3：真空冷冻干燥：冷冻温度：55-65℃；真空度：15-25MPa,时间：25-35小时。
本发明一个较佳实施例中，含有染料的植物为迷迭香、蔓越莓、松树皮、紫草、石榴、茜草中的其中一种或多种，在步骤S1加入辅助添加剂，辅助添加剂包括表面活性剂、PH调节剂和溶剂，表面活性剂为十二烷基硫酸钠、聚氧乙烯多元醇醚脂肪酸酯和阳离子季铵盐表面活性剂。
本发明一个较佳实施例中，PH调节剂为冰醋酸和碳酸氢钠，溶剂为去离子水，且天然染料中还含有壳聚糖水溶液，天然色素为红色素和紫色素，且红色素和紫色素由紫草、落葵和石榴中提取，预冷冻步骤结束之后立即进行真空冷冻干燥，萃取步骤中萃取液是在萃取完毕用过滤法将滤渣除去而得。
本发明一个较佳实施例中，使用真空冷冻干燥技术升华干燥，将含水物料预先冻结，然后使之在真空状态下升华，经冷冻干燥的物品，其原有的生物、化学特性基本不变，易于长期保存，加水后能恢复到冻干前的形态，并且能保持原有的生化特性，利用此技术提取天然植物染料，能够解决传统提取法遇到的诸多难以解决的问题。由于所提取的固态染料粉末易于量化使用，同时利于存储，减少浪费，因此它能使天然染料的染色工艺更加规范化、简便化，以此大大提高染色重现性。
本发明一个较佳实施例中，本发明能够制得粉末状产品，且不破坏天然植物染料的原有生化性，解决现有技术提取的天然植物染液染色重现性差的难题，提高植物染料染色重现性，解决了现有技术提取的天然植物染液无法保存的难题，使得天然植物染料可以长期保存。
本发明一个较佳实施例中，制备的天然染料中含有红色素和紫色素的天然染料，红色素和紫色素都可以不添加媒染剂对织物进行良好的着色，染色效果好，色牢度好，而且天然染料中还含有壳聚糖水溶液，壳聚糖可以增加植物染料的染色深度，促进染色均匀性，主要原料都为绿色提取物，制备方法简便，染料性能稳定，将天然染料与结构色相结合，综合利用两者的性能，得到性能优异的天然染料，而且绿色环保。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (8)
1.一种基于天然植物材料的染料制备方法，其特征在于，将含有染料的植物经水萃取、真空冷冻干燥的方法获取粉末状天然植物染料；所述天然植物染料具体提取步骤为：
步骤S1：萃取：用水萃取，水与天然植物的重量比为1：10-20；萃取温度：70-100℃；萃取时间：30-80min；萃取次数：2-5次，萃取液合并待用；
步骤S2：预冷冻：冷冻温度：20-50℃；冷冻时间：3-5h；
步骤S3：真空冷冻干燥：冷冻温度：55-65℃；真空度：15-25MPa,时间：25-35小时。
2.根据权利要求1所述的一种基于天然植物材料的染料制备方法，其特征在于：所述含有染料的植物为迷迭香、蔓越莓、松树皮、紫草、石榴、茜草中的其中一种或多种。
3.根据权利要求1所述的一种基于天然植物材料的染料制备方法，其特征在于：在步骤S1加入辅助添加剂，辅助添加剂包括表面活性剂、PH调节剂和溶剂。
4.根据权利要求1所述的一种基于天然植物材料的染料制备方法，其特征在于：表面活性剂为十二烷基硫酸钠、聚氧乙烯多元醇醚脂肪酸酯和阳离子季铵盐表面活性剂。
5.根据权利要求1所述的一种基于天然植物材料的染料制备方法，其特征在于：PH调节剂为冰醋酸和碳酸氢钠，溶剂为去离子水，且所述天然染料中还含有壳聚糖水溶液。
6.根据权利要求1所述的一种基于天然植物材料的染料制备方法，其特征在于：所述天然色素为红色素和紫色素，且所述红色素和紫色素由紫草、落葵和石榴中提取。
7.根据权利要求1所述的一种基于天然植物材料的染料制备方法，其特征在于：所述预冷冻步骤结束之后立即进行真空冷冻干燥。
8.根据权利要求1所述的一种基于天然植物材料的染料制备方法，其特征在于：所述萃取步骤中萃取液是在萃取完毕用过滤法将滤渣除去而得。
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