专利名称：基于棉纤维改性的天然染料染色方法
技术领域：
本发明涉及棉纤维的天然染料染色技术，属于纺织染整技术领域，特别涉 及棉纤维的改性液制备方法及其在天然染料染色技术方面的应用。
背景技术：
棉纤维是一种重要的天然纤维，以其穿着舒适性、可再生性和可生物降解性等优点而 备受人们的青睐。天然染料源于自然，对人体健康无害，而且与环境相容性好，不会污染 环境，是生物可降解的，符合现代人们对自身健康以及对环境保护重视的要求。因而，应 用天然染料的生态染色技术，符合现代环保生态的观念。
天然染料大多在蚕丝、羊毛等蛋白质纤维上有较高的上染率和色牢度，而在棉、麻等 纤维素纤维上的上染率低，色牢度也很差，需要用媒染剂处理才能达到较高的上染率和色 牢度，但是传统的天然染料媒染剂大多为重金属盐，对环境不利。比较纤维素纤维与蛋白 质纤维的结构可知，蛋白质纤维含有很多的氨基和羧基等反应性较强的基团，其中蛋白质 纤维上的氨基在染液中带正电荷，使带阴电荷的天然染料易于吸附和上染，因此天然染料 在蛋白质纤维上具有较好的上染率和染色牢度。纤维素纤维中反应性基团只有羟基，种类 单一，缺少了类似氨基类的正电基团。因此，针对天然染料与棉纤维之间的亲和力较小， 棉纤维上活性基团种类单一且反应能力不强的弱点，尝试对棉纤维进行化学 文性，使其表 面具有阳离子性，以增强棉纤维与天然染料的结合能力，提高天然染料在棉织物上的上染 率和色牢度。
发明内容
本发明的目的在于克服天然染料在棉纤维上上染率低，色牢度差的缺点，提供一种基 于棉纤维改性的天然染料染色方法。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是提供一种基于棉纤维改性的天然染料染 色方法，其特征在于处理工艺步骤如下 一种基于棉纤维改性的天然染料染色方法，其特 征在于处理工艺步骤如下
(1) 用含有阳离子基团的改性剂与烧碱制备成的改性液，对棉纤维进行改性处理， 其中，阳离子改性剂用量15-25克/升，烧碱用量2~8克/升，改性处理温度为60-80 °C,时间为30~60分钟；
(2) 室温条件下，先将棉织物在15~25克/升阳离子改性剂中处理IO分钟，再以1 ~ 2 。C/分钟的升温速度升温至60 ~ 80°C,分次加入2 ~ 8克/升烧碱，继续处理30 ~ 60分 钟；(3 )将改性后的棉织物在室温条件下先于天然染料染液中染色5 - 20分钟，再以1 ~ 2 。C/分钟的升温速度升温至70 98。C，继续染色30~90分钟； (4)水洗后完成棉纤维的天然染料染色。
所述的阳离子改性剂含有阳离子基团，如含有环氧基团的胺或季铵化合物，轻曱基丙 烯酰胺化合物，含氮杂环化合物，氨基聚合物等。
所述的天然染料染液的浓度为X % (o. w. f) (X依据织物颜色深浅和染料性能而定)， 即每克织物需O.OX克染料，浴比(即指布重质量染液质量)=1:5 1:40，染色温度70-98 °C,染色时间30 ~卯分钟；
所述的天然染料相对于织物的重量百分比浓度为X % ,是依据织物颜色深浅和染料性 能而定。
所述的含有阳离子基团的改性剂与烧碱制备成的改性液在棉纤维天然染料染色处理 中的应用。
与现有技术相比，本发明具有以下优点
(1) 本发明使用的阳离子改性剂在碱性条件下能与棉纤维反应，在棉纤维上引入 正电荷，因此增强了棉纤维对阴离子的天然染料的吸附能力，有效的提高了天然染料在棉 纤维上的上染率。
(2) 本发明克服了传统天然染料上染棉纤维需借助媒染剂缺点，符合绿色染整技 术的要求。
(3) 经过改性后，不仅提高了天然染料在棉织物上染色的均匀性，而且赋予染色 棉织物良好的耐洗牢度和耐摩擦牢度。
(4) 本发明所述的基于棉纤维改性的天然染料染色技术，染色均匀，工艺简单， 操作方便，尤其是可以使用染色机进行大规模的生产，具有广阔的应用前景。
图1为天然染料染色棉织物的颜色深度。
图2为改性工艺条件下天然染料染色棉织物的耐洗牢度。
图3为改性工艺条件下天然染料染色棉织物耐摩擦牢度。
具体实施例方式
实施例一
本实施例选用棉织物进行染色处理，具体步骤如下 (1)阳离子改性液处理
阳离子改性液的配方如下阳离子改性剂用量15克/升，浴比1: 20,室温条件下
将棉织物处理IO分钟，再以2 。C/分钟的升温速度升至70 。C,加入4克/升烧碱，于70 。C处理60分钟，改性处理后，以冷水清洗织物。 (2)天然染料染色
经上述阳离子改性液处理的棉织物，分别用天然染料叶绿素铜钠盐、胭脂树橙和栀子 黄染色；同时，用相同的染色工艺对未经阳离子改性液处理的棉织物原样进行染色处理。 染色液的配方是染料相对于织物的重量百分比浓度(o.w. f)为2°/。，浴比1:20,先在室温 下，将经过上述处理液处理过的棉织物染色IO分钟，再以2 。C/分钟的升温速度升至80 °C,在80 。C的温度条件下染色60分钟。染色后，水洗，烘干。
实施例二
(1) 阳离子改性液处理
阳离子改性液的配方如下阳离子改性剂用量18克/升，浴比1: 20,室温条件下 将棉织物处理5分钟，再以2 。C/分钟的升温速度升至70 。C,加入5克/升烧碱，于70 °C 处理60分钟，改性处理后，以冷水清洗织物。
(2) 天然染料染色
经上述阳离子改性液处理的棉织物，分别用天然染料叶绿素铜钠盐、胭脂树橙和栀子 黄染色；同时，用相同的染色工艺对未经阳离子改性液处理的棉织物原样进行染色处理。 染色液的配方是染料相对于织物的重量百分比浓度(o.w.f)为2%,浴比1:20,先在室温 下，将经过上述处理液处理过的棉织物染色10分钟，再以2 。C/分钟的升温速度升至80 °C,在80 。C的温度条件下染色60分钟。染色后，水洗，烘干。
实施例三
(1) 阳离子改性液处理
阳离子改性液的配方如下阳离子改性剂用量21克/升，浴比1: 20，室温条件下 将棉织物处理5分钟，再以2 。C/分钟的升温速度升至70 。C，加入6克/升烧碱，于70 。C 处理60分钟，改性处理后，以冷水清洗织物。
(2) 天然染料染色
经上述阳离子改性液处理的棉织物，分别用天然染料叶绿素铜钠盐、胭脂树橙和栀子 黄染色；同时，用相同的染色工艺对未经阳离子改性液处理的棉织物原样进行染色处理。 染色液的配方是染料相对于织物的重量百分比浓度(o. w. f)为2。/。，浴比1:20，先在室 温下，将经过上述处理液处理过的棉织物染色10分钟，再以2 。C/分钟的升温速度升至 80 。C，在80 。C的温度条件下染色60分钟。染色后，水洗，烘干。
实施例四
(1) 阳离子改性液处理
阳离子改性液的配方如下阳离子改性剂用量25克/升，浴比1: 20,室温条件下 将棉织物处理5分钟，再以2 。C/分钟的升温速度升至70 。C,加入7克/升烧碱，于70 。C 处理60分钟，改性处理后，以冷水清洗织物。
(2) 天然染料染色
经上述阳离子改性液处理的棉织物，分别用天然染料叶绿素铜钠盐、胭脂树^f登和栀子 黄染色；同时，用相同的染色工艺对未经阳离子改性液处理的棉织物原样进行染色处理。 染色液的配方是染料相对于织物的重量百分比浓度(o. w. f)为2。/。，浴比1:20,先在室 温下，将经过上述处理液处理过的棉织物染色10分钟，再以2 。C/分钟的升温速度升至 80 。C，在80 。C的温度条件下染色60分钟。染色后，水洗，烘干。
实施例五
(1) 阳离子改性液处理
阳离子改性液的配方如下阳离子改性剂用量18克/升，浴比1: 20，室温条件下 将棉织物处理5分钟，再以2 。C/分钟的升温速度升至60 。C,加入5克/升烧碱，于60 。C 处理60分钟，改性处理后，以冷水清洗织物。
(2) 天然染料染色
经上述阳离子改性液处理的棉织物，分别用天然染料叶绿素铜钠盐、胭脂树橙和栀子 黄染色；同时，用相同的染色工艺对未经阳离子改性液处理的棉织物原样进行染色处理。 染色液的配方是染料相对于织物的重量百分比浓度(o. w. f)为2X,浴比1:20,先在室 温下，将经过上述处理液处理过的棉织物染色10分钟，再以2 。C/分钟的升温速度升至 80 。C,在80 。C的温度条件下染色60分钟。染色后，水洗，烘干。
实施例六
(1) 阳离子改性液处理
阳离子改性液的配方如下阳离子改性剂用量18克/升，浴比1: 20,室温条件下 将棉织物处理5分钟，再以2 。C/分钟的升温速度升至80 。C，加入5克/升烧碱，于80 。C 处理60分钟，改性处理后，以冷水清洗织物。
(2) 天然染料染色
经上述阳离子改性液处理的棉织物，分别用天然染料叶绿素铜钠盐、胭脂树橙和栀子
黄染色；同时，用相同的染色工艺对未经阳离子改性液处理的棉织物原样进行染色处理。
染色液的配方是染料相对于织物的重量百分比浓度(o. w. f)为2M，浴比1:20，先在室
温下，将经过上述处理液处理过的棉织物染色15分钟，再以2 。C/分钟的升温速度升至
80 'C，在80 'C的温度条件下染色60分钟。染色后，水洗，烘千。 实施例七
(1 )阳离子改性液处理
阳离子改性液的配方如下阳离子改性剂用量18克/升，浴比1: 20，室温条件下 将棉织物处理5分钟，再以2 'C/分钟的升温速度升至70 。C,加入5克/升烧碱，于70 °C 处理30分钟，改性处理后，以冷水清洗织物。
(2)天然染料染色
经上述阳离子改性液处理的棉织物，分别用天然染料叶绿素铜钠盐、胭脂树橙和栀子 黄染色；同时，用相同的染色工艺对未经阳离子改性液处理的棉织物原样进行染色处理。 染色液的配方是染料相对于织物的重量百分比浓度(o. w. f)为2《，浴比1:20，先在室 温下，将经过上述处理液处理过的棉织物染色15分钟，再以2 'C/分钟的升温速度升至 80 。C，在80 。C的温度条件下染色60分钟。染色后，水洗，烘干。
本发明的实施效果
将上述实例1-7处理后的棉织物用DataColor测试仪进行K/S值(K/S值代表织物表面得 色深度)测试。图l是采用1 - 7实施例的技术方案，经阳离子改性剂处理的棉织物与未经 改性剂处理的棉织物染色后，棉织物获得的表观颜色深度对比。由图l可以看出，经过阳 离子改性剂改性的棉织物用天然染料染色后，颜色深度明显浓于未经改性的棉织物。由此 可见，采用本发明提供的技术，可以使天然染料在棉织物上获得较高的上染率。由图2和 图3可知，经本工艺改性后的棉织物以天然染料染色，耐洗牢度(依据GB/T39n. 1 - l997 ) 和耐摩擦牢度(依据GB/T3920 - 1997 )均能达到3级以上。这说明本发明染色技术处理的 棉织物，其成品的染色性能具有耐洗和耐摩擦的优点。
权利要求
1.一种基于棉纤维改性的天然染料染色方法，其特征在于处理工艺步骤如下(1)用含有阳离子基团的改性剂与烧碱制备成的改性液，对棉纤维进行改性处理，其中，阳离子改性剂用量15～25克/升，烧碱用量2～8克/升，改性处理温度为60～80℃，时间为30～60分钟；(2)室温条件下，先将棉织物在15～25克/升阳离子改性剂中处理10分钟，再以1～2℃/分钟的升温速度升温至60～80℃，分次加入2～8克/升烧碱，继续处理30～60分钟；(3)将改性后的棉织物在室温条件下先于天然染料染液中染色5～20分钟，再以1～2℃/分钟的升温速度升温至70～98℃，继续染色30～90分钟；(4)水洗后完成棉纤维的天然染料染色。
2. 根据权利要求1所述的基于棉纤维改性的天然染料染色方法，其特征在于阳离 子改性剂含有阳离子基团，如含有环氧基团的胺或季铵化合物，轻曱基丙烯酰胺化合物， 含氮杂环化合物，氨基聚合物。
3. 根据权利要求1所述的基于棉纤维改性的天然染料染色方法，其特征在于天然 染料相对于织物的重量百分比浓度为X% ,即每克织物需0.0X克染料，浴比(即指布重质量: 染液质量)=1:5-1:40,染色温度70~98 'C，染色时间30-90分钟，
4. 根据权利要求3所述的基于棉纤维改性的天然染料染色方法，其特征在于天然 染料相对于织物的重量百分比浓度为X%，是依据织物颜色深浅和染料性能而定。
5. 含有阳离子基团的改性剂与烧碱制备成的改性液在棉纤维天然染料染色处理中的 应用。
全文摘要
本发明涉及棉纤维的天然染料染色方法，属于纺织染整技术领域。该方法的染色处理工艺是用含有阳离子基团的改性剂制备成改性液，先对棉纤维进行改性处理，用天然染料进行染色加工，清洗后完成棉纤维的天然染料染色。由于预先对棉纤维进行了改性处理，在棉纤维上引入阳离子基，增强棉纤维对阴离子的天然染料的结合能力，有效提高了天然染料在棉纤维上的上染率、颜色深度和染色均匀性，明显改善了染色棉织物的耐洗牢度和耐摩擦牢度。该工艺操作简便，染色均匀，具有广阔的应用前景。
文档编号D06P1/00GK101187175SQ200710032110
公开日2008年5月28日 申请日期2007年12月5日 优先权日2007年12月5日
发明者任安民, 岚 周, 周立明, 张玉高, 邵建中 申请人:广东溢达纺织有限公司;浙江理工大学