本发明涉及一种草木染料的提取及染色方法，具体为一种荩草染料的提取及染色方法。
背景技术：
随着人们对自然、健康的追求，植物染料作为天然染色剂备受推崇，植物染料提取于植物中，具有良好的可降解性及与环境相容性，不会造成环境污染等危害。现有技术中，对植物染料的提取存在以下问题：一是多次高温煎煮的提取方式，二是大量使用有机溶剂配合高温煎煮的提取方式，第一种提取方式会产生较多的能源消耗且提取时间长，造成染料在提取过程中损失大；第二种提取方式由于有机溶剂耗费量大，且提取过程中对溶剂加热，会导致溶剂的挥发速度快、重复利用率低，另外，溶剂的快速挥发会对工作环境产生污染。
技术实现要素：
鉴于此，本发明提供了一种荩草染料的提取及染色方法，该染料提取方法具有提取次数少、提取时间短、萃取剂循环利用率高且对环境无污染的优点；用该提取方法获得的染料采用本发明提供的染色方法对棉麻纤维进行染色，获得的成品具有色泽均匀、染色效果好的优点。
在现有技术的基础上，本发明提供一种荩草染料的提取方法，步骤如下：
(1)将新鲜荩草洗净、沥干、粉碎，至粒径为1～3mm，加入水中，充分搅拌，新鲜荩草与水的重量比为10～20:100；优选的，新鲜荩草与水的重量比为15:100；
(2)用醋酸对步骤(1)的溶液调ph为3～6，然后分别取纤维素酶和果胶酶加入溶液中，纤维素酶的添加量为6.9～7.6u/g，果胶酶的添加量为2.7～3.7u/g，然后对溶液加热，控制溶液的温度为45～55℃，维持3.5～4.5h，获得酶解液；优选的，用醋酸调节溶液的ph至4.5，纤维素酶的添加量为7.2u/g，果胶酶的添加量为3.0u/g，溶液温度为50℃，维持4.0h；通过酶解，破坏荩草细胞的细胞壁，利于萃取剂对色素的萃取，本发明中，萃取剂采用丙酮；
(3)将酶解液抽滤，弃残渣，获得抽滤液，抽滤液用丙酮萃取三次，丙酮与抽滤液的体积比为1～1.5:1，将三次萃取获得的丙酮相合并，获得萃取液；优选的，三次萃取中，丙酮的用量相同，丙酮与抽滤液的体积比为1.2:1；
(4)将萃取液用旋转蒸发仪浓缩，浓缩过程中回收丙酮，浓缩后获得的浸膏采用冷冻干燥的方法进行干燥，干燥后获得荩草染料。
采用上述荩草染料提取方法制备的荩草染料。
上述荩草染料对棉麻纤维染色的方法，步骤如下：
(1)染液的制备：将荩草染料用水稀释，并向水中加盐，获得染液，盐与水的重量比为1～2:100；优选的，盐与水的重量比为1.5～100；
(2)棉麻纤维的预处理：①退浆：将布料放入水中浸泡4～5h，水温维持在55～65℃内，每25～35min翻动一次，使浆料充分溶解，取出，用清水冲洗布料，去掉布料上的浆料，晾干后备用；优选的，布料放入水中浸泡4.5h，水温维持60℃，每30min翻动一次；②浸泡：取黄豆和水置于豆浆机中，将黄豆打碎，黄豆与水的重量比为8～10:100，过滤后弃残渣，获得生豆浆，备用；将①晾干后的布料浸入生豆浆中，持续翻动，浸泡时间为20～25min，取出，将布料拧干扯平，晾干，备用；持续翻动既可以使布料充分且均匀的吸收生豆浆中的蛋白质，又可以防止蛋白质在布料上局部凝固，使吸收蛋白质后的布料与天然染剂能够产生良好的结合，染色更均匀；优选的，黄豆与水的重量比为9:100，布料浸入生豆浆中的浸泡时间为23min；
(3)染色：将步骤(2)获得的布料置入步骤(1)获得的染液中，对染液缓慢加热，持续翻动，将染液煮沸，煮沸后对染料进行降温，降温速率为6～8℃/min，降温时间为3～5min，保持降温后的温度，维持30min，布料与染液的重量比为1:50～60，染液的加热速率为3～5℃/min；优选的，染料的降温速率为7℃/min，降温时间为4min，布料与染液的重量比为1:55，染液的加热速率为4℃/min；
(4)成品：布料煮染之后，取出，用水清洗、晾干，即得成品。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
(1)在荩草染料提取过程中，采用酶解、萃取的方法对荩草染料进行提取，染料的提取次数少、提取时间短且安全无污染。
(2)在荩草染料提取过程中，采用丙酮对抽滤液进行萃取，获得的染料对布料进行染色，布料的染色效果好，颜色纯正。
(3)在荩草染料提取过程中，用旋转蒸发仪对萃取液浓缩，可有效回收丙酮，丙酮的重复利用可有效减少试剂浪费。
(4)在荩草染料提取过程中，无高温处理过程，具有节约能源、实验过程安全的特点。
(5)在荩草染料染色过程中，通过对棉麻纤维的预处理，使布料染色均匀，且染色效果好。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行详细说明，本发明的优点和特点将会随着描述更加清楚。但实施例仅是示范性的，并不对本发明的范围构成限制。本领域技术人员应当理解的是，在不偏离本发明的精神和范围下可以对本发明技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些均落入本发明的保护范围。
实施例1一种荩草染料的提取及染色方法
一种荩草染料的提取方法，步骤如下：
(1)将新鲜荩草洗净、沥干、粉碎，至粒径为1～3mm，加入水中，充分搅拌，新鲜荩草与水的重量比为15:100；
(2)用醋酸对步骤(1)的溶液调ph至4.5，然后分别取纤维素酶和果胶酶加入溶液中，纤维素酶的添加量为7.2u/g，果胶酶的添加量为3.0u/g，然后对溶液加热，控制溶液的温度为50℃，维持4.0h，获得酶解液；通过酶解，破坏荩草细胞的细胞壁，利于萃取剂对色素的萃取；
(3)将酶解液抽滤，弃残渣，获得抽滤液，抽滤液用丙酮萃取三次，三次萃取中，丙酮的用量相同，丙酮与抽滤液的体积比为1.2:1，将三次萃取获得的丙酮相合并，获得萃取液；
(4)将萃取液用旋转蒸发仪浓缩，浓缩过程中回收丙酮，浓缩后获得的浸膏采用冷冻干燥的方法进行干燥，干燥后获得荩草染料。
采用上述荩草染料提取方法制备的荩草染料。
上述荩草染料对棉麻纤维染色的方法，步骤如下：
(1)染液的制备：将荩草染料用水稀释，并向水中加盐，获得染液，盐与水的重量比为1.5:100；
(2)棉麻纤维的预处理：①退浆：将布料放入水中浸泡4.5h，水温维持为60℃，每30min翻动一次，使浆料充分溶解，取出，用清水冲洗布料，去掉布料上的浆料，晾干后备用；②浸泡：取黄豆和水置于豆浆机中，将黄豆打碎，黄豆与水的重量比为9:100，过滤后弃残渣，获得生豆浆，备用；将①晾干后的布料浸入生豆浆中，持续翻动，浸泡时间为23min，取出，将布料拧干扯平，晾干，备用；持续翻动既可以使布料充分且均匀的吸收生豆浆中的蛋白质，又可以防止蛋白质在布料上局部凝固，使吸收蛋白质后的布料与天然染剂能够产生良好的结合；
(3)染色：将步骤(2)获得的布料置入步骤(1)获得的染液中，对染液缓慢加热，持续翻动，将染液煮沸，煮沸后对染料进行降温，降温速率为7℃/min，降温时间为4min，保持降温后的温度，维持30min，布料与染液的重量比为1:55，染液的加热速率为4℃/min；
(4)成品：布料煮染之后，取出，用水清洗、晾干，即得成品。
实施例2一种荩草染料的提取及染色方法
一种荩草染料的提取方法，步骤如下：
(1)将新鲜荩草洗净、沥干、粉碎，至粒径为1～3mm，加入水中，充分搅拌，新鲜荩草与水的重量比为10:100；
(2)用醋酸对步骤(1)的溶液调ph至3.0，然后分别取纤维素酶和果胶酶加入溶液中，纤维素酶的添加量为6.9u/g，果胶酶的添加量为2.7u/g，然后对溶液加热，控制溶液的温度为45℃，维持3.5h，获得酶解液；
(3)将酶解液抽滤，弃残渣，获得抽滤液，抽滤液用丙酮萃取三次，三次萃取中，丙酮的用量相同，丙酮与抽滤液的体积比为1:1，将三次萃取获得的丙酮相合并，获得萃取液；
(4)将萃取液用旋转蒸发仪浓缩，浓缩过程中回收丙酮，浓缩后获得的浸膏采用冷冻干燥的方法进行干燥，干燥后获得荩草染料。
采用上述荩草染料提取方法制备的荩草染料。
上述荩草染料对棉麻纤维染色的方法，步骤如下：
(1)染液的制备：将荩草染料用水稀释，并向水中加盐，获得染液，盐与水的重量比为1:100；
(2)棉麻纤维的预处理：①退浆：将布料放入水中浸泡4h，水温维持为55℃，每25min翻动一次，使浆料充分溶解，取出，用清水冲洗布料，去掉布料上的浆料，晾干后备用；②浸泡：取黄豆和水置于豆浆机中，将黄豆打碎，黄豆与水的重量比为8:100，过滤后弃残渣，获得生豆浆，备用；将①晾干后的布料浸入生豆浆中，持续翻动，浸泡时间为20min，取出，将布料拧干扯平，晾干，备用；
(3)染色：将步骤(2)获得的布料置入步骤(1)获得的染液中，对染液缓慢加热，持续翻动，将染液煮沸，煮沸后对染料进行降温，降温速率为6℃/min，降温时间为3min，保持降温后的温度，维持30min，布料与染液的重量比为1:50，染液的加热速率为3℃/min；
(4)成品：布料煮染之后，取出，用水清洗、晾干，即得成品。
实施例3一种荩草染料的提取及染色方法
一种荩草染料的提取方法，步骤如下：
(1)将新鲜荩草洗净、沥干、粉碎，至粒径为1～3mm，加入水中，充分搅拌，新鲜荩草与水的重量比为20:100；
(2)用醋酸对步骤(1)的溶液调ph至6.0，然后分别取纤维素酶和果胶酶加入溶液中，纤维素酶的添加量为7.6u/g，果胶酶的添加量为3.7u/g，然后对溶液加热，控制溶液的温度为55℃，维持4.5h，获得酶解液；
(3)将酶解液抽滤，弃残渣，获得抽滤液，抽滤液用丙酮萃取三次，三次萃取中，丙酮的用量相同，丙酮与抽滤液的体积比为1.5:1，
(4)将萃取液用旋转蒸发仪浓缩，浓缩过程中回收丙酮，浓缩后获得的浸膏采用冷冻干燥的方法进行干燥，干燥后获得荩草染料。
采用上述荩草染料提取方法制备的荩草染料。
上述荩草染料对棉麻纤维染色的方法，步骤如下：
(1)染液的制备：将荩草染料用水稀释，并向水中加盐，获得染液，盐与水的重量比为2:100；
(2)棉麻纤维的预处理：①退浆：将布料放入水中浸泡5h，水温维持为65℃，每35min翻动一次，使浆料充分溶解，取出，用清水冲洗布料，去掉布料上的浆料，晾干后备用；②浸泡：取黄豆和水置于豆浆机中，将黄豆打碎，黄豆与水的重量比为10:100，过滤后弃残渣，获得生豆浆，备用；将①晾干后的布料浸入生豆浆中，持续翻动，浸泡时间为25min，取出，将布料拧干扯平，晾干，备用；
(3)染色：将步骤(2)获得的布料置入步骤(1)获得的染液中，对染液缓慢加热，持续翻动，将染液煮沸，煮沸后对染料进行降温，降温速率为8℃/min，降温时间为5min，保持降温后的温度，维持30min，布料与染液的重量比为1:60，染液的加热速率为5℃/min；
(4)成品：布料煮染之后，取出，用水清洗、晾干，即得成品。
对比例1一种荩草染料的提取及染色方法
采用现有技术对荩草染料提取，现有技术的提取步骤如下：
将荩草用水清洗，去除表面的沙土，然后置入釜中，加水煎煮，荩草和水的重量比为1:10，将釜中的液体煮沸，保持2h，重复三次，将三次萃取液合并，获得荩草染液。
采用上述荩草染料提取方法制备的荩草染液。
上述荩草染液对棉麻纤维染色的方法，步骤如下：
(1)布料预处理：将布料和清水放入釜中，布料和清水的重量比为1:30，煮炼1小时，煮练过程中，需对布料持续翻动；煮练后的布料需充分水洗，水洗后晾干晾干即成；
(2)染色：将布料置入染缸中，加入荩草染液，荩草染液的液面高度高于布料在染缸内的高度，染液升温，煮沸后降温，保持45min。
(3)成品：染色后去除被染物，水洗、晾干后获得成品。
通过实施例1、实施例2、实施例3可以看出，本发明提供的荩草染料提取方法对荩草进行染料提取，均有提取次数少、提取时间短、萃取剂循环利用率高且安全无污染的特点；同时，采用实施例1、实施例2和实施例3的提取方法获得的荩草染料对棉麻纤维布料进行染色，获得的成品具有色泽均匀，染色效果好的特点，其中，实施例1获得的成品颜色与染液颜色几乎相同，实施例2获得的成品颜色较染液颜色略浅，实施例3获得的成品颜色较染液颜色略深，因此，通过实施例1提供的方法对棉麻纤维布料进行染色，具有成品颜色可控性高的特点；对比例1中，采用现有技术的方法对荩草染料进行提取，用获得的染料进行棉麻纤维布料染色，成品色泽不均匀，且染色效果差。