电致变色的角蛋白纤维染色方法及装置与流程

本发明涉及一种纤维染色方法，尤其是一种以天然ph敏感性色素为基础的alpha角蛋白纤维(简称角蛋白纤维，例如人发、羊毛、牦牛毛...)的电致变色染色方法，同时还涉及相应的染色装置(例如染色梳子、染色发夹、染色容器...)。

背景技术：

为了避免染料的环境危害以及应用于染发对人体的潜在伤害，近年来天然安全的色素如花青素和姜黄素受到了越来来越多的关注(参见申请号为201410307331.x、名称为《短链寡核苷酸甲醇固定花青素染色法》以及申请号为201110376414.0、名称为《采用植物色素姜黄素制备的一种天然染发剂及其染发方法》的中国专利文献)。

然而，据申请人了解，现有染色剂均存在一次只能染一种颜色的局限。

技术实现要素：

本发明的目的在于：针对上述现有技术存在的局限，提出一种电致变色的角蛋白纤维染色方法，从而使一种染色剂可以得到所需的多种色彩变色效果，同时给出相应的染色装置。

为了达到以上目的，申请人对花青素、姜黄素等天然色素进行了深入研究和试验，发现这些可以作为染料的色素不仅具有可以配成各种所需颜色的三原色，而且具有ph敏感性，即易随酸碱度的改变而相应变色。例如花青素主要以酰化结构存在，包含天竺葵色素(pg)、矢车车菊色素(cy)、飞燕草色素(dp)、芍药色素(pn)、牵牛花色素(pt)、锦葵色素(mv)等等，其天然颜色范围由红至蓝，且具有随ph值变化而变化的特性；姜黄素的主要来源为姜科植物郁金(curcumaaromaticasalisb.)块根、姜黄(c.longal.)根茎、天南星科植物菖蒲(acoruscalamusl.)根茎等，其天然色彩呈黄色。

在此研究基础上，申请人提出了本发明电致变色的角蛋白纤维染色方法基本步骤之一如下：

第一步、调剂

将花青素和姜黄素为色素的染料通过红、黄、蓝三原色中的至少两种调配，得到所需颜色的染料；并加入固色剂和电解质水溶液配成染色剂；

第二步、上色

将调好的染色剂均匀涂抹在角蛋白纤维上；

第三步、变色

在涂抹染色剂的角蛋白纤维上加载直流电极，使直流电极的阳极和阴极附近分别因电解质的电解而呈酸性和碱性，从而使染料因其ph敏感性呈现多种色彩变色效果。

本发明电致变色的角蛋白纤维染色方法基本步骤之二如下：

第一步、调剂

将花青素和姜黄素为色素的染料通过红、黄、蓝三原色中的至少两种调配，得到所需颜色的染料；并加入固色剂和电解质水溶液配成染色剂；

第二步、变色

将调好的染色剂置于容器内，加载直流电极，使直流电极的阳极和阴极附近分别因电解质的电解而呈酸性和碱性，从而使染色剂因其中染料的ph敏感性呈现多种色彩变色效果；第三步、上色

将角蛋白纤维浸入变色的染色剂中着色。

本发明电致变色的角蛋白纤维染色方法基本步骤之三如下：

第一步、调色

将花青素和姜黄素为色素、与固色剂调和后的染料通过红、黄、蓝三原色中的至少两种调配，得到所需颜色的染料；

第二步、上色

将调好的染料均匀涂抹在角蛋白纤维上；

第三步、涂液

将电解质水溶液喷涂在上色后的角蛋白纤维上；

第四步、变色

在涂抹电解质水溶液的角蛋白纤维上加载直流电极，使直流电极的阳极和阴极附近分别因电解质的电解而呈酸性和碱性，从而使角蛋白纤维上的染料因其ph敏感性呈现多种色彩变色效果。

不难看出，本发明不仅以天然色素为主要原料，可以避免对环境的危害和对人体的伤害，而且巧妙利用这些色素的ph敏感性，借助简单的电解措施，从而产生多种色彩的变色效果，使染色之后的产品更具个性化的装饰性。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为本发明实施例一的装置结构示意图。

图2为本发明实施例二的装置结构示意图。

图3为本发明实施例三的装置结构示意图。

图4为花青素和姜黄素分子式参考图。

具体实施方式

实施例一

本实施例电致变色的角蛋白纤维染色方法用于染发，具体步骤为：

第一步、调剂

将7.5克蓝色花青素和7.5克黄色姜黄素为色素的染料进行调配，得到绿色的染料，并加入固色剂和电解质水溶液配成糊状染色剂。

花青素和姜黄素以固相萃取法萃取得到，其分子式参见图4。

考虑到壳聚醣为甲壳素(几丁聚醣)在浓碱溶液中脱去乙酰基所得的衍生物，是略带淡黄色的无定形、半透明、略有珍珠光泽的固体，不溶于水、碱溶液、稀硫酸和磷酸，可溶于稀的盐酸、硝酸等无机酸以及有机酸；并且壳聚醣良好的成丝成膜性能使其能在合适的溶剂中溶解成溶液，用到涂布、喷丝工艺中，且由于酸性壳聚醣溶液可以通过氨基和羟基与alpha角蛋白紧密结合。因此，本实施例以壳聚醣的有机酸(尤其是醋酸、抗坏血酸)溶液作为固色剂，具体为使用2.5g脱乙酰度92％的壳聚糖加入10ml浓度为10％的乙酸溶液，并倒入55ml去离子水搅拌稀释制成。

电解质水溶液采用盐或柠檬酸钠的水溶液效果较好。本实施例具体采用5克盐作为电解质，与30ml水混合制成。

第二步、上色

将调好的染色剂均匀涂抹在头发上，涂抹方式与常规染发相同，用手或者用刷子涂抹均可。

第三步、变色

用图1所示的染色发夹在涂抹染色剂的头发上加载直流电极(6v-12v)，使直流电极的阳极和阴极附近分别因电解质的电解而呈酸性和碱性，从而使头发上的染料因其ph敏感性而发生色变，呈现所需的色彩变幻染发效果，约20分钟后清洗即可。

图1所示染色发夹由绝缘材料制成的成对阳极夹片1和阴极夹片2构成，阳极夹片1和阴极夹片2的一端分别具有可以扣合的弹性卡销3和卡扣4，阳极夹片1和阴极夹片2相对的表面分别嵌有电池电源供电的阴极5和阳极6。使用时，将卡销压入卡扣，使夹片夹持涂抹染色剂的头发，阴极和阳极通电后，即可使其附近的电解质电解而呈酸性或碱性，从而导致染料发生相应色变。

与现有技术相比，本实施例不仅同时避免了染色剂的水污染以及对人体的伤害，还通过染发剂的独特变色效应，使染发的装饰效果更为灵动和富有个性，采用不通形状的染色发夹可以在头发上显现出各种pattern造型，并未佩戴有嵌集成电路的染色发夹、透过手机操作控制变色图案奠定了基础。

实施例二

本实施例电致变色的角蛋白纤维染色方法用于染羊毛，具体步骤为：

第一步、调剂

将花青素和姜黄素为色素的染料通过红、黄、蓝三原色调配，得到所需颜色的染料；并加入固色剂和电解质水溶液配成染色剂；

第二步、变色

将调好的染色剂置于图2所示的染色容器内，加载直流电极，使直流电极的阳极和阴极附近分别因电解质的电解而呈酸性和碱性，从而使染色剂因其中染料的ph敏感性呈现多种色彩变色效果；

第三步、上色

将羊毛纤维浸入变色的染色剂中着色。

本实施例所使用的染色装置为图2所示的染色容器，由相互绝缘的成对阳极半盆体1”’和阴极半盆体2”对合构成，阳极半盆体1”和阴极半盆体2”的相对侧具有可以扣合的凸缘3”和卡槽4”，阳极半盆体1”和阴极半盆体2”的内表面分别嵌有电池电源供电的阴极5”和阳极6”。使用时，将染色剂倒进该容器后，开启直流电源，阴极和阳极通电后，即可使其附近的电解质电解而呈酸性或碱性，从而导致染色剂发生相应色变，使其虽酸碱度的变化而呈现不同的颜色，之后把需要染色的角蛋白纤维放入其中着色即可。

实施例三

本实施例电致变色的角蛋白纤维染色方法具体步骤与实施例一基本相同，不同之处在于所使用的染色装置为图3所示的染色梳子，该染色梳子由绝缘材料制成的成对阳极梳片1’和阴极梳片2’构成，阳极梳片1’和阴极梳片2’分别具有可以彼此扣合的阳极梳柄3’和阴极梳柄4’，阳极梳柄3’和阴极梳柄4’分别延伸出相对表面嵌有电池电源供电的阴极5’和阳极6’的梳齿。

使用时，将阳极梳片和阴极梳片扣合形成完整的梳子，通电后梳理涂抹染色剂的头发，即可梳齿电极经过处的电解质电解而呈酸性或碱性，从而导致染料发生相应色变。这样不仅具有实施例一的有益效果，而且头发色彩的变化受梳理方式影响，更具有随机性。

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。例如，根据需要，染色剂中可酌情加入香精、椰子油之类的油性或其它辅助成分。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。