专利名称：一种利用丝胶提高棉织物天然染料染色性能的方法
技术领域：
本发明涉及一种利用丝胶提高棉织物天然染料染色性能的方法，属于纺织染整技术领域。
背景技术：
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。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。其中的小檗碱类天然染料来源于中药黄连，黄柏和十大功劳等的提取液，溶于热水和醇，呈黄色且稳定性好，能直接与丝和羊毛染色，所得纺织品还具有一定的广谱抗菌功能。一般天然染料对蚕丝和羊毛类蛋白质纤维的可及性较好，而棉等纤维素类纤维上的反应基团单一，对天然染料的上染性能普遍较差，可通过一些方法来改善其染色性能。如中国专利200710032110. 6采用含有阳离子基团的改性剂对棉纤维进行改性处理，提高了棉纤维对天然染料的染色性能。丝胶蛋白是一种水溶性的球状蛋白，由18种氨基酸组成(其中丝氨酸和天冬氨酸分别占33%和17% )，组成丝胶的多数氨基酸含有羟基、羧基、氨基等极性较强的侧基， 并且这些活性基团比较活泼。目前，丝胶在纺织品的后整理方面有些应用。如中国专利 20091023^47. 4采用丝胶对羊绒制品进行后整理，获得了手感优良，耐洗性好的丝胶改性羊绒制品。而本发明为提高天然染料对棉织物的上染性能，尝试以柠檬酸作为交联剂对棉布进行丝胶改性整理，在提高棉织物抗皱性能的同时，以提高小檗碱类天然染料对棉织物的上染量，未有类似报道。这对提高纺织品的附加值，拓宽纺织及中草药产品的应用领域具有十分重要的意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用丝胶提高棉织物天然染料染色性能的方法，该方法可提高棉织物天然染料染色性能。为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是一种利用丝胶提高棉织物天然染料染色性能的方法，其特征在于它包括如下步骤1)色素原液的制备取干燥的小檗碱类天然植物切碎成0. 1 IOcm的片段(对含水率没有要求)，得到片段的小檗碱类天然植物；按片段的小檗碱类天然植物与水的质量比为1 20 200，将片段的小檗碱类天然植物浸入到水中30 60min，而后煎煮两次 (温度为100°C左右)，每次煎煮时间30 120min，合并两次的去残渣的滤液，得小檗碱类的色素原液；2)粉末染料的制备将步骤1)所述的小檗碱类的色素原液先常温旋转蒸发浓缩至初始(即浓缩开始前)小檗碱类的色素原液体积的10 99%，再将浓缩后的色素原液放入冻干机的预冻室中于-80 -86°C预冻2 3h，使之完全冻结，再用冻干机真空干燥15 18h (真空度为Hbar，干燥温度为常温，是在另外的干燥室)，得到小檗碱类的粉末染料；3)棉织物的预处理配制丝胶改性液按丝胶(市售丝胶粉)、柠檬酸、次亚磷酸钠、水的配比为10 50g 0. 1 50g 0. 1 20g 1L，将丝胶、柠檬酸、次亚磷酸钠和水常温溶解混合，得到丝胶改性液；将丝胶改性液对棉织物进行预处理将棉织物按1 40的浴比浸渍在丝胶改性液中(即棉织物质量与丝胶改性液体积的比为Ig 40ml)，在40 80°C的水浴中处理30 90min，取出后在70 80°C预烘10 15min，再在150 160°C焙烘3 5min，烘燥完毕后水洗，晾干，得丝胶改性棉织物，备用；4)染色过程取小檗碱类的粉末染料加水配置成浓度为(0. 1 10)g/L的染液， 将丝胶改性棉织物按1 100浴比在70 90°C染色30 50min (即丝胶改性棉织物质量与染液体积的比为Ig 100ml)，染毕取出布样，冲洗，晾干，得到经丝胶改性的染色棉织物。所述的小檗碱类天然植物(小薜科植物)为黄连、黄柏或十大功劳叶等。所述棉织物为任何针织棉织物或机织棉织物。本发明提取小檗碱天然染料，用含有柠檬酸，次亚磷酸钠的丝胶改性液对棉织物进行预处理，再对改性棉织物进行染色处理。相比未经丝胶改性的棉织物，该方法可明显提高棉织物对小檗碱类天然染料的上染量，染色鲜艳度和染色牢度，并可提高棉织物的抗皱性能。该方法简便、有效、清洁，可提高纺织品的附加值。本发明的有益效果与传统的媒染法相比，采用丝胶改性可提高棉织物对小檗碱类天然染料的上染效果，使所染棉织物颜色更加鲜艳，在保证染色水洗牢度的基础上，避免了重金属离子的介入，且可同时获得具有一定抗皱效果的棉织物，而小檗碱的生物活性可使织物获得一定的抗菌功能。
具体实施例方式为了更好的理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容并不仅仅局限于下面的实施例。实施例1 1)色素原液的制备取干燥黄连的根茎2g切碎成0. 1 IOcm的片段，然后浸入到200mL水中，浸泡60min，而后煎煮两次(温度为100°C左右)，每次煎煮时间40min，合并两次的去残渣的滤液，得黄连色素原液；2)粉末染料的制备将IOOmL的黄连色素原液先常温旋转蒸发浓缩至50mL，将浓缩后的黄连色素原液放入程序降温到_80°C的冻干机预冻室中预冻3h，使之完全冻结，再用冻干机冷冻干燥1 (真空度为lbar，干燥温度为常温，是在另外的干燥室)，得黄连的粉末染料。3)棉织物的预处理取市售丝胶粉、柠檬酸、次亚磷酸钠，加水，常温溶解，得到丝胶改性液，其中丝胶用量为20g，柠檬酸用量为10g，次亚磷酸钠的用量为5g，水的用量为 1L。将棉织物按1 40的浴比浸渍在丝胶改性液中(棉织物的质量与丝胶改性液的体积比为Ig 40ml)，在60°C的水浴中处理60min，取出后在80°C预烘lOmin，再在150°C焙烘 5min,烘燥完毕后水洗，晾干，得丝胶改性棉织物，备用。
4)染色过程取黄连粉末染料加水配置成0. 5g/L的染液，将丝胶改性棉织物按 1 100浴比在70°C染色30min(即丝胶改性棉织物质量与染液体积的比为Ig 100ml), 染毕取出布样，冲洗，晾干，得到经丝胶改性的染色棉织物。经紫外可见光分光光度计(带积分球和色彩软件)测定，上述染色棉织物的L值为73. 2，a*值为4. 93，b*值为48. 5，K/S值为3. 8，按GB/T 3921. 1-1997测定皂洗牢度 3 4级，按GB/T 3920-1997测定摩擦牢度4 5级，按GB/T3819-1997测定折皱回复角为 150°。在相同的染色条件下，未经丝胶改性的染色棉织物的L值为75. 10，a*值为1. 50， b*值为35. 40，K/S值为1. 5，皂洗牢度2. 0级，摩擦牢度3 4级，折皱回复角为112°。两相比较，说明本发明的方法可提高棉织物天然染料染色性能。实施例2 1)色素原液的制备取干燥黄柏5g切碎成0. 1 IOcm的片段，然后浸入到IOOmL 水中，浸泡30min，而后煎煮两次(温度为100°C左右)，每次煎煮时间60min，合并两次的去残渣的滤液，得黄柏色素原液；2)粉末染料的制备将IOOmL的黄柏色素原液先常温旋转蒸发浓缩至80mL，将浓缩后的黄柏色素原液放入程序降温到_80°C的冻干机预冻室中预冻2h，使之完全冻结，再用冻干机冷冻干燥1 得黄柏的粉末染料。3)棉织物的预处理取市售丝胶粉、柠檬酸、次亚磷酸钠，加水，常温溶解，得到丝胶改性液，其中丝胶用量为30g，柠檬酸用量为10g，次亚磷酸钠的用量为10g，水的用量为 1L。将棉织物按1 40的浴比浸渍在丝胶改性液中(棉织物的质量与丝胶改性液的体积比为Ig 40ml)，在50°C的水浴中处理50min，取出后在78°C预烘lOmin，再在155°C焙烘 3min,烘燥完毕后水洗，晾干，得丝胶改性棉织物，备用。4)染色过程取黄柏粉末染料加水配置成lg/L的染液，将丝胶改性棉织物按 1 100浴比在80°C染色50min(即丝胶改性棉织物质量与染液体积的比为Ig 100ml), 染毕取出布样，冲洗，晾干，得到经丝胶改性的染色棉织物。经紫外可见光分光光度计(带积分球和色彩软件)测定，上述染色棉织物的L值为 75. 70，a* 值为 2. 40，b* 值为 43. 20，K/S 值为 3. 2，按 GB/T 3920-1997 测定皂洗牢度 3. 5 级，按GB/T 3920-1997测定摩擦牢度4. 5级，按GB/T3819-1997测定折皱回复角为165°。在相同的染色条件下，未经丝胶改性的黄柏染色棉织物的L值为75. 10，a*值为 1. 32，b*值为32. 37，K/S值为1. 2，皂洗牢度1. 5级，摩擦牢度3. 5级，折皱回复角为110°。两相比较，说明本发明的方法可提高棉织物天然染料染色性能。实施例3 1)色素原液的制备取干燥的十大功劳叶8g切碎成0. 1 IOcm的片段，然后浸入到IOOOmL水中，浸泡45min，而后煎煮两次(温度为100°C左右)，每次煎煮时间45min， 合并两次的去残渣的滤液，得十大功劳色素原液；2)粉末染料的制备将IOOmL的十大功劳色素原液先常温旋转蒸发浓缩至50mL， 将浓缩后的十大功劳色素原液放入程序降温到_85°C的冻干机预冻室中预冻2. 5h，使之完全冻结，再用冻干机冷冻干燥18h，得十大功劳的粉末染料。3)棉织物的预处理取市售丝胶粉、柠檬酸、次亚磷酸钠，加水，常温溶解，得到丝胶改性液，其中丝胶用量为15g，柠檬酸用量为20g，次亚磷酸钠的用量为15g，水的用量为 1L。将棉织物按1 40的浴比浸渍在丝胶改性液中(棉织物的质量与丝胶改性液的体积比为Ig 40ml)，在80°C的水浴中处理40min，取出后在80°C预烘15min，再在160°C焙烘 2min,烘燥完毕后水洗，晾干，得丝胶改性棉织物备用。4)染色过程取十大功劳粉末染料加水配置成lg/L的染液，将丝胶改性棉织物按 1 100浴比在85°C染色35min(即丝胶改性棉织物质量与染液体积的比为Ig 100ml), 染毕取出布样，冲洗，晾干，得到经丝胶改性的染色棉织物。经紫外可见光分光光度计(带积分球和色彩软件)测定，上述染色棉织物的L值为 76. 74，a* 值为 0. 96，b* 值为 40. 70，K/S 值为 3. 0，按 GB/T 3920-1997 测定皂洗牢度 3. 5 级，按GB/T 3920-1997测定摩擦牢度4. 5级，按GB/T3819-1997测定折皱回复角为155°。在相同的染色条件下，未经丝胶改性的染色棉织物的L值为75. 10，a*值为1. 50, b*值为32. 11，K/S值为0. 9，皂洗牢度1. 5级，摩擦牢度4. 0级，折皱回复角为116°。两相比较，说明本发明的方法可提高棉织物天然染料染色性能。实施例4 一种利用丝胶提高棉织物天然染料染色性能的方法，它包括如下步骤1)色素原液的制备取干燥的小檗碱类天然植物切碎成0. 1 IOcm的片段(对含水率没有要求)，得到片段的小檗碱类天然植物；按片段的小檗碱类天然植物与水的质量比为1 20，将片段的小檗碱类天然植物浸入到水中30min，而后煎煮两次(温度为100°C 左右)，每次煎煮时间30min，合并两次的去残渣的滤液，得小檗碱类的色素原液；所述的小檗碱类天然植物(小薜科植物)为黄连。2)粉末染料的制备将步骤1)所述的小檗碱类的色素原液先常温旋转蒸发浓缩至初始(即浓缩开始前)小檗碱类的色素原液体积的10%，再将浓缩后的色素原液放入冻干机的预冻室中于_80°C预冻池，使之完全冻结，再用冻干机真空干燥15h(真空度为 l^bar，干燥温度为常温，是在另外的干燥室)，得到小檗碱类的粉末染料；3)棉织物的预处理配制丝胶改性液按丝胶(市售丝胶粉)、柠檬酸、次亚磷酸钠、水的配比为IOg 0. Ig 0. Ig 1L，将丝胶、柠檬酸、次亚磷酸钠和水常温溶解混合， 得到丝胶改性液；将丝胶改性液对棉织物进行预处理将棉织物按1 40的浴比浸渍在丝胶改性液中(即棉织物质量与丝胶改性液体积的比为Ig 40ml)，在40°C的水浴中处理30min，取出后在70°C预烘lOmin，再在150°C焙烘3min，烘燥完毕后水洗，晾干，得丝胶改性棉织物，备用；所述棉织物为任何针织棉织物。4)染色过程取小檗碱类的粉末染料加水配置成浓度为0. lg/L的染液，将丝胶改性棉织物按1 100浴比在70°C染色30min(即丝胶改性棉织物质量与染液体积的比为 Ig 100ml)，染毕取出布样，冲洗，晾干，得到经丝胶改性的染色棉织物。经紫外可见光分光光度计(带积分球和色彩软件)测定，上述染色棉织物的L值为77. 58，a*值为5. 54，b*值为40. 22，K/S值为2. 67，按GB/T 3920-1997测定皂洗牢度 3 4级，按GB/T 3920-1997测定摩擦牢度3 4级，按GB/T3819-1997测定折皱回复角为 134°。
在相同的染色条件下，未经丝胶改性的染色棉织物的L值为79. 25，a*值为6. 50， b*值为32. 75，K/S值为1. 0，皂洗牢度2级，摩擦牢度3 4级，折皱回复角为116°。两相比较，说明本发明的方法可提高棉织物天然染料染色性能。实施例5 一种利用丝胶提高棉织物天然染料染色性能的方法，它包括如下步骤1)色素原液的制备取干燥的小檗碱类天然植物切碎成0. 1 IOcm的片段(对含水率没有要求)，得到片段的小檗碱类天然植物；按片段的小檗碱类天然植物与水的质量比为1 200，将片段的小檗碱类天然植物浸入到水中60min，而后煎煮两次(温度为100°C 左右)，每次煎煮时间120min，合并两次的去残渣的滤液，得小檗碱类的色素原液；所述的小檗碱类天然植物(小薜科植物)为黄柏。2)粉末染料的制备将步骤1)所述的小檗碱类的色素原液先常温旋转蒸发浓缩至初始(即浓缩开始前)小檗碱类的色素原液体积的99%，再将浓缩后的色素原液放入冻干机的预冻室中于-86°C预冻池，使之完全冻结，再用冻干机真空干燥18h(真空度为 l^bar，干燥温度为常温，是在另外的干燥室)，得到小檗碱类的粉末染料；3)棉织物的预处理配制丝胶改性液按丝胶(市售丝胶粉)、柠檬酸、次亚磷酸钠、水的配比为50g 50g 20g 1L，将丝胶、柠檬酸、次亚磷酸钠和水常温溶解混合，得到丝胶改性液；将丝胶改性液对棉织物进行预处理将棉织物按1 40的浴比浸渍在丝胶改性液中(即棉织物质量与丝胶改性液体积的比为Ig 40ml)，在80°C的水浴中处理90min，取出后在80°C预烘15min，再在160°C焙烘5min，烘燥完毕后水洗，晾干，得丝胶改性棉织物，备用； 所述棉织物为任何机织棉织物。4)染色过程取小檗碱类的粉末染料加水配置成浓度为10g/L的染液，将丝胶改性棉织物按ι 100浴比在90°C染色50min(即丝胶改性棉织物质量与染液体积的比为 Ig 100ml)，染毕取出布样，冲洗，晾干，得到经丝胶改性的染色棉织物。经紫外可见光分光光度计(带积分球和色彩软件)测定，上述染色棉织物的L值为69. 72，a*值为0. 35，b*值为46. 52，K/S值为4. 0，按GB/T 3920-1997测定皂洗牢度3 级，按GB/T3920-1997测定摩擦牢度3 4级，按GB/T3819-1997测定折皱回复角为169°。在相同的染色条件下，未经丝胶改性的染色棉织物的L值为72. 31，a*值为1. 25， b*值为35. 24，K/S值为1. 3，皂洗牢度2级，摩擦牢度3 4级，折皱回复角为112°。两相比较，说明本发明的方法可提高棉织物天然染料染色性能。
权利要求
1.一种利用丝胶提高棉织物天然染料染色性能的方法，其特征在于它包括如下步骤1)色素原液的制备取干燥的小檗碱类天然植物切碎成0.1 IOcm的片段，得到片段的小檗碱类天然植物；按片段的小檗碱类天然植物与水的质量比为1 20 200，将片段的小檗碱类天然植物浸入到水中30 60min，而后煎煮两次(温度为100°C左右)，每次煎煮时间30 120min，合并两次的去残渣的滤液，得小檗碱类的色素原液；2)粉末染料的制备将步骤1)所述的小檗碱类的色素原液先常温旋转蒸发浓缩至初始小檗碱类的色素原液体积的10 99%，再将浓缩后的色素原液放入冻干机的预冻室中于-80 -86°C预冻2 3h，使之完全冻结，再用冻干机真空干燥15 18h，得到小檗碱类的粉末染料；3)棉织物的预处理配制丝胶改性液按丝胶、柠檬酸、次亚磷酸钠、水的配比为10 50g 0. 1 50g 0. 1 20g 1L，将丝胶、柠檬酸、次亚磷酸钠和水常温溶解混合，得到丝胶改性液；将丝胶改性液对棉织物进行预处理将棉织物按1 40的浴比浸渍在丝胶改性液中， 在40 80°C的水浴中处理30 90min，取出后在70 80°C预烘10 15min，再在150 160°C焙烘3 5min，烘燥完毕后水洗，晾干，得丝胶改性棉织物，备用；4)染色过程取小檗碱类的粉末染料加水配置成浓度为(0.1 10)g/L的染液，将丝胶改性棉织物按1 100浴比在70 90°C染色30 50min，染毕取出布样，冲洗，晾干，得到经丝胶改性的染色棉织物。
2.根据权利要求1所述的一种利用丝胶提高棉织物天然染料染色性能的方法，其特征在于，所述的小檗碱类天然植物为黄连、黄柏或十大功劳叶。
3.根据权利要求1所述的一种利用丝胶提高棉织物天然染料染色性能的方法，其特征在于，所述棉织物为任何针织棉织物或机织棉织物。
4.根据权利要求1所述的一种利用丝胶提高棉织物天然染料染色性能的方法，其特征在于，步骤2)所述的真空干燥的真空度为Hbar，干燥温度为常温。
全文摘要
本发明涉及一种利用丝胶提高棉织物天然染料染色性能的方法。一种利用丝胶提高棉织物天然染料染色性能的方法，其特征在于它包括如下步骤1)色素原液的制备取干燥的小檗碱类天然植物切碎成片段，按片段的小檗碱类天然植物与水的质量比为1∶20～200，浸入到水中30～60min，而后煎煮两次，每次煎煮时间30～120min，合并两次的去残渣的滤液，得小檗碱类的色素原液；2)粉末染料的制备；3)棉织物的预处理配制丝胶改性液按丝胶、柠檬酸、次亚磷酸钠、水的配比为10～50g∶0.1～50g∶0.1～20g∶1L，将丝胶、柠檬酸、次亚磷酸钠和水常温溶解混合，得到丝胶改性液；4)染色，得到经丝胶改性的染色棉织物。该方法可提高棉织物天然染料染色性能。
文档编号D06P1/34GK102561057SQ20121003504
公开日2012年7月11日 申请日期2012年2月16日 优先权日2012年2月16日
发明者于伟东, 吴济宏, 柯贵珍, 石先军, 蔡光明 申请人:武汉纺织大学