专利名称：青核桃外果皮色素上染改性纤维素纤维织物的方法
技术领域：
本发明涉及青核桃外果皮色素上染改性纤维素纤维织物的方法，特别是天然植物染料用于纤维素纤维织物，属于纺织染整技术领域。
背景技术：
在全世界兴起绿色环保潮流的今天，纺织和服装趋向天然化，人们向往回归大自然。受到“返朴归真”和“回归自然”的服饰潮流的影响，天然染料的利用与工业化生产又成为热点。天然染料源于自然，对人体健康无害，而且与环境相容性好，不污染环境，染液是生物可降解的。采用天然染料染色纤维素纤维织物色泽自然、优雅、色调独特别致，不易重现，迎合人们追求个性化、多样化的要求，同时还可赋予织物某些特殊功能，如抗菌、消炎等保健功能。不但能美化人们的生活，赋予人们生理上和心理上的舒适感，还有利于环境保护。随着人们生活水平的提高，对环保和健康越来越重视。天然染料染色备受人们的青睐。我国植物染料资源丰富，有着悠久的植物染料染色的历史，只要合理开发，则不但可以获得可观的社会效益和经济效益，更重要的是可以保持生态平衡，改善生态环境。青核桃外果皮主要单糖组分为半乳糖、葡萄糖、阿拉伯糖、鼠李糖、果糖。国内外已经鉴定青核桃外果皮的主要成分有16种，主要是鞣质、胡桃、胡桃苷、α -氢化胡桃醌和β-氢化胡桃醌、萘茜、没食子酸、胡桃醉生物碱(CltlH6O3)U, 4-萘醌和一些色素等。另外，青核桃外果皮色素还有抗炎症、抑制细菌特别对枯草杆菌、金黄色葡萄球菌和大肠杆菌具有很好的抑制作用。因此用青核桃外果皮色素染色的织物对人体还具有一定的保健作用。纤维素纤维在纺织工业中占有重要的地位，约占全世界纤维总量的65%。纤维素纤维自然舒适，是人们喜爱的服装面料。天然纤维制品用天然植物染料染色，实现了服装面料的纯天然化，用青核桃外果皮色素上染的纤维制品对人体还具有一定的保健作用，提高了产品的附加值。符合新世纪人们对服装的要求，是开发“生态服装”和“全绿服装”纺织品的一个很好的研究途径。但目前对天然植物染料染色性能的研究主要集中在天然蛋白质纤维上，主要是由于天然纤维是极性纤维，而天然植物染料是非极性的，彼此之间结合力很小、亲和力较差，染料对纤维织物的固着率和上染率低，染后织物色泽不鲜艳，染色牢度低。但通过对纤维素纤维进行改性处理，将纤维素的离子性由阴荷性转变成阳荷性；使天然纤维和染料之间有一定的亲和力，就可以明显改善染料的固着率和上染率。如专利号为200710032110.6的中国专利公开的基于棉纤维改性的天然染料染色方法，仅局限使用在棉纤维的改性和染色方面。因此天然纤维广泛高效的应用于天然染料的染色技术又成为研究和开发的热点。参考文献[I]吕俊芳，张美丽，刘启瑞等.核桃外果皮中棕褐色色素的提取及性质测试[J].化学研究与应用，2001，13(4) =387-390[2]吕俊芳，陈小利，高桂枝等.核桃外果皮的开发利用研究(1)一不同采样点核桃外果皮中棕褐色色素的稳定性测试与比较[J].中国农学通报，2004，20 (2) 52-55
[3]吕俊芳，陈小利，高桂枝等.核桃外果皮的开发利用研究(2)—晒干、晾干、怄干的核桃外果皮中棕褐色色素的提取率与稳定性比较[J].中国农学通报，2004，20 (4)69-72[4]韩海霞，包晓玮，傅力等.核桃外果皮棕色色素的提取纯化及其稳定性研究[J].中国农学通报，2009，25 (22) :83-87[5]王海香，申照静，杜艳丽等.胡桃属植物青皮的化学成分及作用机理研究进展[J].生物质化学工程，2008，42 (I) 47-52[6]凌庆枝，袁怀波，高明慧等.安徽宁国山核桃外果皮色素的性质研究[J].食品 科学，2007，28 (10) 64-67[7]周家驹，谢桂荣，严新建.中药原植物化学成分手册[M].北京化学工业出版社，2004 45-73[8]许泽宏，谭建红，张霞，王丽，李惟一.核桃外果皮天然食用色素的提取与理化性质[J].四川师范大学学报.2006，29 (4) =487-490[9]PadmaS. Vankar, RakhiShanker, DebajitMahanta, S.C. Tiwari. Ecofriendlysonicator dyeing of cotton with Rubia cordifolia Linn, using biomordant[J]. Dyesand Pigments,2008,76 :207-212[10]ML GuIrajani,Deepti Gupta,Maulik S R. Studies on dyeing with naturaldyes[J]. Indian Jouranl of Fibre Textile,1996, (2) :69[ll]Pier Luigi, Beltrame, Antonella Castelli, et al. Dyeing of Cotton inSupercritical Carbon Dioxide[J]. Dyes and Pigments,1998,39(4) :335-340[12]A. S. Ozcan, A. A. Clifford, K. D. Bratle, et al. Dyeing of Modified CottonFibers with Disperse Dyes from Supercritical Carbon-dioxide[J]. JSDC,1998(5/6)169-173.[13]A. S. Ozcan, A. A. Clifford, K. D. Bratle, et al. Dyeing of Cotton Fibreswith Disperse Dyes from Supercritical Carbon Dioxide[J]. Dyes and Pigments,1998,36(2) :103-110.[14]柴丽琴，邵建中，周岚，徐敏.棉纤维的阳离子化改性及其在天然染料染色中的应用[J].浙江理工大学学报，2010，27 (4) :511-517，52
发明内容
本发明的目的在于提供一种工艺简单、上染率高，染色质量好，无环境污染的青核桃外果皮色素上染改性纤维素纤维织物的方法。本发明所述的青核桃外果皮色素上染改性纤维素纤维织物的方法，包括将染料，改性纤维素纤维织物和水混合后，在55 65°C下，染色50 60min的步骤，其特征在于所述的染料为青核桃外果皮色素萃取液，通过如下方法制备将青核桃外果皮与质量-体积浓度为12 20g/L的NaOH水溶液按质量比为I : 10 15混合,在55 65°C下,萃取30 40min后,过滤除洛,得到青核桃外果皮色素萃取液。上述制备方法中，为了优化技术方案，所述的织物纤维材料优选为天然植物纤维、再生纤维素纤维或半合成纤维。天然植物纤维包括棉、亚麻、苎麻、剑麻、竹纤维或椰子纤维；再生纤维素纤维包括粘胶、天丝或莫代尔；半合成纤维包括二醋酯纤维或三醋酯纤维。上述制备方法中，所述的改性纤维素纤维织物与水按质量比I : 40 50混合后，再加入核桃外果皮色素 萃取液；其中，核桃外果皮色素萃取液的加入量按每IL水中加入150 180ml计算。上述制备方法中，为了进一步的优化，染色后还包括水洗一干燥一皂洗一水洗一干燥。上述制备方法中，所述的皂化为将干燥后的染色纤维素纤维织物与水按质量比
I: 30 I : 40混合，再加入Na2CO3和中性肥皂后，在45 50°C下皂化20 25min;其中，Na2CO3的加入量按每IL水中加入O. 8 I. 2g计算，中性肥皂的加入量按每IL水中加入L 5 2. 5g计算。上述制备方法中，所述的改性纤维素纤维织物，通过如下方法制备将纤维素纤维织物与水按质量比I : 30混合，加入改性剂和NaOH后，室温下以2V /min的升温速度升温到65 75°C，反应40 60min ;其中，所述的改性剂按每IL水中加入50 60g计算；和NaOH按每IL水中加入12 18g计算；改性后处理改性后的纤维素纤维织物用热水洗40 50°C洗IOmin —冷水洗—酸洗一水洗至中性一烘干。上述制备方法中，所述的改性剂优选为氯醇基阳离子化合物；最优选的是3-氯-2-轻基二甲基硫酸铵或3-氯-2-轻基二甲基氯化铵。本发明的上述制备方法中，为了更进一步的优化，具体地，所述的方法包括如下步骤①纤维素纤维织物的改性将纤维素纤维织物与水按质量比I : 30混合，加入改性剂和NaOH后，室温下以2V /min的升温速度升温到65 75°C，反应40 60min ;其中，所述的改性剂按每IL水中加入50 60g计算；NaOH按每IL水中加入12 18g计算；改性后处理改性后的纤维素纤维织物用热水洗40 50°C洗IOmin —冷水洗一酸洗一水洗至中性一烘干；②青核桃外果皮色素萃取将青核桃外果皮与水按质量比为I : 10 15混合后，加入NaOH，在55 65°C下，萃取30 40min后，过滤除渣，得到青核桃外果皮色素萃取液；其中，所述的NaOH的加入量按每IL水中加入12 20g计算；③染色将改性纤维素纤维织物与水按质量比I : 40 50混合，加入核桃外果皮色素萃取液后，调至pH值为5 6,在55 65°C下,染色50 60min ;其中，核桃外果皮色素萃取液的加入量按每IL水中加入150 180ml计算；染色后的纤维素纤维织物水洗一干燥一皂洗将干燥后的染色改性纤维素纤维织物与水按质量比I : 30 I : 40混合，再加入Na2CO3和中性肥皂后，在45 50°C下皂化20 25min ;其中，Na2CO3的加入量按每IL水中加入O. 8 I. 2g计算，中性肥皂的加入量按每IL水中加入I. 5 2. 5g计算一水洗一干燥。制备得到的纺织品按照GB/T. 3921. 1-1997纺织品色牢度试验耐洗色牢度，GB7565-87纺织品色牢度试验棉和粘胶标准贴衬织物规格和GB6151-857纺织品色牢度试验色牢度的评定，进行织物色牢度测试分析。结果显示染后织物的耐摩擦色牢度和耐水洗色牢度均达到服用织物要求耐水洗色牢度可达到4级以上，干摩擦色牢度可达到4 5级，湿摩擦色牢度可达到4级以上。与现有技术相比，本发明突出的特点是I.米用NaOH萃取剂制备青核桃外果皮色素染液；2.染色工艺简单易行，不需媒染固色等，上染率高，染色质量好，其耐摩擦色牢度和耐水洗色牢度均达到4级以上；3.色泽自然、优雅，色调独特别致，不易重现，迎合人们追求个性化、多样化的要求；4.以青核桃外果皮为原料提取天然色素，变废为宝，成本低廉，原料来源丰富，将给核桃产地带来巨大的经济效益；5.染后织物可赋予特殊的药用功能，如能治疗皮肤瘙痒及肿痛等病症。即是生态、安全、无毒，又有保健功效的天然染料染色织物，具有工业化生产和应用的前景。
具体实施例方式下述非限制性实施例可以使本领域的普通技术人员更全面地理解本发明，但不以任何方式限制本发明。本发明所使用的中性肥皂来源于中国纺织科学研究院。实施例I改性棉织物的染色①棉织物的改性改性剂为3_氯-2-羟基三甲基氯化铵将棉织物与水按质量比I : 30混合，加入改性剂和NaOH，在室温下以2 V /min的升温速度升温至70°C，在70°C反应50min且不断搅拌；经过改性后的棉织物用热水洗45V洗IOmin —冷水洗一酸洗用质量-体积浓度为2g/LHAC水溶液洗2min —水洗至中性—烘干80°C，Ih ;其中，改性剂按每IL水中加入50g计算；NaOH按每IL水中加入15g计算；②青核桃外果皮色素的萃取萃取剂质量-体积浓度为16g/L的NaOH水溶液将青核桃外果皮粉末(粒度40目)与质量-体积浓度为16g/L的NaOH水溶液按质量比为I : 15混合,在60°C下,萃取40min后,过滤除洛,得到青核桃外果皮色素萃取液备用;③对改性棉织物的染色将改性棉织物与水按质量比I : 40混合，加入核桃外果皮色素萃取液后，调至pH值为5,在60°C下,染色50min ;其中，核桃外果皮色素萃取液的加入量按每IL水中加入160ml计算； 染色后的棉织物水洗，80°C干燥lh。皂洗将干燥后的染色棉织物与水按质量比I : 30混合，再加入Na2CO3和中性肥皂后,在50°C下皂化20min ;其中，Na2CO3的加入量按每IL水中加入Ig计算，中性肥皂的加入量按每IL水中加入2g计算。水洗后，80°C干燥lh。干燥后的棉织物为黄色，耐水洗色牢度4级，干摩擦色牢度4 5级，湿摩擦色牢度4级。实施例2改性亚麻织物的染色
①亚麻织物的改性改性剂为3_氯-2-羟基三甲基氯化铵将亚麻织物与水按质量比I : 30混合，加入改性剂和NaOH，在室温下以2V /min的升温速度升温至75°C，在75°C反应50min且不断搅拌；经过改性后的亚麻织物用热水洗45V洗IOmin —冷水洗一酸洗用质量-体积浓度为2g/LHAC水溶液洗2min —水洗至中性—烘干；其中，改性剂按每IL水中加入52g计算；NaOH按每IL水中加入17g计算；②青核桃外果皮色素的萃取萃取剂质量-体积浓度为16g/L的NaOH水溶液将青核桃外果皮粉末(粒度40目)与质量-体积浓度为16g/L的NaOH水溶液按质量比为I : 15混合,在60°C下,萃取40min后,过滤除洛,得到青核桃外果皮色素萃取液备用;③对改性亚麻织物的染色将改性亚麻织物与水按质量比I : 40混合，加入核桃外果皮色素萃取液后，调至pH值为5. 5,在65°C下,染色60min ;其中，核桃外果皮色素萃取液的加入量按每IL水中加入180ml计算；染色后的亚麻织物水洗，80°C干燥lh，皂洗将干燥后的染色亚麻织物与水按质量比I : 30混合，再加入Na2CO3和中性肥皂后，在48°C下皂化20min ;其中，Na2CO3的加入量按每IL水中加入I. 2g计算，中性肥皂的加入量按每IL水中加入I. 8g计算；水洗，80°C干燥lh。干燥后的亚麻织物为黄色，耐水洗色牢度4级，干摩擦色牢度4 5级，湿摩擦色牢度4级。实施例3改性粘胶织物的染色①粘胶织物改性改性剂为3_氯-2-羟基三甲基硫酸铵将粘胶织物与水按质量比I : 30混合，加入改性剂和NaOH，在室温下以2V /min的升温速度升温至65°C，在65°C反应55min且不断搅拌；经过改性后的粘胶织物用热水洗45V洗IOmin —冷水洗一酸洗用质量-体积浓度为2g/LHAC水溶液洗2min —水洗至中性—烘干；其中，改性剂按每IL水中加入52g计算；NaOH按每IL水中加入16g计算；②青核桃外果皮色素的萃取萃取剂质量-体积浓度为16g/L的NaOH水溶液 将青核桃外果皮粉末(粒度40目)与质量-体积浓度为16g/L的NaOH水溶液按质量比为I : 15混合,在60°C下,萃取40min后,过滤除洛,得到青核桃外果皮色素萃取液备用;③对改性粘胶织物的染色将改性粘胶织物与水按质量比I : 40混合，加入核桃外果皮色素萃取液后，调至pH值为6. O,在50°C下,染色50min ;其中，核桃外果皮色素萃取液的加入量按每IL水中加入150ml计算；染色后的纤维素纤维织物水洗，80°C干燥lh，皂洗将干燥后的染色粘胶织物与水按质量比I : 30混合，再加入Na2CO3和中性肥皂后，在45°C下皂化20min ;其中，Na2CO3的加入量按每IL水中加入I. 2g计算，中性肥皂的加入量按每IL水中加入2. Og计算；水洗，80°C干燥lh。
干燥后的粘胶织物为咖啡色，耐水洗色牢度4级，干摩擦色牢度4 5级，湿摩擦色牢度4级。
权利要求
1.一种青核桃外果皮色素上染改性纤维素纤维织物的方法，包括将染料，改性纤维素纤维织物和水混合后，在55 65°C下，染色50 60min的步骤，其特征在于所述的染料为青核桃外果皮色素萃取液，通过如下方法制备 将青核桃外果皮粉末与质量-体积浓度为12 20g/L的NaOH水溶液按质量比为I : 10 15混合,在55 65°C下,萃取30 40min后,过滤除洛,得到青核桃外果皮色素萃取液。
2.根据权利要求I所述的青核桃外果皮色素上染改性纤维素纤维织物的方法，其特征在于所述的纤维素纤维织物材料为天然植物纤维、再生纤维素纤维或半合成纤维。
3.根据权利要求I或2所述的青核桃外果皮色素上染改性纤维素纤维织物的方法，其特征在于所述的改性纤维素纤维织物与水按质量比I : 40 50混合后，再加入核桃外果皮色素萃取液；其中，核桃外果皮色素萃取液的加入量按每IL水中加入150 180ml计算。
4.根据权利要求3所述的青核桃外果皮色素上染改性纤维素纤维织物的方法，其特征在于染色后还包括水洗一干燥一皂洗一水洗一干燥。
5.根据权利要求4所述的青核桃外果皮色素上染改性纤维素纤维织物的方法，其特征在于所述的皂洗为将干燥后的染色改性纤维素纤维织物与水按质量比I : 30 I : 40混合，再加入Na2CO3和中性肥皂后，在45 50°C下皂化20 25min ;其中，Na2CO3的加入量按每IL水中加入O. 8 I. 2g计算，中性肥皂的加入量按每IL水中加入I. 5 2. 5g计算。
6.根据权利要求I或4所述的青核桃外果皮色素上染改性纤维素纤维织物的方法，其特征在于所述的改性纤维素纤维织物，通过如下方法制备 将纤维素纤维织物与水按质量比I : 30混合，加入改性剂和NaOH后，室温下以2°C/min的升温速度升温到65 75°C，反应40 60min ;其中，所述的改性剂按每IL水中加入50 60g计算；NaOH按每IL水中加入12 18g计算； 改性后处理改性后的纤维素纤维织物用热水洗40 50°C洗IOmin —冷水洗一酸洗—水洗至中性一烘干。
7.根据权利要求6所述的青核桃外果皮色素上染改性纤维素纤维织物的方法，其特征在于所述的改性剂为氯醇基阳离子化合物。
8.根据权利要求7所述的青核桃外果皮色素上染改性纤维素纤维织物的方法，其特征在于所述的改性剂为3-氯-2-羟基三甲基硫酸铵或3-氯-2-羟基三甲基氯化铵。
9.根据权利要求8所述的青核桃外果皮色素上染改性纤维素纤维织物的方法，其特征在于包括如下步骤 ①纤维素纤维织物的改性 将纤维素纤维织物与水按质量比I : 30混合，加入改性剂和NaOH后，室温下以2°C/min的升温速度升温到65 75°C，反应40 60min ;其中，所述的改性剂按每IL水中加入50 60g计算；NaOH按每IL水中加入12 18g计算； 改性后处理改性后的纤维素纤维织物用热水洗40 50°C洗IOmin —冷水洗一酸洗—水洗至中性一烘干； ②青核桃外果皮色素萃取 将青核桃外果皮与水按质量比为I : 10 15混合后，加入NaOH，在55 65°C下，萃取30 40min后，过滤除渣，得到青核桃外果皮色素萃取液；其中，所述的NaOH的加入量按每IL水中加入12 20g计算； ③染色 将改性纤维素纤维织物与水按质量比I : 40 50混合，加入核桃外果皮色素萃取液后，调至pH值为5 6,在55 65°C下,染色50 60min ;其中，核桃外果皮色素萃取液的加入量按每IL水中加入150 180ml计算； 染色后的纤维素纤维织物水洗一干燥一皂洗将干燥后的染色改性纤维素纤维织物与水按质量比I : 30 I : 40混合，再加入Na2CO3和中性肥皂后，在45 50°C下皂化20 25min ;其中，Na2CO3的加入量按每IL水中加入O. 8 I. 2g计算，中性肥皂的加入量按每IL水中加入I. 5 2. 5g计算一水洗一干燥。
全文摘要
一种青核桃外果皮色素上染改性纤维素纤维织物的方法，包括下列步骤将改性的纤维素纤维织物上染青核桃外果皮色素染萃取液；用直接染色工艺对改性纤维素纤维织物染色、水洗和干燥后，再经皂洗、水洗和干燥。本发明工艺简单易行，不需媒染固色等，上染率高，染色质量好，其耐摩擦色牢度和耐水洗色牢度均达到4级以上，无毒、无污染，成本低，经济效益和环境效益显著。
文档编号D06P1/34GK102644204SQ20121012263
公开日2012年8月22日 申请日期2012年4月24日 优先权日2012年4月24日
发明者吕丽华, 王晓, 韦晓川 申请人:大连工业大学